od czasu wynalezienia nitrogliceryny w połowie XIX wieku ludzie próbują znaleźć bezpieczniejsze sposoby produkcji wysoce niestabilnego ciekłego materiału wybuchowego. Obecnie naukowcy z Instytutu Technologii Chemicznej im. Fraunhofera (ICT) w Pfintzal w Niemczech wymyślili najbezpieczniejsze do tej pory podejście – stosowanie mikroreaktorów do produkcji nitrogliceryny w sposób ciągły, a nie w partiach. Jest to nie tylko bezpieczniejsze, ale także szybsze, ułatwiając dziesięciokrotny wzrost tempa produkcji.

Nitrogylcerynę Wytwarza się przez dodanie glicerolu, prostego węglowodoru z trzema grupami hydroksylowymi, do mieszaniny kwasu siarkowego i kwasu azotowego. Reakcja jest ekstremalnie egzotermiczna, ale jeśli temperatura jest zbyt wysoka – na przykład powyżej 30°C-może dojść do „ucieczki”, co dramatycznie zwiększa ryzyko wybuchu.

dlatego producenci stale chłodzą mieszaninę reakcyjną i – w tradycyjnym procesie wsadowym – dodają glicerol kropla po kropli do kwasu, aby dać czas na rozproszenie ciepła i utrzymanie nadmiaru kwasu, niezbędnego do zapewnienia całkowitego nitrowania wszystkich grup hydroksylowych.

„to dość staromodna Chemia” – mówi Stefan Löbbecke, zastępca dyrektora ds. materiałów wybuchowych w Fraunhofer ICT. Przejście na proces ciągły w mikroreaktorze oznacza pracę przy znacznie mniejszych ilościach-bezpieczniejszą z kilku powodów. Ułatwia to kontrolę ogólnej temperatury i stopnia mieszania, co jest ważne, aby uniknąć lokalnych wahań temperatury i niebezpiecznych „hotspotów”. Ułatwia również kontrolę produktów rozkładu. A w przypadku, gdy coś pójdzie bardzo źle, wynikająca z tego eksplozja będzie znacznie mniejsza.

mikroreaktor to ręcznie wielkości przezroczysta płytka polimerowa z wewnętrznym kanałem meandrującym w płaszczyźnie. Kanał wewnętrzny ma dwa wejścia, ale tylko jedno wyjście-reagenty są łączone na początku, a następnie mieszane, gdy poruszają się przez mikroreaktor w wyniku turbulencji spowodowanych złożonym wzorem rowków i grzbietów po bokach kanału.
Aby zwiększyć produkcję, wystarczy dodać równolegle więcej mikroreaktorów. Pojedynczy mikroreaktor może być użyty do produkcji 10-50 kg nitrogliceryny dziennie, mówi Löbbecke. Ale jego grupa eksperymentowała z produkcją przy 2-3 tonach tygodniowo, „numerując” mikroreaktory.

To powiedziawszy, nie jest to podejście do masowej produkcji nitrogliceryny. Produkt niskiej jakości, głównie dla przemysłu górniczego i budowlanego, może być już tanio produkowany luzem. Tam, gdzie takie podejście jest prawdziwą zaletą, mówi Löbbecke, jest w produkcji mniejszych ilości nitrogliceryny i innych estrów azotowych, w bardzo wysokich gatunkach do stosowania w przemyśle farmaceutycznym. Nitrogliceryna jest nie tylko silnym materiałem wybuchowym, ale także silnym lekiem (czasami zwanym triazotanem glicerylu), szeroko stosowanym w leczeniu dławicy piersiowej i innych problemów z sercem.

poprawa bezpieczeństwa podejścia zmniejsza koszty dla producenta, podobnie jak wyższe tempo produkcji. Podejście mikroreaktorowe jest już stosowane Przemysłowo, chociaż Löbbecke nie powiedział, gdzie ze względu na wrażliwość handlową.