Reaktionsgefäß

Ein Reaktionsgefäß ist ein Behälter, der in der Chemie und angrenzenden Bereichen dazu dient, Reaktanten zu führen, Reaktionen durchzuführen und Produkte zu sammeln. Es kann offen oder geschlossen sein und reicht von Laborbehältern bis zu industriellen Reaktionsanlagen. Typische Materialien sind borosilikatglas (z. B. Duran), Quarz, Edelstahl (mit Glasinnenauskleidung), glasierte Stahlbehälter oder langlebige Kunststoffe wie PTFE. Die Wahl des Materials richtet sich nach der Chemikalienbeständigkeit, Temperatur- und Druckbedingungen sowie der Reaktionskinetik.

Im Labor finden sich häufig Rundkolben, Erlenmeyerkolben und andere Glasgefäße, oft mit Heizmantel, Gas- oder Vakuumanschluss sowie Probennahmeöffnungen. Auf industrieller Ebene dominieren Reaktoren wie Rührkesselreaktoren (RKR), Rohr- oder Mischreaktoren und, bei kontinuierlicher Produktion, Plug-Flow- oder Durchflussreaktoren (PFR bzw. CSTR-Modelle). Die Gestaltung berücksichtigt Temperaturführung, Druckstabilität, Vermischung und Reaktionskinetik.

Zu den wichtigsten Ausstattungsmerkmalen gehören Heiz- oder Kühlschlangen (Mantel), Rührwerke, Sensoren für Temperatur, Druck und pH, Probennahmeports sowie Absicherungen wie Ventile, Druckentlastung und inertierung (Gasspülung). Offene Gefäße ermöglichen Luftkontakt, geschlossene Systeme erlauben Atmosphärenwechsel oder Vakuum. Reaktionsgefäße müssen für die chemischen Stoffe, die sie enthalten, kompatibel sein und Sicherheits- und Reinigungsanforderungen erfüllen.

Auf Labor- und Industrieebene gelten Normen und Standards, etwa DIN- oder ISO-Vorgaben sowie ventile und Druckbehälter-Normen (z. B. ASME BPVC für Druckbehälter). In pharmazeutischen und biotechnologischen Anwendungen kommen CIP/SIP-Reinigungsverfahren zum Einsatz, während industrielle Anlagen strengen Sicherheits- und Umweltauflagen unterliegen.

Anwendungsgebiete umfassen die chemische Synthese, Polymerisation, Katalyse, Bioprozesse und die Herstellung von pharmazeutischen Wirkstoffen. Die Wahl des Reaktionsgefäßes beeinflusst Reaktionskinetik, Wärmeabfuhr, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit des Prozesses.