Mikroreaktionstechnik
Mikroverfahrenstechnik: Sicherheitscharakteristika stark exothermer Reaktionen
Die Mikroverfahrenstechnik beschäftigt sich mit der Realisierung verfahrenstechnischer Prozesse in Anlagen, deren wirksame Dimensionen im Mikrometerbereich liegen. Diese Technik eröffnet neue Wege für die Entwicklung chemischer Prozesse und den Aufbau wirtschaftlicher Produktionsanlagen. Aus zahlreichen Experimenten ist bekannt, dass sehr kleine Reaktionsräume in der Chemie viele Vorzüge aufweisen. So haben sie zum Beispiel naturgemäß ein ausgesprochen gutes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen und können deshalb sehr gut Wärme transportieren. Die kleinen Reaktionsräume bieten somit eine hohe Sicherheit bei exothermen Reaktionen und bei explosiven Reaktionsgemischen. Damit lassen sich auch höhere Selektivitäten und Ausbeuten unter sicheren Betriebsbedingungen erzielen, als in herkömmlichen makroskopischen Apparaten. Weitere Vorteile der kontinuierlichen Betriebsweise in Mikrostrukturen sind enge Verweilzeitverteilungen und geringe Systemträgheit für eine effiziente Prozesskontrolle. Mikroreaktoren erschließen zwar keine neue Chemie, können aber die Prozesse verbessern und auch wirtschaftlicher machen. Mikrostrukturtechnik heißt aber nicht unbedingt, dass alles klein ist. Ein Pilotreaktor misst im Industriemaßstab 1.4 Meter im Durchmesser und ist etwa 4 Meter hoch. Sein Gewicht beträgt rund 9 Tonnen. Erst in seinem Innern wird es dann kleinteilig. Die Reaktionen finden in modular aufgebauten mikrostrukturierten Einheiten statt.