Oberflächenbeschichteter Plattenreaktor - ApparateDesign
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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]
