Technologie microchimique dans le contexte d'un grand modèle de production chimique

Réponse rapide : Les enzymes et les ingrédients de transformation alimentaire sont généralement sélectionnés selon l'adéquation du substrat, la plage de pH et de température, la dose, et si la spécification d'utilisation finale est acceptable pour le processus cible. Le choix commercial le plus solide est celui qui est performant de manière constante dans les conditions de traitement réelles.

À l'heure actuelle, la production chimique selon le mode de la "grande chimie" présente de nombreux problèmes, tels que des équipements énormes, une consommation d'énergie élevée, une forte pollution, le gaspillage des ressources, une faible efficacité, etc. La manière de résoudre efficacement ces problèmes est devenue un défi que l'industrie chimique doit relever. En tant que nouveau type de technologie chimique, le système microchimique peut renforcer le processus de réaction, réduire la consommation d'énergie et de matériaux du processus, et améliorer l'efficacité et la sécurité de la production, d'où son utilisation généralisée.

L'amélioration de la technologie de l'information représentée par les ordinateurs et le développement des systèmes microélectromécaniques (MEMS) ont fait pénétrer le concept de "miniaturisation" dans tous les domaines de la vie et du travail de l'homme. La production chimique est passée par deux grandes étapes de développement, la traditionnelle "opération unitaire" et "trois passes et une marche arrière", et le champ de la recherche avancée s'étend progressivement au domaine de la micro-échelle.

Expérimentation - Petit essai - Type moyen - Production chimique

 

La technologie microchimique implique un microréacteur, un micromélangeur, un microséparateur, un microéchangeur de chaleur, etc., au cours duquel le fluide est microfluide.

 

Système microchimique : processus chimique réalisé dans un espace confiné de l'ordre du micromètre ou du sous-millimètre, dont le cœur est constitué de composants microstructurés qui améliorent le mélange et le transfert en réduisant l'échelle de dispersion du système, améliorant ainsi la contrôlabilité et l'efficacité du processus. La mise à l'échelle technique des microréacteurs consiste essentiellement en une augmentation du nombre d'unités (numérotation), c'est-à-dire des connexions parallèles multiples, plutôt qu'en une mise à l'échelle du réacteur (mise à l'échelle).

 

Les microréacteurs ne sont pas petits en raison de leur taille, mais en raison de leurs canaux d'écoulement étroits, de leur vitesse d'écoulement élevée, de l'intensité du mélange et de l'amélioration du transfert de masse et de chaleur.

 

Par rapport aux équipements chimiques traditionnels, les équipements microchimiques présentent les avantages suivants : taux de transfert élevé, facilité d'amplification directe, sécurité élevée, facilité de contrôle, etc. Il peut réaliser la production continue et hautement intégrée, décentralisée et flexible du processus chimique. Il peut améliorer considérablement l'efficacité de l'utilisation des ressources et de l'énergie dans le processus de réaction, et réaliser l'intensification, la miniaturisation et l'écologisation du processus chimique.

 

Risque faible

De nombreuses réactions dans l'industrie chimique sont des processus fortement exothermiques, il y a un risque d'explosion, l'utilisation de la technologie des microréactions peut améliorer l'efficacité du processus, améliorer la sécurité du processus. Par exemple, la sécurité des réactions d'hydrogénation et d'oxydation dans la production de peroxyde d'hydrogène est l'aspect le plus important pour déterminer la sécurité du processus.

 

 

Efficacité et rapidité élevées

Le rendement de la réaction d'amidation dans le procédé au toluène est passé de 82% à plus de 95%, et la consommation d'acide sulfurique fumant pour la réaction de réarrangement de Beckman dans le procédé au benzène a été réduite de 30%.

 

 

Production industrielle

 

Unité de production de micro-réacteurs de carbonate de calcium nanométrique de 50 000 tonnes/an

 

Caractéristiques : faible investissement, faible consommation d'énergie ; petite taille des particules, distribution étroite et bonne répétabilité du produit ; facile à contrôler le processus de production.

Compte à rebours ! Modernisation des technologies et des équipements de transformation continue et automatisée [Participation + Visite

Le micro-système de source d'hydrogène utilisé dans la pile à combustible à membrane échangeuse de protons de classe kilowatt développée par l'Institut de technologie chimique de Dalian présente les avantages d'un démarrage rapide, d'une faible teneur en monoxyde de carbone, d'une puissance spécifique élevée, etc. Le système de micro-mélange de 10 000 tonnes utilisé pour le mélange liquide-liquide à l'Institut a considérablement réduit le temps de synthèse du dinitrochlorobenzène en utilisant la capacité de transfert de chaleur et de masse très efficace du microréacteur.

 

Le Joint State Key Laboratory of Chemical Engineering de l'université de Tsinghua a développé avec succès un dispositif industriel pour la préparation de nanoparticules de carbonate de calcium monodispersées avec un réacteur à microstructure dispersée à membrane de 10 000 tonnes, en s'appuyant sur la technologie de l'émulsification à membrane.

 

Dans les systèmes chimiques à micro-échelle, les forces visqueuses, les forces élastiques, la tension superficielle, les forces électrostatiques, etc. ont toutes un impact significatif sur le système à ce moment-là, et de nombreuses lois macroscopiques peuvent ne plus s'appliquer. Par conséquent, les effets de surface et d'interface à l'échelle micro, la mesure, l'analyse et le contrôle des microprocessus et d'autres recherches fondamentales sont particulièrement importants. La théorie traditionnelle des "trois passes et une inverse" doit être révisée, complétée et innovée, et le statu quo de la production chimique changera également !

Une liste de contrôle de sourcing pratique pour les ingrédients enzymatiques, biotechnologiques et alimentaires

Dans les projets d'enzymes et de transformation alimentaire, le cadre décisionnel le plus utile est généralement l'adaptation de l'application plus la stabilité du processus : quel ingrédient se comporte dans les conditions de pH, de température, de temps et de substrat prévues sans créer de problème de qualité ou de conformité en aval.

• Définir d'abord la cible de traitement : saveur, hydrolyse, texture, fermentation, nettoyage et applications de bioprocédés nécessitent souvent des profils d'activité très différents.
• Vérifier la fenêtre d'exploitation réelle : Le pH, la température, le temps de séjour et le type de substrat importent souvent plus qu'une affirmation produit phare.
• Vérifier la cohérence et l'impact en aval : Le dosage, l'influence sensorielle, la filtration et le comportement de conservation peuvent tous affecter la valeur commerciale finale.
• Utiliser la validation par le pilote : Les petits tests de production révèlent généralement les différences les plus utiles en matière d'activité, d'efficacité et d'adéquation des processus.

Références de produits recommandées

• Longzyme Lipase: Une référence de produit directe pour les discussions sur les aliments, le nettoyage ou les bioprocédés liés aux lipases.
• Longzyme Bêta-Amylase: Une référence pratique sur les enzymes lorsqu'une activité de conversion de l'amidon et de transformation alimentaire est examinée.
• Longzyme Glucoamylase Composée: Une référence enzymatique utile lorsque les performances de saccharification ou de processus apparentés sont importantes.
• Extrait de levure: Un ingrédient de référence pratique lorsque des applications de saveur, de fermentation ou de soutien nutritionnel sont impliquées.

FAQ pour les acheteurs et les formulateurs

Pourquoi une enzyme à haute activité n'est-elle pas automatiquement le meilleur choix commercial ?
Parce que la meilleure enzyme est celle qui fonctionne de manière fiable dans les conditions réelles du procédé et donne le résultat en aval souhaité sans créer de nouveaux problèmes.

Les ingrédients alimentaires et biotechnologiques doivent-ils être sélectionnés uniquement à partir des fiches techniques ?
Il est généralement plus sûr d'associer la revue des spécifications à un test pilote ou d'application, car les substrats réels et les fenêtres de processus peuvent modifier considérablement le résultat.

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Composé Glucoamylase	9032-08-0
Pullulanase	9075-68-7
Xylanase	37278-89-0
Cellulase	9012-54-8
Naringinase	9068-31-9
β-Amylase	9000-91-3
Glucose oxydase	9001-37-0
alpha-amylase	9000-90-2
Pectinase	9032-75-1
Peroxydase	9003-99-0
Lipase	9001-62-1
Catalase	9001-05-2
TANNASE	9025-71-2
Elastase	39445-21-1
Uréase	9002-13-5
DEXTRANASE	9025-70-1
L-Lactique déshydrogénase	9001-60-9
Déshydrogénase malate	9001-64-3
Cholestérol oxydase	9028-76-6