Geringere Reaktionszeiten, weniger Abfallprodukte, einfacher Einsatz für die industrielle Produktion: Durchfluss-Reaktoren sind eine vielversprechende Methode zur Herstellung chemischer Stoffe, speziell für die Industrie. An der Karl-Franzens-Universität Graz wird dazu seit Jahren erfolgreich geforscht. Nun erhält die Arbeit auf diesem Gebiet einen neuen kräftigen Impuls: Mit Unterstützung des Wirtschaftsministeriums wurde an der Uni Graz das Christian Doppler Labor für Durchfluss-Chemie eingerichtet. Wirtschaftspartner sind die Unternehmen Anton Paar, ThalesNano, Lonza und MicroINNOVA. Am 8. Oktober 2013 wird das Labor mit einem Festakt im Meerscheinschlössl offiziell eröffnet. „Im internationalen Wettstreit der Ideen sind CD-Labors wichtiger denn je, weil sie neues Wissen marktfähig und somit für Unternehmen nutzbar machen. Das sichert Wachstum und Arbeitsplätze am Standort Österreich“, unterstreicht Wirtschaftsminister Reinhold Mitterlehner die Bedeutung des Förderprogramms.
Wirtschaftsministerium fördert Forschung an den Grundlagen
Die Durchfluss-Technologie hat großes Potenzial für die kostengünstige und effiziente Synthese chemischer Substanzen und ist damit für die Industrie von besonderem Interesse. Im neuen CD-Labor werden mit Unterstützung des Wirtschaftsministeriums und gemeinsam mit den Unternehmenspartnern Eigenschaften und Verhalten der Durchflussreaktoren sieben Jahre lang grundlegend erforscht. Auf dieser Basis können die Unternehmen in der Folge ihre Herstellungsmethoden verbessern.
Kleine Reaktoren mit großen Vorteilen
Im Vergleich zu den herkömmlichen sogenannten Batchverfahren hat die Durchfluss-Technologie gleich mehrere Vorteile. „Die für die Synthese nötigen Komponenten werden durch Reaktionskammern im Mikro- bzw. Milliliterbereich gepumpt. Die einzelnen Prozesse laufen nacheinander jeweils in einer Kammer ab, ohne dass das Reaktionsgemisch nach jedem Schritt herausgenommen und für den nächsten aufbereitet werden muss“, informiert Ass.-Prof. Dr. Toma Glasnov, Leiter des neuen Christian Doppler Labors an der Uni Graz.
Außerdem funktioniert in den kleinen Reaktoren mit rund 0,05 bis 1 Millimeter Durchmesser die Wärmeübertragung sehr gut. Die Temperatur lässt sich einfach und schnell verändern. „Dadurch können extreme Temperatur- und Druckbedingungen erzeugt werden. Das führt dazu, dass die chemischen Reaktionen wesentlich rascher und mit weniger Nebenreaktionen ablaufen – wodurch wiederum die Produktion gefährlicher Abfallstoffe vermieden werden kann“, so Glasnov. „Weiters werden die Komponenten in den Mikroreaktoren sehr effektiv durchmischt. Die Chemikalien lassen sich leichter gegen Luft und Feuchtigkeit isolieren, und gefährliche Verbindungen können sicherer produziert werden“, ergänzt der Forscher.
Ein besonderer Pluspunkt im Hinblick auf die industrielle Anwendung ist, dass zur Produktion größerer Mengen die gleichen Reaktoren wie in der Forschung verwendet werden können, das Verfahren also nicht neu adaptiert werden muss. „Man pumpt die Komponenten einfach über einen längeren Zeitraum durch den Mikroreaktor oder verwendet mehrere Reaktoren parallel“, erklärt Glasnov.
Das neue Christian Doppler Labor an der Uni Graz konzentriert sich in erster Linie auf Anwendungen der Durchfluss-Chemie unter hohen Temperaturen und hohem Druck. Dabei geht es um die Synthese von Stoffen, die für die Pharma-, Agro- und Feinchemieindustrie, wie zum Beispiel zur Herstellung von Pestiziden und Fungiziden, von Interesse sind. Thema sind aber auch biokatalytische und photochemische Prozesse sowie die Herstellung von Nanopartikeln. Ziel ist, gemeinsam mit den Wirtschaftspartnern die Technologie zu optimieren und weiterzuentwickeln.
Über Christian Doppler Labors
Christian Doppler Labors gelten international als Best-Practice-Beispiel für die Förderung der Kooperationen hervorragender WissenschafterInnen aus anwendungsorientierter Grundlagenforschung mit innovativen Unternehmen. Träger des Programms ist das Wirtschaftsministerium. Finanziert werden die CD-Labors von der öffentlichen Hand gemeinsam mit den beteiligten Firmen.
Eröffnung des Christian Doppler Labors für Durchfluss-Chemie
an der Karl-Franzens-Universität Graz
Zeit: 8. Oktober 2013, 14 Uhr
Ort: Meerscheinschlössl, Mozartgasse 3, 8010 Graz