Nieuwe reactor voor fijnchemie en farmaceuten

Nieuwe reactor beter en veiligerTot een factor 10 efficiënter en kleiner, dus veiliger. Dat zijn de belangrijkste voordelen van een nieuw type chemische reactor.

Onderzoeker ir. Marco Meeuwse ontwikkelde hem en promoveert vandaag op zijn vinding aan de TU Eindhoven (TU/e). Zijn ‘spinning disc reactor’ bestaat uit een cilinder met daarin een rotor. Dankzij een zeer hoge stofoverdracht maakt die chemische productieprocessen met gas, vloeistof en vaste stof veiliger en efficiënter.

Ingeving bleek te kloppen

Het idee voor de ‘spinning disc reactor’ kwam van de copromotor van Meeuwse, dr.ir. John van der Schaaf. Die zag zo’n vijf jaar geleden een onderzoek waarbij vloeistof op een roterende schijf werd gespoten. Door de centrifugale kracht werd de vloeistof naar buiten geduwd.

Als je die schijf combineert met een wand, zullen door het snelheidsverschil grote schuifspanningen en snelle wervelingen ontstaan. En een hoge efficiëntie, dacht de universitair docent. Hij vroeg promovendus Meeuwse om die ingeving te staven.

Nu, vier jaar later, stelt hij vast dat de nieuw ontwikkelde reactor precies datgene doet wat van hem werd verwacht. Meeuwse: ‘Sterker nog: we waren overtuigd dat hij beter zou presteren dan de conventionele reactors, maar zoveel beter hadden we niet gedacht.’

De werking van de reactor

Zo werkt de nieuwe reactor

In de reactor wordt via de cilinderbodem gas toegevoegd. Vlak daarboven bevindt zich een draaiende schijf. De gasbellen worden als het ware afgesneden door de roterende vloeistof die er met grote snelheid langs stroomt. ‘Hoe hoger de snelheid, hoe kleiner de bellen, hoe meer oppervlak er ontstaat en hoe hoger de reactiesnelheid en de stofoverdracht. Dat zagen we telkens terug in de beeldanalyses en de metingen van de stofoverdracht’, vertelt Meeuwse.

Hij wist dit principe op te schalen door middel van een serie roterende schijven. In een cilinder werden drie schijven met een diameter van dertien centimeter op een as gemonteerd. ‘Als elke unit hetzelfde doet, zou de totale stofoverdracht bij drie schijven achter elkaar ook driemaal zo groot moeten zijn. Uit metingen werd duidelijk dat die redenering klopte. Daarmee hebben we het bewijs dat we het systeem kunnen opschalen’, zegt hij. (Zie ook de foto’s onder deze bijdrage)

Reactor is beter én veiliger

Een bijkomend voordeel van de reactor is dat hij veiliger is. Dat komt doordat hij veel kleiner is dan conventionele reactoren. Dat is bij processen met gevaarlijke stoffen een belangrijk voordeel. Hij is dan ook vooral interessant voor de farmaceutische industrie en de fijnchemie.

De verdere ontwikkeling van de reactor is momenteel in volle gang. Daarvoor lopen er diverse aio-projecten aan de TU/e. Inmiddels is er ook een grote apparatenbouwer ingestapt. Verder hebben al meerdere chemie- en farmaciebedrijven interesse getoond, vertelt Meeuwse. ‘We weten dat deze reactor beter is dan de conventionele reactoren. We hebben verbeteringen van een factor twee tot tien gemeten, maar het volledige potentieel hebben we nog niet in kaart kunnen brengen.’

Interessant bij conversie en selectiviteit

Is er een grote markt voor dit type reactor? Meeuwse: ‘Bij processen waar conversie en selectiviteit een belangrijke rol spelen, zoals in de farmaceutische industrie, kan hij zeer zeker bruikbaar zijn. De grondstoffen voor medicijnen zijn heel duur. Hoe minder je achteraf hoeft te zuiveren en hoe minder afval je weggooit, hoe lucratiever onze reactor wordt. Qua volume is dit wellicht geen grote markt, maar het zijn wel processen met grote toegevoegde waarde.’

Ir. Meeuwse bij zijn nieuwe reactor

Meeuwse bij een van zijn proefopstellingen van de reactor (Foto: Bart van Overbeeke)

Proefopstelling van de nieuwe reactor

Een van de proefopstellingen van de reactor (Foto: Bart van Overbeeke)

Over Renske Cramer
Ik ben gepensioneerd communicatie- en marketingadviseur. Ik houd me bezig met dingen die nóg leuker zijn dan werken ;-)

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s