Mikro und Module Dreamteam Mikro und Module

Redakteur: Anke Geipel-Kern

Können Mikro-/Millireaktoren einen Beitrag zur modularen Anlage leisten? PROCESS hat Dr.-Ing. Joachim Heck, Geschäftsführer der Ehrfeld Mikrotechnik BTS gefragt. Sind Sie skeptisch? Lassen Sie sich von seinen Antworten überzeugen, dass Mikro und Module ein Dreamteam bilden können.

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(Bild: Ehrfeld, Fotolia [M]-Anetzberger)

Die Mikroreaktionstechnik wird als Enabler-Technik oft im gleichen Atemzug mit modularem Anlagenbau genannt. Doch in wieweit können Mikro- oder Millireaktoren die Anforderungen an modulare Apparate speziell in Containeranlagen erfüllen? Sie können, betont Dr.-Ing. Joachim Heck, Geschäftsführer der Ehrfeld Mikrotechnik BTS, und verweist auf Mikro-/Millireaktoren aus dem Produktportfolio von Ehrfeld.

„Modularität erlaubt in vorher festgelegten Grenzen Flexibilität im Hinblick auf die Produktionskapazität“, sagt er. Denn Spezialchemikalienhersteller stehen vor einem Dilemma: Sie beliefern schnelllebige Märkte wie z.B. die Elektronikbranche mit kleinen Mengen, die schnell am Markt verfügbar sein müssen. Andererseits braucht die Entwicklung von Chemikalien und Produktionsverfahren Zeit, was ein entsprechend hohes Marktrisiko in der Zeit zwischen Produktentwicklung und Produktionsstart nach sich zieht. Flexible Kleinanlagen auf Basis standardisierter Module bis hin zum Containermodul werden hier als Lösung diskutiert und es gibt bereits vielversprechende Ansätze, die in Projekten wie F3-Factory oder Copiride erprobt werden.

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An Apparatetypen, die innerhalb dieser modularen Anlagenkonzepte zum Einsatz kommen, werden allerdings spezielle Anforderungen gestellt, die verfahrenstechnisch nicht gerade trivial sind: Es geht um die zeiteffiziente Skalierung von Stoff-, Wärme- und Impulstransportphänomenen. Die Module dürfen sich gegenseitig nicht beeinflussen, daher muss z.B. der Wärmetransport entkoppelt werden. Außerdem braucht man neue Katalysatoren und ein optimiertes Strömungsregime.

Sollen modulare Apparate in Containeranlagen eingesetzt werden, liegt die Messlatte noch höher. Bedingungen, die erfüllt werden müssen sind:

  • kompakte Bauweise und hohe spezifische Leistung;
  • die Nutzung relativ großer Oberflächen-/Volumenverhältnisse (Wandeffekte) zur Prozessintensivierung, z.B. bezüglich Vermischung, Dispergierung und Wärmeübertragungsleistung;
  • Robustheit im Hinblick auf Verunreinigungen, Schwankungen des Betriebspunktes, Produktqualität, mechanische Beanspruchungen, Reparaturanfälligkeit/Wartungsfreundlichkeit und Sicherheit;
  • für die zeiteffiziente Skalierbarkeit benötigt man eine Toolbox für den Scale-up.

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