L'upscaling ou scale-up est un terme emprunté à l'anglais (to scale up = grandir, élargir), utilisé pour désigner, en génie chimique, la pratique de mise à l'échelle des procédés de production établi. L'objectif est la construction d'une unité de production technique permettant finalement de fabriquer les mêmes produits que lors de la première production, mais dans des marges nettement plus importantes. La traduction allemande correcte est „ Maßstabsübertragung “. Cependant, cette désignation est désormais presque entièrement remplacée par le terme anglais.
Souvent, le développement de produits et de procédés en chimie a encore lieu dans des béchers. Les connaissances ainsi acquises ne peuvent toutefois pas être transposées directement à la production. Pour cela, il est plutôt nécessaire de trouver des technologies appropriées et de réaliser des calculs de mise à l'échelle (scale-up) ainsi que des études de faisabilité.
Ces facteurs d'influence peuvent avoir des effets très différents à petite échelle par rapport à la grande échelle. Par exemple, la chaleur de réaction, en particulier dans le cas de processus endothermiques ou exothermiques, pose des exigences très diverses sur l'équipement lors du changement d'échelle ; ainsi, le comportement de régulation des pompes peut changer en interaction avec la périphérie. Les temps de chauffage et de refroidissement, quant à eux, ne sont souvent déterminés que très approximativement lors de la première production. Si cela n'est pas pris en compte lors de la mise à l'échelle (scale-up), la production chimique ultérieure peut être caractérisée par une expansion des temps de chauffage ou de refroidissement, ce qui entraîne une explosion du temps de production total.
À cela s'ajoute que l'utilisation d'équipements de laboratoire conventionnels tels que les homogénéisateurs à tige ou les agitateurs à hélice ne permet pas de tirer des conclusions sur les temps d'homogénéisation requis dans le processus de production ultérieur. Par conséquent, la qualité des produits peut varier considérablement entre le développement et la production. Pour obtenir certaines propriétés du produit telles que la texture ou la viscosité, de nombreux processus font appel à des substances épaississantes à faible densité apparente. Celles-ci posent souvent des problèmes aux développeurs dès le stade du laboratoire, car elles entraînent fréquemment un forte formation de poussière ou la formation de grumeaux. Il peut en résulter, dans la production à grande échelle, non seulement des inconvénients qualitatifs et liés à la sécurité, mais aussi des temps d'agitation extrêmement longs.
Seulement par le biais d'adaptations de processus globales dans le cadre d'un scale-ups systématiques on peut s'assurer que le passage à l'échelle se déroule sans encombre et permet finalement d'obtenir, à l'échelle de la production, les mêmes résultats qu'auparavant en laboratoire ou en production pilote. Le passage à l'échelle compte ainsi parmi les tâches d'ingénierie les plus importantes traitées par le génie chimique.
Lors de la phase de passage à l'échelle supérieure (scale-up), tous les paramètres techniques sont régulièrement ajustés et optimisés jusqu'à ce que tout soit parfait. Pour ce faire, des essais sur modèle sont d'abord réalisés dans un appareil de laboratoire réduit à l'échelle, permettant de déterminer des paramètres dits adimensionnels tels que le nombre de Reynolds, le nombre de Froude ou le nombre d'Euler, pour lesquels les dimensions géométriques n'interviennent pas. À l'aide de ces indicateurs, il est possible de réaliser des installations de production pilote de plus grande taille, qui permettent une fabrication de prototypes proche de la réalité et, dans certains cas, déjà la première production de petites séries.
Avez-vous développé un processus prometteur en laboratoire que vous souhaitez tester à plus grande échelle ? Ou planifiez-vous une expansion de production pour laquelle vos installations actuelles sont trop petites ? Vous pouvez alors bénéficier de notre compétence en matière de mise à l'échelle. Qu'il s'agisse d'une entreprise de production ou d'un fabricant de prototypes, nous vous soutenons avec notre savoir-faire dans le domaine de la Planification de la capacité de production et le changement d'échelle de la plus petite échelle à l'échelle de la tonne.
Nous vous accompagnons avec compétence et savoir-faire – grâce à nos scientifiques titulaires d'un doctorat et à notre propre laboratoire de recherche – dans toutes les adaptations et optimisations de processus nécessaires à une mise à l'échelle en chimie, en particulier pour l'adaptation de vos formulations existantes. Forts de paramètres de processus connus, de spécifications de produits définies et d'étapes de fabrication coordonnées, nous vous épaulons lors du passage à l'échelle supérieure, vous faisant ainsi économiser du temps et de l'argent.
L'optimisation d'échelle (upscaling) est une phase critique en chimie sur la voie menant de la production en laboratoire ou pilote à la fabrication en série à part entière. Le passage de la petite à la grande échelle est un immense défi qui requiert des compétences approfondies dans des domaines tels que la planification de la capacité de production, la chimie technique, le génie des procédés et le génie de la réaction chimique. Parallèlement, les exigences sont élevées en matière de sécurité d'exploitation, de rentabilité, de protection de l'environnement et d'une production durable et économe en ressources.
Forts de notre vaste expérience pratique, nous possédons les compétences et le savoir-faire nécessaires pour vous aider dans cette démarche importante. De même, notre entreprise à Leipzig peut vous accompagner si la planification de la capacité de production révèle que les installations existantes sont trop petites pour répondre aux exigences futures et doivent être agrandies. À cet égard, nous ne laissons rien au hasard.
Au besoin, nous nous voyons dans le cadre d'une recherche sous contrat afin de déterminer les caractéristiques que doit présenter le produit final que vous souhaitez, ou examinons de très près les formules existantes. Si nécessaire, nous développons différentes approches de solutions, y compris les prototypes correspondants, les testons avec vous et continuons à optimiser le tout jusqu'à ce que vous soyez satisfait.
Dans notre travail, nous attachons la plus grande importance à Discrétion et confiance. Tout commence par un premier entretien gratuit, au cours duquel vous esquissez les grandes lignes du projet prévu et où les principales questions sont clarifiées. L'étape suivante consiste en des déclarations d'intention et de confidentialité. Ce n'est qu'après cela que l'on procède à la rédaction du contrat.
C'est avec grand plaisir que nous vous informerons lors d'un entretien personnel de nos vastes possibilités en matière de Mise à l'échelle en chimie. Contactez-nous dès aujourd'hui pour fixer un rendez-vous et profitez de notre savoir-faire d'expert.
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