Mikroverfahrenstechnik im ACA erfolgreich in die industrielle Praxis umgesetzt
Die Mikrosystemtechnik ist eine Schlüsseltechnologie. Sie hat auf den verschiedensten Gebieten wie der Automobil- und Verkehrstechnik, der Elektrotechnik und Elektronik, dem Maschinen- und Anlagenbau auch in der Chemie und Verfahrenstechnik inzwischen ein erhebliches Wachstumspotenzial erreicht. Sie bietet so ein außerordentlich wichtiges Anwendungsfeld für die Zukunft.
Mikroreaktor (Fallfilmreaktor)
Mikrostruktrurierte Platte eines Wärmetauschers mit 10-Cent-Münze für den Größenvergleich. Ein Kanal ist 20 mm lang und 300 Micrometer breit.
Das ACA arbeitet auf dem Gebiet der Mikroverfahrenstechnik schon seit 1997. Seitdem hat es insgesamt zwei Mio. Euro von Industrieunternehmen und der öffentlichen Hand eingeworben. Das Institut befasst sich mit der Durchführung physikalischer und chemischer Prozesse in mikrostrukturierten Komponenten, die Abmessungen von nur wenigen hundert Mikrometern besitzen. Diese kleinen Dimensionen bewirken ein großes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, wodurch gegenüber herkömmlichen chemischen Reaktoren ein verbesserter Wärmeaustausch mit der Umgebung gewährleistet wird; auch der Stoffaustausch zwischen unterschiedlichen Phasen "gas, fest, flüssig" wird beschleunigt.
Auf diesem Wege können besonders schnelle und stark wärmefreisetzende chemische Reaktionen bei gleichbleibender Temperatur durchgeführt werden, wodurch in vielen Fällen eine verbesserte und gefahrlose Prozessführung ermöglicht wird. So konnte gezeigt werden, dass bei der direkten Fluorierung eines aromatischen Kohlenwasserstoffes mit elementarem Fluor, die oft explosionsartig abläuft, im Mikrostrukturreaktor ein Gefährdungspotenzial ausgeschlossen werden kann.
Mikrostrukturierte Reaktoren werden im ACA für die Durchführung unterschiedlicher Reaktionen wie katalytische Gasreaktionen, Gas/Flüssig-Reaktionen und Reaktionen, die durch Licht induziert werden, eingesetzt und getestet. Das ACA führt diese Arbeiten überwiegend mit industriellen Partnern durch: So mit der in Berlin ansässigen Schering AG und der BASF AG in Schwarzheide, Sachsen-Anhalt. Die Ergebnisse wurden teilweise bereits publiziert oder sind in Patenten niedergelegt.
Nach zwei bereits erfolgreich abgeschlossenen BMBF-Projekten zur Mikroreaktionstechnik ist das ACA auch gegenwärtig an einem Verbundprojekt aus sechs Forschungsinstituten beteiligt, das vom BMBF mit insgesamt 2,3 Mill. Euro gefördert wird. Über ein Drittel entfällt davon auf das ACA.
30 Unternehmen begleiten dieses Verbundprojekt im Rahmen der Industrieplattform "Modulare Mikroverfahrenstechnik". Ziel der Plattform ist die Standardisierung von Bauteilen und die schnellere Verbreitung der Mikrosystemtechnik in der Verfahrenstechnik.
Ein Baukasten für die Mikroverfahrenstechnik, in dem die mikroverfahrenstechnischen Bausteine, beispielsweise Reaktoren, Mischer, Wärmeübertrager oder Separatoren, zusammengefasst sind, soll in Zukunft Entwicklungszeiten für den Aufbau flexibler und kundenspezifischer Mikrosysteme einsparen. Dadurch können neue Verfahren in der Industrie erheblich schneller entwickelt werden.
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Kontakt:
Dr. Klaus Jähnisch
Tel.: (0 30) 63 92 - 41 46, -4452, Fax: (0 30) 63 92-44 54 , e-mail: jaehnisch@aca-berlin.de
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