Mit zuverlässigen Mikroreaktoren die Zukunft gestalten

Wie ein führender Hersteller von Mikroreaktoren die Herausforderung annimmt, die Chemiker der Welt zu stärken

Die Mikroreaktionstechnik hat sich weltweit zu einem spannenden Werkzeug für den Einsatz in der modernen industriellen Produktion, der Verfahrenstechnik und der Verfahrenstechnik entwickelt. Seine Verwendung nimmt in einer Vielzahl von Branchen zu, darunter die Pharmazie, die industrielle chemische Produktion, die Lebensmittel- und Biowissenschaften und vieles mehr.

Ehrfeld Mikrotechnik, ein führender deutscher Anbieter von hochwertigen Mikroreaktorsystemen, die eine Schlüsselrolle in Anwendungen der Durchflusschemie spielen, steht an der Spitze der Entwicklung der Mikroreaktortechnologie. Jetzt, da die Mikroreaktortechnologie ausgereift ist, sollen die Reaktoren von Ehrfeld kompromisslos im industriellen Umfeld im Produktionsmaßstab arbeiten.

Wie begegnet Ehrfeld Mikrotechnik einer solchen Herausforderung? Wir haben uns mit Dr. Rafael Kuwertz, Projektmanager bei Ehrfeld Mikrotechnik, zusammengesetzt, um herauszufinden, wie sie ihren Kunden mit Hilfe von Fluidsystemexperten von Swagelok Frankfurt eine hohe Zuverlässigkeit bieten.

Swagelok-Referenzpunkt (SRP): Danke, dass Sie heute zu uns gekommen sind, Dr. Kuwertz! Können Sie uns zunächst etwas über einige der Anwendungen erzählen, die Ehrfeld mit seinen Produkten adressiert?

Dr. Rafael Kuwertz: Ist mir ein Vergnügen. Ehrfeld bietet ein einzigartiges modulares Mikroreaktionssystem (MMRS) an, das den Grundoperationen in einem typischen Industrieprozess entspricht. Unsere Module verwenden ein integriertes Scale-up-Konzept, das dabei hilft, den Maßstab industrieller chemischer Produktionsprozesse einfach zu übertragen.

Die Mehrheit unserer internationalen Kunden ist in der chemischen und pharmazeutischen Spezialindustrie tätig, und unsere Reaktoren können in einer Reihe anspruchsvoller Prozesse eingesetzt werden. Die pharmazeutische Industrie ist besonders an dem hocheffizienten Wärmeaustausch und dem schnellen Mischen unserer Technologie interessiert, die zu definierten und reproduzierbaren Ergebnissen, einer vereinfachten Prozesskontrolle und minimierten Verzögerungen führen. Für die chemische Industrie hilft unsere Mikroreaktortechnologie bei wichtigen Reaktionen, die oft schwierig zu handhaben sind – Dinge wie Peroxidreaktionen, Ethoxylierungen, Hydratationen, Ozonolyse und mehr. Aber wir haben auch Projekte mit Lebensmittel- und Life-Science-Unternehmen, wo wir mit Eiscreme, Joghurt, Hautcreme oder Haarpflegeprodukten gearbeitet haben.

Unser Team installiert das MMRS oft bei unseren Kunden vor Ort. Hier stehen wir vor der Herausforderung, unser Mikroreaktorsystem in viele verschiedene Infrastrukturen zu integrieren – wir brauchen Verbindungen, die für jede Situation anpassbar sind. Um diese Herausforderungen zu meistern, haben wir in den letzten zehn Jahren mit Swagelok Frankfurt zusammengearbeitet.

SRP: Das klingt in der Tat herausfordernd. Wie hat sich Ihre Beziehung zu Swagelok entwickelt?

Dr. Kuwertz: Meine persönliche Erfahrung mit Swagelok stammt aus meiner Master- und Ph.D. wo meine Kommilitonen und ich alle unsere Versuchsaufbauten mit Swagelok-Komponenten zusammengebaut haben. Bei unserer heutigen Arbeit mit Swagelok-Produkten habe ich festgestellt, dass es praktisch keine Verbindung gibt, die nicht mit Swagelok-Rohrverschraubungen hergestellt werden kann. Dies war schon immer ein großer Vorteil, insbesondere wenn es darum ging, verschiedene Instrumente, Sensoren und Reaktoren zuverlässig und professionell anzuschließen.

Diese Art der Standardisierung ist für unsere tägliche Arbeit bei Kundeninstallationen nach wie vor sehr hilfreich. Darüber hinaus können wir die hohen Standards der Prozesssicherheit und -qualität gewährleisten, die für unsere Testeinrichtungen erforderlich sind, die mit toxischen und brennbaren Gasen und Temperaturen über 300 C° zu tun haben. Wir gehen davon aus, dass diese Bedingungen noch schwieriger werden, da unser Unternehmen weiterhin innovativ ist.

SRP: Die Mikroreaktionstechnologie kann bei einer Vielzahl unterschiedlicher Prozesse helfen. Mit welchen Arten von Anwendungen arbeiten Sie regelmäßig und auf welche Herausforderungen stoßen Sie häufig?

Dr. Kuwertz: Zu den Herausforderungen, vor denen wir stehen, gehört es, Kunden davon zu überzeugen, Zeit und Geld in diese neue Mikroreaktortechnologie zu investieren, praktisch jede Art von Chemie in unserem Reaktorsystem durchzuführen und die Erwartungen der Kunden zu erfüllen. Zu meinen Aufgaben gehört es beispielsweise, innerhalb kürzester Zeit Versuchsanlagen nach Kundenwunsch zu konzipieren und zu montieren.

Swagelok hilft uns dabei. Unsere Arbeit umfasst die Kombination externer Instrumente, Sensoren oder Analysegeräte mit dem Ehrfeld-Mikroreaktorsystem und die Herstellung sowohl der fluidischen als auch der elektrischen Verbindungen. Für Prozesse, die sowohl Gase als auch Flüssigkeiten umfassen, sind Swagelok-Komponenten besonders vorteilhaft. Die meisten Anwendungen laufen bei hohen Drücken (bis 100 bar) und hohen Temperaturen (bis 250 °C) – Sicherheit, Qualität und Zuverlässigkeit sind hier besonders wichtig.

Hochwertige Edelstähle und in einigen Fällen exotischere Legierungen sind oft eine Notwendigkeit, um Korrosionsproblemen vorzubeugen. Beispielsweise bei der von uns mehrfach erfolgreich durchgeführten Ozonolyse olefinischer organischer Verbindungen, Hastelloy ^® C-Komponenten haben uns dabei geholfen, Korrosionsprobleme zu vermeiden.

SRP: Ihre Reaktoren sind sehr flexibel. Warum ist Modularität für Sie so wichtig?

Dr. Kuwertz: Wir sind davon überzeugt, dass diese Modularität der Schlüssel zu unserem Erfolg ist, da Sie das System schnell und einfach an den Prozess anpassen können. Stellen Sie sich eine mehrstufige Synthese vor, die Sie in separate Operationen aufteilen und jede optimieren können der Reihe nach. Am Ende erhalten Sie eine perfekt optimierte Reaktion, die mit unserem integrierten Scale-up-Ansatz in den Produktionsmaßstab überführt werden kann. Durch die Integration von handelsüblichen Sensoren und Aktoren können wir die Prozessparameter in unserem Baukastensystem überwachen.

Auch bei neu entwickelten oder modifizierten Modulen ist die Integration problemlos möglich. Alle unsere Komponenten sind einzeln zerlegbar und die Reinigung ist sehr einfach. Für jede Verbindung in unserem Mikroreaktorsystem werden standardmäßige Swagelok-Komponenten verwendet, wodurch wir sicherstellen können, dass wir unser System in die verschiedenen Infrastrukturen integrieren können, die an den Standorten unserer Kunden vorhanden sind.

SRP: Wie sieht die Zukunft für Ehrfeld aus?

Dr. Kuwertz: Wir freuen uns darauf, unsere Technologie weiterzuentwickeln und Fortschritte in neuen und expandierenden Märkten wie China, Indien und Russland zu machen, was wir mit Hilfe von Swagelok erwarten. Wir haben eine Tochtergesellschaft in Shanghai gegründet, um beispielsweise den chinesischen Markt zu unterstützen, wo Unternehmen motiviert sind, neue Produktionsstätten zu errichten, die strenge Sicherheitsanforderungen und kleine Stellflächen erfüllen.

Viele unserer Kunden auf der ganzen Welt sind mit Komponenten von Swagelok vertraut. Daher wird der Aufbau unserer Anlagen effizienter – auch wenn Sie nur per Telefon oder Videokonferenz in Kontakt stehen, wie wir es während der gesamten Pandemie getan haben. Dennoch hoffen wir, unsere Kunden sehr bald wieder persönlich besuchen zu können, mit unserem System und einem Werkzeugkasten voller Swagelok-Fittings.

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Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie Swagelok-Komponenten zuverlässige Verbindungen in Ihren Anwendungen herstellen können? Unsere Fluidsystemspezialisten helfen Ihnen gerne weiter. Wenden Sie sich an Ihr lokales Swagelok Vertriebs- und Servicezentrum, um ein Gespräch zu beginnen.