Eine industrielle Blasensäule wird mithilfe des radial auflösenden Compartmentmodells modelliert und dem axialen Dispersionsmodell gegenübergestellt. Der Einfluss der Genauigkeit der Kinetik wird in beiden Modellen anhand von Simulationsstudien untersucht.

Für die Auslegung von Blasensäulenreaktoren ist die Aufklärung lokaler fluiddynamischer Phänomene von Bedeutung. Mit der Gittersensor-Messtechnik kann die lokale Phasenverteilung und Blasengrößenverteilung über den Kolonnenquerschnitt in zeitlich hoher Auflösung erfasst werden. Die Genauigkeit eines Leitfähigkeits-Gittersensors bei der Bestimmung von Blasengrößen wird bewertet.

Erste Untersuchungen geben einen Eindruck über das große Potenzial von 3D-gedruckten Strukturen in Blasensäulenreaktoren. Im Fokus stehen dabei die fluiddynamischen Eigenschaften, die anhand von zwei einfachen Strukturierungsvarianten mit verschiedenen Stoffsystemen und verschiedenen Messtechniken analysiert werden.

Compartmentmodelle werden im Zusammenhang der Blasensäulenmodellierung vorgestellt. Die Generierung der benötigten Modellparameter und der Einfluss dieser auf die simulierte Verweilzeitverteilung wird aufgezeigt. Außerdem wird die Anwendung dieses Modellansatzes bei der Optimierung einer Produktionsblasensäule diskutiert.

In dieser Veröffentlichung werden Ergebnisse zu Gas/Flüssig-Strömungen in einem engen Rechteckkanal mit statischen Mischern gezeigt. Es wird u. a. eine qualitative Einordnung von Strömungsregimen vorgenommen und erste Ergebnisse des k_La_Ph-Wertes gemessen mittels physikalischer Absorption werden vorgestellt.

Fixed-bed reactors are commonly used for homogeneous catalyzed gas phase reactions. Therefore, methods for modelling fixed bed reactors and the respective advantages and disadvantages are presented and the possibilities for experimental validation are discussed. The focus lies on two-dimensional, homogeneous continuum models.

Die Anwendung des Gittersensors zur Bestimmung der Flüssigkeitsverteilung in gegenstrombetriebenen Packungskolonnen wird vorgestellt. Weiterhin wird ein neuartiges Zellenmodell an die experimentellen Gittersensordaten des Pall Ring 25 aus Metall angepasst und mit Literaturdaten verglichen.

Ein neuartiges Zellenmodell für gepackte Kolonnen wird vorgestellt, das eine vom Kolonnendurchmesser unabhängigere Beschreibung des Wandflusses und der Phasenverteilung ermöglichen soll. Hierzu werden die bisherigen Modellansätze kritisch diskutiert und das Verteilverhalten eines Füllkörpers analysiert.

Ein zeit- und kosteneffizienter Ansatz zur Auslegung von Packungskolonnen mit strukturierten Packungen wird vorgestellt. Basis dafür sind Untersuchungen zur Hydrodynamik und perspektivisch auch zum Stofftransport realer Stoffgemische am ausgewählten Packungstyp in miniaturisierten Messzellen, die Untersuchungen in Technikumsanlagen ersetzen können.

Im Rahmen der ACHEMA 2018 stellt dieser Artikel Beispiele der modularisierten Prozesstechnik unterschiedlicher Aussteller vor. Dabei wird eine Auswahl an Lösungen sowie Apparaten und Anwendungsgebieten vorgestellt und ein kurzer Ausblick zur Zukunft der Modularisierung im Bereich der Prozessindustrie gegeben.

Methoden zur Modellierung von Festbettreaktoren und die jeweiligen Vor- und Nachteile werden vorgestellt sowie die Möglichkeiten zur experimentellen Validierung diskutiert. Der Fokus liegt dabei auf zweidimensionalen, homogenen Kontinuumsmodellen.

Für die Beschreibung der Wärmetransportphänomene bei heterogen katalysierten Gasphasenreaktionen wird unter anderem das Λ_r(r)-Modell nach Winterberg genutzt. In diesem Beitrag wird es anhand von faseroptischen Temperaturprofilmessungen in einem Rohrreaktor evaluiert, der einen technisch relevanten Durchmesser aufweist und eine Schüttung aus sphärischen, porösen Partikeln enthält.

Die faseroptische Messtechnik ermöglicht eine örtlich und zeitlich hoch aufgelöste Temperatur- und Dehnungsprofilmessung. Diese Technologie findet vor allem als Temperaturmesstechnik Anwendung in den unterschiedlichsten verfahrenstechnischen Apparaten. In diesem Beitrag wird stellvertretend der Einsatz in katalytischen Festbettreaktoren diskutiert.

Die experimentelle Ermittlung von prozessseitigen Wärmeübergangskoeffizienten in kleinskaligen, mit statischen Mischeinlagen bestückten Rechteckkanälen wird beschrieben. Die Versuche umfassen neben der Variation des Prozessmedienstroms Variationen der Mischgeometrie und des Kanalquerschnitts sowie die Betrachtung von Mischeinlagen mit unterschiedlichen Wärmeleitungseigenschaften.

A transformable production requires a modularization also on the apparatus level. Innovative scaling concepts and transmission of the discontinuous to continuous operation make these important enablers. This review discussed modular concepts in the fields of mixing, heat transfer, reaction, and separation.

Eine wandlungsfähige Produktion benötigt eine Modularisierung auch auf der Apparateebene. Innovative Skalierungskonzepte und eine Übertragung von der diskontinuierlichen auf die kontinuierliche Betriebsweise stellen hierbei wichtige Befähiger dar. Modular aufgebaute Konzepte in den Bereichen Mischen, Wärmeübertragung, Reaktion und Trennung werden diskutiert.

Due to their modular design, transformable production concepts promise an improved adaptation to the dynamic boundary conditions in terms of quantity output, product variety, and place of production. The state of the art is presented and opportunities, risks, and the additional research needed on all levels are discussed.

Veränderungen im Markt chemischer und pharmazeutischer Produkte bedingen neue Produktionskonzepte. Ein Schlüsselwort ist hier die modulare Verfahrenstechnik, die eine Dezentralisierung von Produktionskapazitäten ermöglicht. Um diese Anlagenkonzepte auszugestalten, werden innovative Apparatekonzepte vorgestellt und auf ihre Eignung hin geprüft.

Wandlungsfähige Produktionskonzepte versprechen durch ihren modularen Aufbau eine verbesserte Anpassung an die dynamischen Randbedingungen in den Dimensionen Mengenausbringung, Produktvielfalt und Herstellungsort. Der Stand der Technik wird vorgestellt und Chancen, Risiken sowie der weitere Forschungsbedarf auf allen Ebenen erörtert.