Die Mikro-Reaktionstechnik liefert entscheidende Impulse, um Anlagen der chemischen Verfahrenstechnik kompakter, effizienter und sicherer gestalten zu können. Im Vergleich zu klassischen Reaktoren ist das Verhältnis von Oberfläche zu Reaktionsvolumen beim Miprowa-Reaktor sehr viel größer. Dadurch lassen sich Reaktionstemperaturen besser steuern, unerwünschte Nebenreaktionen unterdrücken und die Prozessdauer signifikant verkürzen. Um dabei auch produktionsrelevante Durchsätze zu realisieren, wird das Prinzip der Mikrostrukturierung auf Strukturen im Millimeterbereich übertragen.
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Miprowa-Reaktor
Die von Ehrfeld Mikrotechnik am Beispiel des Miprowa-Produktionsreaktors entwickelte Technologie verbindet diese Vorteile mit einem integralen Scale-up-Konzept, das es erlaubt, anhand zweier Standard-Baugrößen alle relevanten reaktionstechnischen Parameter im Labormaßstab (LAB) sowie die elementaren Prozessparameter im Technikumsmaßstab (Matrix) zu ermitteln. Für den entscheidenden Scale-up-Schritt zum Produktionsmaßstab haben Encos und Ehrfeld im Rahmen eines gemeinsamen F&E-Projekts eine Simulationssoftware entwickelt. Der Versuchsaufwand für Prozess-Entwicklung und Optimierung kann somit deutlich reduziert werden.
Vorteile bleiben beim Scale-up erhalten
Im Ergebnis lassen sich Reaktoren von Laborgröße bis hin zu Miprowa-Produktionsreaktoren mit einer Produktionskapazität von 10 000 t/a und mehr jetzt noch effizienter skalieren. Jeder dieser Reaktoren hat einen Durchsatz von ca. 1 m3/h bei einer Nennweite von 400 mm und einer Länge von jeweils 7 m, was sie zu den größten Millistruktur-Reaktoren weltweit macht. Dabei bleiben alle Vorteile der Mikro-Reaktionstechnik erhalten. Dies spiegelt sich vor allem in der hocheffizienten Wärmeübertragung, dem schnellen Mischen, definierten und reproduzierbaren Verweilzeiten, einfacher Prozesskontrolle und einem geringen Hold-up wider. Die kontinuierliche Prozessführung, insbesondere für sonst schwer zu beherrschende Reaktionssysteme, sorgt für eine höhere Ausbeute, gepaart mit verbesserter Produktqualität und einer optimierten Anlagensicherheit. Infolge des Wegfalls von Rüstzeiten und eines reduzierten Personalbedarfs sind die Amortisationszeiten minimal. Zusätzlich ist durch den Einsatz beispielsweise im „Power to X“-Kontext auch ein wertvoller Beitrag zur Dekarbonisierung möglich.
Koordination durch Anlagenbau
Implementiert wird das Miprowa-System durch ausgefeilte Prozesssimulation und passgenauen Anlagenbau unter Federführung der DMT Group. Die Prozessentwicklung erfolgt maßgeschneidert für das kundenseitige Produkt. Die Koordination der Spezialisten von Ehrfeld Mikrotechnik und Encos sowie die Projektrealisierung werden weltweit durch die DMT Group gewährleistet.
Die Partner im Einzelnen
Ehrfeld Mikrotechnik entwickelt und fertigt, aufbauend auf einem integrierten Scale-up-Prinzip, Reaktoren von Laborgröße bis hin zu Miprowa-Produktionsreaktoren mit einer Produktionskapazität von 10 000 t/a und mehr.
Encos empfiehlt sich mit ausgewiesener Innovationskompetenz auf dem Feld der thermischen Trenntechnik und der chemischen Reaktionstechnik. Hierfür stellt die umfassende Erfahrung auf dem Gebiet der Modellbildung und Prozesssimulation eine zentrale Grundlage dar.
DMT Group in Essen mit dem Schwerpunkt „Ingenieurdienstleistungen“ realisiert unter anderem weltweit Anlagenbauprojekte in der Prozessindustrie. Das Unternehmen, das seit 1737 anspruchsvolle Engineering-Lösungen schafft, realisiert heute schlüsselfertige Anlagen auf allen Kontinenten. DMT Group ist auch Führungsgesellschaft aller Engineering-Unternehmungen der TÜV Nord Group, zu denen auch Encos gehört.
