Chemische Reaktionen laufen in miniaturisierten Anlagen effizienter und sicherer ab
Mikroreaktoren verringern Risiko

Herkömmliche Chemiefabriken sind riesig. Meterhohe Destillationskolonnen und Extraktionsanlagen erstrecken sich über die Werksgelände. Daneben thronen meterhohe Rührkessel. Das wird sich künftig ändern. Die chemische Produktion wird sich mehr und mehr auf engem Raum abspielen. Verfahrenstechniker und Chemiker haben erkannt, dass viele Reaktionen effizienter in winzigen Kammern ablaufen.

DÜSSELDORF. Statt armdicker Rohre und großer Kessel sind handliche stählerne Module gefragt, die in manchen Fällen so klein sind wie Zigarrenkisten. In ihnen befinden sich Hunderte hauchdünner Kanälchen von nur wenigen Mikro- oder Millimetern Durchmesser. Darin reagieren Flüssigkeiten oder Gase miteinander. Experten sprechen von Mikroreaktionstechnik (MRT).

Noch vor wenigen Jahren belächelten viele die „Fabrik im Aktenkoffer“. Inzwischen aber haben Chemiefirmen gezeigt, dass die technischen Anlagen mit den miniaturisierten Bauteilen nicht nur im Labormaßstab funktionieren, sondern pro Jahr bis zu 100 Tonnen Chemikalien produzieren können. Die Hersteller sehen in der Mikroreaktionstechnik vor allem wirtschaftliche Vorteile. Die Miniaturisierung trägt zu einer nachhaltigeren, grünen Chemie bei, denn mit ihr lassen sich Chemikalien und Energie einsparen. Außerdem entstehen weniger Nebenprodukte und die Ausbeute an gewünschten Produkten ist höher. Oftmals kann auf Lösungsmittel ganz verzichtet werden, da die chemischen Reaktionen in den winzigen Kammern kontrollierter ablaufen.

Der Frankfurter Clariant GmbH etwa ist es gelungen mit zwei MRT-Pilotanlagen Pigmente herzustellen, die glänzender, feiner und farbkräftiger sind, als Partikel aus herkömmlichen großen Anlagen. Ihre Deckkraft ist somit größer. Das spart Rohstoffe, da weniger Pigmente nötig sind. Darüber hinaus reduziert das Verfahren den Energiebedarf, denn ein wesentlicher Prozessschritt konnte von zwei Stunden auf nur wenige Minuten verkürzt werden. Pro Jahr bringt es eine solche Anlage derzeit auf eine Kapazität von rund 100 Tonnen Farbpigmente.

Christian Wille, im Clariant Competence Center MicroReactionTechnology verantwortlich für die technische Vorausentwicklung, ist zuversichtlich, dass die Mikrotechnik vor allem bei der Herstellung von Spezialchemikalien erfolgreich sein wird. „Wir gehen davon aus, dass künftig 10 bis 15 Prozent der chemischen Prozesse mit MRT-Anlagen betrieben werden können.“

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