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Mikro-Reaktionstechnik und Prozessintensivierung

Prozessintensivierung: Mikro–Reaktor, ganz groß

| Autor/ Redakteur: Anne Kaaden, Dr.-Ing. Joachim Heck* / Dominik Stephan

Bist du aber groß geworden! Bringt Mikro- und Milli-Reaktionstechnik die Prozessintensivierung in Spezialchemie und Pharmazie? Zu den aktuellen Herausforderungen der Prozessindustrie zählt die Veränderung des Produktportfolios weg von Commodities hin zu kundenspezifischen Spezialitäten. Der Paradigmenwechsel in der prozesstechnischen Produktion vom Batch-Prinzip zum kontinuierlichen Flow-Prozess auf Basis von Mikro- und Millireaktoren bietet in vielen Fällen große Vorteile und zeigt jetzt erste Erfolge im großtechnischen Maßstab.

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Integration des kontinuierlichen Flow-Reaktors in die bestehende Gebäude-Infrastruktur bei Shaoxing Eastlake in China nahe Shanghai.
Integration des kontinuierlichen Flow-Reaktors in die bestehende Gebäude-Infrastruktur bei Shaoxing Eastlake in China nahe Shanghai.
(Bild: Ehrfeld; [M] Beeger)

Die Flow Chemistry oder Mikroreaktionstechnik (MRT) ersetzt den diskontinuierlichen Batch-Prozess durch ein kontinuierliches Verfahren, bei dem Reaktionen in Strukturen mit stark verkleinerter Bauweise stattfinden. Die Hauptkomponenten sind Mischer mit exzellenter Mischgeschwindigkeit und Wärmeübertrager mit hohen Übertragungsleistungen. Hinzu kommt die Infrastruktur wie Sensoren, Ventile, Pumpen oder Analytik.

Mithilfe der Mikroreaktionstechnik können komplexe Reaktionen exakt gesteuert und so die Sicherheit der Produktion erhöht werden. Zudem können die Anlagen kleiner gebaut, mit geringeren Investitionen realisiert und effizienter betrieben werden. Ein besonderer Vorteil liegt in der hohen spezifischen Oberfläche der Mikromodule, hieraus resultieren die sehr guten Wärme- und Stofftransport-Eigenschaften.