Standort, Hg/D/2/18
Intro_Akkordeon
Thermische Verfahrenstechnik I
- Grundlagen der thermischen Verfahrenstechnik:
Wärmeübertragung (Wärmeleitung, -konvektion, -strahlung) Dampf-Flüssig-Phasengleichgewichte in zeichnerischer und mathematischer Darstellung - Anwendung der Grundprinzipien auf Apparate der thermischen Verfahrenstechnik mit deren Darstellung und Modellierung, Auslegung von Apparaten ausgewählter Verfahren:
Wärmeübertrager verschiedener Bauart ohne Phasenwechsel, Verdampfung/Kondensation, Destillation, Rektifikation, Trocknung - Praktikum
- Rektifikation: Trennung von Ethanol und Wasser
- Wärmeübertrager ohne und mit Phasenwechsel
- Trocknung von feuchtem Gut
Thermische Verfahrenstechnik II
- Anwendung der Grundlagen der thermischen Verfahrenstechnik (Wärmeübertragung, Stoffübertragung) auf Apparate der thermischen Verfahrenstechnik mit deren Darstellung und Modellierung; Auslegung von Apparaten ausgewählter Verfahren:
- Extraktion
- Kristallisation
- Instationäre Wärmeleitung
- Stoffübertragung (Diffusion, Konvektion)
- Praktikum
- Kühlungskristallisation
- Batch-L-L-Extraktion
- Instationäre Wärmeleitung
Thermische Verfahrenstechnik I
- Rektifikationskolonne
- Absorptionskolonne
- Adsorptionsanlage
- Kühlturm
- Doppelmantelwärmeübertrager (Reihen-/Parallelschaltung und Gleich-/ Gegenstrombetrieb)
Thermische Verfahrenstechnik II
- Flüssig-Flüssig-Kolonne
- Konvektionstrockner
- Instationäre Wärmeübertragung
- Kühlungskristallisation
Die Destillation, genauer Rektifikation, wird immer dann angewendet, wenn Flüssigkeitsgemische in ihre Einzelkomponenten aufgetrennt werden müssen. Großtechnische geschieht dies beispielsweise bei der Erdölaufbereitung, d.h. wenn Eröl in seine einzelnen Fraktionen (Flüssiggas, Benzin, Diesel, Bitumen, etc.) getrennt wird.
Eine wichtige Voraussetzung für den Trennerfolg ist, dass die einzelnen Substanzen weit auseinanderliegende Siedepunkte besitzen und untereinander keine unerwünschten Azeotrope bilden. Für solche Spezialfälle existieren modifizierte Verfahren mit denen auch im Grenzbereich gute Ergebnisse erzielt werden können.
Im Laborpraktikum wird das binäre Standardsystem Ethanol-Wasser untersucht. Dieses Gemisch bildet ein Azeotrop und ist deshalb für den Erkenntnissgewinn während des Praktikums wichtig.
Die Flüssig-Flüssig-Extraktion zählt wie die Destillation zu den thermischen Trennverfahren, die vorteilhafter Weise überwiegend bei Raumtemperatur angewendet wird - so können temperatursensible Stoffgemische behandelt werden.
Das Prinzip basiert auf dem unterschiedlichen Löslichkeitsverhalten der beteiligten Komponenten. Liegt ein Flüssigkeitsgemisch vor, dann ist es in der Regel das Ziel eine Komponente, den Wertstoff, aus diesem Gemisch herauszulösen (extrahieren).<br/> Für die Trennung kommt eine weitere Flüssigkeit ins Spiel die idealerweise mit allen anderen Gemischkomponenten ausser dem Wertstoff, unlöslich ist. Als Resultat erhält man zwei nicht mischbare Flüssigkeitsgemische (wie Wasser/Öl). Anschließend muss das Extrakt in einem weiteren Schritt aufbereitet werden um den Wertstoff zu erhalten.
Eine Kristallisation ist ein thermischer Trennvorgang, bei dem Stoffe aus ihrem gelösten in einen ungelösten Zustand (ein Feststoff) überführt werden. Üblicherweise findet Kristallisation aus einer Lösung statt, sie ist aber auch aus einer Schmelze oder aus der Dampfphase möglich.
Damit die Kristallsation stattfinden kann, muss die Löslichkeit des kristallisierbaren Stoffes überschritten werden, d.h. die Lösung wird übersättigt. Durch die Übersättigung beginnt der gelöste Stoff Kristalle zu bilden. Im Kristall sind die Atome/Moleküle regelmäßig in einem Kristallgitter angeordnet. Es sind sowohl ionische Stoffe (z.B. Salze) als auch nichtionische Stoffe (z.B. Zucker) kristallisierbar.
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