Beitragsmeldung - Feststoffverfahrenstechnik
Untersuchung der Trennung von Feinstpartikeldispersionen in Zentrifugen
Einfluß von Zentrifugalbeschleunigung, Partikelwechselwirkungen und Konzentration
T. Sobisch, D. Lerche, L.U.M. GmbH, Berlin,
www.lum-gmbh.com, info@lum-gmbh.de
M. Beiser, A. Erk, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik, Universität Karlsruhe (TH)
Zentrifugalfelder werden in technischen Verfahrensoperationen häufig zur Abscheidung und Klassierung von Feinstpartikeln genutzt. Für die Auslegung der entsprechenden Trennprozesse ist die Modellierung des Bewegungsverhaltens von feinsten Teilchen in Suspensionen erforderlich. Da bisher zuverlässige Methoden zur Vorausberechnung der Abtrenngeschwindigkeit bzw. deren Verteilung in realen Systemen fehlen, ist dies beim gegenwärtigen Stand der Technik mit einem hohen Maß an Empirie verbunden. Dies führt zu einem hohen Aufwand bei der Einrichtung der Trennaggregate (umfangreiches Programm an Betriebsversuchen) und beim Betrieb der Anlagen unter nicht optimalen Bedingungen. Da das Trennverhalten in sehr komplexer Weise von Betriebsparametern und Eigenschaften bzw. Wechselwirkungen (zwischenpartikuläre Kräfte, Partikelkonzentration) im jeweiligen Stoffsystem abhängig ist, ist die Problemstellung nur über direkte Messungen in Zentrifugen lösbar, wobei die Datenbasis für die Modellierung geschaffen wird. Eine Übertragbarkeit von Ergebnissen aus Untersuchungen ohne Einfluß des Zentrifugalfeldes ist, insbesondere bei destabilisierten Suspensionen, nicht gegeben.
Als erster Schritt in diese Richtung wurde das Trennverhalten von Quarzsuspensionen (stabile Dispersionen) und Kalksteinsuspensionen (schwach und stark geflockt) als Funktion der Feststoffkonzentration und der Zentrifugalbeschleunigung (11 – 1100 x g) mittels einer photometrischen analytischen Zentrifuge untersucht.
Die Partikelwechselwirkungen wurden über die Packungsdichte und deren Änderungen im alternierenden Zentrifugalfeld charakterisiert.
Die Ergebnisse mittels photometrischer Zentrifugation wurden mit dem Trennverhalten ohne Einfluß eines Zentrifugalfeldes und mit Untersuchungen in einer Manometerzentrifuge und in einer Scheibenzentrifuge verglichen.
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