Il reattore in acciaio stampato 3D trasforma lo scarto di Teflon in un utile blocco sintetico
I ricercatori del consorzio CC FLOW di Graz, in Austria, hanno sviluppato un reattore personalizzato a flusso stampato in 3d in acciaio inossidabile che è in grado di trasformare un rifiuto di Teflon dannoso per l’ambiente in un blocco di costruzione sintetico.
Il progetto di ricerca, guidato da Oliver Kappe, professore all’Università di Graz e direttore scientifico di CC FLOW, è stato recentemente pubblicato sulla rivista Reaction Chemistry & Engineering.
Il reattore di flusso stampato in 3D è un sistema scalabile che è in grado di eseguire una “reazione rapida di difluorometilazione” con nitrile laccato2. In breve, il reattore è stato sviluppato per trasformare la fluoroforma – un prodotto di scarto creato dalla produzione di fluoropolimeri come Teflon, nonché un gas serra nocivo – in un edificio di base sintetico.
In termini più semplici, il processo abilitato dal reattore su misura stampato in 3D potrebbe aiutare a ridurre gli sprechi e l’inquinamento dalla produzione di Teflon e ad adattarlo ai processi di sintesi organica.
Il reattore di flusso stesso è stato stampato in 3D in acciaio inossidabile utilizzando la tecnologia di fusione laser selettiva (SLM). L’azienda Anton Paar Gmbh di Graz e gli esperti del Research Center Pharmaceutical Engineering GmbH (RCPE) erano responsabili della produzione del reattore.
Il teflon è un materiale comunemente usato nelle pentole antiaderenti.
Come spiega Kappe, “Con l’emergere di laser ad alta potenza per la produzione additiva, tali dispositivi di flusso possono ora essere stampati da una varietà di metalli da SLM. Questi materiali forniscono la conduttività termica e la stabilità chimica, meccanica e termica spesso richiesta per applicazioni nella sintesi organica e nella produzione farmaceutica. ”
Il reattore di flusso 3D scalabile è costituito da un numero di canali a zig-zag in cui è possibile inserire nBuLi (come sostanza di base), fluoroformio (come reagente) e una soluzione di spegnimento. La struttura del canale curvata e piegata del reattore è stata progettata specificamente per “una rapida reazione di difluorometilazione” tra nBuLi e fluoroformio.
Come riporta Kappe, la struttura ha effettivamente migliorato la miscelazione avvativa mediante “stiramento e piegatura del flusso”. Nei test, il reattore in acciaio stampato in 3D ha dimostrato la sua capacità di produrre la sostanza sintetica desiderata con “purezza eccellente” dopo meno di due minuti di tempo di reazione in una temperatura di 65 ° C.
“Ci aspettiamo che la produzione additiva e le relative tecnologie di produzione digitale diretta, in combinazione con la reazione chimica computazionale e la simulazione fluidodinamica, svolgeranno un ruolo fondamentale nella progettazione di microreattori a flusso continuo di nuova generazione”, ha aggiunto Kappe.
Attualmente, CC FLOW sta continuando a lavorare sui reattori stampati in 3D e sta persino esplorando le potenzialità delle ceramiche ad alte prestazioni sul campo attraverso una partnership con Lithoz , un’azienda austriaca di stampa 3D in ceramica.
