Gerührte Photo-Reaktoren ermöglichen neue Synthesen

Licht kann Moleküle durch Bestrahlen mit Wellenlängen von 200 bis 700 Nanometern aktivieren. Gerührte Photo-Reaktoren von Ekato ermöglichen solche Reaktionen im technischen Maßstab.

Dies erlaubt die Reaktionsführung bei tiefen Temperaturen und so mit weniger Neben- und Zersetzungsprodukten. Gerührte Photo-Reaktoren von Ekato ermöglichen solche Reaktionen im technischen Maßstab.
Beispiele industrieller Photoreaktionen sind Chlorierungen, Sulfonierungen, Sulfoxidationen oder Nitrosylierungen. Das Konzept des neuen Rührreaktors ist ideal für Mehrphasen-Reaktionen mit Flüssigkeit, Gasen und Feststoffen. Es kombiniert hohe Produktivität und Flexibilität mit dem sicheren Betrieb der eingetauchten Lichtquellen. Reaktoren bis 50 m³ werden mit diesem bewährten Design realisiert. Die Lichtquellen sind Quecksilberdampf- oder LED-Lampen in Schutzrohren aus Quarzglas. Die Glasrohre werden durch Stutzen im Behälterdeckel eingeführt, wo sie auch mit der Stromversorgung und dem Kühlmittel verbunden werden. Sie brauchen neben der hermetischen Abdichtung eine Überwachung, die den seltenen Fall eines Glasbruchs unmittelbar detektiert. Ihre Befestigung darf nicht zu örtlichen Spannungen führen, muss die thermische Längenzunahme erlauben und Vibrationen vermeiden, die durch das intensive Rühren ausgelöst werden können. Die Anschlussleistung je Lampe liegt bei 5–60 kW. Deshalb ist eine Kühlung innerhalb des Glasrohres erforderlich, sonst können Produkte durch hohe Oberflächentemperaturen geschädigt werden. Industrielle Reaktoren werden mit 4–20 solcher Glasrohre bestückt.

Hohe Umwälzraten erforderlich
Das Licht dringt nur wenig in das Reaktionsgemisch ein. Daher muss der Rührer mit hohen Umwälzraten die Reaktanden zur Lichtquelle fördern. Gasförmige Reaktionspartner wie Cl₂, O₂ oder SO₂ werden effizient dispergiert, um maximalen Stoffübergang für hohe Raum-Zeit-Ausbeuten zu erzielen. Die homogene Verteilung von Feststoffen wie z. B. Polymere und die Abfuhr der Reaktionswärme sind bei der Auslegung von Behälter und Rührwerk ebenso zu berücksichtigen. Die Abdichtung der Rührwelle zur Atmosphäre ist ein Schlüsselelement für die Betriebssicherheit bei toxischen und korrosiven Medien. Hier kommen doppelt oder dreifach wirkende Gleitringdichtungen oder Magnetantriebe zum Einsatz. Die Werkstoffe für gerührte Photoreaktoren sind Stähle (ggf. emailliert), Hastelloy oder Titan.