Flow Chemistry - Rohrreaktoren mit Plug Flow

Das modular aufgebaute Contiplant-Baukastensystem basiert auf den kontinuierlich betriebenen Fluitec Mischer-Wärmetauschern. Es erlaubt eine effiziente Prozessentwicklung im Labormassstab und eine direkte Skalierbarkeit in den Produktionsmassstab.

Contiplant – kontinuierliche Reaktionstechnik

In den Contiplant-Reaktoren werden die Reaktanden im statischen Mischer effizient und reproduzierbar gemischt und mittels Doppelmantel temperiert. Dank ihrer modularen Bauweise sind die Contiplant-Reaktoren flexibel kombinierbar. Bereits mit drei verschiedenen Reaktoren lassen sich zahlreiche chemische Prozesse durchführen.

Flow-Kalorimeter: schnelle / exotherme Reaktionen
Statischer Mischer / Festbettreaktor: Mehrphasensysteme, katalytische Prozesse
Dynamischer Kaskadenreaktor (DCR): Reaktionsmedien mit Feststoffanteilen

Contiplant eignet sich sowohl für die Prozessentwicklung für einen späteren Scale-up im Mischer-Wärmetauscher als auch als für kleinere Produktionsanlagen. Diese finden insbesondere in der Pharmaindustrie Anwendung.

Modulare, kontinuierliche Reaktionssysteme

Contiplant-Reaktoren mit statischen Mischern

Reaktionskalorimetrie

Das Fluitec Flow Calorimeter (FFC) eignet sich besonders um thermodynamische Informationen für ein Scale-up eines kontinuierlichen Prozesses in Rohrreaktoren zu ermitteln. Denn die freigesetzte Wärme kann insbesondere bei nicht selektiven Reaktionen stark von der Reaktionsführung abhängig sein. Mit dem Fluitec Flow Calorimeter (FFC) kann ein axiales Temperaturprofil entlang des Rohrreaktors erfasst werden und mittels Wärmebilanzen sowie segmentalen dynamischen Parametern die spezifische Reaktionswärme ermittelt werden.

Reaktionskalorimeter

Prinzip Flow Kalorimetrie

Das System besteht aus einem Rohrreaktor, Dosiersystemen, Vorerhitzer, Temperatursensoren und Durchflussmesser. Bereits vorhandene ContiplantLAB PFR können zum Kalorimeter umgerüstet werden.

Kontinuierliches Reaktionskalorimeter im Milli-Maßstab

Gleichzeitige Bestimmung der Enthalpie

Reaktionskalorimetrie im kontinuierlichen Durchflussverfahren

Download PDF Fluitec Reaktionskalorimeter

Dynamischer Kaskadenreaktor (DCR)

DCR an der Hochschule in Fribourg

Der dynamische Kaskadenreaktor (DCR) ist mit einem axialen Rührer ausgestattet, welcher 12 CSTR-Kaskaden aktiv durchmischt. Er eignet sich besonders für Mehrphasensysteme (gas, flüssig oder fest) und ist deshalb für Dispergieraufgaben und katalytische Prozesse einsetzbar. Der DCR wird hauptsächlich dort eingesetzt, wo die Grenzen des statischen Mischers erreicht sind, d.h. bei Reaktionsmedien mit Feststoffanteilen. Auch die Skalierbarkeit vom Labormassstab hin zum Produktionsmassstab (100 L) wurde bereits realisiert.

Contiplant und Peripherie

Eine kontinuierliche Reaktionsführung im Labor oder bei Pilotanlagen fordert eine optimierte Peripherie, um eine bestmögliche Kontrolle und Steuerung des Reaktionsablaufes zu garantieren. Zur Contiplant-Baureihe gehören speziell entwickelte Sensoren, Aktoren und weitere Peripherien, welche das Verweilzeitspektrum, die Wärmeabfuhr sowie die Mischung nicht negativ beeinträchtigen.

Zum Lieferprogramm gehören unter anderem der speziell entwickelte Hochgeschwindigkeits-Vormischer-Kühler Helix-Torpedo, Einspritzventile, Dosierstellen, spülbare Probenahmeventile, diverse Temperatursensoren wie der axiale Mehrfach-Temperatursensor zur Prozessüberwachung, totraumfreie Drucksensoren, Berstscheiben, usw.

Selbstentwickelte Dosiersysteme und Anlagensteuerungen mit Prozessvisualisierungen komplettieren das Fluitec Contiplant-System.

ContiplantPILOT Reaktionssystem aus Hastelloy C-22, inkl. Probenahmen, Berstscheiben, Druck- und Temperatur-messungen

Komplettes ContiplantPILOT-System (Loop-Reaktor mit Verweilzeitstrecke) inkl. zwei Dosiersysteme und Anlagensteuerung

Misch- und Reaktionstechnik

Fluitec Mischer-Wärmetauscher sind sicher skalierbar und können im Labor-, Pilot- und Produktionsmassstab gleichermassen eingesetzt werden. Je nach Verfahren und Vorgehen können Reaktionsanlagen aus einer Kleinanlage skaliert oder direkt erarbeitet werden.

Das Fluitec Scale-Up System

Beim Mischer-Wärmetauscher erfolgt eine Skalierung einfach und sicher, da das Oberflächen-Volumenverhältnis bei unterschiedlichen Apparategrössen konstant gehalten werden kann.

Beim Scale-Up wird zusätzlich die Mischelementkon-struktion so angepasst, dass die örtlichen Strömungs-verhältnisse und somit die volumenspezifische Leistung konstant bleibt. Dies ist dank der verschieden komplexen Mischer-Wärmetauscher-Generationen möglich.

Entlang der Scale-Up-Linien sind Apparate verschiedener Baugrössen mit gleichem Oberflächen-Volumenverhältnis definiert. Eine sichere Skalierung ist entlang der Scale-Up-Linien einfach umzusetzen.

Fluitec scale-up Konzept

Anlagen Reaktionstechnik

Reaktionsanlagen werden von Fluitec ausgelegt, konstruiert und hergestellt. Durch das spezifische Wissen bei statischen Mischern und Mischer-Wärmetauschern liegt der Fokus auf Anlagenbereichen, bei welchen Medien gemischt, Reaktionen geführt, Temperaturen eingestellt oder Verweilzeiten eng gehalten werden.

Neben reinen Rohrreaktoranlagen ist Fluitec in der Lage, Kombinationen mit weiteren Reaktor- bzw. Verfahrens-apparaten anzubieten. Beispiele sind Kombinationen mit Loop-Systemen, CSTR und Rührwerken.

Polymeranlage im Pilotmassstab

Reaktionsanlage für Sterilanwendungen im Pharma-Bereich

Reaktionsanlagen Sterilanwendungen

Eine Spezialität sind Reaktionsanlagen in Sterilausführung für den Pharma-, Biotechnologie- oder Kosmetikbereich.

Die Fluitec In-line Reaktionsanlagen in der Steriltechnik werden bei hohen Anforderungen hinsichtlich GMP, Oberflächen, CIP/SIP sowie FDA eingesetzt.

Bei Bedarf werden neuartige statische Mischelemente in polierter Ausführung verwendet, welche dank einem selbstentwickelten Herstellverfahren in kleinsten Nennweiten mit hoher Präzision gefertigt werden können.

Materialien: 1.4435, 1.4435 BN2, 1.4404, Hastelloy C-22, oder andere hochlegierte Qualitäten.

Weitere Informationen

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