Chemische Verfahrenstechnik
- Einfluß von einem 'Novel Process Windows'-Konzept auf die CAPEX-Kosten eines hypothetischen großtonnagigen chemischen Prozesses
Mikro- und Milliprozeßtechnologien umfassen innovative kontinuierliche chemische Reaktor- und Anlagenkonzepte, zur Maximierung der Prozessintensivierung, mit Hinwendung zur Nachhaltigkeit und großem Zuspruch seitens der chemischen Industrie (European Roadmap of Process Intensification, 2008). Kerntechnologie auf der Komponenten- und Systemseite sind mikrostrukturierte Reaktoren mit äußeren Dimensionen von Faust- zu Schuhkartongröße. Diese decken mittlerweile den ganzen Bereich von Labor-(z.B. 1 l/h für Flüssigphase) bis zu Pilot-(z.B. 100 l/h) Anwendungen ab und wurden in einzelnen Fällen sogar in den Produktionsmaßstab (1000 l/h und mehr) übertragen. Das Portfolio der IMM-Reaktoren ist auch um andere innovative Reaktorkonzepte wie Schäume, Rohr- und Kapillarreaktoren erweitert. Die Integration von Komponenten in Systeme, z.B. integrierte Mikromischer-Mikrowärmeübertrager oder auch komplette Fuel Processoren, ist IMM-Expertenwissen. Kerntechnologie auf der Prozessseite ist der Ansatz 'Novel Process Windows' (siehe z.B. www.dbu.de), der chemische Prozesse so maßschneidert, dass sie optimal zu den sehr hohen Massen- und Wärmetransporteigenschaften der Reaktoren bei gegebener kurzer Verweilzeit (Durchsatzmaximierung) passen.
- Integrierter mikrostrukturierter Mischer-Wärmeübertrager-Reaktor für organische Prozesse am IMM
Dies schließt, neben anderem, das high-p,T-Prozessieren, die Verwendung gefährlicher Reagenzien und Arbeiten im Ex-Regime sowie über instabile Intermediate gekoppelte Reaktionen ein.
Kosten- und Ökoeffizienzargumente sind eine kürzere Prozessentwicklung ('time-to-market'), höhere Sicherheit im Scale-out, höherer Grad an Anlagenmodularität, einfachere Anlagengenehmigung und die Option, Anlagen zu transportieren und schnell auf- und abzubauen (Deibel, CHEManager 2, 2006). Die zwei Hauptanwendungsfelder der IMM-Technologie betreffen die Feinchemie / Pharmazie und das Fuel Processing (für Brennstoffzellen). Erste Untersuchungen beschäftigen sich auch mit der Herstellung von Bulkchemikalien. Zudem werden disperse Systeme wie Emulsionen und funktionale Materialien wie Pigmente oder Farbstoffe, verkapselte Wirkstoffprodukte oder OLED-Materialien hergestellt. Arbeiten zu Körperpflege- und Nahrungsmittelanwendungen wurden gestartet.
Feinchemische Prozesse und Anlagen