Engineering Revolutionäres im Sinn

Die Degussa AG hat das neue, mittlerweile sechste Projekthaus ‘Process Intensification’ eröffnet. Innerhalb von drei Jahren investiert das Unternehmen 15 Millionen Euro in die Erforschung neuer Prozessstrategien und Reaktorkonzepte. PROCESS hat sich vor Ort im Industriepark Hanau-Wolfgang bei den verantwortlichen Managern umgehört, welche Pläne sie haben.

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Die Degussa AG hat das neue, mittlerweile sechste Projekthaus ‘Process Intensification’ eröffnet. Innerhalb von drei Jahren investiert das Unternehmen 15 Millionen Euro in die Erforschung neuer Prozessstrategien und Reaktorkonzepte. PROCESS hat sich vor Ort im Industriepark Hanau-Wolfgang bei den verantwortlichen Managern umgehört, welche Pläne sie haben.

Vorweg: Die Zielsetzungen sind durchaus ambitioniert. In Deutschland gibt es keine Revolutionen? Politisch gesehen wohl kaum (und das ist gut so), aber im Technologiebereich durchaus (und das ist ebenfalls gut so). Bei der Degussa im Industriepark Hanau-Wolfgang werden diese im Rahmen des neuen Projekthauses Process Intensification sogar langfristig geplant: „Intensivieren meint revolutionieren statt schrittweise optimieren“, so Projekthausleiter Dr. Henrik Hahn.

Im Blick hat das Team nicht den berühmten ‘bottle neck’, den Flaschenhals, den es mehr oder weniger zu weiten gilt. Es geht den 17 Chemikern und Ingenieuren eher um den Quantensprung, der die Effizienz eines Verfahrens deutlich in Richtung des theoretisch Möglichen verschiebt. Oder auch um ganz neue Verfahrenswege.Und Dr. Markus Rudek (Corporate Innovation Management) nennt auch gleich die Parameter, an denen der Erfolg des Projekthauses zu messen sein wird:

Produktivität, Entwicklungszeit, Herstellungskosten und schließlich realisierbare Marktanteile im Zuge der Verwertung der Projekthaus-Ergebnisse. „Unser Ziel sind Prozesse und Anlagen auf der Basis neuartiger Technologien mit geringeren Investitionskosten und kürzeren Realisierungszeiträumen.“ Vorteil: So sei eine flexible Anpassung an steigende Nachfragen möglich. Mehr noch: Der Einsatz neuer Technologien soll gar den Weg für neuartige Produkte ebnen.

Zukunftsträchtige Technologien im Fokus

Alle bisherigen Degussa-Projekthäuser bündeln das Know-how mehrerer Geschäftsbereiche und etablieren für den Konzern zukunftsträchtige Technologieplattformen. Entsprechend diesem bewährten Forschungskonzept hat das interdisziplinäre Team drei Jahre Zeit, um seine Vorhaben zu verwirklichen. Dabei profitiert es vom Know-how der sieben beteiligten Geschäftsbereiche, des Servicebereichs Verfahrenstechnik & Engineering und des Kompetenzzentrums für Katalyse. Zusätzlich sollen ausgewählte Kooperationen mit Hochschulen und Forschungseinrichtungen den Zugriff auf aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse und Methoden garantieren.

Was ist nun konkret in den drei Jahren geplant? Das neue Projekthaus erarbeitet Prozessstrategien für die drei Produktfelder ‘Hochaktive Katalysatoren’, ‘Funktionale Materialien’ und ‘Disperse Systeme’. Als Klammer für diese Produktfelder dient das vierte Arbeitsfeld ‘Chemical Explor-ENG’ im Sinne von Exploring Chemical Engineering, in dem modulare Anlagenkonzepte zur Herstellung von Spezialchemikalien entwickelt werden. Dabei deckt das Projekthaus die gesamte Technologie-Wertschöpfungskette von der Synthese bis zur fertigen Anlage aus einer Hand ab.

Mikroreaktortechnik für hochaktive Katalysatoren

Auf dem Gebiet hochaktiver Katalysatoren will das Projekthaus die Mikroverfahrenstechnik in Form eines neuartigen Reaktorkonzeptes nutzen, um heterogen katalysierte Gasphasensynthesen signifikant zu verbessern. Das Projekthaus wird bei der Entwicklung des neuen Mikroreaktors von den Erkenntnissen aus dem BMBF-geförderten ‘Demonstrationsprojekt zur Evaluierung der Mikroreaktionstechnik in industriellen Systemen’, kurz DEMiS, profitieren, das Degussa gemeinsam mit der Uhde GmbH und Hochschulen mittlerweile erfolgreich abgeschlossen hat.

Um das Potenzial der Mikroverfahrenstechnik voll auszureizen, werden Katalysatoren mit hohen Aktivitäten benötigt und es müssen neue Methoden zur Katalysatorpräparation entwickelt werden. Hier kommt auch das im neu errichteten Degussa Kompetenzzentrum für Katalyse gebündelte Know-how über Hochdurchsatzmethoden zum Herstellen und Testen von Katalysatoren zum Einsatz. Im Bereich funktionaler Materialien geht es um neue Wege, Feststoffe einzukapseln, wasserunlösliche Monomere zu polymerisieren und ultrafeine organische Partikel herzustellen. Im Blick hat das Projekthausteam Produkte wie aktivierbare Klebstoffe oder Schlagzähmacher für Duroplaste.

Als Vehikel sollen Miniemulsionen dienen - feinste Tröpfchen mit einer engen Größenverteilung und einem Durchmesser zwischen 10 und 100 nm. Solche ‘Nanotropfen-Reaktoren’ können nur durch einen hohen spezifischen Energieeintrag während des Emulgierprozesses erzeugt werden. Zahlreiche aktuelle wissenschaftliche Veröffentlichungen belegen zwar eindrucksvoll, wie sich Miniemulsionen im Labor darstellen lassen, doch ist eine technische Umsetzung in Produktionsanlagen konventionell bisher nicht gelungen.

Ziel beim Schwerpunktthema disperse Systeme ist die Verkürzung von Prozesszeiten und damit eine höhere Prozesseffizienz. Das Projekthaus erforscht hier alternative Prozessrouten zur Herstellung von Farbpasten sowie neue Reaktorkonzepte für Intensivfermentationen, die den Arbeitsbereich des klassischen Rührkessel-Fermenters erweitern könnten. „Die Produktionsstämme für die Fermentation wurden in den vergangenen Jahren kontinuierlich verbessert.

Hier kann das Projekthaus einen Beitrag leisten, die im Konzern auf dem Gebiet der Stammentwicklung erzielten Fortschritte im Hinblick auf die Reaktortechnologie zu komplettieren“, erklärt Hahn. Ein Schwerpunkt seien z.B. Reaktoren, die den Sauerstoffeintrag verbessern, da dies ein wesentlicher limitierender Faktor bei der Fermentation sei.

Fazit: Auch die anderen Unternehmen der Chemie und Pharmazie beschäftigen sich mit zukunftsorientierten Technologien, kümmern sich um neue Geschäftsmöglichkeiten. Der Ansatz der Degussa, für bestimmte Aktivitäten spezielle Projekthäuser zu initiieren, besticht aber durch die Konsequenz: Strikte Zeit- und Kostenrahmen sind ebenso vorgegeben wie die generelle Marschrichtung. ‘Science to Business’ à la Degussa - eine nachahmenswerte Sache, durchaus ein Benchmark für die deutsche Industrie.

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