Mikroreaktoren

Mikroreaktoren sind kleine Kraftpakete. Sie kommen vor allem in chemischen und biochemischen Anwendungen zum Einsatz, um Reaktionen energieeffizienter, effektiver und sicherer zu machen. Besonders gefordert sind Mikroreaktoren für Reaktionen, bei denen unerwünschte oder gefährliche bzw. umweltschädliche Nebenprodukte entstehen.

Speziell der innovative Wirtschaftszweig der Nanopharmazie wird erst durch den Einsatz von Mikroreaktoren rentabel. Die Besonderheit von Mikroreaktoren gegenüber Batch Prozessoren ist die hohe Kontrolle der Parameter wie Fluss-, Temperatur-, Misch und Reaktionszeit. Dies ermöglicht die Produktion von qualitativ hochwertigen, monodispersen Nanopartikeln bzw. Nanopharmaceuticals. Dadurch können gänzlich neue Medikamente für innovative Therapieverfahren oder nanopartikuläre Systeme als Drug Targeting realisiert werden. So wird ein Medikament gezielt und selektiv an einen Wirkort gebracht und dort freigesetzt. Zudem profitiert auch die Biotechnologie von dem Einsatz von Nanopartikeln.

Mit einer breiten Palette von Fertigungstechniken zur Herstellung dreidimensionaler Strukturen und Kanäle unterstützt iX-factory ihre Kunden dabei, Mikroreaktoren oder Mesoreaktoren wirtschaftlich rentabel zu machen. So können sie in Laboren, Forschungsinstituten und der Industrie effizient eingesetzt werden.

Durchflusschemie – "zahme" Chemie in Mikroreaktoren

  • In der Durchflusschemie werden mit Mikroreaktoren Reaktionen durchgeführt, die in der herkömmlichen Batch-Produktion ineffizient oder äußerst giftig, gefährlich bzw. gar nicht realisierbar wären. Dies geschieht zu Forschungszwecken oder für die Produktion von chemischen, biochemischen und pharmazeutischen Materialien.
  • Das Skalierungsverhalten ist hier die treibende Kraft, die Vorteile der schnellen und effizienten Mischung und Wärmeübertragung in Mikroreaktoren nutzen zu können. Das besondere Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis in Mikroreaktoren ermöglicht dabei eine präzise Kontrolle insbesondere exothermer Reaktionen.
  • Die Automatisierung macht schnelle Variationen in den Reaktionsbedingungen möglich. Zudem kann eine Reaktion im Durchflussmikroreaktor von einer anderen innerhalb von Sekunden abgelöst werden. So ist auch eine Produktion unterschiedlicher Volumina je nach Bedarf möglich. Dies macht z.B. Transport und Lagerung kosteneffizienter.

Leistungsstärke in kleinsten Dimensionen

Mikroreaktoren haben Kanäle mit Durchmessern von Submikrometern bis 3.000 µm oder mehr, sogenannte Mesoreaktoren. Mit der Zusammenführung chemischer Komponenten, ob gasförmig, flüssig oder fest, startet die chemische Reaktion.

Die Substanzen werden kontinuierlich zugeführt. Das kleine Volumen eines Mikroreaktors ermöglicht eine bessere Prozesskontrolle und senkt das Prozessrisiko. Durch die Anpassung des Mikroreaktor-Designs ist es möglich, unterschiedlichste Reaktionen mit optimaler Ausbeute durchzuführen. Die Integration spezieller Mikromischer Strukturen in einem Reaktor ermöglicht eine effiziente Diffusionsmischung innerhalb von Millisekunden und damit weitere Verkürzung der Reaktionszeit. In katalytischen Reaktionen kann die Gesamtselektivität des gewünschten Produkts im Mikroreaktor mehr als verdoppelt werden. Sowohl der Energieverbrauch als auch der Stoffeinsatz kann um bis zu 50 Prozent reduziert werden.

Die Vorteile von Mikroreaktoren auf einen Blick

  • Exakte Temperaturkontrolle
  • Präzise Einstellung der Verweilzeit
  • Schnelle Mischung
  • Energieeffizienz
  • Optimierte Selektivität
  • Reduzierte Menge von Nebenprodukten
  • Verringerter Rohmaterialeinsatz

Ihre Anwendung, unsere Mikroreaktoren

Abhängig von Ihren individuellen Anforderungen erhalten Sie bei iX-factory Mikroreaktoren aus Glas und Silizium oder einer Kombination aus beidem.

Diese sind je nach Anwendung zweischichtig oder mehrschichtig aufgebaut. Bei der Herstellung der Mikroreaktoren stimmen wir unsere Technologien mit Ihrer Idee und Ihren Bedürfnissen ab. So erzielen wir für Sie zuverlässig das beste Ergebnis.

Nähere Informationen dazu, wie wir mit Hilfe von permanenten und temporären Fügetechniken Mikroreaktoren fertigen, die beständig, stabil und biokompatibel gegen Chemikalien und gleichzeitig kosteneffizient sind, finden Sie in dem Artikel 'Waferbonden von Silizium und Glas' in der Zeitschrift Mikroproduktion 02/13.

Haben Sie Fragen oder Wünsche? Rufen Sie an: +49 (0) 231 47730 580