Technologie
Spezifikationen und Materialien
Durchsätze
In Abhängigkeit von den Prozessbedingungen und dem Design können innerhalb des Modularen Mikroreaktionssystems Durchflüsse von ca. 0,1 bis zu einigen 100 mL/min realisiert werden. Die Hochdurchfluss-Module decken einen Volumenstrombereich von einigen 10 bis zu einigen 1.000 L/h ab.
Temperaturen und DrĂĽcke
In Abhängigkeit von den eingesetzten Modulen lassen sich Drücke bis zu 100 bar und Temperaturen im Bereich von -20 bis 200 °C (mit speziellen Dichtungen auch bis
-50°C) in der Anlage verwirklichen. Zusätzliche Spezialmodule erweitern diesen Prozessbereich. So ermöglicht der KryoReaktor Tieftemperaturreaktionen bis zu -100 °C und spezielle Gasphasenreaktoren Hochtemperaturreaktionen bis zu einer Temperatur von 650 °C.
Materialien
Als medienberührte Werkstoffe kommen standardmäßig A4-Edelstähle (z.B.
DIN 1.4571 oder 1.4401) beziehungsweise Hastelloy C 276 (DIN 2.4819) zum Einsatz. Als Dichtmaterial kommen perfluorierte Elastomere wie FFKM und PTFE zum Einsatz. Andere Werkstoffe wie z.B. Tantal und Titan sind auf Anfrage erhältlich. Bei der Entwicklung von Sonderbauteilen können Werkstoffe wie Keramik und Glas zum Einsatz kommen.
Peripherie
Für den Einsatz des Modularen Mikroreaktionssystems in der Forschung sind verschiedene Peripheriegeräte notwendig:
- Edukte sollten durch pulsationsarme Pumpen in die Anlage dosiert werden (z.B. HPLC- oder Spritzen-Pumpen).
- Die Wärmetauscher müssen mit einem Temperiermedium versorgt werden (durch Thermostate/Kryostate).
- Elektrische Heizungen, Ventile, Sensoren usw. sollten idealerweise mit einer Mess-, Steuer- und Regeleinheit verbunden werden.
Wir stehen Ihnen bei der Auswahl geeigneter Geräte gern beratend zur Seite und stellen mit Ihnen ein für Sie passendes, integriertes Peripheriesystem zusammen. Dieses ist dann auf die jeweiligen Anforderungen des Modularen Mikroreaktions-
systems angepasst und kann bei Bedarf optional erweitert werden. Bei Bedarf bieten wir auch die passenden Peripheriegeräte an.
Aufbau auf der Grundplatte
Alle Komponenten des Modularen Mikroreaktionssystems werden auf einer Grundplatte angeordnet, die ein quadratisches Raster mit einer Länge von 25 mm für eine Rasterzelle hat. Die kleinste seitliche Länge eines Moduls beträgt entsprechend
25 mm einschließlich einer 1 mm starken Dichtscheibe. Die Höhe des Moduls hängt von seiner spezifischen Funktion ab.
Die Grundplatten des Modularen Mikroreaktionssystems gibt es in drei verschiedenen Größen: A3 bis A5. Sondergrößen und weitere dazugehörige Accessoires, wie eine Grundplattenheizung oder eine Auffangwanne ergänzen das System. Durch das einheitliche Raster und die unterschiedlichen Größen der Grundplatten fällt es leicht, für einen bestimmten Prozess die richtige Anordnung und Zusammenstellung der Module vorzunehmen.
Zusammenbau einer Anlage
Durch die folgenden Schritte lässt sich ein Aufbau mit dem Modularen Mikroreaktionssystem schnell und einfach realisieren:
- Die Module, die für den gewünschten Aufbau verwendet werden sollen, werden auf der Grundplatte angeordnet. Die Bodenplatten der Module sind mit Führungselementen ausgestattet, die in die Nuten des Grundplattenrasters greifen und eine Ausrichtung der Module bewirken. Zusätzlich dienen die Bodenplatten aus PEEK zur thermischen Entkopplung der Module von der Grundplatte. Grafik a) zeigt dies am Beispiel einer beliebigen Reihe von fünf Modulen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird die Grundplatte jeweils nicht gezeigt.
- An beiden Enden der Modulreihe werden Spannmodule durch manuelles Drehen des obenliegenden Rades in die Grundplatte eingeschraubt (Grafik a).
- Jeweils zwischen zwei Module wird eine Dichtscheibe geschoben (Grafik a).
- Beginnend mit der längsten Modulreihe werden alle Reihen verspannt. Hierzu werden die Räder der Spannmodule mittels eines Inbusschlüssels weiter gedreht (Grafik b).
- Dadurch wird ein Stempel in Richtung der zu verspannenden Module aus dem Spannmodul bewegt, der die Modulreihe und die Dichtscheiben zusammendrĂĽckt (Grafik c).
- Über Rohre oder Schläuche werden die Anschlüsse der Einlassmodule mit Dosierpumpen und die Anschlüsse der Auslassmodule mit Produktbehältern verbunden. Die Ein- und Auslässe der Wärmetauscher werden mit Thermostaten bzw. Kryostaten verbunden.
- AbschlieĂźend werden elektrische Heizungen, Ventile, Sensoren und weitere Aktoren ĂĽber Kabel mit der Mess-, Steuer- und Regeleinheit verbunden.