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dass die Intensivierung des Wärmeaustausches in Produktionsprozessen vor allem auf Einphasensysteme beschränkt aber auch durch diese getrieben war Im Prinzip können mikrostrukturierte Reaktoren auch für Mehrphasensysteme genutzt werden Effekte wie die Oberflächenspannung Benetzung oder ein uneinheitliches Fließverhalten in parallelen Kanälen erschweren die industrielle Anwendung von Mikroreaktoren Für die großskalige Produktion bedarf es eines integrierten Scaleup-Konzepts um den notwendigen Durchfluss zu gewährleisten während der Durchmesser der Kanäle nur minimal erweitert wird So bleiben die Vorteile der Mikroreaktionstechnik wie hohe Durchmischungsrate guter Wärmetransfer und die gezielte Prozesskontrolle erhalten Der angestrebte Durchsatz kann beispielsweise durch die parallele Anbindung der Kanäle an ein Kanalbündel im Reaktor realisiert werden Die Entwicklung neuer Prozesse und die Entwicklung der Apparatetechnik für den Bau chemischer Reaktoren gehen Hand in Hand Heute ist die Bandbreite an Apparaten und Reaktordesigns äußerst groß Wegen seiner Flexibilität ist der Rührkessel immer noch der am weitesten verbreitete Reaktortyp Doch das Spektrum an Technologien erstreckt sich vom klassischen Festbettreaktor mit Salzschmelze oder Verdampfungskühlung über Wärmetauschreaktoren Blasensäulen Jetreaktoren Düsenund Fließbettreaktoren bis zu Hochtemperatur - reaktoren und komplexeren Apparaten wie mikrostrukturierten elektrochemischen und Knetreaktoren sowie hybriden Systemen wie der reaktiven Destillation Extraktion oder Gaswäschern Und obwohl der Rührkessel eines der ältesten chemischen Reaktor-Designs ist wird hier immer noch stetig verbessert Um den Wärmeaustausch zu steigern können Wärmetauscherplatten in den Rührkessel eingebracht werden die größere Austauschflächen bieten als innenliegende Wärmetauschschlangen So lassen sich exotherme Reaktionen besser kontrollieren Salzbad-Reaktoren sind konventionelle Festbettreaktoren für exotherme heterogen katalysierte Gasphasenreaktionen bei hohen Temperaturen Sie werden beispielsweise bei partiellen Oxidationen eingesetzt etwa in der Synthese von Acrylsäure Wenn die Ansprüche an den Wärmeaustausch oder die Temperaturkontrolle höher sind können sog Wärmetauschreaktoren eingesetzt werden Auf Basis von Plattenoder Rohrbündel-Wärmetauschern ermöglichen sie sehr hohe Wärmeaustauschraten für Einphasensysteme Ausblick Neue industrielle Prozesse der Wechsel in der Energieund Rohstoffbasis und das Streben nach Wirtschaftlichkeit werden für die Reaktionstechnik auch in den kommenden Jahren Herausforderungen bedeuten Gerade angesichts der Trends hin zu biobasierten und recycelten Rohstoffen deren Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften deutlich stärker variieren als die konventioneller petrochemischer Rohstoffe und die typischerweise weit mehr Verunreinigungen enthalten müssen die Reaktoren einerseits möglichst weitgehend optimiert sein anderseits aber auch robust genug um mit wechselnden Anforderungen zurechtzukommen Für einige biotechnologische Prozesse die große Reaktorvolumina von mehr als 1 000 m³ und gleichzeitig hohe spezifische Massetransferraten erfordern könnten die Entwicklung hybrider Begasungstechnologien und neue Wege für die Wärmeabführung von Nutzen sein Für die Produktion neuer individualisierter Genund Zelltherapeutika dagegen wo möglichst alle Reaktionsschritte auf kleinem Raum stattfinden sollen könnte die Pharmafabrik in einer mobilen „Truhe“ ein Ziel sein Vielfältige Anwendungen – vielfältige Herausforderungen und Entwicklungsziele für Lösungen für die Apparateund Anlagenbauer die Ausrüstung bereitstellen Für die kommenden Jahre ist in Bezug auf zahlreiche Neuentwicklungen noch viel zu erwarten Literatur Der Inhalt dieses Trendberichts zur Achema basiert auf der Roadmap Chemical Reaction Engineering 3 Auflage 2023 https dechema de Roadmap Reaction Engineeringpath-123211 124930 html Quelle DECHEMA ACHEMA www achema de Achema-Vorschau www labo de www asecos com GARANTIERT REINE LUFT BEIM ARBEITEN MIT GEFAHRSTOFFEN GAP-LINE-ECO Der neue Gefahrsto - arbeitsplatz ››› Energieeffizient und sicher ››› Nachhaltig und modular LIVE ERLEBEN 10 – 14 06 2024 Frankfurt am Main Halle 11 A72 Halle 12 C21