Reaktionstechnik
Das Konzept der Prozessintensivierung hat in den letzten Jahren zunehmend Einzug in Industrie und Wissenschaft gehalten. In unserer Forschung versuchen wir daher, verschiedene Kernpunkte der Prozessintensivierung mit den komplexen Herausforderungen der homogenen Katalyse zu verknüpfen, wobei wir uns auf Phasenkontakt und Recyclingstrategien konzentrieren. Neben dem Einsatz von Standardreaktoren wie kontinuierlichen Rührkessel- oder Pfropfenstromreaktoren sollen auch innovative Reaktorkonzepte wie z.B. der Jetloop-Reaktor oder verschiedene Typen von Membranreaktoren untersucht werden. Darüber hinaus gehen alle Untersuchungen von Reaktorkonzepten Hand in Hand mit der Bestimmung der Reaktionskinetik, um Ausbeuten und Selektivität vorherzusagen und ein leistungsfähiges Werkzeug für die Übertragung von batchweise betriebenen Reaktionen im Labormaßstab auf kontinuierlich betriebene Miniplants mit innovativen Reaktorkonzepten zu entwickeln.
Jetloop Reaktor
Der erwähnte Jetloop-Reaktor ermöglicht es uns, mit hohem Energieaufwand große Phasenkontaktflächen zu erzeugen, um die Beschränkungen des Massentransports zwischen den sich nicht vermischenden Phasen zu überwinden und eine nachgeschaltete Phasentrennung für eine einfache Rückführung des homogenen Katalysators zu ermöglichen. Dies kann zu einer hohen Aktivität des Katalysators und damit zu schnellen Reaktionsgeschwindigkeiten führen, ohne dass zusätzliche Phasenkontaktmittel benötigt werden.
Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2020, 122 (1), 1900166 DOI: 10.1002/ejlt.201900166
Chem. Eng. J. 2016, 330, S. 585–595, DOI: 10.1016/j.cej.2017.07.152
Chem. Eng. Sci. 2016, 149, 229–248, DOI: 10.1016/j.ces.2016.04.032
Taylor-Couette
Dieses Reaktorkonzept besteht aus zwei konzentrischen Zylindern, die gegeneinander rotieren, was zur Bildung von Wirbeln im Ringspalt führt. Sie drehen sich in entgegengesetzter Richtung, sind sehr gut durchmischt, bieten aber nur einen geringen Stoffaustausch untereinander. All dies führt zu einem hochgradig kontrollierbaren System, das eine Verweilzeitverteilung ähnlich der eines Pfropfenströmungsreaktors aufweist, aber z.B. die hydrodynamischen Eigenschaften von der Zufuhrströmung entkoppelt.
Chem. Eng. Res. Des. 2016, 112, 263-273, DOI: 10.1016/j.cherd.2016.06.022
Chem. Eng. Trans. 2015, 43, 835-840, DOI: 10.3303/CET1543140
Membran Reaktoren
Mit dem Konzept der Membranreaktoren sind wir in der Lage, den Katalysator ohne thermische Belastung und den damit verbundenen Aktivitätsverlust abzutrennen. Mit verschiedenen verfügbaren Membranmodulen ist es möglich, verschiedene Reaktortypen an eine Membran anzuschließen und neuartige Prozessdesigns zu untersuchen.
Ind. Eng. Chem. Res. 2017, 56, 13634- 13641, DOI: 10.1021/acs.iecr.7b03770
