Segmentierter Fluss zweier nicht mischbarer Flüssigkeiten im mikrostrukturierten Kanal

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Anlage mit mikrostrukturierten Bauteilen und Ultraschalleintrag

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Mikrostrukturreaktoren verfügen über ein kleines internes Volumen sowie über ein großes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Diese speziellen Eigenschaften sorgen in Mikroreaktoren für eine rasche und effektive Durchmischung in Multiphasensystemen. Durch eine Kombination mit der Ultraschalltechnik kann dieser Effekt intensiviert und eine Multiphasenreaktion schneller und mit höheren Ausbeuten durchgeführt werden.

Der im Projekt geplante Energieeintrag mit Ultraschall ist umweltverträglich. Darüber hinaus ist die Energieeinkopplung mittels Ultraschall sehr energieeffizient, da die Energie der erzeugten Schallwellen mit nur geringen Verlusten auf das Reaktionsmedium übertragen werden kann. Am Beispiel einer Modellreaktion soll hier gezeigt werden, dass Mikroreaktoren unter Anwendung von Ultraschall in mehrphasigen, kontinuierlichen Prozessen effizient und ressourcenschonend eingesetzt werden können.

In der ersten Phase wird eine praxistaugliche Anlage mit mikrostrukturierten Bauteilen und Ultraschalleintrag entwickelt. Im Anschluss daran ist der Testlauf der Mikroreaktoren vorgesehen. Mit Hilfe der dreidimensionalen Strömungssimulation werden parallel dazu Modelle für das Strömungsregime zweier nicht mischbarer Flüssigkeiten in den verschiedenen Reaktorgeometrien bei unterschiedlichen Betriebsparametern erstellt, um Randbedingungen und Mikroreaktoren weiter zu optimieren. Schließlich erfolgt die Anwendung auf die Modellreaktion sowie die Optimierung der Reaktionsparameter. Eine Energiebilanz der Versuchsanlage im Vergleich zur konventionellen Prozessierung erlaubt die ökobilanzielle Bewertung der erzielten Projektergebnisse.

Projektpartner
Leibniz–Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock (LIKAT)
Außenstelle Berlin
Richard–Willstätter–Str. 12
12489 Berlin
Dr. Sandra Hübner
Dr. habil. Klaus Jähnisch
Tel.: (030) 6392 4330
Fax: (030) 6392 4454
E–Mail: sandra.huebner@catalysis.de

Little Things Factory GmbH
Ehrenbergstr. 1
98693 Ilmenau
Alexander Schilling
Tel.: (03677) 465 156
E–Mail: a.schilling@ltf-gmbh.de

ASD Advanced Simulation & Design GmbH
Erich–Schlesinger–Str. 50
18059 Rostock
Dr. Catrin Bludszuweit–Philipp
Tel.: (0381) 4403 270
E–Mail: epost@asd-online.com

JTT – ingo jänich ultraschall+technologien
Goethestr. 22f
16356 Ahrensfelde
Dipl.–Ing. Ingo Jänich
Tel.: (030) 2023 5025
E–Mail: ingo.jaenich@jtt-ultraschall.de

Friedrich–Schiller–Universität Jena (Uni Jena)
Institut für Technische Chemie und Umweltchemie (ITUC)
Lessingstr. 12
07743 Jena
Dr. Dana Kralisch
Tel.: (03641) 948457
E–Mail: dana.kralisch@uni-jena.de

AZ 25836