Bestimmung der Reaktionswärme einer Gas-Flüssig-Reaktion in einem Rieselbettreaktor

Im Rahmen dieses Projekts wird ein neuartiger katalytischer Prozess zur Herstellung von Essigsäure aus Ethanol entwickelt. Der Fokus liegt auf der präzisen kalorimetrischen Erfassung der bei der Ethanoloxidation freigesetzten Reaktionswärme in einem Festbett-Gas-Flüssig-Reaktor (Trickle-Bed-System). Ziel ist es, die energetische Effizienz des Gesamtprozesses zu steigern und belastbare Daten für die Auslegung industrieller Reaktoren sowie die Wärmeintegration bereitzustellen.

Die Innovation besteht in der messtechnischen Erfassung und Analyse der Wärmeentwicklung und -übertragung in komplexen Trickle-Bed-Systemen – ein Bereich, der von bestehenden kalorimetrischen Methoden bislang nur unzureichend abgedeckt wird, insbesondere im Vergleich zu kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Flüssigreaktionen. Solche Reaktorsysteme sind nicht nur für Biosimo relevant, sondern auch für eine Vielzahl biobasierter chemischer Prozesse.

Die ZHAW hat in Zusammenarbeit mit Fluitec eine Technologie- und Softwareplattform zur Kalorimetrie in katalytischen Reaktionen entwickelt. Durch die Kooperation mit Biosimo kann diese Plattform auf komplexere Reaktionssysteme ausgeweitet und anhand eines industriellen Anwendungsfalls validiert und weiterentwickelt werden.

Das Projekt leistet einen Beitrag zur Dekarbonisierung der chemischen Industrie, die jährlich über 3,7 Gt CO₂ emittiert, indem Essigsäure aus erneuerbarem Ethanol statt aus fossilem Methanol oder Kohle hergestellt wird. Es unterstützt zentrale Nachhaltigkeitsziele wie den European Green Deal, das Pariser Klimaabkommen sowie die UN-Ziele 9, 12 und 13. Darüber hinaus stärkt die Nutzung lokal verfügbarer Bioethanolquellen und erneuerbarer Energien die industrielle Autonomie und Ressourceneffizienz in Europa.