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F3 Factory Mit der F3 Factory in die Zukunft der Chemieproduktion

Redakteur: Anke Geipel-Kern

Die Zukunft der chemischen Produktion startet derzeit in Leverkusen. Das F³-Projekt soll die europäische Chemie fit für den Weltmarkt machen und die Chemiefabrik der Zukunft hervorbringen - neuartig, modular und kostengünstig. PROCESS hat einen Blick hinter die Kulissen geworfen.

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Ziel der F3 Factory ist eine Demonstrationsanlage, die ein Spezialpolymer, eine Spezialchemikalie bzw. ein Zwischenprodukt und eine Feinchemikalie für Konsumgüter herstellt. (Quelle: verändert nach Buchholz)
Ziel der F3 Factory ist eine Demonstrationsanlage, die ein Spezialpolymer, eine Spezialchemikalie bzw. ein Zwischenprodukt und eine Feinchemikalie für Konsumgüter herstellt. (Quelle: verändert nach Buchholz)
( Archiv: Vogel Business Media )

Nein, die berühmte eierlegende Wollmilchsau wird die neue kontinuierliche Chemiefabrik nicht werden, auch wenn am Endes des Projektes eine Demoproduktion stehen soll, die Feinchemikalien, APIs und Polymere ausspuckt. Aber ein Verfahrenskonzept, deutlich flexibler und kostengünstiger als alles bisher da gewesene, das soll es schon werden, sagt Dr. Sigurd Buchholz von Bayer Technology Services. Die Rede ist von F³Factory, der Chemiefabrik der Zukunft, an der derzeit ein Konsortium von 25 europäischen Chemieunternehmen und Hochschulen im Rahmen des EU-Projektes tüftelt und dessen Koordination bei Bayer Technology Services liegt.

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F3 Factory als Alternative zu Konti- und Batchproduktion

Weil mit den altbekannten Produktionsmethoden, der Kontianlage und der Batchanlage die Herausforderungen der Zukunft nicht zu bewältigen sind, soll es in vier Jahren ein drittes Prinzip geben, das beide Vorteile miteinander kombiniert und der europäischen Chemie den entscheidenden Wettbewerbsvorteil gegenüber dem Rest der Welt bringen soll. Treiber gibt es mehr als genug: Die Energiepreise explodieren, die Erdölvorräte schwinden, anspruchvolle Märkte wie die Automobilbranche oder die Elektronikindustrie mit ihren schnellen Produktzyklen fordern eine große, sich stetig verändernde Produktvielfalt sowie eine schnelle Reaktion auf die Kundenbedürfnisse, und spätestens seit in Asien und im nahen Osten integrierte Chemiestandorte aus dem Boden wachsen, geht in Europa die Furcht um, als Chemiestandort bald nur noch in der zweiten Liga zu spielen. Zukunftsfähigkeit, Schnelligkeit und Flexibilität hat sich das Team deshalb auf die Fahnen geschrieben und das in die griffige Formel F³ = Flexible - Fast - Future gegossen. 30 Millionen Euro wollen die Projektpartner für F³ in die Hand nehmen, rund 18 Millionen schießt die EU zu, die das Projekt im Rahmes des 7. Forschungsrahmenprogrammes fördert.

„Wir schaffen mit dem Konsortium eine kritische Masse und bündeln das Prozess-Know-how von Chemieindustrie und Universitäten“, erklärt Buchholz. Bei aller Begeisterung, die in seinen Worten mitschwingt, formuliert er pragmatisch, wenngleich seine Kollegen und er nichts weniger als eine kleine Revolution planen. Groß ist daher die Zurückhaltung, wenn es um verfahrenstechnische Details des Konzeptes geht.

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F3 Factory setzt auf hochintegrierte Containermodule

„Wir denken in Process Equipment Assemblys“, sagt Dr. Tobias Grömping bei BTS Leiter des F³-Projektes. Der abstrakte Begriff ist Teil des „Wordings“, das sich die Teilnehmer zur besseren Verständigung gegeben haben und meint apparative Einzellösungen für einzelne Verfahrensschritte, also Mischer und Reaktoren für die Synthese oder Trennapparate für das Downstreaming.

Diese Process Equipment Assemblys werden dann Schritt für Schritt zu hochintegrierten Containermodulen zusammengefügt. Ein fertiges Reaktormodul z.B. wird aus Steuerung, Energie- und Medienversorgung bestehen und mittels Plug-and-Play an eine Backbonestruktur angeflanscht. Das klingt ein bisschen nach Playmobil oder Lego und ist auch so gedacht. Aber bisher war es so, dass die einen Playmobil verwendet haben und die anderen Lego, und wie viele aus Kindertagen wissen, passen beide nicht wirklich zueinander. Mit einer Backboneinfrastruktur wollen die Entwickler jetzt die unterschiedlichen Welten vereinen und einen Park an Modulen schaffen, die am Ende beliebig zu einer kompletten Polymer-, Wirkstoff- oder Feinchemieproduktion miteinander kombinierbar sind.

Damit die Zeit reicht, ist die große Aufgabe in einzelne Pakete aufgeteilt, die parallel bearbeitet werden. Zurzeit geht es darum, die verschiedenen Produkttypen und entsprechenden Produktionsszenarien zu bewerten, das Backbone zu planen und zu bauen. Gleichzeitig beginnt die verfahrenstechnische Aufarbeitung und Entwicklung der Case Studies.

Auch wenn am Ende der vierjährigen Projektlaufzeit die Revolution vielleicht ausbleibt, eine Zäsur wird das Projekt ganz sicher, denn der Branche scheint es ernst mit dem Umbruch zu sein. Dafür sprechen Zahl und Namen, die das im Juni letzten Jahres mit einem Kick-off-Meeting gestartete Vorhaben, vereint. Neben Arkema, Astra Zeneca, BASF, Degussa Evonik, Rhodia und Procter & Gamble ist die Creme-de-la-Creme der europäischen Hochschulforschung mit an Bord. Auf dem Markt sind einige der Teilnehmer Wettbewerber, aber damit alle an einem Strang ziehen können, hat sich das Konsortium einige Spielregeln gegeben.

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