Untitled - Aachener Verfahrenstechnik

DFG-Projekt „Stofftransport im Rieselfilm“
Rieselfilme besitzen in der Praxis nach wie vor
eine hohe Relevanz, aktuelle Anwendungsgebiete
sind z. B. die CO2-Wäsche von Abgasen
oder die Mikrotrenntechnik in Mikrofallfilmapparaten.
Die Dynamik und Struktur der in Rieselfilmen
entstehenden Wellen wird intensiv untersucht,
ist jedoch bis heute nicht ausreichend
verstanden. Ein genaues Verständnis der welleninduzierten
Transportphänomene ist jedoch
für die präzise Auslegung von Fallfilmapparaten
von entscheidender Bedeutung, da diese Wellen
den Wärme- und Stofftransport maßgeblich steigern.
Im April dieses Jahres startete das DFG-
Forschungsprojekt „Stofftransport im Rieselfilm“,
welches seine Wurzeln in der erfolgreichen interdisziplinären
Zusammenarbeit des SFB 540
hat. Die Institute IGPM (Prof. Reusken), AVT.PT
(Wolfgang Marquardt) und AVT.MVT (Michael
Modigell) werden dabei in diesem für drei Jahre
geförderten Gemeinschaftsprojekt eng zusammenarbeiten.
Das Ziel ist die Entwicklung eines
detaillierten und gleichzeitig ingenieursmäßig
handhabbaren Auslegungsmodells auf Basis
effektiver Diffusionskoeffizienten zur Beschreibung
des Stofftransports im Rieselfilm. Dabei
soll der Schwerpunkt auf einem instationären,
dreidimensionalen Modell liegen, das in der
Lage ist, den durch die Welligkeit gesteigerten
Stofftransport adäquat vorherzusagen. Dazu
sollen im Rahmen dieses Forschungsprojektes
an der AVT.MVT zeitlich und örtlich hochauf-
Mechanische Verfahrenstechnik
gelöste experimentelle Untersuchungen am Rieselfilm
durchgeführt werden. Ausgehend von der
im Rahmen des SFB 540 entwickelten Messmethode
der laser-induzierten Lumineszenz (LIL)
wird diese zu der planaren laser-induzierten
Lumineszenz (pLIL) weiterentwickelt. Dadurch
wird die Messung der Konzentrationsverteilung
in 2D ermöglicht. So kann insbesondere der für
die Intensivierung des Stoffübergangs maßgebliche
Kapillarwellenbereich besser untersucht
werden.
Kann Wasserstoff auch umweltfreundlich erzeugt
werden?
Mit dieser Frage setzen sich seit Anfang 2006 im
Rahmen eines von der EU geförderten Projekts
HYVOLUTION über 20 wissenschaftliche Institutionen
aus Europa, Russland, der Türkei und
Südafrika auseinander. Um auf lange Sicht unabhängig
von fossilen Ressourcen zu werden,
sind in den vergangenen Jahren weltweit Verfahren
entwickelt worden, mit deren Hilfe Wasserstoff
aus erneuerbaren Energieträgern hergestellt
werden kann. In biologischen Prozessen
werden dabei Mikroorganismen genutzt, die
während der Vergärung von Biomasse unter anaeroben
Bedingungen Essigsäure und Wasserstoff
freisetzen. Daneben sind aber auch Bakterien
bekannt, die mit Hilfe von Sonnenlicht in
der Lage sind, Wasserstoff durch Photosynthese
aus kurzkettigen organischen Säuren herzustellen.
Im HYVOLUTION werden diese beiden
mikrobiologischen Prozesse so miteinander gekoppelt,
dass der daraus resultierende zweistufige
Bioprozess den in der Biomasse enthaltenen
Wasserstoff möglichst vollständig freisetzt
und ihn damit technisch nutzbar macht. Ziel des
Projektes ist es eine Demonstrationsanlage aufzubauen,
mit der Wasserstoff aus Biomasse gewonnen
werden kann. Dazu ist es einerseits notwendig,
die momentanen Kenntnisse über die
Biologie der Wasserstoffgärung, die im Labor
gewonnen wurden, zu vertiefen und die Einflussparameter
auf eine optimale Wasserstoffproduktionsrate
zu ermitteln. Während diese Aufgabe
von Mikrobiologen übernommen wird, arbeiten
Rührkessel - Die AVT im Blick Mechanische Verfahrenstechnik 12