Améliorer la durabilité des laboratoires avec des solvants verts

Les laboratoires de recherche sont des environnements complexes et il n’est pas toujours clair ce qui peut être fait pour améliorer la durabilité. Jusqu’à présent, l’essentiel du débat sur la durabilité s’est concentré sur l’efficacité énergétique des instruments et équipements, tels que les sorbonnes et les congélateurs cryogéniques. Bien que cela soit important, cela signifie que des éléments tels que la sélection des produits chimiques et des solvants sont négligés.Ici, Paul Vanden Branden, directeur de SciMed, exposant à Lab Innovations 2023 et membre du conseil consultatif du salon, discute des moyens par lesquels les laboratoires peuvent mettre à jour les méthodes expérimentales et la sélection des solvants pour être plus durables sans nuire aux résultats.

Le changement climatique est sans doute le problème le plus urgent de notre époque, et de nombreux scientifiques avertissent que si des progrès significatifs ne sont pas réalisés vers une société plus durable, les dommages causés à la planète deviendront irréversibles. Le gouvernement britannique s'est engagé dans la législation à atteindre zéro émission nette de carbone d'ici 2050, mais il est peu probable que cela se produise à moins de changements substantiels dans les secteurs industriels tels que l'industrie des laboratoires.

Le rapport de développement durable de l'University College London pour 2021 indique qu'environ la moitié des émissions de l'université provenaient de ses laboratoires. Les conclusions de ce rapport, et d’autres similaires, indiquent que les laboratoires doivent faire davantage. En fin de compte, cela signifie que l’industrie des laboratoires aura un impact significatif sur la probabilité d’atteindre l’objectif de zéro émission nette d’ici 2050. Par conséquent, les laboratoires doivent résoudre des problèmes tels que la consommation d’énergie ainsi que la sélection des produits chimiques et des solvants.

Passer aux solvants verts

Les solvants organiques, tels que l'hexane, sont couramment utilisés dans divers processus chimiques, tels que les séparations et les extractions, mais sont très nocifs pour l'environnement. Par conséquent, un objectif clé pour l’industrie des laboratoires est de réduire leur utilisation en faveur d’alternatives aux solvants verts.

L'hexane est largement utilisé pour extraire les contaminants pétroliers de l'eau et du sol à des fins d'analyse et pour extraire les huiles comestibles des graines et des légumes en raison de son efficacité dans ces expériences, qui ne pouvait traditionnellement pas être égalée par des alternatives. Cependant, les systèmes au CO2 supercritique permettent désormais d’obtenir des résultats comparables sans utiliser de produit chimique aussi nocif.

Par exemple, le CO2 liquide supercritique est ininflammable, non toxique, non nocif pour l’environnement, facile à préparer et ne contribue pas au réchauffement climatique car le CO2 de tout processus est recyclé dans le système. L'extraction par fluide supercritique (SFE) est un domaine d'intérêt croissant et le CO2 est le fluide supercritique le plus couramment utilisé dans les procédures SFE en remplacement de l'utilisation traditionnelle de l'hexane.

Le SFE est réalisé en pompant du CO2 supercritique à travers un lit fixe de substrat où le CO2 circule à travers le substrat et dissout les composants solubles jusqu'à leur épuisement. Le solvant chargé passe ensuite à travers un séparateur où les composants solubles sont précipités en ajustant la température et la pression avant que le CO2 ne soit condensé et recirculé.

En contrôlant la densité des fluides CO2 supercritiques, ils peuvent reproduire les performances de divers solvants organiques dont les polarités vont du n-pentane, à la densité la plus faible, à la pyridine, à la densité la plus élevée. Cette fonctionnalité permet d’effectuer des procédures d’extraction, de purification et de fractionnement sélectives.

Ce n’est qu’un exemple parmi tant d’autres de la manière dont l’industrie des laboratoires peut améliorer la sélection des produits chimiques et des solvants lors des expérimentations afin d’améliorer la durabilité sans avoir d’impact négatif sur les résultats. Lors du Lab Innovations de cette année, les visiteurs pourront découvrir plusieurs de ces méthodes et discuter avec les plus grands experts du secteur sur la manière dont ils peuvent améliorer la durabilité dans leurs laboratoires.

Le laboratoire durable reviendra à Lab Innovations en 2023, animé par Andy Evans, directeur de Green Light Laboratories, et offrira un aperçu des façons dont les laboratoires peuvent devenir plus durables et partagera des études de cas basées sur des données. En outre, le salon accueillera à nouveau le parcours de durabilité, une nouveauté de Lab Innovations en 2022, pour offrir aux visiteurs une visite guidée de certains des principaux exposants ayant un impact positif sur la durabilité des laboratoires.