2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/15651Die Pharma-, Fein- und Spezialchemikalienproduktion erfolgt immer noch vorwiegend im Batchbetrieb in Mehrproduktanlagen. Solche Produktionsprozesse in kleinem Maßstab entziehen sich aufgrund der wachsenden Differenzierung derzeit vor allem aus wirtschaftlichen Gründen einer energetischen Optimierung. Die Bildung von Gelpartikeln stellt dabei ein Haupthindernis bei der Umstellung der bisherigen Batch- auf eine kontinuierliche Betriebsweise dar. Die sich ausbildenden Gelpartikel formen Polymerbeläge, die zu einem Blocken des eingesetzten Reaktors führen. Die Gründe für das Auftreten von Belägen bei Polymerisationsreaktionen in kontinuierlich betriebenen Reaktoren sind bisher wenig verstanden. In "KoPPonA 2.0" sollen die Ursachen der Belagsbildung untersucht werden. Als Benchmark dienen drei Stoffsysteme, die sehr breit angelegt und damit übertragbar auf ähnlich gelagerte Problemstellungen in der Polymer erzeugenden Industrie sind. In enger Kooperation mit dem Projektpartner Covestro Deutschland AG sollen am Institut für Mehrphasenströmungen der Technischen Universität Hamburg numerische Strömungssimulationen mit einem kommerziellen Computational Fluid Dynamics (CFD) – Programm mit dem Ziel durchgeführt werden, phänomenologische Zusammenhänge während der Vermischung der Edukte herauszuarbeiten, um die Polymerisationsreaktion gezielt steuern und die Belagbildung somit effektiv verhindern zu können. Außerdem stehen am Institut verschiedene laseroptischer Messtechniken zur Verfügung, um die auftretenden Phänomene bezüglich der Hydrodynamik und des Stofftransports zu charakterisieren. Die aus den experimentellen Methoden gewonnen Daten stehen für eine Validierung der Ergebnisse der numerischen Strömungssimulationen zur Verfügung.Batch processing in multi-product plant is still primarily used in the field of pharmaceutical, fine and specialty chemical production. Due to economic reasons this kind of small-scale production processes elude due to the growing differentiation an energetic optimization. Restructuring the previous applied method of batch processing into continuous operation mode, the formation of gel particles is the main obstacle. The emerging gel particles forming a polymer coating which lead to the blocking of the used reactor. The actual reasons for the appearance of the polymer coating within polymerization reactions in continuous operated plans are still poorly understood. In "KoPPonA 2.0", the aim is to analyze the causes of the formation of the polymer coat. Three large-scale material systems act as a benchmark system, which are therefore transferable to similar problems within the polymer producing industry. In close cooperation with the project partner of Covestro Deutschland AG, the Institute of Multiphase Flows of Hamburg University of Technology should perform flow simulation using a commercial Computational Fluid Dynamics (CFD) - program to identify phenomenological relations during the mixing of educts, to control precisely the polymerization reaction and therefore prevent the polymer coating efficiently. Furthermore, at the Institute of Multiphase Flows different laser optical measurement techniques are available in order to characterize the appearing phenomena concerning hydrodynamic and mass transfer. These experimental data are available for the validation of the numerical flow simulation.