Bei der Reaktion zweier gut wasserlöslicher Salze kann kristallines Bariumsulfat erzeugt werden. Die Bildung dieses Feststoffs konnte bereits mit in-situ Röntgenbeugung mittels Synchrotronstrahlung für verschiedene Anfangsübersättigungen zeitaufgelöst werden. Weiterhin wurde das Stoffsystem mit offline Methoden tiefgreifend untersucht. Mit einer bereits bestehenden Modellierung kann die Primärpartikelgröße von ausgefällten Bariumsulfat-Partikeln bereits gut vorhergesagt werden, wohingegen die zeitlichen Verläufe von Modellierung und Experiment lediglich angemessen übereinstimmen. Grund dafür könnte sein, dass der Ablauf primärer (Keimbildung, Wachstum) und sekundärer Feststoffbildungsprozesse (Aggregation, Agglomeration) bisher nicht parallel betrachtet wurden. Weiterhin weisen die gefällten Partikeln je nach Anfangsübersättigung eine unterschiedliche Morphologie auf. Die Morphologie hängt allgemein von den bei der Partikelbildung ablaufenden Mechanismen ab. Beim Modellsystem für Fällungen, Bariumsulfat, wird in der Literatur einerseits vermutet, dass es sich um ein Aggregat aus Primärpartikeln handelt, andererseits werden alle einzelnen Kristalle als Primärpartikeln erkannt.

In der Masterarbeit sollen ausgewählte, bereits durchgeführte Experimente zur Bariumsulfat-Fällung simuliert und dazu Primär- und Sekundärprozesse gleichzeitig mit einer Populationsbilanz modelliert werden. Zur numerischen Lösung der Populationsbilanz steht das kommerzielle Programm PARSIVAL© zur Verfügung. Unterschiedliche Ansätze für die Kinetik-Terme sollen in die Populationsbilanz implementiert und die Ergebnisse miteinander verglichen werden.

Abb.1: Modellierung der Partikelgröße über der Übersättigung mit empirisch
ermittelten homogenen und heterogenen Keimbildungsdaten von Nielsen (1961)
bzw. Angerhöfer (1994) am Beispiel der Bariumsulfat-Fällung