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Thermal Process Engineering

uebersicht

SPP

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Produktgestaltung

Wirbelschichtsprühgranulation

WirbelschichtGranulate werden aufgrund ihrer Produkteigenschaften in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen eingesetzt, wie zum Beispiel als Waschmittel, Düngemittel oder Tierfutter. Körnige Produkte sind im Vergleich zu pulvrigen Feststoffen, staubfrei, leicht dosierbar und weisen ein besseres Fließverhalten auf. Diese Produkteigenschaften sind für eine gute Handhabbarkeit und für einen sicheren Umgang mit bestimmten Materialien notwendig. Der Prozess der Wirbelschicht-Sprühgranulation wird im großtechnischen Maßstab zur Herstellung von Granulaten verwendet. In diesem Prozess, der die Feststoffbildung mit der Feststoffformulierung vereint, können Suspensionen, Lösungen oder Schmelzen in Feststoffpartikel umgewandelt werden. Tropfen aus den Zerstäubungsdüsen werden dafür in eine Wirbelschicht eingedüst. Die Tröpfchen benetzen die Oberfläche der in der Wirbelschicht vorhandenen Partikel und das Lösungsmittel verdunstet bzw. die Schmelze erstarrt aufgrund der heißen bzw. kalten Fluidisationsluft. [mehr...]

 

Flash-Kristallisation

FlashDie Notwendigkeit, immer flexibler auf Wünsche des Marktes reagieren zu können, erfordert geeignete Produktionsverfahren, mit denen verschiedenste Produkte in unterschiedlichen Produktspezifikationen hergestellt werden können. Herkömmliche Kristallisationsverfahren sind meistens ganz speziell an ein Produkt bzw. Qualität angepasst. Änderungen in der Qualität oder ein Produktwechsel sind nur sehr begrenzt durchführbar. Durch eine Trennung der Prozessschritte Feststofferzeugung und Feststoffgestaltung in zwei getrennte Unit Operations (Kristallisation und Agglomeration) kann dieser Nachteil überwunden werden. [mehr...]

 

Fällungskristallisation

BaSO4Die Fällungskristallisation ist ein sehr altes Verfahren zur Herstellung von Feststoffen und ist in der chemischen, biochemischen und pharmazeutischen Industrie weit verbreitet. Neben einer Vielzahl an Massenprodukten, werden auch viele Spezialprodukte durch Fällungsprozesse hergestellt, wie z.B. Farbstoffe und Pigmente, Katalysatoren, keramische Vorstufen oder pharmazeutische Wirkstoffe.
Anforderungen an das Fällprodukt sind beispielsweise definierte Partikelgrößen, eine enge Partikelgrößenverteilung, eine gezielte Morphologie der Kristalle oder bei pharmazeutischen Produkten eine gute Bioverfügbarkeit. [mehr...]

 

Proteinkristallisation

isometrische Lysozym-KristalleBiotechnologisch durch Zellkulturen oder GMO’s hergestellte Proteine werden üblicherweise durch chromatographische Verfahren und Filtration aus der Fermentationsbrühe abgetrennt und in mehreren Schritten gereinigt (downstream processing). Teure Chromatographiesäulen und Membranen sowie lange Zykluszeiten im Downstreaming verursachen dabei oft mehr als die Hälfte der Kosten des gesamten Herstellungsprozesses. Im Zuge des wachsenden Bedarfs an therapeutisch wirksamen Proteinen (z.B. Antikörper, Insulin) steht die Kostenreduzierung des downstream processing im Fokus der aktuellen pharmazeutischen Forschung.[mehr...]

 

Kolloide

kolloideBei der industriellen anorganischen Flüssigphasenfällung von SiO2 werden in einem Semi-Batch-Prozess Natriumsilikatlösung und Schwefelsäure einem Rührreaktor zugeführt. Die Agglomeration der entstehenden Primärpartikel führt so weit, dass ein partikuläres Gel entsteht. Das Gelnetzwerk wird vom Rührer zu porösen Partikeln fragmentiert. Diese ziehen sich im weiteren Prozessverlauf unter Abgabe von Flüssigkeit zusammen (Vorgang der Synärese). Neben dem Energieeintrag durch den Rührer hat der Vorgang der Synärese auch einen Einfluss auf Größe und spezifische Oberfläche der in Suspension erhaltenen SiO2-Produktpartikel.
Das Ziel dieser Untersuchung ist es, die Formation des Gels, seine Zerstörung durch mechanischen Energieeintrag und den anschließenden Vorgang der Synärese der Fragmente insoweit zu verstehen, dass die gewünschten Produkteigenschaften eingestellt werden können. [mehr...]

 

Prozessentwicklung

Keramische Schwämme

schwaemmeDas hochporöse und offenzellige Gerüst keramischer Schwämme verspricht Vorteile in bestimmten Bereichen gegenüber anderen Strukturen. Ein Ausgangspunkt aller Überlegungen ist die vergleichsweise sehr große spezifische Oberfläche bei gleichzeitig niedrigem Druckverlust sowie hoher chemische und thermische Beständigkeit.
Aufgrund seiner Eigenschaften könnte der Schwamm als Kolonnenpackung eine Lücke zwischen den konventionellen Einbauten wie regellosen Füllkörpern und geordneten Metallpackungen schließen. Potentiell Anwendung finden könnte der keramische Schwamm als Träger für Katalysatoren, als Porenbrenner oder als Packung in Trennkolonnen. [mehr...]

 

Taylor-Couette-Reaktor

TaylorA Taylor-Couette reactor (TCR) consists of two concentric cylinders. The inner cylinder is rotating. The flow induced by the rotation of inner cylinder, with or without a superimposed axial flow, is characterized by the existence of axisymmetric counter rotating vortex cells spaced regularly along the cylindrical axis. The Taylor-Couette reactor provides certain advantages for a number of practical applications. Among them is the narrow residence time distribution, which corresponds to an almost plug-flow performance under certain conditions. Another characteristic of the Taylor-Couette flow is the rather homogeneous distribution of the mixing intensity in the reactor volume, compared with e.g. conventional stirred tanks, combined with mild local shear rates. These properties are desirable for most of the chemical reactions, including fast reactions resulting in solid products or polymers. Furthermore, this type of reactor exhibits a high surface-to-volume ratio, which makes it preferable for highly exothermal or endothermal reactions. [mehr...]

 

Hydrogele

hydrogelPolymers may be functionalised via the introduction of crosslinks between adjacent polymer chains, yielding three-dimensional macromolecular networks. The resulting crosslinked polymers are of considerable interest when applications such as protective films and membranes for separation purposes or fuel cells are concerned. Fundamental insight into both sorption characteristics and mass transfer mechanisms is required for this class of materials in order to assess and evaluate the polymers’ respective performance. [mehr...]