Untitled - Aachener Verfahrenstechnik
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DFG-Projekt „Stofftransport im Rieselfilm“<br />
Rieselfilme besitzen in der Praxis nach wie vor<br />
eine hohe Relevanz, aktuelle Anwendungsgebiete<br />
sind z. B. die CO2-Wäsche von Abgasen<br />
oder die Mikrotrenntechnik in Mikrofallfilmapparaten.<br />
Die Dynamik und Struktur der in Rieselfilmen<br />
entstehenden Wellen wird intensiv untersucht,<br />
ist jedoch bis heute nicht ausreichend<br />
verstanden. Ein genaues Verständnis der welleninduzierten<br />
Transportphänomene ist jedoch<br />
für die präzise Auslegung von Fallfilmapparaten<br />
von entscheidender Bedeutung, da diese Wellen<br />
den Wärme- und Stofftransport maßgeblich steigern.<br />
Im April dieses Jahres startete das DFG-<br />
Forschungsprojekt „Stofftransport im Rieselfilm“,<br />
welches seine Wurzeln in der erfolgreichen interdisziplinären<br />
Zusammenarbeit des SFB 540<br />
hat. Die Institute IGPM (Prof. Reusken), AVT.PT<br />
(Wolfgang Marquardt) und AVT.MVT (Michael<br />
Modigell) werden dabei in diesem für drei Jahre<br />
geförderten Gemeinschaftsprojekt eng zusammenarbeiten.<br />
Das Ziel ist die Entwicklung eines<br />
detaillierten und gleichzeitig ingenieursmäßig<br />
handhabbaren Auslegungsmodells auf Basis<br />
effektiver Diffusionskoeffizienten zur Beschreibung<br />
des Stofftransports im Rieselfilm. Dabei<br />
soll der Schwerpunkt auf einem instationären,<br />
dreidimensionalen Modell liegen, das in der<br />
Lage ist, den durch die Welligkeit gesteigerten<br />
Stofftransport adäquat vorherzusagen. Dazu<br />
sollen im Rahmen dieses Forschungsprojektes<br />
an der AVT.MVT zeitlich und örtlich hochauf-<br />
Mechanische <strong>Verfahrenstechnik</strong><br />
gelöste experimentelle Untersuchungen am Rieselfilm<br />
durchgeführt werden. Ausgehend von der<br />
im Rahmen des SFB 540 entwickelten Messmethode<br />
der laser-induzierten Lumineszenz (LIL)<br />
wird diese zu der planaren laser-induzierten<br />
Lumineszenz (pLIL) weiterentwickelt. Dadurch<br />
wird die Messung der Konzentrationsverteilung<br />
in 2D ermöglicht. So kann insbesondere der für<br />
die Intensivierung des Stoffübergangs maßgebliche<br />
Kapillarwellenbereich besser untersucht<br />
werden.<br />
Kann Wasserstoff auch umweltfreundlich erzeugt<br />
werden?<br />
Mit dieser Frage setzen sich seit Anfang 2006 im<br />
Rahmen eines von der EU geförderten Projekts<br />
HYVOLUTION über 20 wissenschaftliche Institutionen<br />
aus Europa, Russland, der Türkei und<br />
Südafrika auseinander. Um auf lange Sicht unabhängig<br />
von fossilen Ressourcen zu werden,<br />
sind in den vergangenen Jahren weltweit Verfahren<br />
entwickelt worden, mit deren Hilfe Wasserstoff<br />
aus erneuerbaren Energieträgern hergestellt<br />
werden kann. In biologischen Prozessen<br />
werden dabei Mikroorganismen genutzt, die<br />
während der Vergärung von Biomasse unter anaeroben<br />
Bedingungen Essigsäure und Wasserstoff<br />
freisetzen. Daneben sind aber auch Bakterien<br />
bekannt, die mit Hilfe von Sonnenlicht in<br />
der Lage sind, Wasserstoff durch Photosynthese<br />
aus kurzkettigen organischen Säuren herzustellen.<br />
Im HYVOLUTION werden diese beiden<br />
mikrobiologischen Prozesse so miteinander gekoppelt,<br />
dass der daraus resultierende zweistufige<br />
Bioprozess den in der Biomasse enthaltenen<br />
Wasserstoff möglichst vollständig freisetzt<br />
und ihn damit technisch nutzbar macht. Ziel des<br />
Projektes ist es eine Demonstrationsanlage aufzubauen,<br />
mit der Wasserstoff aus Biomasse gewonnen<br />
werden kann. Dazu ist es einerseits notwendig,<br />
die momentanen Kenntnisse über die<br />
Biologie der Wasserstoffgärung, die im Labor<br />
gewonnen wurden, zu vertiefen und die Einflussparameter<br />
auf eine optimale Wasserstoffproduktionsrate<br />
zu ermitteln. Während diese Aufgabe<br />
von Mikrobiologen übernommen wird, arbeiten<br />
Rührkessel - Die AVT im Blick Mechanische <strong>Verfahrenstechnik</strong> 12