nitroglyseriinin keksimisen jälkeen 1800-luvun puolivälissä ihmiset ovat yrittäneet löytää turvallisempia tapoja valmistaa erittäin epävakaata nestemäistä räjähdysainetta. Nyt tutkijat Fraunhofer Institute for Chemical Technology (ICT) pfintzal, Saksa, ovat keksineet mikä voisi olla turvallisin lähestymistapa vielä – käyttämällä mikroreaktorit tuottaa nitroglyseriiniä jatkuvasti eikä erissä. Tämä on paitsi turvallisempaa myös nopeampaa, mikä helpottaa tuotannon kymmenkertaistumista.

Nitrogyyliseriiniä valmistetaan lisäämällä rikkihapon ja typpihapon seokseen glyserolia, yksinkertaista hiilivetyä, jossa on kolme hydroksyyliryhmää. Reaktio on erittäin eksoterminen, mutta jos lämpötila nousee liian korkeaksi – esimerkiksi jonnekin yli 30°C: n – voi tapahtua ”karkaamista”, mikä lisää räjähdysvaaraa dramaattisesti.

tämän vuoksi valmistajat jäähdyttävät reaktioseosta jatkuvasti ja – perinteisessä eräprosessissa – lisäävät glyserolipisara kerrallaan happoon, jotta lämpö ehtii haihtua ja säilyttää ylimäärän happoa, mikä on välttämätöntä kaikkien hydroksyyliryhmien täydellisen nitrauksen varmistamiseksi.

”Tämä on aika vanhanaikaista kemiaa”, sanoo Fraunhofer ICT: n räjähdemateriaaleista vastaava varajohtaja Stefan Löbbecke. Siirtyminen jatkuvaan prosessiin mikroreaktorissa tarkoittaa työskentelyä paljon pienemmillä määrillä-turvallisempaa monestakin syystä. Sen avulla on helpompi hallita kokonaislämpötilaa ja sekoitusastetta, mikä on tärkeää, jotta vältetään paikalliset lämpötilavaihtelut ja vaaralliset ”hotspotit”. Se helpottaa myös hajoamistuotteiden hallintaa. Ja jos jokin menisi pahasti pieleen, siitä aiheutuva räjähdys olisi paljon pienempi.

mikroreaktori on käsinkokoinen kirkas polymeeritiili, jonka sisäinen kanava meanderoi tason poikki. Sisäkanavassa on kaksi sisäänkäyntiä, mutta vain yksi uloskäynti – reaktorit yhdistyvät alussa ja sekoittuvat sitten niiden kulkiessa mikroreaktorin läpi kanavan sivuilla olevien mutkikkaiden urien ja harjanteiden aiheuttaman turbulenssin vaikutuksesta.
tuotannon skaalaamiseksi lisätään vain lisää mikroreaktoreita rinnakkain. Yhdellä mikroreaktorilla voitaisiin valmistaa 10-50 kiloa nitroglyseriiniä päivässä, Löbbecke sanoo. Hänen ryhmänsä on kuitenkin kokeillut 2-3 tonnin viikkotuotantoa ”numeroimalla” mikroreaktorit.

tästä huolimatta tämä ei ole lähestymistapa nitroglyseriinin bulkkituotantoon. Heikkolaatuisia tuotteita, lähinnä kaivos-ja rakennusteollisuudelle, voidaan tehdä halvalla irtotavarana jo nyt. Löbbecken mukaan tästä lähestymistavasta on todellista hyötyä, kun valmistetaan pienempiä määriä nitroglyseriiniä ja muita typpiestereitä, jotka ovat erittäin korkealaatuisia lääketeollisuuden käyttöön. Nitroglyseriini ei ole vain voimakas räjähde, vaan myös voimakas lääke (jota kutsutaan joskus glyseryylitrinitraatiksi), jota käytetään laajalti angina pectoriksen ja muiden sydänongelmien hoitoon.

lähestymistavan parantunut turvallisuus vähentää valmistajalle aiheutuvia kustannuksia, samoin korkeampi tuotantotahti. Mikroreaktorimalli on jo teollisesti käytössä, joskin löbbe kieltäytyi kertomasta missä kaupallisten herkkyyksien vuoksi.