Description: Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Chemische Reaktionen bedürfen in der Regel des Einsatzes signifikanter Mengen an Lösungsmitteln. Eine Reduzierung der Menge bzw. der Anzahl im Verlaufe einer chemischen Synthese kann zur Steigerung der Nachhaltigkeit des Prozesses und zur Reduzierung der Umweltlast beitragen. Insbesondere Reaktionen zwischen Feststoffen stellen eine Herausforderung an die Verfahrenstechnik dar, da diese in der Regel zuerst gelöst werden müssen. Kugelmühlen haben sich in diesem Zusammenhang als Werkzeug für die Realisierung von Reaktionen zwischen Feststoffen bewährt (DBU-Projekt AZ 27281-31). Die Kombination von hoher Mischeffizienz und der in situ Energieerzeugung führt zu einer Überwindung von Transportlimitierungen und ermöglicht entsprechende Reaktionen. Bisher wurden derartige Synthesen in der Regel in Planeten- oder Schwingkugelmühlen im Labormaßstab durchgeführt. Für eine Abschätzung des technologischen Potentials sind maßstabsvergrößerte Reaktionen in Rührwerkskugelmühlen mit der Möglichkeit eines aktiven Wärmemanagements sinnvoll. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Im Mittelpunkt dieses Projektes stehen Untersuchungen zur Maßstabsvergrößerung organisch-chemischer Reaktionen in Kugelmühlen sowie die Erstellung von Skalierungskriterien für einen Übergang von Planetenkugelmühlen für Laboruntersuchungen hin zu Rührwerkskugelmühlen für den Einsatz im Technikum oder für kleinen Produktionskampagnen. An ausgewählten Beispielen soll gezeigt werden, inwieweit dieses Ziel erreicht werden kann. Als Ausgangspunkt für eine Maßstabsvergrößerung sind detaillierte Reaktionsstudien in Planetenkugelmühlen notwendig. Auf Basis dieser Daten ist eine Übertragung der Reaktionen auf Rührwerkskugelmühlen geplant. Über entsprechende Versuchsreihen mit unterschiedlich großen Mühlen sollen Parameter identifiziert und Kriterien festgelegt werden, welche die Übertragung einer Reaktion vom Labor- in den Pilotmaßstab gewährleisten. In diesem Zusammenhang ist die Modellierung der Mahlkörperbewegungen in beiden Typen von Kugelmühlen notwendig. Anhand dieser Modellierung können Aussagen zum globalen Energieeintrag als auch zur Energieübertragung bei einzelnen Mahlkörperkollisionen getroffen werden, welche mit kinetischen Daten von Reaktionen zu koppeln sind, um die Prozesse des reaktiven Vermahlens in ihrer Gesamtheit abbilden zu können. Darüber hinaus ist ein Ziel dieser Studie, reaktive Prozesse in Kugelmühlen in Form von Energiebilanzen zu bewerten, um derartige Systeme mit klassischen Syntheserouten in Lösungsmitteln vergleichen zu können. Fazit: Innerhalb des Projektes konnte gezeigt werden, dass eine Maßstabsvergrößerung mechanochemischer Reaktion in Planetenkugelmühlen und im Simoloyer® ohne Lösungsmittel unter Beibehaltung von Ausbeute und Reaktionszeit möglich ist.
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Tags: Lösungsmittel ? Mühle ? Feststoff ? Verfahrensparameter ? Wärme ? Organische Verbindung ? Energietransport ? Chemisches Verfahren ? Energiebilanz ? Energiegewinnung ? Modellversuch ? Stoffgemisch ? Studie ? Verfahrenstechnik ? Vergleichsanalyse ? Modellierung ? Nachhaltige Chemie ? Energiemanagementsystem ? Umweltentlastung ? Physikalischer Vorgang ? in situ ? Kenngröße ? Laboruntersuchung ? Ressourceneffizienz ? Schadstoffminderung ? Maßstabsvergrößerung ? Reaktionskinetik ? Reaktionsmechanismus ? Rührwerkskugelmühle ? Synthese ? Halbtechnische Anlage ? Zerkleinerung ? Mechanochemische Reaktion ? Planetenkugelmühle ?
Region: Thüringen
Bounding boxes: 9.876975921562332° .. 12.654115089469137° x 50.20481895716988° .. 51.64900827384044°
License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0
Language: Deutsch
Last harvest: 11.05.2026 00:14
Time ranges: 2012-07-01 - 2015-12-31
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