Mit zuverlässigen Mikroreaktoren die Zukunft gestalten

Wie Ehrfeld Mikrotechnik eine kontinuierlich hohe Zuverlässigkeit seiner Mikroreaktoren erreicht

Die Mikroreaktionstechnik hat sich zu einem vielversprechenden Instrument in der modernen industriellen Produktion sowie in der chemischen Verfahrenstechnik weltweit entwickelt. Sie kommt in einer Vielzahl von Branchen zum Einsatz, unter anderem in der Pharmaindustrie, der industriellen Chemieproduktion, in der Lebensmittelindustrie, sowie im Bereich Life Sciences und viels mehr.

Ehrfeld Mikrotechnik ist der führende deutsche Anbieter von hochwertigen Mikroreaktorsystemen und gilt als renommierte Adresse rund um das Thema Flow Chemistry. Mit zunehmendem Reifegrad der Mikroreaktortechnik geht man davon aus, dass sich die Reaktoren von Ehrfeld ohne Einschränkungen in industriellen Umgebungen und im Produktionsmaßstab einsetzen lassen.

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Wie gelingt es Ehrfeld Mikrotechnik, solche Herausforderungen zu meistern? Hierzu haben wir uns mit Dr. Rafael Kuwertz unterhalten, der als Projektmanager bei Ehrfeld Mikrotechnik tätig ist. Im Gespräch ging es unter anderem darum, wie Ehrfeld sich zusammen mit den Fluidsystemexperten von Swagelok Frankfurt dafür einsetzt, seinen Kunden äußerst zuverlässige Systeme bereitzustellen.

Swagelok Blog (SB): Vielen Dank, dass Sie sich heute Zeit für uns genommen haben, Herr Dr. Kuwertz! Können Sie uns zum Einstieg etwas über die Anwendungen erzählen, für die die Produkte von Ehrfeld konzipiert sind?

Dr. Rafael Kuwertz: Sehr gerne! Ehrfeld bietet das einzigartige Modulare MikroReaktionsSystem (MMRS), das alle Arbeitsschritte in einem typischen Industrieprozess abdeckt. Unsere Module basieren auf einem integrierten Scale-up-Konzept, sodass eine Anpassung auf einen industriellen Produktionsmaßstab ganz einfach realisierbar ist.

Der Großteil unserer internationalen Kunden ist in der Spezialchemie- und Pharmaindustrie tätig, aber unsere Reaktoren lassen sich in einer Vielzahl komplexer Prozesse einsetzen. Besonders im Pharmabereich ist das Interesse an unserer Technologie sehr hoch, da sie einen effizienten Wärmeaustausch und schnelle Mischprozesse ermöglicht. Dies führt zu definierten und reproduzierbaren Ergebnissen, einer vereinfachten Prozesskontrolle und minimalen Verzögerungen. In der chemischen Industrie kommt unsere Technologie bei wichtigen Reaktionen zum Einsatz, die häufig mit sehr komplexen Reaktionsbedingungen verbunden sind – z. B. Peroxidreaktionen, Ethoxylierungen, Hydratisierungen, Ozonolysen und vieles mehr. Aber wir realisieren auch Projekte mit Unternehmen aus der Lebensmittelindustrie und dem Life-Science-Sektor, wo wir es mit Produkten wie Eiscreme, Joghurt, Hautcreme oder Haarpflegeprodukten zu tun haben.

Zur Installation des MMRS ist unser Team häufig vor Ort bei den Kunden. Hier stehen wir vor der Herausforderung, dass wir unser System in verschiedenartige Infrastrukturen integrieren müssen – dazu brauchen wir Verbindungen, die sich flexibel an jede denkbare Situation anpassen können. Um diese Herausforderung zu meistern, arbeiten wir seit zehn Jahren mit Swagelok Frankfurt zusammen.

“Es gibt praktisch keine Verbindung, die sich nicht mit den Rohrverschraubungen von Swagelok realisieren lässt.”

SRP: Das hört sich in der Tat nach großen Herausforderungen an. Wie hat sich die Zusammenarbeit mit Swagelok im Laufe der Jahre entwickelt?

Dr. Kuwertz: Ich persönlich arbeite schon seit meiner Master- und meiner Doktorarbeit mit Swagelok zusammen. Meine Kommilitonen und ich haben damals Komponenten von Swagelok in unseren Versuchsaufbauten verwendet. In meiner aktuellen Arbeit mit Swagelok-Produkten habe ich festgestellt, dass es praktisch keine Verbindung gibt, die sich nicht mit den Rohrverschraubungen von Swagelok realisieren lässt. Das war schon immer ein großer Vorteil – vor allem wenn es darum geht, zuverlässige und professionelle Verbindungen zwischen verschiedenen Messgeräten, Sensoren und Reaktoren herzustellen.

Diese Form der Standardisierung ist bei unserer täglichen Arbeit mit den Installationen von Kunden von immensem Vorteil. Darüber hinaus können wir in unseren Testeinrichtungen für toxische und brennbare Gase und bei Temperaturen von über 300 °C mit diesen Komponenten die hohen geltenden Standards in Sachen Prozesssicherheit und -qualität erfüllen. Wir gehen davon aus, dass die Herausforderungen für unser Unternehmen mit neuen Innovationen immer größer werden.

SB: Die Mikroreaktionstechnik ist bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Prozessen von Vorteil. Mit welchen Arten von Anwendungen haben Sie regelmäßig zu tun und auf welche Herausforderungen stoßen Sie dabei häufig?

Dr. Kuwertz: Wir müssen zum Beispiel Kunden davon überzeugen, Zeit und Geld in diese neue Technologie zu investieren, praktisch alle Arten von chemischen Reaktionen in unserem Reaktorsystem durchführen und die Kundenerwartungen erfüllen. Ein Teil meiner Arbeit besteht beispielsweise darin, innerhalb kürzester Zeit Testanlagen zu konzipieren und zu bauen, die perfekt auf die Anforderungen unserer Kunden zugeschnitten sind.

“Um korrosionsbedingten Problemen vorzubeugen, muss man häufig auf hochwertige Edelstähle und manchmal auch auf exotischere Legierungen zurückgreifen.”

Swagelok hilft uns dabei. Neben den Fluid- und elektrischen Verbindungen müssen wir im Rahmen unserer Arbeit auch externe Messgeräte, Sensoren oder Analysegeräte an das System von Ehrfeld anschließen. Besonders bei Anwendungen, in denen sowohl gasförmige als auch flüssige Stoffe zum Einsatz kommen, bieten die Swagelok-Komponenten enorme Vorteile. Die meisten Prozesse laufen bei hohen Drücken (bis zu 100 bar) und hohen Temperaturen ab (bis zu 250 °C) – folglich kommt den Aspekten Sicherheit, Qualität und Zuverlässigkeit ein hoher Stellenwert zu.

Um korrosionsbedingten Problemen vorzubeugen, muss man häufig auf hochwertige Edelstähle und manchmal auch auf exotischere Legierungen zurückgreifen. Bei der Ozonolyse von olefinischen organischen Verbindungen, die wir bereits mehrfach erfolgreich umgesetzt haben, ist es uns so beispielsweise mithilfe von Komponenten aus Hastelloy^® C gelungen, korrosionsbedingte Probleme zu vermeiden.

“Bei jeder Verbindung kommen Standardkomponenten von Swagelok zum Einsatz. Sie tragen dazu bei, dass wir unser System problemlos in die unterschiedlichen Infrastrukturen integrieren können.”

SB: Ihre Reaktoren sind äußerst flexibel. Warum spielt Modularität bei Ihnen eine so große Rolle?

Dr. Kuwertz: Wir sind davon überzeugt, dass Modularität für uns der Schlüssel zum Erfolg ist. Schließlich ist es uns so möglich, unser System schnell und einfach an den jeweiligen Prozess anzupassen. Stellen Sie sich einen mehrstufigen Syntheseprozess vor, den Sie in separate Prozessschritte aufteilen und jeden Schritt einzeln optimieren können. Das Ergebnis ist eine perfekt optimierte Reaktion, die sich dank unseres integrierten Scale-up-Ansatzes einfach auf den Produktionsmaßstab übertragen lässt. Mit integrierten Standardsensoren und -aktoren können wir die Prozessparameter in unserem System überwachen.

Auch bei neu entwickelten oder angepassten Modulen gestaltet sich die Integration sehr unkompliziert. Alle unsere Komponenten können einzeln ausgebaut und sehr leicht gereinigt werden. Jede einzelne Verbindung in unserem System besteht aus Standardkomponenten von Swagelok. Das macht es uns möglich, unser System nahtlos in die bestehenden Kundeninfrastrukturen vor Ort zu integrieren.

SB: Was hält die Zukunft für Ehrfeld bereit?

Dr. Kuwertz: Wir werden unsere Technologie kontinuierlich weiterentwickeln und unsere Aktivitäten in neuen und bestehenden Märkten weiter ausbauen, darunter in China, Indien und Russland. Hierbei setzen wir auf die Unterstützung von Swagelok. Für den chinesischen Markt haben wir eine Niederlassung in Shanghai gegründet. Viele Unternehmen in dieser Region achten bei neuen Produktionsanlagen besonders darauf, strenge Sicherheitsanforderungen einzuhalten und den Platzbedarf möglichst gering zu halten.

Viele unserer Kunden auf der ganzen Welt kennen die Komponenten von Swagelok bereits. Dadurch gestaltet sich die Einrichtung unserer Anlagen sehr viel effizienter – selbst wenn man sich nur per Telefon oder Videokonferenzen miteinander austauschen kann, wie es seit Ausbruch der Pandemie der Fall ist. Dennoch hoffen wir, dass wir unseren Kunden bald auch wieder persönlich einen Besuch abstatten und ihnen unser System sowie eine Reihe nützlicher Swagelok-Verbindungen vorstellen können.

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Sie möchten mehr darüber erfahren, wie Sie mit Swagelok-Komponenten zuverlässige Verbindungen in Ihren Anwendungen herstellen können? Unsere Fluidsystemexperten helfen Ihnen gerne weiter. Wenden Sie sich an das für Sie zuständige Vertriebs- und Servicezentrum von Swagelok, um weitere Informationen zu erhalten.

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