Kleinste Chemieanlagen ganz groß fĂŒr die Umwelt: Miniatur-Reaktoren senken Verbrauch von Lösungsmitteln

DBU-Projekt zur Erforschung einer umweltgerechteren Produktion in der chemischen Industrie prÀsentiert sich auf der ACHEMA 2003 in Frankfurt
OsnabrĂŒck. Sie bestehen aus mikrostrukturierten Metallfolien, stellen miniaturisierte Chemiefabriken dar und werden von Experten als unabdingbar fĂŒr eine zukĂŒnftige umwelt- und ressourcenschonende Pharma- und Chemieindustrie gehandelt: Sogenannte Mikroreaktoren - oft nicht grĂ¶ĂŸer als ein SpielwĂŒrfel - erobern hier immer mehr Herstellungsverfahren. Auf der ACHEMA 2003, einer Messe fĂŒr alle Branchen der stoffumwandelnden Industrien in Frankfurt, prĂ€sentiert sich ein von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) mit 502.000 Euro gefördertes innovatives Projekt zu diesem Thema. Die Cellular Process Chemistry Systems GmbH (kurz CPC) aus Mainz (Rheinland-Pfalz) entwickelt gemeinsam mit der Bayer AG Leverkusen (Nordrhein-Westfalen) eine anspruchsvolle chemische Synthesereaktion mit Mikroreaktoren.

Kleinste Chemiefabriken benötigen weniger gefÀhrliche Substanzen

Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren, bei denen in großen RĂŒhrkesseln Unmengen an Lösungsmitteln und weiteren gefĂ€hrlichen Substanzen verbraucht werden, erlaubt die Mikroreaktionstechnik eine prĂ€zise Kontrolle der Reaktionsbedingungen und damit die Einsparung dieser umweltgefĂ€hrdenden Stoffe. Benötigt werden solche Kleinstreaktoren vor allem bei der Entwicklung neuer pharmazeutischer, feinchemikalischer und analytischer Produkte. Dabei zeigen sich in der Praxis neben der Umweltentlastung weitere Vorteile dieser kleinsten Chemiefabriken: WĂ€hrend im herkömmlichen Verfahren zunĂ€chst im Labormaßstab ein chemischer Stoff hergestellt wird, um diesen dann in immer grĂ¶ĂŸeren Maßstab schließlich in Chemiefabriken zu produzieren, sind die Mikroreaktoren sofort in der Lage, in großem Umfang diese neuen Stoffe zu produzieren. "Der Hersteller baut einfach weitere dieser kleinen Herstellungswunder und kann damit sehr viel schneller einen neuen chemischen Stoff beispielsweise fĂŒr die Medizin am Markt platzieren", so Dr. Shari Taghavi, Leiter des Projektes bei CPC. Vor allem in der Pharmazie sei dieser Zeitgewinn von enormer Bedeutung.

Höhere Sicherheit bei der Produktion

Aber auch in der Sicherheit liegen die kleinen Chemiefabriken weit vor ihren großen BrĂŒdern. "Jeder von uns kann sich leicht vorstellen, was geschieht, wenn in einer Fabrik ein großer Kessel mit gefĂ€hrlichen Stoffen ein Leck hat oder gar explodiert", sagte Dr. Maximilian Hempel, der als DBU-Referatsleiter Umweltchemie das Projekt betreut. Auch bei den Mikroreaktoren ließen sich solche Risiken nicht ausschließen. Doch hier befĂ€nden sich stets nur wenige Mengen an Stoffen auf einmal im Reaktor, so dass hier ein Fehler im System sehr viel ungefĂ€hrlicher sei.

Wissenschaftliche Erhebung der UniversitÀt Jena

Begleitend zum Entwicklungsprojekt wird von der Friedrich-Schiller-UniversitĂ€t Jena (ThĂŒringen) eine Umweltbilanz zwischen herkömmlicher ProzessfĂŒhrung und kontinuierlichem Verfahren mit Einsatz der Mikroreaktionstechnik erstellt, um die bisherigen Erfahrungen mit umfangreichen Beobachtungen und Fakten untermauern zu können. "Die Mikroreaktionstechnik ist unter Umwelt-, Zeit- und Sicherheitsaspekten eine Technik der Zukunft", fasste Hempel zusammen.
Mikroreaktoren – oft nicht grĂ¶ĂŸer als ein SpielwĂŒrfel - erobern immer mehr chemische Herstellungsverfahren.