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Dortmunder MST-Seminar

"Moderne chemische Produktionsprozesse mit mikrostrukturierten Apparaten"

Prof. Dr.-Ing. Norbert Kockmann, Bayer-Stiftungslehrstuhl Apparatedesign, TU Dortmund

Einladung und Anmeldung finden Sie hier.

Prozessintensivierung und Green Chemistry sind derzeit wichtige Treiber in der Entwicklung der chemischen Verfahrenstechnik. Mikrostrukturierte, kontinuierlich durchströmte Reaktoren spielen dabei eine wichtige Rolle für die chemische Synthese und Produktion, aber auch für die Prozessentwicklung im Labor. Die organische Synthese von neuen Produkten wird oft mit Hilfe von Lab-on-Chip-Geräten mit sehr kleinen Kanälen und sogar nanostrukturierten Bauelementen durchgeführt. Kontinuierlich betriebene Strömungsreaktoren mit mikrostrukturierten Elementen werden im Labor für die Prozessentwicklung sowie im Pilotmaßstab für Kleinmengenproduktion eingesetzt.

Abb. 1: Versuchsaufbau mit mikrostrukturiertem Reaktor zur Untersuchung einer chemischen Reaktion.

 

 

 

 

Abb. 2: Mikrokanal zur schnellen Durchmischung

 

 

 

 

 

 

 

Bei Mikroreaktoren laufen komplexe chemische Reaktoren in winzigen, sehr speziellen Kanälen ab. Chemische und biochemische Reaktionen können mit deutlich verbesserter Durchmischung und Wärmeübertragung und mit definierter Verweilzeit durchgeführt werden. Ein wesentlicher Punkt bei der Prozessentwicklung ist die konsequente Hochskalierung des Synthesewegs vom Labor zur Produktion. Hierzu bieten sich modular aufgebaute Laboranlagen an, die die gleichen Funktionalitäten haben wie dann die Produktionsanlage.

Abb. 3: Modularer Aufbau einer Laboranlage mit Mikroreaktor

 

 

 

 

 

Zur erfolgreichen Anwendung mikrostrukturierter Bauteile in der Prozessentwicklung und Produktion müssen standardisierte, kostengünstige Module für den Anwender bereit stehen. Integrierte Sensoren und eine intelligente Automatisierung helfen schon im Frühstadium eines projektes, möglichst viele Informationen über das chemische System zu gewinnen und so eine schnelle Entscheidung über günstige Herstellverfahren zu treffen.

Prof. Kockmann leitet seit April 2011 den Bayer-Stiftungslehrstuhl Apparatedesign der Technischen Universität Dortmund, Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen.   



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