Verschiedene per Mikroreaktionstechnologie produzierte Farben

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Während die Handhabung von kritischen Einsatzstoffen wie feststoffhaltigen oder hochviskosen Medien erleichtert wird, ist der Einsatz von Rührkesseln gleichzeitig mit einem großen Produktinhalt der Anlagen sowie dem hohen Verbrauch an Reinigungsabwässern verbunden. Weiterhin wirken sich lange Prozesszeiten und Qualitätsschwankungen von Batch zu Batch nachteilig auf die Wirtschaftlichkeit der Produktion aus.

Eine kontinuierliche Produktion unter Einsatz mikroverfahrenstechnischer Komponenten stellt gerade für geringe Produktionsmengen eine Alternative zu konventionellen Batchverfahren dar. Mikrokomponenten weisen interne Geometrien mit Abmessungen im Mikrometerbereich auf und zeichnen sich durch einen sehr guten Wärmeübergang, einen geringen Produktinhalt und ein großes Oberflächen-zu-Volumen Verhältnis aus. Dies erlaubt eine sehr kontrollierte Prozessführung.

Am Beispiel einer Farbenproduktion wird am Institut für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik der Technischen Universität Braunschweig die Umstellung auf ein kontinuierliches Herstellungsverfahren insbesondere hinsichtlich der Reduzierung der mit der Produktion verbundenen Umweltbelastung untersucht. Für die Fertigung unterschiedlicher Produkte auf einer Mikro-Anlage ist die Kampagnenfahrweise vorgesehen. Große Bedeutung kommt dabei dem Reinigungs- und Spülverhalten bei Produktwechsel zu. Da sich die Dauer einer einzelnen Kampagne bzw. die aus den Spül- und Wartungsintervallen resultierenden Stillstandszeiten entscheidend auf die Wirtschaftlichkeit aber auch die Flexibilität dieser Verfahrensvariante auswirken, wird auch ein Werkzeug zur Kampagnenplanung entwickelt.

Die für das Modellsystem Farbe gewonnenen Erkenntnisse sollen anschließend auf Systeme mit anderen stofflichen und betrieblichen Parametern übertragen werden. Dazu wird das Strömungs- und Mischverhalten der eingesetzten Mikroreaktoren mittels numerischer Simulation untersucht. Darauf aufbauend ist es möglich, Merkmale von mikroproduktionsgeeigneten Batchverfahren zu identifizieren und Hinweise zur Gestaltung des Gesamtprozesses sowie der hier eingesetzten Komponenten zu geben. Mit der Mikroproduktionstechnologie lässt sich der Strom- und Spülwasserbedarf verringern und die Prozessführung insgesamt umweltschonender gestalten. Weiterer Vorteil der kontinuierlichen Kampagnenfertigung ist eine verbesserte Produktqualität.

Projektdurchführung
Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig
Institut für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
Langer Kamp 7
38106 Braunschweig
Tel. 0531/391-2780
Fax 0531/391-2792
E-Mail: s.scholl@tu-braunschweig.de
www.ictv.tu-bs.de

Projektpartner
Pelikan PBS-Produktionsgesellschaft mbH & Co. KG
Pelikanstraße 11
31228 Peine OT Vöhrum
Tel. 05171 299-0
E-Mail: info@pelikan.com
www.pelikan.de

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