Schwarzäugl SITS&T

Mechanische Verfahrenstechnik

Industrievertretungen

Prozesse

Die Prozesstechnik in ihrer heutigen Ausprägung ist ohne das Rühren nicht denkbar. Moderne Rührtechnik optimiert die Herstellung und trägt zur Resscourceneffizienz und Wirtschaftlichkeit bei.

Fermentation

Hydrierung

Kristallisation

Polymerisation

Fermentation

In modernen Fermentationsprozessen werden Stoffe wie Enzyme, pharmazeutische Wirkstoffe (API), Aminosäuren oder Vitamine als Stoffwechselprodukte tierischer oder pflanzlicher Mikroorganismen hergestellt. Um die Produktivität im Prozess zu steigern, müssen die Bedürfnisse der Mikroorganismen bestmöglich erfüllt werden, d.h. sie sollten gleichbleibend in ausreichendem Maße mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt werden. Außerdem müssen beim Stoffwechsel entstehende Nebenprodukte wie Kohlendioxid abgeführt und ideale Bedingungen bezüglich Temperatur und pH-Wert aufrechterhalten werden.
Mit dem Wissen bezüglich der allgemeinen Anforderungen spezifischer Fermentationsprozesse, in Zusammenhang mit umfangreicher Fachkompetenz in der Skalierung von Laborreaktoren hin zu industriellen Bioreaktoren und dem kompletten Umfang an mechanischen Kalkulationsmethoden, bietet EKATO ein Konzept für den zuverlässigen Anlagenbetrieb und das Erfüllen komplexer Prozessanforderungen.

Beispiele für Fermentationsprodukte

Aminosäuren:

Lysin, Threonin,…

Polysaccharide:

Xanthan, Gellan,…

Pharma-Industrie:

Antibiotika, Insulin,…

Vitamine:

Vitamin B12,…

Biokraftstoffe:

Bioethanol

Hydrierung

Hydrierungen sind häufig anzutreffende Reaktionen mit Wasserstoff als Reaktionspartner. Es handelt sich in der Regel um heterogen katalysierte Reaktionen, bei denen gasförmiger Wasserstoff in einem flüssigen Reaktionsgemisch fein dispergiert und in Lösung gebracht werden muss. Die eigentliche Hydrierreaktion zwischen dem gelösten Wasserstoff und seinem Reaktionspartner findet dann an der Oberfläche des im Reaktor suspendierten Katalysators statt. Als Katalysatoren kommen häufig Feststoffe wie z.B. Palladium auf Aktivkohle (alternativ Platin, Rhodium, Ruthenium, Kobalt) oder Raney-Nickel zum Einsatz. Die grundsätzlich geringe Löslichkeit von Wasserstoff in Lösemitteln kann verbessert werden, indem man bei einem erhöhten Reaktionsdruck zwischen 6 bar bis hin zu mehr als 150 bar arbeitet. Die Reaktionstemperaturen liegen bei Hydrierungen in der Regel zwischen 30°C und ca. 250°C. Das Rührsystem hat in erster Linie die Aufgabe, den meist geschwindigkeitsbestimmenden Stoffübergang des Wasserstoffs von der Gas- in die Flüssigphase zu intensivieren, die Abfuhr der Reaktionswärme aus dem Behälter zu ermöglichen, den Katalysator zu suspendieren und den Reaktorinhalt so gut zu homogenisieren, dass möglichst keine Konzentrations- und Temperaturunterschiede vorliegen.

Da fast alle Hydrierreaktionen unter stoffübergangslimitierten Bedingungen ablaufen, erlaubt der EKATO Hydrierreaktor, ausgestattet mit der einzigartigen EKATO Kombibegasung und einem leistungsstarken Kühlsystem erhöhte Stoffumsätze und damit höhere Raum-Zeit-Ausbeuten bei meist verbesserter Produktqualität. 

Kristallisation

Kristallisation ist eine weit verbreitete Anwendung in vielen Bereichen. Sie kommt in der chemischen Industrie ebenso vor wie bei der Herstellung von Arzneimitteln, Lebensmitteln sowie in der Aufbereitung von Erzen. Je nach Prozessanforderungen unterscheidet man zwischen Kühlungs- und Verdampfungskristallisation sowie Fällung. Genauso vielfältig sind die apparativen Lösungen, die eingesetzt werden. Bei Loop-Kristallisatoren, die mittels einer Pumpe zwangsumgewälzt werden, spricht man von Forced Circulation (FC) Kristallern während die Schichtkristallisation statisch ist. Gerührte Kristallisationen werden entweder in einem offenen Rührsystem mit Hydrofoil Rührorganen oder mit einem Leitrohr ausgeführt. Für beide Varianten hat Ekato effiziente Lösungen, die nicht nur das Rührwerk selbst beinhaltet. 

Beispiele für Kristallisationsprodukte

Düngemittel

Zucker

Festprodukte aus Spezial- und Feinchemie

Batchbetrieb

Batchkristallisation werden in Normalfall in einem offenen System gefahren, d.h. mit einem Hydrofoil Rührorgan. Bis auf wenige Ausnahmen handelt es sich um eine Kühlungskristallisation, bei der der Zustand der Übersättigung durch gezieltes Kühlen erreicht wird. In seltenen Fällen wird die Übersättigung auch durch Verdampfen erzielt. Um ein gutes Prozessergebnis zu erhalten, gilt es einige wichtige Punkte bei der Ausführung zu beachten. Zunächst gilt es das Rührwerk optimal auszulegen. Hierbei sind neben der Rühraufgabe Suspendieren des Feststoffs auch der Wärmeübergang und generell eine homogene Durchmischung zu beachten. Bei empfindlichen Kristallen muss dies möglichst scherarm geschehen. Auch der Behälter und seine Einbauten bieten Potential. Eine optimale Behältergeometrie und die Verwendung von geeigneten Einbauten können die Produktqualität entscheidend beeinflussen.

Kontinuierlicher Betrieb

Kontinuierliche Kristallisationsapparate werden häufig mit einem Leitrohr, in dem das Rührorgan läuft, ausgestattet. Da der Rührwerkseinbau in den meisten Fällen von unten erfolgt und eine gerichtete, axiale Strömung gewünscht ist, spricht man bei dieser Anordnung auch von einer Unterflanschpumpe. Kontinuierliche Verfahren sind vor allem bei großen Kapazitäten eines gleichförmigen Produktes im Einsatz.
Um die Effizenz maßgeblich zu steigern, hat Ekato den Torusjet, ein 3-flügliger Leitrohrpropeller, in Verbindung mit speziellen Vorleitblechen, entwickelt. Durch die gesamthafte Betrachtung des Systems konnte die Effizienz, in diesem Fall das Verhältnis von gerichteter, axialer Strömung zu turbulenten Strömung signifikant erhöht werden. Dies schlägt sich einerseits direkt in den Beschaffungskosten aber auch in den Betriebskosten nieder. Als positiven Nebeneffekt soll an dieser Stelle auch die Kristallschonung genannt werden, da weniger Turbulenz auch weniger Kollision von Partikeln bedeutet.

 

Polymerisation

Polymerisation beinhaltet ein weites Feld an Anwendungen. EKATO hat sich auf die Optimierung von bestehenden Anlagen genauso wie gemeinsame Entwicklung von Rührlösungen vom Labor bis zur Industrieanlage spezialisiert.Daneben haben wir Jahrzehnte lange Erfahrung in der Projektabwicklung basierend auf Lizenzvorgaben, inklusive ausführlicher Spezifikations- und Dokumentationsanforderungen.

EKATO hat weitreichende Erfahrung im Bereich Polykondensation, Emulsions-, Lösungs- und Suspensionspolymerisation und kann mit Prozess- und Engineeringwissen unterstützen. Die Bandbreite reicht von gebräuchlichen Polymeren wie HDPE, PET, PP oder PVC  bis hin zu Spezialitäten oder sich noch in der Entwicklungsphase befindliche Green Polymer. 

Beispiele für Polymerisation

Emulsionspolymerisation

Lösungspolymerisation

Suspensionspolymerisation

HIPS

Rubber

Polyester und PET

HDPE

EPS, PMMA, PVC

ABS

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