IMPULSE: Die Chemieanlagen der Zukunft

03.03.2005

Europa soll auf seine Chemische Industrie so stolz sein wie auf seine Airbus-Flotte, das ist die ambitionierte Vision von IMPULSE (Integrated Multiscale Process Units with Locally Structured Elements), einer großen europäischen F&E Initiative im Kontext nachhaltiger Entwicklungen. Als Flaggschiff im Europäischen Sechsten Rahmenprogramm (RP 6) und mit einer Förderung von 10,5 Mio EUR durch die Europäische Kommission, zielt das Projekt IMPULSE auf die Nutzung von Mikrotechnik als Schlüssel zur Entwicklung der innovativen Chemieanlage von morgen. Ein originärer Ansatz, der ein doppeltes Ziel verfolgt: auf der einen Seite sichere und saubere Herstellungsverfahren, entsprechend den Erwartungen der europäischen Bevölkerung, auf der anderen Seite die Erhaltung von Europas Führungsposition in einem Industriezweig, der für 2 Millionen direkte Arbeitsplätze in Europa und 25% des weltweiten Produktionsumfangs steht.

Wie im Fall des beispiellosen Wachstums der Mikroelektronik durch die Computerindustrie in den späten 1970ern und des Booms der Mikromechanik für den Mobilfunk 15 Jahre später, hat heute die Mikrotechnik das Potential, in der nahen Zukunft eine neue Generation chemischer Produktionsanlagen hervorzubringen.

Diese neue technische Revolution ist das Kernziel von IMPULSE, einem "Integrierten Projekt", teilfinanziert durch das Sechste Europäische Forschungsrahmenprogramm (RP 6). Initiiert durch Michael Matlosz, Professor für Chemieingenieurwesen am Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL) und Forscher am Labor für Chemische Ingenieurwissenschaften (LSGC) des französischen CNRS in Nancy (Frankreich), kombiniert IMPULSE zwei wesentliche Konzepte miteinander: Intensivierung, d.h. Produktion mit weniger Energie, weniger Lösungsmitteln, reduziertem Transportaufwand und geringerer Lagerhaltung, sowie Miniaturisierung, d.h verbesserte Produktion durch kleinere Volumina, höhere Effizienz, größere Genauigkeit in der Prozessführung.

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Um diese Ziele zu erreichen hat sich IMPULSE vorgenommen, chemische Produktionsanlagen mit mikrostrukturierten Komponenten auszurüsten, welche direkt in das Prozessequipment integriert werden.Durch diese entscheidende Neuerung können industrielle Verfahren im Produktionsmaßstab mit einer Präzision optimiert werden, die bisher nur in der chemischen Analytik und in Laboranwendungen realisierbar ist. Die Methodik des "Multiskalen-Designs" ist das zentrale Element des originären F&E Ansatzes von IMPULSE. Der Einsatz mikrostrukturierter Komponenten soll die Herstellung von Produkten mit hohem Wertzuwachs im großen Maßstab ermöglichen, wobei deren Eigenschaften dabei bis hinunter in den Nanometer-Maßstab kontrolliert werden können. Produktionsanlagen nach Bedarf

Im Sinne von IMPULSE ist die Chemieanlage von morgen nicht nur wahrscheinlich deutlich kleiner als die heutige Version, sondern produziert auch umweltverträglicher und ökonomisch kompetitiver. Die Anlage kann auch näher beim Kunden stehen, ein neuer Aspekt der Produktion nach Bedarf. Der Ansatz, eine größere Zahl von kleineren Produktionsanlagen auf Europa zu verteilen, reduziert durch geringeren Transportaufwand nicht nur den Umwelteinfluß. Er bietet auch das Potential, schnell auf sich ändernde Marktbedingungen zu reagieren. In einer Zeit, in der Flexibilität industrieller Produktion und die Fähigkeit, sich schnell auf veränderliche Wirtschaftsfaktoren anzupassen, ist dies ein Schlüsselfaktor ökonomischer Wettbewerbsfähigkeit.

Wissenschaftlich konzentriert IMPULSE seine Anstrengungen auf Anwendungsgebiete in drei bedeutenden Industriesektoren mit hoher Wertschöpfung: Pharmazeutika, Spezialitätenchemie und Konsumgüter. Die verschiedenen F&E Studien untersuchen die Integration mikrostrukturierter Prozesskomponenten zur verbesserten Kontrolle über Strömungsvorgänge, Mischvorgänge, Reaktionen, Wärme- sowie Stoffübergang. Außerdem wird der technisch-ökonomische Einfluß dieser Innovationen betrachtet, einschließlich so wichtiger Aspekte wie Sicherheit und Ökoeffizienz.

Bei den Pharmazeutika beinhaltet das Arbeitsprogramm Prozessschritte zur Feststoffhandhabung, die für sieben von zehn modernen Medikamenten relevant sind. Für Spezialchemikalien und Konsumgüter liegt der Fokus auf Reaktionen und Emulsionsvorgängen, wobei sich die Anwendungsbereiche von Farben über Beschichtungen bis zu Wasch- und Reinigungsmitteln erstrecken.

Ein Europäisches Konsortium von höchster Qualität

Mit einem Gesamtbudget von EUR 17 Mio, zu dem die Europäische Kommission mit EUR 10,5 Mio. Förderung beiträgt, positioniert sich IMPULSE als eine der führenden Europäischen F&E Initiativen im Forschungsthemenbereich NMP (Nanotechnologien und Nanowissenschaften, wissensbasierte multifunktionelle Werkstoffe und neue Produktionsverfahren und -anlagen) des Sechsten Rahmenprogramms.

Das IMPULSE Konsortium setzt sich aus 20 Partnern aus sieben europäischen Ländern zusammen. Neben dem INPL und dem CNRS, welche das Projekt koordinieren, sind einige der führenden europäischen Forschungszentren und Universitätsinstitute auf dem Gebiet des Chemieingenieurwesens, der Mikroverfahrenstechnik und Prozessinnovation vertreten. Diese arbeiten mit vier führenden Industriepartnern zusammen: GlaxoSmithKline, der zweitgrößte Pharmakonzern der Welt, Degussa, einer der weltweit größten Spezialchemikalienhersteller, Procter and Gamble, weltweit führendes Unternehmen im Konsumgüterbereich und Siemens, ein weltweit führendes Unternehmen in der Automatisierungstechnik.

https://www.chemie.de/news/43917/impulse-die-chemieanlagen-der-zukunft.html