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Mischgüte in Rührkessel
In Rührkessel werden verschiedenste verfahrenstechnische Prozesse wie Dispergieren und Auflösen von Partikeln, Fermentation und Kristallisation, etc. durchgeführt.
Häufig interessiert der Einfluss der Rührergeometrie, Stromstörer und Rührerdrehzahl auf den Prozess. Versuche an der Produktionsanlage sind schwierig durchzuführen.
Die Strömungssimulation kann im Originalrührkessel mit den Produktionsstoffdaten durchgeführt werden. Die Resultate zeigen die Geschwindigkeiten, Konzentrationen, Drücke und Temperaturen an allen Stellen im Rechengebiet. Die benötigte Rührwerksmotorenleistung sowie die Newton Zahl lassen sich aus den Resultaten errechnen.
Der Einfluss von Rührergeometrie, Stromstörer und Prozesswerte, wie z.B. Rührerdrehzahl, lässt sich einfach aufzeigen. Verschiedene Rührkessel lassen sich einfach miteinander vergleichen. Das Fliessverhalten von nicht newtonschen Flüssigkeiten lässt sich berücksichtigen. Probleme mit Scale up entfallen, da die Simulation mit der Originalgeometrie durchgeführt wird.
Bestimmung der Mischgüte durch Partikelverteilung
Eine Methode zur Quantifizierung der Mischgüte besteht darin, Partikel mit einer Dichte identisch zur Flüssigkeit im Rührkessel zu implementieren. Die Partikel folgen dann über eine gewisse Zeit der Strömung:
Nun werden die Partikel über die Zeit getrackt. Wird das Rührkesselvolumen in kleine Teilvolumen gesplittet und die Partikel über die Zeit diesen Teilvolumen zugeordnet, kann eine Mittelwertabweichung über die Zeit festgehalten werden:
Überträgt man die Werte in ein Diagramm (Abbildung oben), können zwei Rührwerke miteinander verglichen werden.