Mit dem MicroJetReactor lassen sich aus in zwei Flüssigkeitsstrahlen gelösten Reaktionskomponenten durch Fällung maßgeschneiderte Partikel herstellen. Der Reaktor arbeitet verblockungsfrei und ist gleichermaßen für den Labor- und den Produktionsbetrieb einsetzbar.
Dr. Bernd Penth
Für die Herstellung maßgeschneiderter Partikel im MicroJetReactor von Synthesechemie werden auf kleinem Raum zwei Reaktanden zusammengebracht. Die beiden Flüssigkeitsstrahlen mit einem Durchmesser von 0,1 mm kollidieren im Mittelpunkt des luft- oder gasgefüllten Reaktors (Durchmesser 2 mm). Der kleine Strahlendurchmesser und die hohen Strahlgeschwindigkeiten bewirken beim Zusammenprall hohe Scherkräfte und damit einen sehr schnellen und intensiven Mischvorgang. Dabei bildet sich eine tellerartige Produktscheibe, die wesentlich für die turbulente Durchmischung ist. Eine Verstopfung, wie sie bei anderen Mikroreaktoren mit kleinen Kanälen unvermeidbar ist, wird durch das Aufrechterhalten des Gasraumes wirkungsvoll verhindert, da sich die Fällungsprodukte nach der Kollision nicht in einem engen Kanal befinden. Bei Bedarf kann die Gaszufuhr beliebig erhöht werden. Dadurch wird das Produkt zerstäubend aus dem Reaktor ausgetragen.
Partikelgröße einstellbar
Die Größe der bei der Fällung entstehenden Partikel lässt sich durch Variieren der Betriebsparameter anpassen. Dazu können der Durchmesser der zuführenden Düsen, der Pumpendruck, die Konzentration der Reaktanden und die Menge des Hilfsgases verändert werden. Weiterhin lässt sich eine Lauge oder eine Säure als Fällungsmedium und zusätzlich Alkohol zur Erhöhung der Fällgeschwindigkeit und zur Verfeinerung der Präzipitate zugeben. Nach Abschalten der Reaktandenzufuhr entleert sich die Reaktionskammer ohne weiteres Zutun aufgrund der permanenten Gaszufuhr. Die Reaktanden sind dann räumlich voneinander getrennt. Eine Nachreaktion von Reaktandresten ist ausgeschlossen. Das Wiederanfahren der Anlage erfolgt ohne Reinigung durch einfaches Einschalten der Reaktandenzuführungen.
Im MicroJetReactor lassen sich Metalloxide, Carbonate, Halogenide, Sulfide, Chalkogenide, Boride, Füllstoffe für Verbundwerkstoffe, Zinkoxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Zirkonoxid, Eisenoxid, Kieselsäuren, Katalysatoren, organische Pigmente und Pharmazeutika ausfällen. Gegenüber anderen Verfahren ist die Herstellung kleinster Teilchen mit dem MicroJetReactor-Verfahren sehr preiswert. Vergleichbare Verfahren wie die Mikroemulsionstechnik, benötigen zur Herstellung von kleinen Produktmengen große Flüssigkeitsmengen mit erheblichem organischen Anteil.
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