STUDIENFÜHRER VERFAHRENSTECHNIK - Aachener ...

AACHENER
VERFAHRENS-
TECHNIK 15
3.8 AVT - Thermische Verfahrenstechnik
Aufgaben der Thermischen Verfahrenstechnik
Die Thermische Verfahrenstechnik beschäftigt sich
mit der Auftrennung oder der An- bzw. Abreicherung
von Komponenten in einem Gemisch. Die dafür
notwendigen Grundoperationen werden als thermische
Trennverfahren bezeichnet. Beispiele mit
Bezug zum täglichen Leben sind das Kaffeekochen,
bei dem im Wesentlichen Aroma- und Farbstoffe
aus gerösteten Kaffeebohnen extrahiert werden und
die Branntweinherstellung durch Destillation, bei
der Alkohol und Aromastoffe aus einer trüben Fermentationsbrühe
in einer klaren wässrigen Lösung
- dem Schnaps - angereichert werden. Destillation
und Extraktion sind die am häufigsten in der Industrie
angewendeten thermischen Trennverfahren.
Die Bedeutung dieser Trennverfahren insgesamt
rührt daher, dass in vielen Prozessschritten keine
reinen Stoffe erzeugt werden oder Verunreinigungen
eine folgende Prozessstufe wesentlich beeinträchtigen
würden, so dass damit Trennschritte unerlässlich
werden. Das Potenzial der thermischen
Trennverfahren wird auch deutlich, wenn man bedenkt,
dass in ihnen typischerweise rund 80% der
Energie eingesetzt werden muss, die für den Betrieb
des Gesamtprozesses benötigt wird. Es gilt also, die
thermischen Trennverfahren optimal auszulegen und
zu betreiben, um ein verfahrenstechnisches Produkt
wirtschaftlich zum Erfolg zu führen.
Um hier der Industrie praktikable Hilfsmittel bereitzustellen,
beschäftigen wir uns am Lehrstuhl damit,
geeignete aufeinander abgestimmte experimentelle
Methoden und Simulationstechniken zu entwickeln.
Für den industriellen Einsatz muss z. B. die
für ein Experiment benötigte Menge an Substanz
Leitung: Prof. Dr.-Ing. Andreas Pfennig
Mitarbeiter: 16 wissenschaftliche
5 nichtwissenschaftliche
20 studentische Hilfskräfte
Adresse: Wüllnerstraße 5, 52062 Aachen
Telefon: 0241/80-95490
Homepage: www.avt.rwth-aachen.de
möglichst gering und die Messungen müssen ausreichend
schnell durchführbar sein. Andererseits sind
geeignete Simulationsmethoden zu entwickeln, die
basierend auf den so gewonnenen Informationen
über die Stoffeigenschaften eine sichere Vorhersage
des Verhaltens technischer Anlagen erlauben.
Das Forschungskonzept
Um eine solche Vorhersage über viele Größenskalen
aus dem Labor zu Apparaten von bis zu 100 m
Größe sicher zu erlauben, müssen die zugrundegelegten
Modelle das Stoffverhalten korrekt abbilden.
Dies stellen wir dadurch sicher, dass wir das vorhandene
Wissen auch über noch kleinere Größenskalen
sinnvoll mit nutzen. Daraus ergibt sich das in Abb.
13 dargestellte Forschungskonzept.
Abbildung 13: AVT-TVT-Forschungskonzept
Für unsere Forschung ist dabei insbesondere die
Größenskala der Tropfen und Blasen als den kleinsten
Stofftransport-Einheiten in einem technischen
Apparat besonders relevant, da diese ideal im Labor
untersucht werden können. Hier haben wir standardisierte
Messzellen entwickelt, auf deren Ergebnissen
aufbauend es z.B. bereits gelungen ist, das Verhalten
von Extraktionskolonnen genau vorherzusa-