Reaktions- und Trenntechnik

Die Arbeitsbereiche der Reaktions- und Trenntechnik (RTT) reichen von thermischer über mechanische bis hin zur chemischen Verfahrenstechnik, wobei zum einen eine Abtrennung einzelner Komponenten, aber auch die Herstellung neuer Produkte, beispielsweise über chemische Reaktion, im Fokus stehen.  Hierbei besteht die Möglichkeit Vorversuche in Vitro und/oder verschiedensten Anlagen durchzuführen, um zunächst Machbarkeiten aufzuzeigen und auf diesen Grundlagen Optimierungen durchzuführen.

Membranverfahren

Die Spanne der Membranfiltration reicht von der Mikrofiltration bis hin zur Umkehrosmose, vom Labormaßstab bis zur 300 L Anlage und vom Dead End bis Cross Flow. Eine mögliche Anwendung ist die Aufreinigung von Wasser, wobei je nach Membran größere Partikel sowie Ionen abgetrennt werden können.

Rektifikation und Destillation

Es stehen verschiedenste Apparaturen zur Verfügung, welche eine Aufkonzentrierung einzelner Komponenten zum Ziel haben. Mittels Hochtemperaturrektifikation wird zum Beispiel eine Fraktionierung von Tallöl untersucht, wodurch Harz- und Fettsäuren abgetrennt werden können.

Extraktion

In diesem Bereich ist u. a. die Abtrennung durch Zugabe von Kohlenstoffdioxid, überkritisch oder in wässriger Lösung, zu nennen. Ein Beispiel für die Extraktion durch Zugabe von Kohlenstoffdioxid ist die Extraktion organischer Binder aus Bauteilen oder die Extraktion von Phosphat aus Klärschlamm mittels kohlensauren Wassers.

Kristallisation

Um besonders hohe Reinheiten größer 99,9 % zu erzielen, ist oft auch die Kristallisation ein geeignetes Verfahren. Wenn sich Stoffgemische aufgrund der Löslichkeit oder zu ähnlicher Siedepunkte und azeotropen Gemischen nicht zufriedenstellend voneinander trennen lassen, bietet die Kristallisation eine weitere Möglichkeit zur Bewältigung der Trennaufgabe.

Chemische Reaktionstechnik

Hierbei werden verschiedene Reaktionen durch Zugabe von Katalysatoren oder verschiedensten Fluiden, Druck- oder Temperaturerhöhungen etc. untersucht. Exemplarisch ist die Spaltung von Fetten und Ölen zu nennen, wobei aus den entstehenden Monomeren als Produkt biobasierte Polymere synthetisiert werden können.

Die Bioraffinerie - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe

Im Fokus stehen die Gewinnung von Lignin, Hemicellulose und Cellulose aus Holzfasern (Lignocellulose) mittels dem Organosolv Verfahren, sowie die Spaltung des Lignins in Phenolbruchstücke. Weitere Schwerpunkte betreffen die Synthese von Zuckerfolgeprodukten wie 5-HMF (Hydroxymethylfurfural) und Furandicarbonsäure.

Hydrierung und Oxidation

Vorhandene Hochdruckanlagen ermöglichen weiterhin Reaktionen mit Wasserstoff oder Sauerstoff zur Hydrierung bzw. Oxidation. Beispielsweise werden durch Hydrierung von Zuckern Zuckerpolyole synthetisiert, welche als Vernetzer für Polyurethansysteme, z.B. Polyurethanhartschäume, eingesetzt werden.

Aufreinigung teerhaltiger Synthesegase mittels Molten Salt Reactor

Aus Biomasse gewonnenes CO/H2-reiches Synthesegas enthält unerwünschte Nebenprodukte wie beispielsweise Teere. Diese Teere können im Molten Salt Reactor katalytisch umgesetzt und somit wesentlich verringert werden. In einer Pilotanlage werden hierzu aktuell in Zusammenarbeit mit dem European Institute for Energy research (EIFER) Untersuchungen durchgeführt.

Überkritisches CO2 als Reaktions- und Extraktionsmedium

Entkoffeinierung von Kaffee, Extraktion von pflanzlichen Wirkstoffen, Entfettung von Oberflächen. Das sind nur einige wenige Beispiele für Anwendungen mit überkritischem CO2 als Lösungsmittel. Werden stark exotherme Reaktionen oder Reaktionen mit oxidierenden Stoffen durchgeführt, kann die Reaktion in überkritischem CO2 eine interessante Alternative zu konventionellen Synthesen sein.