Produktion unter höchster Sicherheit: Multipurpose-Mikroreaktorprozess für die Herstellung und Aufbereitung von Gefahrstoffen

Bei kontinuierlicher Fahrweise bieten sie mit ihren Kanalstrukturen im sub-Millimeter-Bereich u.a. signifikante Verbesserungen bei Wärme- und Stofftransport und im Zusammenspiel mit kurzen Verweilzeiten Zugang zu hohen Raum/Zeit-Ausbeuten.

Diese Effekte lassen sich besonders vorteilhaft bei Prozessen mit erhöhtem Gefährdungspotenzial nutzen – sei es, um starke Wärmetönungen abzufangen oder um toxische, explosive und anderweitig labile Intermediate und Produkte zu handhaben.

Am Fraunhofer ICT wurde eine Multipurpose-Anlage entwickelt, die sowohl die kontinuierliche Synthese von flüssigen, explosiven Gefahrstoffen als auch deren anschließende kontinuierliche Aufarbeitung in relevanten Produktionsmengen erlaubt. Herzstück der Anlage sind speziell für hohe Durchsätze entwickelte Mikroreaktoren für die Synthese und das Downstream Processing, die dank modularem Anlagenkonzept schnell für die jeweilige Produktionskampagne umgerüstet werden können. Je nach Syntheseprodukt und erforderlichem Durchsatz werden die passenden Mikroreaktoren in die Produktionsanlage integriert. Der Mikroreaktionsprozess verfügt über umfangreiche Sicherheitsvorrichtungen und wird vollständig ferngesteuert und fernüberwacht betrieben.

Am Fraunhofer ICT wurde der Mikroreaktionsprozess bereits erfolgreich für die Produktion mehrerer explosiver Gefahrstoffe eingesetzt; typische Durchsätze liegen im Bereich von einigen 100 Gramm pro Minute. Gegenüber den klassischen Produktionsprozessen konnten neben der hohen Prozesssicherheit zum Teil drastische Verkürzungen in den Prozesszeiten, Verbesserungen in Produktreinheit und -stabilität (u.a. für Pharmaka-Anwendungen) sowie deutliche Einsparungen in der Aufarbeitung erzielt werden.

Auf der ACHEMA 2009 präsentiert Fraunhofer ICT seine neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Mikroreaktionstechnik. Neben Anlagenkonzepten für den Labor- bis Produktionsmaßstab werden aktuelle Entwicklungen zur Prozessanalytik in Mikroreaktoren und neueste Anwendungen im Bereich der Fein-, Spezialitäten und Polymersynthese vorgestellt.