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Gefahrgeneigte Prozesse und Produktion in Mikroreaktoren

Ein Spezialgebiet am Fraunhofer ICT ist die Entwicklung von Mikroreaktorprozessen für die sichere Handhabung explosionsfähiger oder anderweitig gefahrgeneigter Reaktionssysteme. Hierbei stützen wir uns auf unsere 50-jährige Expertise auf dem Gebiet der Explosivstofftechnik sowie die zugehörige Infrastruktur und Ausstattung. Die Vorteile der Mikroreaktionstechnik lassen sich besonders für Prozesse mit erhöhtem Gefährdungspotenzial nutzen – sei es, um starke Wärmetönungen abzufangen oder um toxische, explosive und anderweitig labile Produkte und Intermediate in kleinen Hold-ups und bei kurzen Standzeiten zu handhaben.

Neben verschiedenen Laborprozessen wurde am Fraunhofer ICT auch eine spezielle Multipurpose-Anlage entwickelt, die sowohl die kontinuierliche Synthese von flüssigen, explosiven Gefahrstoffen als auch deren anschließende kontinuierliche Aufarbeitung in relevanten Produktionsmengen erlaubt. Herzstück dieser Anlage sind speziell für hohe Durchsätze entwickelte Mikroreaktoren für die Synthese und das Downstream Processing, die dank modularem Anlagenkonzept schnell für die jeweilige Produktionskampagne umgerüstet werden können. Je nach Syntheseprodukt und erforderlichem Durchsatz werden die passenden Mikroreaktoren in die Produktionsanlage integriert. Die Anlage verfügt über umfangreiche Sicherheitsvorrichtungen und wird vollständig ferngesteuert und fernüberwacht betrieben.

Die Multipurpose-Mikroreaktoranlage wird für die Produktion unterschiedlicher explosiver Gefahrstoffe eingesetzt. Typische Durchsätze liegen im Bereich von einigen 100 Gramm pro Minute. Gegenüber den klassischen Produktionsprozessen können neben der hohen Prozesssicherheit zum Teil drastische Verkürzungen in den Prozesszeiten, Verbesserungen in Produktreinheit und -stabilität (u.a. für Pharmaka-Anwendungen) sowie deutliche Einsparungen in der Aufarbeitung erzielt werden.

Gefahrstoffproduktion in ferngesteuerten Mikroreaktorprozessen.

Ausgewählte Veröffentlichungen zu diesem Thema:

S. Löbbecke, J. Antes, D. Boskovic, H. Krause, N. Lutz, T. Türcke, W. Schweikert, Analysis and Improvement of Strong Exothermic Nitrations in Microreactors, Trans IChemE 81 (2003), Part A, 760

W. Ferstl, M. Schwarzer, J. Antes, H. Krause, S. Löbbecke, Synthesis and Conversion of Diazomethan in Microreactors, Proceed. 8th Int. Conference on Microreaction Technology IMRET 8, 10. – 14.02.2005, Atlanta, USA

S. Löbbecke, J. Antes, W. Ferstl, D. Boškoviæ, T. Türcke, M. Schwarzer, H. Krause, Microreactors for Processing of Hazardous and Explosible Reactions, IChemE Symposium Series No. 153: Proceed. 12th International Symposium Loss Prevention and Safety Promotion in the Process Industries, 22. - 24.05.2007, Edinburgh, Scotland

W. Ferstl, M. Schwarzer, S. Löbbecke, E. Fritz-Langhals, J. Stohrer, Process optimization of a catalyzed bleach oxidation for the production of functionalized aldehydes using microreaction technology, Chem. Eng. J. 2008, 135, 292 

 

 

         
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