Nous suivre Industrie Techno

abonné

Analyse

Produire en flux continu grâce aux méso-réacteurs

Alicia Aloisi

Sujets relatifs :

, ,
Soyez le premier à réagir

Soyez le premier à réagir

Produire en flux continu grâce aux méso-réacteurs

Les méso-réacteurs permettent même aux plus petites productions chimiques et pharmaceutiques de passer du batch au continu. À la clé : des procédés plus sûrs et moins énergivores.

Les procédés en continu ne sont plus l’apanage de l’industrie pétrochimique et ses gros volumes. Depuis quelques années, de nouveaux équipements appelés méso-réacteurs permettent à des industries travaillant traditionnellement avec des procédés « batch » (par lots), comme la pharmacie et la chimie fine, de passer aux procédés continus. Avec à la clé, un coût de production plus faible et une sécurité améliorée.

Un procédé batch consiste à mélanger des réactifs dans une cuve et à agiter jusqu’à ce que la réaction chimique soit terminée. Dans un procédé continu, le réacteur est composé d’un ensemble de tuyaux dans lesquels les produits chimiques circulent et sont mélangés grâce à l’écoulement. Ils sont conçus pour que la réaction chimique soit terminée lorsque les produits sortent du réacteur.

On parle de méso-réacteur (aussi appelés milli-réacteurs) lorsque le diamètre des tuyaux est de l’ordre du millimètre. La capacité de production dépend du réacteur et peut aller de quelques tonnes à plusieurs milliers de tonnes par an.

De plus en plus de sociétés s'équipent

« Depuis un an ou deux, de plus en plus de sociétés s’équipent en méso-réacteurs », explique Laurent Pichon, le président de la Maison européenne des procédés innovants (Mepi), association créée à Toulouse en 2007 afin de sécuriser les procédés chimiques. Offrant un ratio surface-volume plus important qu’une cuve, un méso-réacteur améliore les échanges thermiques, ce qui évite des surchauffes ou l’apparition de points chauds qui favoriseraient les réactions secondaires.

Ainsi, les méso-réacteurs autorisent l’utilisation de réactifs dangereux, comme le difluor (F2) un gaz corrosif, toxique, proscrit dans les technologies traditionnelles batch. Les industriels lui préfèrent généralement l’acide fluorhydrique (HF), moins dangereux, pour les réactions de fluoration (ajout d’un atome de fluor sur une molécule). Selon la Mepi, il est possible de produire 200 g/h d’une molécule fluorée par F2 dans un méso-réacteur industriel.

Le plus courant : réacteur statique à plaques

Cette expérimentation a été effectuée dans un réacteur statique à plaques, le type de méso-réacteur le plus courant. Des canaux sont gravés sur des plaques, ce qui permet de former des tuyaux lorsqu’elles sont assemblées entre elles. Entre les plaques circule un fluide caloporteur, assurant un très bon échange thermique. Les réacteurs à plaques sont plus utilisés que les réacteurs tubulaires – constitués d’un assemblage de tuyaux –, car ils sont notamment très modulables.

Cet avantage est considérable dans le cas d’un produit au marché fluctuant. Marc Winter, ingénieur d’application chez Corning, un équipementier spécialisé dans les réacteurs à plaques pour ses méso-réacteurs, explique : « On peut facilement ajouter, enlever ou même insérer des plaques au milieu du réacteur avec des entrées supplémentaires pour des réactions multi-étapes. L’équipement peut être réutilisé ou réadapté très facilement pour des productions complètement différentes. »

Modularité et sur-mesure

Medichem, une entreprise pharmaceutique espagnole, travaille, par campagnes, sur un seul réacteur pour produire trois molécules différentes selon trois procédés. Pour Sébastien Elgue, chercheur au Centre de ressources technologiques en génie des procédés à Toulouse, « ce qui est très intéressant avec la modularité des méso-réacteurs, c’est de pouvoir mélanger des équipements pour en créer un sur mesure ».

Sur le marché des réacteurs à plaques, plusieurs matériaux sont disponibles : le verre, le métal et le carbure de silicium. D’un point de vue chimique, le verre est inerte. Des réacteurs en verre supportent donc des produits corrosifs ou très réactifs. Ils sont aussi transparents. Une nécessité pour les réactions photochimiques, où la lumière catalyse la réaction. De plus, avoir accès visuellement à la couleur ou à la qualité du mélange du milieu réactionnel est utile pour les chimistes lors des phases de développement.

Le verre pour un suivi par caméra

Marc Winter (Corning) raconte que certains clients veulent suivre des réactions par caméra. « Lors d’une nitration [ajout d’un groupement NO2 sur une molécule, ndlr], qui est une réaction très sensible, l’emballement est caractérisé par un changement de couleur et l’apparition de bulles de gaz. Et cela avant même qu’un appareil de mesure, type capteur de pression, puisse le détecter. » Le problème[…]

Pour lire la totalité de cet article, ABONNEZ-VOUS

Déjà abonné ?

Mot de passe perdu

Pas encore abonné ?

vous lisez un article d'Industries & Technologies N°1031

Découvrir les articles de ce numéro Consultez les archives 2020 d'Industries & Technologies

Bienvenue !

Vous êtes désormais inscrits. Vous recevrez prochainement notre newsletter hebdomadaire Industrie & Technologies

Nous vous recommandons

Une hétérostructure semi-conductrice pour améliorer les piles à combustible en céramique

Une hétérostructure semi-conductrice pour améliorer les piles à combustible en céramique

Des chercheurs affiliés à plusieurs universités et instituts chinois ont trouvé un moyen pour diminuer la[…]

Comment McPhy veut industrialiser l’électrolyse alcaline pour produire de l'hydrogène décarboné à coût réduit

Comment McPhy veut industrialiser l’électrolyse alcaline pour produire de l'hydrogène décarboné à coût réduit

Modélisation moléculaire et code ultra rapide : Qubit pharmaceuticals met la physique quantique au service des labos pharma

Modélisation moléculaire et code ultra rapide : Qubit pharmaceuticals met la physique quantique au service des labos pharma

Pour bien commencer la semaine, la recette de Norsk e-fuel pour décarboner l’aviation

Pour bien commencer la semaine, la recette de Norsk e-fuel pour décarboner l’aviation

Plus d'articles