The BUSS-Loop® Reaktor ist seit seiner Entstehung das Vorbild und der Massstab für höchste Effizienz in der Reaktionstechnik.
Dies liegt an seinem smarten Design und seiner Fähigkeit, die Herausforderungen der Reaktionstechnik wie Stofftransport, Mischen, Wärmeübertragung, Katalysatorhandling, Sicherheit sowie Prozessintensivierung für mehr Nachhaltigkeit zu meistern.
Das Grundkonzept des BUSS-Loop® Reaktors ist ein System, das aus einem Reaktionsautoklaven, einer Umwälzpumpe, einem Wärmetauscher und einem Reaktionsmischer (Hochleistungs-Gas/Flüssig-Strahlpumpe) besteht und dafür ausgelegt ist, hohe Stofftransportraten und eine homogene Durchmischung zu erreichen und gleichzeitig die für die chemische Reaktion erforderliche Wärmeleistung sicherzustellen.
Diese Schlüsselmerkmale bieten wertvolle Vorteile:
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kürzere Reaktionszeiten
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Katalysatoreinsparung
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optimiertes Reaktionsvolumen und optimale Produktivität
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konstante Qualität
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Flexibilität bei Anlagen für Einzelprodukte sowie bei Mehrzweckanlagen
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lineare Skalierung
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massgeschneiderter Wärmeaustausch
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Handhabbarkeit der Gasphase im Kopfraum
Höchste Stofftransportraten
Der BUSS-Loop® Reaktor ist der optimale Reaktor für höchste Stofftransportleistung.
Der Reaktionsmischer ist ein leistungsstarkes Begasungswerkzeug. Die Reaktionspumpe lässt eine Flüssigkeit durch eine Düse zirkulieren, wodurch sich die Geschwindigkeit und der Druck auf der Auslassseite[UG1] erhöhen – der sogenannte „Venturi-Effekt“. Dieser Effekt wird von einem BUSS-Loop® Reaktor auf zwei Arten genutzt. Erstens reisst der Hochgeschwindigkeitsstrahl eine grosse Menge Gas mit, wenn er in den Reaktionsautoklaven eintritt. Zweitens wird das dabei entstehende Vakuum genutzt, um Gas aus dem Reaktorkopfraum zurück in den Strahlmischer zu ziehen.
Diese Doppelwirkung führt zur Bildung extrem kleiner Gasblasen, die in der flüssigen Phase dispergiert werden, wodurch eine sehr enge Vermischung der Gas- und der flüssigen Phase erreicht wird, was wiederum sehr hohe Stofftransportraten fördert.
Die Fähigkeit, sehr kleine Gasblasen mit grösstmöglicher spezifischer Oberfläche zu erzeugen und fein zu dispergieren, macht diesen Reaktor zu einem idealen Werkzeug für die primäre Dispergierung in Gas/Flüssig-Reaktoren. Das im Reaktionsmischer erzeugte Zweiphasengemisch wird dann in die Flüssigkeit im Reaktionsautoklaven eingespritzt. Dort sorgt die homogene Durchmischung dafür, dass der Katalysator, der sowohl in heterogener als auch in homogener Form vorliegen kann, seine maximale Aktivität entfaltet.
Homogene Durchmischung
Der BUSS-Loop® Reaktor sorgt für eine intensive Durchmischung aufgrund des hohen Einergieeintrags in der „Schockzone“ des Venturi-Ejektors und der hohen Aufprallgeschwindigkeit im Reaktionsautoklaven.
Darüber hinaus bewirkt das Auftreffen des Hochgeschwindigkeitsstroms im Reaktionsautoklaven eine intensive sekundäre Vermischung.
Das Fehlen von Schikanen oder Wärmeaustauschvorrichtungen im Reaktionsautoklaven in Verbindung mit der hohen Turbulenz und Geschwindigkeit gewährleistet eine homogene Durchmischung und Rückvermischung mit Eigenschaften, die direkt vom Labor- und Pilotmassstab bis zu Anlagen im industriellen Massstab skalierbar sind.
Effiziente Wärmeübertragung
Der BUSS-Loop® Reaktor verfügt anstelle von Heizschlangen oder internen Wärmetauschern über einen externen Wärmetauscher, der so gross (oder so klein) dimensioniert werden kann, wie es die Reaktionsleistung erfordert, und der nicht durch das Arbeitsvolumen des Reaktors begrenzt ist.
Die gesamte Wärmetauscherfläche steht zur Verfügung, auch wenn der Reaktor mit reduziertem Arbeitsvolumen betrieben wird, zum Beispiel im Halb-Batch-Betrieb.
Dies ist ein grosser Vorteil bei der Bewältigung von Wärmebedarfsspitzen bei hochexothermen Reaktionen oder bei der Verkürzung der Aufheizzeit der Reaktorladung, wenn der Sekundärkreislauf wie benötigt ausgelegt ist.
Der externe Wärmetauscher in Verbindung mit der hohen Umlaufgeschwindigkeit des Reaktionsvolumens ermöglicht es, ein äusserst homogenes Temperaturprofil im gesamten Reaktionsvolumen aufrechtzuerhalten, was eine hervorragende Qualitätskontrolle und einen hohen Durchsatz zur Folge hat.
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Gianluca Premolil
Business Manager Reaction Technology
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The BUSS-Loop® Reactor can operated be designed for continuous as well as batch and semi-batch operation.
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