Reaktionsräumen

Reaktionsräume bezeichnen in der Chemie und im Chemieingenieurwesen den physischen Raum, in dem Reaktanten miteinander reagieren. Sie bilden den Kern von Reaktoren oder analytischen Geräten und unterscheiden sich durch Geometrie, Wärme- und Stoffaustausch sowie Mischverhalten und Strömungseigenschaften.

Typen reichen von industriellen Reaktoren wie Batch-Reaktoren (Rührkessel) und Rohrreaktoren bis hin zu Festbett- oder Flüssigbettreaktoren. Im Bereich der Mikrosystemtechnik gibt es Mikroreaktoren oder Reaktionskanäle in Lab-on-a-Chip-Systemen. In analytischen Geräten werden Reaktionsräume in Spektrometern oder in PCR-Geräten genutzt.

Wichtige Gestaltungsparameter sind Volumen, Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis, Misch- und Reaktionszeit, Temperatur- und Druckführung sowie Wärme- und Stoffübertragung. Ziel ist eine gewünschte Umwandlung, Selektivität und Sicherheit, während die Skalierung von Labor- zur Produktion eine zentrale Herausforderung bleibt.

Anwendungen finden sich in der chemischen Synthese, Polymerisation, Pharmazie, Materialwissenschaften und Umwelttechnik. Mikroreaktoren ermöglichen schnelle Experimente, verbesserte Wärmeführung und sicherere Handhabung exothermer oder gefährlicher Reaktionen.

Zur Modellierung und Planung werden RTD-Kurven, CFD-Simulationen und kinetische Modelle eingesetzt. Sicherheitsaspekte, Materialbeständigkeit und Reinigungsverfahren spielen eine wichtige Rolle. Der Begriff Reaktionsraum wird je nach Kontext auch als Reaktorraum oder als Teil des Reaktors verstanden.