Dreamteam Mikro und Module

Anbieter zum Thema

All das leisten mikro- bzw. millistrukturierte Apparate mit Kanaldurchmesser zwischen 10 bis 2000 µm, für die nach Erfahrung von Heck vor allem die hohe spezifische Leistung spricht, die kurzen aber dabei intensiven Mischzeiten, hohe Wärmeübertragungsleistungen, die dank der Wandeffekte besonders effektive Phasendispergierung und die inhärente Sicherheit.

Je nach konstruktiver Gestaltung der Kanäle gibt es unterschiedliche Mischertypen: Kaskaden-, Ventil-, Multilaminationsmischer oder T-Mischer, die strukturbedingt für bestimmte Einsatzbereiche besonders gut oder eben weniger gut geeignet sind. Das zeigt das Beispiel Multilaminationsmischer, deren feine Kanäle durch Feststoffe oder polymere Nebenprodukte leicht verstopfen, dafür aber ideal für ein- oder mehrphasige Flüssig-Flüssig-Reaktionen sind.

Wer Fällungsreaktionen durchführen will, sollte mit Ventilmischern arbeiten, die ebenso wie Kaskadenmischer, weniger empfindlich für Verblockungen sind. Der Trick des Ventilmischers ist die radiale Zuströmung, die von einer Mantelströmung umhüllt wird und daher für definierte Bedingungen bei Fällungsaufgaben sorgt. Die von Ehrfeld seit 2010 lizensierten Lonza-Flow-Plate-Reaktoren sind für GMP-Anwendungen prädestiniert, da sie dichtungsfreie Reaktorplatten beherbergen.

Kunststück Skalierung

Damit beim Scale-up in den Produktionsmaßstab die Leistungsmerkmale aus dem Mikromaßstab erhalten bleiben, favorisiert Heck das Numbering-up von Kanälen im Millimetermaßstab, da Laboranlagen für die Produktion oft nicht robust genug sind. Umgesetzt ist dieses Scale-up-Konzept beim Miprowa-Apparat, dessen Produktionsvariante einen Durchsatz von 300 bis 10.000 Liter schafft. Im Innern befinden sich rechteckige Kanäle, die Abmessungen von 18 x 3 mm² haben und relativ breit aber nur wenig hoch sind. In die Kanäle sind Mischelemente eingeschoben, die sich flexibel durch Einsätze variieren lassen. Diese werden in Schichten zu einem Flachgitter übereinander gelegt – eine Modularisierung im Millimaßstab, die eine wichtige Scale-up-Vorraussetzung schafft.

* Die Autorin ist Leitende Redakteurin der PROCESS. Der Beitrag basiert auf dem Vortrag Modulare Verfahrenstechnik: Neue Anforderungen an die Apparateentwicklung gehalten von Dr.-Ing. Joachim Heck, Ehrfeld Mikrotechnik BTS GmbH und Prof. Dr.-Ing. Marcus Grünewald Ruhr-Universität Bochum auf der ProcessNet-Jahrstagung (10-13.09.2012)

(ID:36970220)