Mikroreaktor-Einheit

Eine Mikroreaktor-Einheit ist eine einzelne, eigenständige Reaktorzelle, die als Baustein für Mikroreaktor-Array-Systeme konzipiert ist. Sie ermöglicht präzise chemische Reaktionen, Mischungen oder Verarbeitungen bei Mikrovolumina mit verbesserten Wärme- und Stoffübertragungseigenschaften. Die Einheit verfügt typischerweise über Mikrokanäle und -strukturen, die eine präzise Kontrolle über Verweilzeit, Temperatur und Mischung ermöglichen, was sie für Anwendungen geeignet macht, die schnelle und effiziente Reaktionen erfordern. Häufige Materialien sind Edelstahl, Silizium und Glas, die jeweils unterschiedliche chemische Kompatibilität und thermische Eigenschaften bieten. Zu den wichtigsten Parametern gehören Reaktorvolumen (0,1–10 ml), Kanalbreite (0,1–1,0 mm), Kanaltiefe (0,1–0,5 mm), Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnis (10.000–50.000 m²/m³), Betriebstemperatur (-20 bis 200 °C), Betriebsdruck (1,0–1,6 MPa), Durchflussbereich (0,1–100 ml/min), Verweilzeit (0,1–60 s), Wärmeübergangskoeffizient (1000–5000 W/(m²·K)), Material (316L Edelstahl gemäß ASTM A240), Dichtungsmaterial (FFKM gemäß ASTM D1418), Abmessungen (50×50×20 mm), Gewicht (0,5–1,5 kg) und Leckrate (≤1×10⁻⁶ Pa·m³/s gemäß ISO 15848-1). Diese Werte sind Referenzbereiche und müssen für das spezifische Modell und die Anwendung bestätigt werden. Die Einheit ist für modulare Integration ausgelegt, was Skalierbarkeit und Flexibilität in der Prozessentwicklung ermöglicht. Vor der Beschaffung müssen alle Spezifikationen mit dem rechtlichen Hersteller oder Lieferanten verifiziert werden.

Die Mikroreaktor-Einheit funktioniert, indem Flüssigkeiten durch Mikrokanäle geleitet werden, wo chemische Reaktionen oder Mischungen stattfinden. Die kleinen Abmessungen erhöhen das Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnis und verbessern so Wärme- und Stoffübertragung. Die präzise Kontrolle von Durchflussraten und Verweilzeiten ermöglicht optimierte Reaktionskinetik. Das modulare Design ermöglicht die Integration in größere Arrays für höheren Durchsatz.