Die europäische Chemiefabrik der Zukunft entsteht im Invite-Forschungszentrum in Leverkusen

Invite und F3-Factory Die europäische Chemiefabrik der Zukunft entsteht im Invite-Forschungszentrum in Leverkusen

22.09.2011Redakteur: Marion Henig

Ortsbesuch in Leverkusen: Neben Batch- und Konti-Produktion ist im Chempark der Grundstein gelegt für einen dritten revolutionären Produktionsweg der Prozessindustrie. Die europäische Branche zieht hier an einem Strang, um beim Wettstreit um die Technologieführerschaft auch weiterhin die Nase vorne zu haben. Eine erste Demoanlage ist im hierfür eröffneten Zentrum Invite bereits aufgebaut.

Anbieter zum Thema

Haus der Technik e.V.

L.B. Bohle Maschinen und Verfahren GmbH

Weiss Technik GmbH

Invite GmbH

Bayer AG

mehr weniger

Außenaufnahme der Invite-Forschungseinrichtung. Es steht auf der Werksgrenze zu Bayer und verbindet dadurch die Infrastruktur von Bayer mit allen beteiligten Partnern. (M.Henig/PROCESS)

Leverkusen – Invite, F³-Factory, Co₂rrect, Mobidik: Diese Akronyme sind so viel mehr als nur nette Wortspielereien mit Schlüsselbegriffen wie beispielsweise Innovationen, Visionen, Technologien (Invite) oder den englischen Begriffen Fast, Flexible, Futur (F³). Die Begriffe haben eine Kernbotschaft gemeinsam: Um die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Chemie weiter zu steigern, sind innovative Denkansätze und werksübergreifende Kooperationen gefragt. Ein solches offenes Umfeld ist im Chempark Leverkusen entstanden. Das 1500 Quadratmeter große Forschungszentrum Invite beheimatet nicht nur die Mitarbeiter der gleichnamigen Forschungskooperative zwischen Bayer Technology Services (BTS) und der TU Dortmund nach dem Modell der Public Private Partnership. Hier geben sich Vertreter der chemischen und pharmazeutischen Industrie Europas und führender Forschungseinrichtungen die Hand: Arkema, AstraZeneca, BASF, Evonik, Rhodia,... die Liste ist lang. Sie alle sind gekommen, zur feierlichen Eröffnung der Räumlichkeiten und zu zweieinhalb Tagen Dialog über den Stand des F³-Projekts.

"Heute werden wir Zeuge eines großen Innovationsschrittes in Richtung nachhaltiger Chemie. Damit wird für viele, die hier sitzen, ein Traum wahr." BTS-Geschäftsführer Dr. Dirk Van Meirvenne greift in seiner Begrüßungsrede die Stimmung auf, die in den modernen Räumen und nicht zuletzt in den Gesichtern der über 100 geladenen Gästen aus Industrie, Politik und Wissenschaft sichtbar wird.

Energieeinsparungen und Nachhaltigkeit im Mittelpunkt

Energieeinsparungen und Nachhaltigkeit sind die Themen, die im Mittelpunkt der Forschung bei Invite stehen, und zwar in Form von flexiblen und effizienten Produktionseinheiten im Baukastenprinzip. 25 Projektpartner wollen im Rahmen des von BTS koordinierten Forschungsprojekts F³-Factory dieses Produktionskonzept erarbeiten und testen, ob es sich neben Batch- und Konti-Produktion in Europa etablieren könnte.

Die Idee: Modulare Standard-Apparate werden in Containern zusammengefasst, die wiederum zu kompletten Anlagen hintereinander geschaltet werden können (process.de berichtete). Bei Invite soll die technische Machbarkeit bewiesen werden. Ein erste Vertreter dieser "Fabrik der Zukunft" ist bereits in der Halle aufgebaut: Ein Container zur Synthese eines neuen Krebswirkstoffes von Bayer. Im Container sind zwei der fünf nötigen Prozessschritte untergebracht. Er soll im ersten Quartal 2012 in den Testbetrieb gehen. Parallel entsteht ein zweiter Container, der die anderen drei Prozessschritte enthält und die Anlage in den kommenden Monaten komplettieren soll. Das Gespann wird auf eine Produktionskapazität von 2 bis 15 Tonnen pro Jahr ausgelegt, damit wird im Größenverhältnis der späteren Produktion getestet.

Technische Anforderungen an die Container

Das modulare Konzept verfolgt den Anspruch, dass jeder einzelne Container autark arbeitet. So stehen die Projektpartner in der Umsetzung vor neuen Problemen. Der Container enthält beispielsweise ein eigenes Leitsystem, das in der Ex-Zone funktionieren muss. "Diesen Anwendungsfall gab es bisher nicht, manche Bauteile wie Frequenzumrichter gibt es einfach nicht in Ex-Ausführung", beschreibt Lars Frye, der den Bau der Demonstrationsanlage als Projektleiter betreut. Für dieses Problem hat BTS druckfest gekapselte Boxen entwickelt. Eine andere Herausforderung ist der vorgegebene Platz in den Containern. "Eine zentrale Fragestellung ist, wie wir die nötige Technik möglichst platzsparend anordnen können", präzisiert Frye. Zwar werde in der Regel mit Standard-Produkten gearbeitet, Behälter seien jedoch in Sonderausführung verbaut.

Von Erfahrungen wie diesen werden die Kooperationspartner profitieren können, der eigentliche Prozess bleibt jedoch Eigentum des jeweiligen Unternehmens. So wird sichergestellt, dass die einzelnen Partner sich nicht in die Quere kommen und jeder sein spezifisches Know-How schützt. Im Falle der Wirkstoffproduktion in F³-Bauweise ist besonders die drohende Prozessverunreinigung von Stufe zu Stufe zu verhindern. "Das ist alles andere als trivial", so Gerhard Braun, der bei Bayer Pharma die Abteilung Process Research & Development leitet. Braun hofft, dass mit den Containern auch moderne Online-Messtechnik und moderne Analysemethoden Einzug halten werden in die Pharma-Produktion. Die nachchemische Kontrolle könnte hierdurch entfallen.

Wenn sich für den Wirkstoff und dessen Produktion alles wie gehofft positiv entwickelt, könnte es 2016 in den Markt eingeführt werden. Die Ausbeute soll dann auch in der Containerbauweise 75 Prozent erreichen und vergleichbar sein mit der Ausbeute über eine Batch-Produktion. Eingesetzt werden hierfür prozessintensivierte Reaktoren, die mit kleineren Volumina punkten sowie Hochenergie-Mischer aus der Mikroverfahrenstechnik.

Beschleunigte Entwicklungszeit

Doch bis es soweit ist, wird bei Invite zunächst getestet werden, ob und in welchem Ausmaß Energie und Ressourcen durch das neuartige Produktionsverfahren eingespart werden können. Das ist die zentrale Fragestellung des mit EU-Fördergeldern unterstützten 30-Millionen-Euro-Projektes. Ein dritter, nicht zu vernachlässigender Vorteil ist die beschleunigte Entwicklungszeit, die sich die beteiligten Firmen erhoffen. "Die Vision ist, zu 50 Prozent der Kosten produzieren zu können und zu 50 Prozent der Zeit mit neuen Produkten auf den Markt zu kommen", bringt Dr. Thomas Bieringer, Geschäftsführer bei Invite, die Ziele des Projektes im PROCESS-FlipView-Interview auf den Punkt:

weiter zum FlipView "Invite und F3-Factory - Dr. Thomas Bieringer beschreibt die Chemiefabrik der Zukunft.

Ergänzendes zum Thema

Architektur des Invite-Forschungszentrums

Die Grundsteinlegung für das vom Bund und dem Land NRW mit fünf Millionen Euro aus dem Konjunkturpaket II geförderte Forschungsgebäude erfolgte im Jahr 2010. Insgesamt wurden 6,5 Millionen in das Projekt von Bayer, der TU Dortmund und dem Land investiert. Im Mittelpunkt des Invite-Forschungszentrums steht die 300 Quadratmeter große Halle auf dem Werksgelände des Chemparks Leverkusen, in der die Zukunft der europäischen Chemieproduktion getestet werden soll. Sie bietet momentan sechs Produktionscontainern Platz, ist flexibel erweiterbar und erfüllt alle Kriterien der Ex-Schutz-Klasse 1. An die Halle angeschlossen ist ein 45 Quadratmeter großes Labor.

Über eine Schleuse direkt im Gebäude verlässt man das Werksgelände und befindet sich im öffentlich zugänglichen Bereich. Hier sind in offener Bürostruktur Arbeitsplätze eingerichtet. Anfang 2012 soll die Mannschaft der Invite GmbH komplett sein, mehr als 20 akademische Mitarbeiter sind eingeplant. Öffentlich zugänglich sind auch ein Präsentationsraum, der über große Fenster einen direkten Blick in die Halle eröffnet, und ein Hörsaal. "Damit deckt das Gebäude drei Funktionen ab: den Forschungsbereich, Büroarbeitsplätze und Weiterbildung", betont Architekt Stefan Brinker, der den anwesenden Gästen im Hörsaal die Besonderheiten des Neubaus erklärt. Stolz ist er auf den eingehaltenen Umweltstandard des Bayer-Konzerns. Als "Eco Commercial Building" liegt es im Energieverbrauch 30 Prozent unter den gesetzlichen Standards, sowohl im Bereich Dämmung, als auch bei der Gebäudetechnik.

Weitere Forschungsprojekte bei Invite

Neben F³ gibt es bereits zwei weitere branchenübergreifende Forschungsprojekte unter dem Dach von Invite: Chemie und Energieindustrie wollen in der Forschungsinitiative CO₂rrect die CO₂-Verwertung mit regenerativen Energien koppeln. Eine zentrale Rolle dabei spielen Wasserstoff und die Entwicklung neuer Elektrolyseanlagen (process.de berichtete). Daneben beschäftigen sich Forscher im Projekt Mobidik mit neuen, ebenfalls modularen Herstellmethoden für die Biotechnologie.

(ID:29384660)