Oberflächenbeschichteter Plattenreaktor - ApparateDesign

Werbung
Fakultät Bio- und
Chemieingenieurwesen
ApparateDesign
Prof. Dr. Norbert Kockmann
Masterarbeit / Experimentell
Entwicklung eines Plattenreaktorkonzepts mit chemisch
inerter Oberflächenbeschichtung
Problemstellung:
Die Mikroverfahrenstechnik bietet gegenüber makroskopischen Apparaten aufgrund des größeren
Oberflächen/Volumen-Verhältnisses zahlreiche Vorzüge bzgl. Stoff- und Wärmetransport und
findet Anwendung in der chemischen Prozessentwicklung. Durch Prozessintensivierung und
Miniaturisierung der Apparate werden verstärkt exotherme oder gefährliche Reaktionssysteme
untersucht. Zur Untersuchung dieser Reaktionssysteme sind die Reaktoren aus Materialien mit
einer hohen chemischen Beständigkeit und einer guten optischen Zugänglichkeit herzustellen.
Hierbei bietet es sich an Reaktoren aus Kunststoffen herzustellen. Besonders einfach und preiswert
können die Mikroreaktoren durch das bei KEmikro an der RWTH Aachen entwickelte
Ultraschallheißprägen und Ultraschallschweißen erzeugt werden. Die Ultraschallfertigung von
Mikrokanälen aus Polymerfolien mit einer hohen chemischen Beständigkeit wie PVDF oder PEEK ist
bereits gelungen. Leider sind diese Polymere nicht sehr transparent, sodass optische
Untersuchungen in den Mikrokanälen erschwert werden und zeichnen sich durch eine gewisse
mechanische Instabilität aus.
Energierichtungsgeber Beschichtung
Mikrokanal
Ultraschall
Polymerfolien
Mikrostruktur
Fertigungsprozess des US-Heißprägens
Mikroreaktor aus PVDF-Folien
Schnittanalyse eines Plattenreaktors mit
Oberflächenbeschichtung
Ziel der wissenschaftlichen Arbeit:
Im Rahmen dieser Masterarbeit soll in Zusammenarbeit mit dem Lehr- und Forschungsgebiet
Konstruktion und Entwicklung von Mikrosystemen (KEmikro) der RWTH Aachen ein
mikrofluidischer Plattenreaktor mit Oberflächenbeschichtung entwickelt werden. Die
Oberflächenbeschichtung besteht aus einem chemisch beständigen Kunststoff (z. B. PVDF, FEP) und
soll mit Hilfe der Ultraschallfertigung mit einer transparenten Kunststoffplatte (z. B. PMMA, PC)
verbunden werden. Auf diese Weise sollen Reaktoren mit verschiedenen Materialpaarungen
hergestellt und anschließend auf ihre chemische Beständigkeit untersucht werden.
Ziele und Aufgaben:
• konzeptionelles Design des Gesamtsystems
• Fertigung der oberflächenbeschichteten Plattenreaktoren in Aachen
• Testen der chemischen Beständigkeit der Reaktoren in Dortmund
• Dokumentation der Ergebnisse
Beginn:
ab sofort
M. Sc. Felix Reichmann
AG Apparatedesign, G3, Raum 5.32
Tel. 0231 755 4453
[email protected]
M.Sc. Lukas Hoehr
KE mikro, Herwart-Opitz-Haus, Raum 107.3
Tel. 0241 80 28452
[email protected]
Herunterladen
Explore flashcards