Ons werk

Van batch naar continue buisreactoren

Het omzetten van batchprocessen in continue flow processen is een van de manieren om chemische processen efficiënter, sneller en energiezuiniger te maken. Bij veel processen is het vervangen van batchreactoren door continu doorstromende buisreactoren het antwoord. TNO doet al langer onderzoek naar dit type reactor en heeft hier in de loop der jaren verschillende toepassingen voor ontwikkeld. Een voorbeeld daarvan is de TNO Helix® reactor.

De buisreactor is uitermate geschikt voor processen met extreme warmteontwikkeling, maar is ook goed toepasbaar in processen waarbij vaste stoffen in suspensie moeten worden omgezet. Buisreactoren hebben twee grote voordelen voor chemische processen. De warmteontwikkeling is veel beter te controleren dan in een batchreactor, omdat de buisreactor over een relatief groot oppervlak beschikt. Verder is de verblijftijd van moleculen in de buis beter gedefinieerd, waardoor de kans op doorreageren of degenereren van reactieproducten aanzienlijk kleiner is. Mede hierdoor is de controle over het proces veel beter, wat deze technologie geschikt maakt voor bijvoorbeeld sterk exotherme reacties of toxische chemicaliën.

Toenemende belangstelling

In de bulkchemie zijn de voordelen van continue flow al eerder onderkend en wordt deze technologie al op grote schaal toegepast. Met de komst van nieuwe productietechnieken, nieuwe materialen en kennis over microreactortechnologie is het nu ook mogelijk continue flow technologie op veel kleinere schaal toe te passen, waardoor het ook in het bereik komt van fijnchemie en farmaceutische industrie. Zeker voor nieuwe producten is de investering in doorstromende reactoren het overwegen waard. De time-to-market voor deze producten is sterk te verkorten door gebruik te maken van continue microreactoren die makkelijk en snel zijn op te schalen. TNO constateert dan ook dat de belangstelling hiervoor in fijnchemie en farma toeneemt. In verschillende projecten werken chemische bedrijven, kennisinstellingen en apparatenbouwers samen met TNO aan de ontwikkeling van demonstratie opstellingen van chemische minifabrieken voor commerciële producten.

Nauwkeurig te bepalen

In fijnchemie en farma is de buisreactor vooral geschikt voor hoogtoxische processen, of die waarbij veiligheidskwesties als explosiviteit of brandbaarheid spelen. Door de kleinere volumes is de hoeveelheid gevaarlijke stoffen in de reactor beperkt. De tijd die moleculen op verschillende plekken in de buis doorbrengen is nauwkeurig vast te stellen, evenals het traject dat ze hebben afgelegd. In een batchreactor is dat alles veel lastiger te bepalen. Een buisreactor heeft doorgaans ook een kleinere hold-up in vergelijking met een batch equivalent. In een continu proces gaat nooit de hele productie verloren als het proces fout loopt. Als een batchproces fout loopt, moet de hele batch worden opgewerkt of gaat deze zelfs volledig verloren. Bedrijven in chemie of farma zijn van harte welkom in het lab van TNO om zich te laten informeren over procesvernieuwing en de mogelijkheden van flowchemie. TNO draagt graag kennis en kunde over om bedrijven te laten innoveren in procesontwikkeling. Dat kan met zowel 'cutting edge' als bestaande technologie.

Contact

Dr. ir. Leon Geers

  • transport fysica
  • proces intensificatie
  • experimentele data analyse
  • wiskundige modellering
  • flowchemie
E-mail

Wil je de laatste ontwikkelingen volgen?

Wij gebruiken anonieme cookies om het gebruik van onze site te verbeteren.