Untitled - Aachener Verfahrenstechnik
Untitled - Aachener Verfahrenstechnik
Untitled - Aachener Verfahrenstechnik
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
Im Folgenden werden die wichtigsten Ergebnisse<br />
der Forschungsgruppen des AVT.TVT kurz<br />
vorgestellt.<br />
Tailor-Made-Fuel from Biomass<br />
Um Zweiphasensysteme im TMFB-Prozess wirtschaftlich<br />
voneinander zu trennen, werden Abscheider<br />
eingesetzt. Die Einflüsse der biomassebasierten<br />
Feststoffe und der erhöhten Viskosität<br />
der flüssigen Phasen auf das Koaleszieren<br />
von zwei Tropfen im Abscheider werden durch<br />
ein Atomic Force Microscope (AFM) detailliert<br />
untersucht. Durch das AFM (Bioscope II, Veeco)<br />
ist es möglich, mit sehr hoher örtlicher und zeitlicher<br />
Auflösung die Kräfte zwischen zwei Tropfen<br />
als Funktion ihres Abstandes zu messen.<br />
Mit einem speziellen mit Aluminium beschichteten<br />
Prisma ist es gelungen, die Verformung<br />
der Tropfen sowohl von unten als auch von der<br />
Seite zu beobachten (Abb.12) und so eine sehr<br />
genaue Auswertung des wahren Abstandes zu<br />
ermöglichen. Diese genauen Messungen sollen<br />
unser Auslegungstool für Settler wesentlich verbessern.<br />
Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten<br />
in der TMFB-Gruppe ist die Untersuchung<br />
von effizienten Reaktivextraktionsverfahren für<br />
die Abtrennung von Itakonsäure, einer zukünftigen<br />
biobasierten Plattformchemikalie, aus Fermentationslösungen.<br />
Die Itakonsäure kann unter<br />
geeigneten Bedingungen fast vollständig aus der<br />
Fermentationslösung abgetrennt und anschließend<br />
durch chemische Reaktionen in geeignete<br />
Biokraftstoffe umgewandelt werden.<br />
Abb.12: Das reale und das virtuelle Bild einer<br />
Kugel (rechts) durch ein Albeschichtetes<br />
2-mm-Prisma (links)<br />
Thermische <strong>Verfahrenstechnik</strong><br />
Extraktion<br />
Ein Forschungsschwerpunkt der Extraktionsgruppe<br />
ist die Erweiterung des Simulationsprogramms<br />
ReDrop, mit dem Hydrodynamik und<br />
Trennleistung von Technikumsextraktionskolonnen<br />
basierend auf Einzeltropfenexperimenten<br />
vorhergesagt werden können. ReDrop verfolgt<br />
bei seinen Berechnungen Einzeltropfen während<br />
ihrer gesamten Lebenszeit in der Kolonne<br />
und berücksichtigt unter Verwendung von<br />
Monte-Carlo-Methoden Phänomene in einer Kolonne<br />
wie Sedimentation und Stofftransport. Der<br />
Einfluss von Verunreinigungen, die das Tropfenverhalten<br />
massiv beeinflussen können, werden<br />
durch Modellparameter berücksichtigt, die an<br />
Daten von Einzeltropfenexperimenten mit dem<br />
Originalstoffsystem angepasst werden. Neben<br />
der physikalischen Extraktion ist ReDrop nun<br />
auch in der Lage, Reaktivextraktion erfolgreich<br />
zu beschreiben. ReDrop kann zudem Hydrodynamik<br />
und Trennleistung von gerührten Kolonnen<br />
wie z. B. der Kühni-Geometrie erfolgreich<br />
vorhersagen. Zur Entwicklung entsprechender<br />
Detailmodelle wurden Laboruntersuchungen mit<br />
Einzeltropfen zum Stofftransport in neu erweiterten<br />
gerührten Messzellen durchgeführt. Zur<br />
Validierung von ReDrop für hochviskose Systeme<br />
erfolgten Kolonnenversuche im Technikumsmaßstab.<br />
Auch auf Basis von Wünschen aus<br />
der Industrie, die im Rahmen des jährlichen<br />
ReDrop-Workshops abgefragt wurden, ist zudem<br />
eine neue Benutzeroberfläche für ReDrop<br />
erstellt worden.<br />
Molekulare Thermodynamik<br />
Literaturmodelle zur Berechnung thermophysikalischer<br />
Stoffgrößen können mehrere sauerstoffhaltige<br />
stark wechselwirkende funktionelle<br />
Gruppen, die in einem Molekül auftreten, nur<br />
ungenau berücksichtigen. Gerade solche Stoffe<br />
treten in Biomasse (s. Abb.13) wesentlich<br />
häufiger auf als in fossilen Stoffen und werden<br />
aber beim bevorstehenden Rohstoffwandel<br />
in der chemischen Industrie hin zu nachwachsenden<br />
Rohstoffen eine neue Herausfor-<br />
17 Thermische <strong>Verfahrenstechnik</strong> Rührkessel - Die AVT im Blick