Betrieb verfahrenstechnischer Maschinen und Apparate

Das Praktikum findet nur im Sommersemester als zweiwöchiges Kompaktpraktikum in der vorlesungsfreien Zeit statt.

Anmeldung

Die Teilnehmerzahl ist begrenzt.

Interessenten tragen sich bitte auf der ISIS-Seite "Anmeldung zu teilnehmerbegrenzten Kursen & Praktika" des Fachgebietes in die Einschreibelisten ein. Drei Wochen vor dem Beginn der jeweiligen Veranstaltung werden die Listen an das Prüfungsamt geschickt und die Teilnehmer*innen informiert.

Diese müssen sich dann zeitnah bei Prüfungsamt anmelden und die Anmeldung im Sekretariat abgeben. Dann ist die Anmeldung verbindlich. Wird die Anmeldung nicht rechtzeitig abgegeben, verfällt der Anspruch und der wird Platz an Studierende auf der Nachrückerliste vergeben.

Experimente

Die Versuche des Praktikums bauen auf den Inhalten der Lehrveranstaltung "Verfahrenstechnik II" auf. Ein Besuch dieser LV ist deshalb wünschenswert. Die inhaltlichen Grundlagen werden bereits in der LV "Verfahrenstechnik I" vermittelt, weshalb ein Absolvieren dieser Veranstaltung obgligatorisch ist.

(1) Rühren
In einem optisch zugänglichen Rührbehälter (DN 400) werden Versuche zur Gasdispergierung, Koaleszenz und Feststoffsuspendierung durchgeführt.

Dabei werden verschiedene Rührertypen (Scheiben- und Schrägblattrührer) miteinander verglichen und bezüglich ihrer Dispergier- und Suspendiereigenschaften bewertet

Dispergierung eines Gases

   Bestimmung des Flutpunkts
   Vergleich Schrägblatt- mit Scheibenrührer

Koaleszenz

   Einfluss der Ionenstärke auf das Koaleszenverhalten der Gasblasen
   Vergleich Schrägblatt- mit Scheibenrührer

Suspendieren eines Feststoffs

   90%-Schichthöhenkriterium
   1s-Kriterium

(2) Scale-Up
Es soll eine Maßstabsübertragung vom Labor- in den Technikumsmaßstab durchgeführt werden. Übergeordnete Aufgabenstellung ist die Vorhersage der zu erwartenden Leistungsaufnahme im Technikumsmaßstab. Erschwerend kommt hinzu, dass es sich bei dem betrachteten Fluid um ein nicht-Newtonsches Medum handelt, bei dem die Viskosität von der Scherrate abhängt. Es sollen drei verschiedene Verfahren aus der Literatur hinsichtlich ihrer Eignung zum Scale-Up nicht-Newtonscher Fluide getestet und bewertet werden.

   Metzner-Otto-Verfahren
   Rieger-Novak-Verfahren
   Konzept der effektiven Scherrate nach Wassmer

(3) Wirbelschicht
Glaspartikel werden durch das von unten durch die Schicht fließende Wasser ab einer bestimmten Leerrohrgeschwindigkeit aufgewirbelt und in der Schwebe gehalten. Druckstutzen erlauben die Druckverlustmessung.

   Druckverlustbestimmung
   Druckverlustprofile
   Experimentelle und theoretische Bestimmung von Lockerungs- und Schwarmsinkgeschwindigkeit

(4) Füllkörperkolonne
Die Füllkörperkolonne stellt ein zweiphasiges System aus Wasser und Luft dar. Das Wasser wird über einen Verteiler am Kopf der Kolonne zugegeben. Luft strömt vom Boden der Kolonne durch die Füllkörperschicht. Ab einer bestimmten Gasbelastung wird die Kolonne geflutet, d.h. das Wasser wird so weit aufgestaut, dass es am Kopf der Kolonne austritt. Die Kolonne hat dann ihre Betriebsgrenze erreicht.

   Bestimmung des Lückengrads
   Druckverlust bei verschiedenen Gasbelastungen
   Trockener und nasser Druckverlust
   Flüssigkeitsfüllzahl
   Stau- und Flutpunktbestimmung

(5) Blasensäule
Die Blasensäule wird im Gleichstrom betrieben. Gas, in diesem Fall Luft, wird am Boden der Kolonne zugegeben und stellt die disperse Phase dar. Wasser ist die kontinuierliche Phase. Im Betrieb stellen sich aufgrund der Dichtedifferenz Zirkulationszellen ein, die für eine starke Vermischung sorgen. Meßstellen entlang der Kolonne erlauben Probenahme und Druckmessungen. Am Kopf kann zusätzlich eine Tracersubstanz zugegeben werden, die Rückschlüsse auf den Dispersionskoeffizienten erlaubt.

   Bestimmung des Gasgehalts
   Berechnung des Dispersionskoeffizienten