Op het terrein van de Brightlands Chemelot Campus in Geleen is een proeffabriek geopend op basis van een innovatief reactorconcept, de zogeheten spinning disc. De techniek is ontwikkeld aan de TU Eindhoven en is door het bedrijf Flowid verder ontwikkeld.
De spinning disc reactor bestaat uit een set schijven die met grote snelheid, 3500 rpm, ronddraaien in een nauw aansluitende behuizing. De centrifugale kracht zorgt ervoor dat de in het midden ingespoten vloeistoffen naar buiten bewegen. Vervolgens gaan die via de behuizing aan de buitenkant van de schijf weer terug naar het midden (zie onderstaande video). Is de reactie klaar, dan wordt het product afgevoerd, aldus Jeoffrey van den Berg van Flowid, het bedrijf dat de spinning disc heeft ontwikkeld.
Klein reactievolume
Ten opzichte van het traditionele reactorvat heeft de spinning disc een aantal belangrijke voordelen:
- door de centrifugale krachten verloopt de menging van de stoffen erg goed; dat is met name bij de lastige combinatie van gas-vloeistof een voordeel;
- het actieve reactievolume is klein, de aan- en afvoer van de stoffen gaat snel. Omstandigheden als temperatuur, druk en concentraties zijn daardoor goed te controleren, de warmteafvoer is relatief gemakkelijk;
- door de grotere controleerbaarheid van de reacties is een zuiverder product mogelijk en is de reactie veiliger, mede omdat er sprake is van een klein reactievolume.
De proeffabriek beschikt over een zevenlaags reactor. Van den Berg: ‘Daarmee zijn ook meerstapsreacties mogelijk: het eindproduct van de ene set schijven levert de input voor de volgende set.’ Met de zeven schijven is, afhankelijk van het soort reactie, een productievolume van 1 liter per seconde mogelijk, ‘Dat is na een etmaal ruim 80 m3, drie grote tankwagens vol.’
Autoclaaf
Om reacties onder extreme druk mogelijk te maken beschikt de proeffabriek over een tweetal autoclaven. ‘Daar gaat de spinning disc-reactor in zijn geheel in, waarbij reacties bij drukken tot 100 bar mogelijk zijn.’ Eigenlijk is dit een tussenoplossing. ‘We hadden niet de tijd om de spinning disc zo te ontwerpen dat de afdichtingen die druk gegarandeerd kunnen weerstaan. Door in de autoclaaf de druk buiten en binnen op 100 bar te brengen, ontzien we onze reactor.’
De proeffabriek heeft een tweeledig doel. ’We gaan er onze reactor mee te testen, en we maken het voor de industrie mogelijk onze reactor te gebruiken.’ Voor dat laatste heeft Flowid al een langdurig contract met het InSciTe-programma, dat ook op Chemelot is gevestigd. Dit Chemelot Institute for Science and Technology is een samenwerkingsverband van DSM, Maastricht University, de TU Eindhoven en de provincie Limburg. InSciTe richt zich op de ontwikkeling van biogebaseerde chemie. ‘Onze proeffabriek kan de extreme omstandigheden bieden die ze voor hun reacties nodig hebben.’
De proeffabriek met de spinning disc-reactor is onderdeel van de proeffabriek die binnen het InSciTe-programma is geopend, met ook andere faciliteiten om de chemie die is gebaseerd op biologische producten verder te ontwikkelen. Lees hier het persbericht van InSciTe.
Huiverig
Flowid is een spinoff van de TU Eindhoven, waar het concept van de Spinning Disc Reactor is ontwikkeld door de onderzoeksgroep Chemische Reactor Engineering. Het bedrijf is zo’n drie jaar geleden opgericht om de nieuwe reactor daadwerkelijk toe te gaan passen. In de chemische industrie is dat geen eenvoudige opgave, ondanks alle voordelen van de spinning disc die Flowid claimt. Bestaande operators zijn huiverig voor een concept dat zich nog in de praktijk moet bewijzen, en de spinning disc-reactor is ook niet zo maar in bestaande processen in te passen. Vandaar het belang van de proeffabriek. ‘Op die manier kan de industrie kennis maken met het concept.’
Inmiddels heeft Flowid al wel zijn eerste bestellingen geleverd. Eind vorig jaar is de eerste spinning disc- reactor verkocht aan een Indiaas chemisch bedrijf, er zijn ook eerste verkopen aan bedrijven in Duitsland, zo meldt Van den Berg.
De video hieronder van Flowid laat de werking van de spinning disc-reactor zien.
Openingsfoto: de nieuwe proeffabriek met de spinning disc-reactor.Foto Flowid.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.