Des microréacteurs fiables dessinent l’avenir de la chimie

Comment Ehrfeld Mikrotechnik arrive à fabriquer des microréacteurs d’une fiabilité totale

Partout dans le monde, les microréacteurs sont devenus un outil prometteur dans les domaines de la production industrielle, du génie chimique et du génie des procédés. Leur usage s’étend à de nombreux secteurs – industrie pharmaceutique, production de produits chimiques industriels, secteur de l’alimentation et des sciences de la vie, et bien d’autres.

Ehrfeld Mikrotechnik, l’un des principaux fabricants allemands de microréacteurs – dont le rôle est essentiel dans de nombreuses applications en chimie des écoulements –, est à la pointe dans le développement de cette technologie. Maintenant que la technologie des microréacteurs est arrivée à maturité, les réacteurs d’Ehrfeld devraient être utilisés pour produire à grande échelle dans des environnements industriels.

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Comment l’entreprise Ehrfeld Mikrotechnik relève-t-elle ce défi ? Nous nous sommes entretenus avec Rafael Kuwertz, chef de projet chez Ehrfeld Mikrotechnik, pour découvrir comment l’entreprise parvient à fournir des microréacteurs d’une grande fiabilité à ses clients avec l’aide des spécialistes des systèmes fluides de Swagelok Francfort.

Point de repère Swagelok (PRS) : M. Kuwertz, merci d’être avec nous aujourd’hui ! Pouvez-vous commencer par nous en dire un peu plus sur les applications dans les lesquelles les produits d’Ehrfeld sont utilisés ?

Rafael Kuwertz : Avec plaisir. Ehrfeld propose un système de microréaction modulaire (SMRM) unique en son genre, qui reprend les opérations d’un procédé industriel typique. Nos modules sont conçus dès le départ pour faciliter leur utilisation dans des processus de production chimique de grande ampleur.

La majorité de nos clients internationaux travaillent dans des secteurs spécialisés de la chimie et de la pharmacie. Or, nos réacteurs peuvent être utilisés dans de nombreux procédés de fabrication exigeants propres à ces secteurs. Ce qui intéresse particulièrement nos clients de l’industrie pharmaceutique dans nos réacteurs, c’est la grande efficacité des échangeurs de chaleur et la rapidité des mélangeurs. Cela leur permet d’obtenir des résultats prédéfinis et reproductibles, en plus de faciliter le contrôle des procédés de fabrication et de réduire les délais au minimum. Dans l’industrie chimique, notre technologie facilite des procédés qui impliquent des réactions cruciales et souvent difficiles à gérer – réactions avec des peroxydes, éthoxylations, hydratations, ozonolyse, et d’autres. Mais nous menons également des projets avec des entreprises du secteur de l’alimentation et des sciences de la vie. Dans ce cas, le produit peut être de la crème glacée, du yaourt, une crème pour la peau ou des produits de soins capillaires.

Notre équipe installe souvent elle-même le SMRM sur les sites de nos clients. Nous sommes alors confrontés à la difficulté que pose l’intégration de notre système dans des infrastructures toujours différentes. C’est là que nous avons besoin de raccords adaptés à chaque situation. Pour remédier au problème, nous travaillons avec Swagelok Francfort depuis dix ans.

« Il n’existe pratiquement aucun raccordement impossible à réaliser avec des raccords pour tubes Swagelok. »

PRS : Cela semble difficile en effet. Comment en êtes-vous venu à travailler avec Swagelok ?

R. Kuwertz : Mon expérience personnelle avec Swagelok remonte à mon travail de maîtrise et de doctorat. Dans le groupe d’étudiants dont je faisais partie, nous utilisions des composants Swagelok pour mettre au point toutes nos expériences. Aujourd’hui, j’ai constaté qu’il n’existait pratiquement aucun raccordement impossible à réaliser avec des raccords pour tubes Swagelok. Cela a toujours été un grand avantage, en particulier lorsque vous devez raccorder toutes sortes d’instruments, des capteurs et des réacteurs d’une manière professionnelle.

Cette standardisation est extrêmement utile dans notre travail quotidien lorsque nous installons des réacteurs chez des clients. Par ailleurs, nous pouvons garantir la sécurité et la qualité des process utilisés dans nos installations d’essai qui nécessitent des gaz toxiques et inflammables et dont les températures dépassent les 300°C. Nous nous attendons à ce que ces conditions deviennent encore plus difficiles à mesure que notre entreprise continuera d’innover.

PRS : La technologie des microréacteurs peut être utile dans un grand nombre de procédés de fabrication. Quelles sont les applications sur lesquelles vous travaillez régulièrement, et quelles sont les difficultés que vous rencontrez le plus souvent ?

R. Kuwertz : Ces difficultés sont de plusieurs ordres. D’abord, il est difficile de convaincre des clients d’investir du temps et de l’argent dans cette nouvelle technologie. Ensuite, nous devons faire en sorte que nos réacteurs puissent être utilisés pour quasiment n’importe quel procédé chimique. Enfin, il nous faut répondre aux attentes des clients. Par exemple, une partie de mon travail consiste à concevoir et à assembler des bancs d’essai adaptés aux exigences du client et dans les délais les plus courts possible.

« Des aciers inoxydables de grande qualité, et dans certains cas des alliages plus exotiques, sont souvent nécessaires pour prévenir les problèmes de corrosion. »

Swagelok nous aide dans cette tâche. Notre travail nécessite d’associer au système Ehrfeld des instruments, des capteurs ou du matériel d’analyse, et de raccorder l’ensemble, tant pour ce qui est des fluides que des raccordements électriques. Pour les process qui mettent en œuvre à la fois des gaz et des liquides, les composants Swagelok sont particulièrement intéressants. La plupart des applications fonctionnent à des pressions et à des températures élevées (jusqu’à 100 bar et 250°C). La sécurité, la qualité et la fiabilité sont donc ici d’une importante cruciale.

Des aciers inoxydables de haute qualité, et dans certains cas des alliages plus exotiques, sont souvent nécessaires pour prévenir les problèmes de corrosion. Par exemple, lorsque nous travaillons sur l’ozonolyse de composés organiques oléfiniques, ce qui nous est arrivé plusieurs fois, des composants en Hastelloy^® C nous aident à éviter tout problème de corrosion.

« Comme chaque raccordement est réalisé avec des composants Swagelok standard, nous pouvons intégrer facilement notre système dans différentes infrastructures. »

PRS : Vos réacteurs sont très polyvalents. Pourquoi la modularité est-elle si importante à vos yeux ?

R. Kuwertz : Nous sommes convaincus que cette modularité est la clé de notre réussite, car c’est ce qui nous permet d’adapter rapidement et facilement le système au procédé de fabrication d’un client. Imaginez un procédé comportant plusieurs phases dont chacune peut être séparée et optimisée. Vous vous retrouvez alors avec une réaction optimale, qui peut alors passer au stade de la production grâce à notre approche intégrée de mise en œuvre à grande échelle. Nous pouvons surveiller les paramètres du process dans notre système modulaire en y intégrant des capteurs et des actionneurs standard.

L’intégration de modules aussi est simple, qu’il s’agisse de nouveaux modules ou de modules modifiés. Tous nos composants peuvent être démontés séparément et le nettoyage est également très facile. Comme chaque raccordement dans notre système est réalisé avec des composants Swagelok standard, nous pouvons l’intégrer facilement dans différentes infrastructures présentes sur les sites de nos clients.

PRS : Comment voyez-vous l’avenir d’Ehrfeld ?

R. Kuwertz : Nous avons hâte de développer encore davantage notre technologie et de nous implanter sur des marchés nouveaux ou expansion comme la Chine, l’Inde ou la Russie, ce que nous prévoyons de faire avec l’aide de Swagelok. Nous avons notamment installé une filiale à Shanghai pour renforcer notre position en Chine, où des entreprises sont intéressées par l’idée de créer de nouvelles usines de production qui demandent moins d’espace et répondent à des exigences de sécurité strictes.

Beaucoup de nos clients dans le monde entier connaissent les composants Swagelok. Cela facilite l’installation de nos systèmes, même lorsqu’il faut communiquer par téléphone ou par vidéoconférence, ce que nous faisons depuis le début de la pandémie. Cela étant, nous espérons pouvoir rendre visite personnellement à nos clients très bientôt, avec notre système et une boîte à outils pleine de raccords Swagelok.

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Vous souhaitez en savoir plus sur la fiabilité de raccordements réalisés avec des raccords Swagelok dans vos applications ? Nos spécialistes des systèmes fluides se feront un plaisir de vous renseigner. Prenez contact dès aujourd’hui avec votre point de vente et centre de services agréé Swagelok.

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