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Alternative Verdichtungsmechanismen: Verdichtung von Filterkuchen durch Vibrationseintrag

Alternative Verdichtungsmechanismen: Verdichtung von Filterkuchen durch Vibrationseintrag
type:Bachelor- oder Masterarbeit
time:ab sofort
tutor:

 

-experimentell-

 

Die kuchenbildende Filtration ist eine bewährte Methode zur Abtrennung von Feststoffpartikeln aus einer Suspension. Nach Abschluss der Kuchenbildung wird der Filterkuchen üblicherweise mit Gasdruck beaufschlagt, um den Flüssigkeitsgehalt durch Entleeren der Poren weiter zu reduzieren. Dabei entstehen bei vielen feinpartikulären Produkten allerdings sogenannte Schrumpfrisse (siehe Abbildung 1). Die Risse im Filterkuchen führen zu einem starken Anstieg des Gasverbrauchs und steigern die Kosten für den Trennprozess somit immens. Die Entstehung von Rissen lässt sich auf die Schrumpfung des Partikelsystems beim Flüssigkeitsentzug zurückführen. Aus früheren Forschungstätigkeiten ist bekannt, dass sich die Schrumpfung, und somit auch die Rissbildung, durch Verdichten des Filterkuchens verhindern lässt. Allerdings können die erforderlichen Pressdrücke je nach Partikelsystem sehr hoch sein. Die Konsequenz ist, dass sich diese Maßnahme im technischen Maßstab, beispielsweise auf Drehtrommelfiltern, oft nicht umsetzen lässt, da die Anforderungen an die Festigkeit der Lager und anderer mechanischer Komponenten zu hoch sind.  Eine Reduktion des zur Rissvermeidung benötigten Pressdrucks ist daher wünschenswert. Eine Möglichkeit besteht in der Verwendung  zusätzlicher Verdichtungsmechanismen. Besonders geeignet erscheinen die zusätzliche Scherung des Filterkuchens, sowie der Eintrag von Vibration zusätzlich zur Pressung.

 

Abbildung 1: Rissbildung nach der Entfeuchtung eines Kalksteinfilterkuchens

 

Im Rahmen dieser Arbeit soll untersucht werden, inwieweit der Eintrag von Vibration geeignet ist, die Rissbildung im Filterkuchen zu reduzieren, oder sogar ganz zu  verhindern. Hierzu sollen die Parameter Vibrationsdauer, -amplitude und –frequenz gezielt variiert werden. Anschließend ist der Einfluss der Parameter auf die Rissbildung und die erzielte Verdichtung des Filterkuchens zu beurteilen.
Die Arbeit ist für Bioingenieure, Verfahrenstechniker und Chemieingenieure gleichermaßen geeignet. Du solltest Spaß am experimentellen Arbeiten und Tüfteln haben. Der Umfang der Aufgabenstellung kann je nach Art der Prüfungsleistung angepasst werden. Hast du Interesse an dem Thema und/oder weitere Fragen, schreib mir einfach eine E-Mail oder melde dich telefonisch.