Microrreactores fiables: moldeando la innovación química del mañana

Cómo un fabricante líder de microrreactores está abrazando el desafío de empoderar a los químicos del mundo

La tecnología de microrreacción se ha desarrollado en una herramienta emocionante para uso en producción industrial moderna, ingeniería química e ingeniería de procesos en todo el mundo. Su uso está creciendo en una variedad de industrias, incluyendo farmacéutica, producción química industrial, alimentos y ciencias de la vida, y mucho más.

Ehrfeld Mikrotechnik, un proveedor alemán líder de sistemas de microrreactores de alta calidad que juegan un papel clave en aplicaciones de química de flujo, está a la vanguardia del desarrollo de tecnología de microrreactores. Ahora que la tecnología de microrreactores ha madurado, se espera que los reactores de Ehrfeld operen en entornos industriales a escala de producción sin compromiso.

¿Cómo enfrenta Ehrfeld Mikrotechnik tal desafío? Nos sentamos con el Dr. Rafael Kuwertz, gerente de proyecto en Ehrfeld Mikrotechnik, para descubrir cómo entregan alta confiabilidad para sus clientes con la ayuda de profesionales de sistemas de fluidos en Swagelok Frankfurt.

Punto de Referencia Swagelok (SRP): ¡Gracias por acompañarnos hoy, Dr. Kuwertz! ¿Puede comenzar contándonos un poco sobre algunas de las aplicaciones que Ehrfeld aborda con sus productos?

Dr. Rafael Kuwertz: Es un placer. Ehrfeld ofrece un Sistema Modular de Microrreacción (MMRS) único correspondiente a las operaciones unitarias en un proceso industrial típico. Nuestros módulos usan un concepto de escalado integrado que ayuda a transferir fácilmente la escala de procesos de producción química industrial.

La mayoría de nuestros clientes internacionales están involucrados en las industrias químicas de especialidad y farmacéutica, y nuestros reactores pueden usarse en una gama de procesos exigentes. La industria farmacéutica está especialmente interesada en el intercambio de calor altamente eficiente y mezcla rápida de nuestra tecnología, que resultan en resultados definidos y reproducibles, control de proceso simplificado y retrasos minimizados. Para la industria química, nuestra tecnología de microrreactores ayuda con reacciones importantes que a menudo son difíciles de manejar —cosas como reacciones de peróxido, etoxilaciones, hidrataciones, ozonólisis y más. Pero también tenemos proyectos con empresas de alimentos y ciencias de la vida donde trabajamos con helado, yogur, crema para la piel o productos para el cuidado del cabello.

Nuestro equipo a menudo instala el MMRS en los sitios de nuestros clientes. Aquí enfrentamos el desafío de integrar nuestro sistema de microrreactores en muchas infraestructuras diferentes —necesitamos conexiones que sean adaptables para cada situación. Para superar esos desafíos, hemos trabajado con Swagelok Frankfurt durante los últimos diez años.

SRP: Eso suena desafiante de hecho. ¿Cómo ha tomado forma su relación con Swagelok?

Dr. Kuwertz: Mi experiencia personal con Swagelok data de mi trabajo de máster y doctorado, donde mis compañeros estudiantes y yo ensamblamos todas nuestras configuraciones experimentales usando componentes Swagelok. En nuestro trabajo con productos Swagelok hoy, he encontrado que virtualmente no hay conexión que no pueda hacerse con racores de tubo Swagelok. Esto siempre ha sido una gran ventaja, especialmente cuando necesita conectar varios instrumentos, sensores y reactores de manera confiable y profesional.

Este tipo de estandarización sigue siendo inmensamente útil en nuestro trabajo diario durante las instalaciones de clientes. Además, podemos asegurar altos estándares de seguridad y calidad de proceso necesarios para nuestras instalaciones de prueba que tratan con gases tóxicos e inflamables y temperaturas superiores a 300 °C. Esperamos que estas condiciones crezcan solo más desafiantes a medida que nuestra firma continúe innovando.

SRP: La tecnología de microrreacción puede ayudar con una amplia variedad de procesos diferentes. ¿En qué tipos de aplicaciones están trabajando regularmente, y cuáles son algunos de los desafíos que comúnmente encuentran?

Dr. Kuwertz: Los desafíos que enfrentamos incluyen persuadir a los clientes a invertir tiempo y dinero en esta nueva tecnología de microrreactores, realizar virtualmente todo tipo de química en nuestro sistema de reactores, y cumplir con las expectativas de los clientes. Por ejemplo, parte de mi trabajo es concebir y ensamblar plantas de prueba adaptadas a los requisitos del cliente y en el menor tiempo posible.

Swagelok nos ayuda a hacer eso. Nuestro trabajo incluye combinar instrumentos externos, sensores o equipos analíticos con el sistema de microrreactores Ehrfeld y hacer conexiones tanto fluidas como eléctricas. Para procesos que involucran tanto gases como líquidos, los componentes Swagelok son especialmente beneficiosos. La mayoría de las aplicaciones funcionan a altas presiones (hasta 100 bar) y altas temperaturas (hasta 250 °C) —la seguridad, calidad y confiabilidad son particularmente importantes aquí.

Acero inoxidable de alta calidad, y en algunos casos aleaciones más exóticas, a menudo son una necesidad para prevenir problemas de corrosión. Por ejemplo, cuando se trabaja con ozonólisis de compuestos orgánicos olefínicos, que hemos realizado con éxito varias veces, los componentes Hastelloy® C nos ayudaron a evitar cualquier preocupación de corrosión.

SRP: Sus reactores son muy flexibles. ¿Por qué es tan importante la modularidad para ustedes?

Dr. Kuwertz: Estamos convencidos de que esta modularidad es la clave de nuestro éxito porque puede adaptar rápidamente y fácilmente el sistema al proceso. Imagine una síntesis de múltiples pasos que puede dividir en operaciones separadas y optimizar cada una por turnos. Luego termina con una reacción perfectamente optimizada, que puede transferirse a escala de producción usando nuestro enfoque de escalado integrado. Podemos monitorear los parámetros del proceso en nuestro sistema modular integrando sensores y actuadores estándar.

La integración también es sencilla para módulos recién desarrollados o modificados. Todos nuestros componentes pueden desmontarse individualmente, y la limpieza es muy fácil. Cada conexión en nuestro sistema de microrreactores usa componentes estándar Swagelok, ayudándonos a asegurar que podemos integrar nuestro sistema con las diferentes infraestructuras presentes en los sitios de nuestros clientes.

SRP: ¿Qué depara el futuro para Ehrfeld?

Dr. Kuwertz: Esperamos seguir desarrollando nuestra tecnología y avanzar en mercados nuevos y en expansión como China, India y Rusia, lo que esperamos hacer con la ayuda de Swagelok. Establecimos una subsidiaria en Shanghái para apoyar el mercado chino, por ejemplo, donde las empresas están motivadas para establecer nuevas plantas de producción que cumplan con estrictos requisitos de seguridad y huellas pequeñas.

Muchos de nuestros clientes alrededor del mundo están familiarizados con los componentes Swagelok. Por lo tanto, la configuración de nuestras plantas se vuelve más eficiente —incluso cuando solo está en contacto por teléfono o videollamadas, como hemos estado durante la pandemia. Sin embargo, esperamos poder visitar personalmente a nuestros clientes nuevamente muy pronto, con nuestro sistema y una caja de herramientas llena de racores Swagelok.

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¿Interesado en aprender más sobre cómo los componentes Swagelok pueden formar conexiones confiables en sus aplicaciones? Nuestros especialistas en sistemas de fluidos están felices de ayudar. Póngase en contacto con su centro de ventas y servicio local de Swagelok para iniciar una conversación.