Schritt für Schritt effizientere chemische Synthesen
Grundoperationen sind Vorgänge wie Trennung, Reinigung, Mischen und Reaktionsprozesse. Bei moderneren Verfahren strebt man die Zusammenlegung von zwei oder noch mehr Schritten zu multifunktionalen Einheiten an, um die Produktqualität zu verbessern und eine Reduzierung des Energieverbrauchs, des Abfallaufkommens, der Auswirkungen auf die Umwelt und des zu investierenden Kapitals zu erzielen. Der gesamte Prozess der chemische Umwandlung aus chemischen Reaktionen und Trennung, um gewünschte Produkte zu erhalten und Abfallstoffe (Reaktion und Trennung) zu rezyklieren, ist ein aktives Gebiet der Forschung, welches das Ziel verfolgt, Synergien für Prozessgestaltung und -optimierung auszunutzen. In einer Kombination von Trennung und Reaktion innerhalb eines kontinuierlichen Reaktorkonzepts steckt das Potenzial auf eine stark erhöhte Geschwindigkeit und Effizienz des Umwandlungsprozesses. Die Entwicklung generischer Integrationssoftwaretools für etliche alternative Prozesse in Bezug auf die chemische, pharmazeutische und elektronische Industrie stellte die Motivation für das Insert-Projekt ("Integrating separation and reaction technologies") dar. Europäische Wissenschaftler leisteten sowohl theoretische als auch experimentelle Arbeit, wobei letzteres die notwendigen Daten für Modellentwicklung und -validierung liefern sollte. Die Forscher entwickelten neben der Erkundung von Computer-Hardware/Software und zahlreichen chemischen Prüfsystemen Maßnahmen im Zusammenhang mit den Auswirkungen auf die Umwelt, Kosteneffizienz und Sicherheit. Es wurden Pilotanlagen eingerichtet und sechs verschiedene chemische Systeme und Alternativen untersucht. Die Reaktionen wurden mit Trennungsverfahren wie Destillation, Adsorption, Membranfiltration und dem Einsatz von Trennwandkolonnen vereint. Insgesamt arbeitete das Insert-Konsortium mit Erfolg am Entwurf, an der Modellierung und der Analyse vielversprechender Prozessanlagen für mehrere Grundoperationen einschließlich neuer und aufkommender Technologien. Die Datenbank bildete die Basis generischer computergestützter Verfahrenstechnik-Tools, die den Stand der Technik bei chemischen Prozessen mit mehreren Grundoperationen voranzubringen versprechen, um die Abfolge von Reaktion und Trennung in vielen damit in Verbindung stehenden chemischen Bereichen zu optimieren.
