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Dynamische Simulation der Mechanischen Flüssigkeitsabtrennung in Zentrifugen

Dynamische Simulation der Mechanischen Flüssigkeitsabtrennung in Zentrifugen
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Dipl.-Ing. Marco Gleiß

Die Herstellung von Produkten in der Verfahrenstechnik erfolgt in der Regel durch Verknüpfung von Apparaten in einer Prozesskette. Aufgrund der Notwendigkeit unterschiedliche Prozessschritte in einer Prozesskette für den optimalen Betrieb auszulegen ist die genaue Kenntnis der Vorgänge in jedem einzelnen Apparat von großer Bedeutung. Ohne die Kenntnis der Ausgangsgrößen eines vorangeschalteten Prozessschrittes ist die Auslegung des darauffolgenden Apparats nicht möglich. Für den realen Betrieb spielen außerdem die Kenntnis von sich verändernden Produkteigenschaften auf den Herstellungsprozess eine große Rolle.


Aufgrund den beschriebenen Zusammenhänge beschäftige ich mich in meinem Projekt  mit dem dynamischen Prozessverhalten am Beispiel von Dekantier-Zentrifugen als kontinuierlichen Apparat der Fest-Flüssig Trennung. Diese finden in einer Reihe von Industriezweigen wie beispielsweise der chemischen und pharmazeutischen Industrie, der Abwasseraufbereitung  und Biotechnologie aber auch in der Bergbau- und Aufbereitungstechnik ihren Einsatz. Durch ihren breiten Anwendungsbereich und des sicheren Betriebs stellt die Dekantier-Zentrifuge als Fest-Flüssig Trennapparat in den meisten Fällen den Apparat der Wahl dar. Durch den kontinuierlichen Betrieb durchläuft die am Eingang der Zentrifuge anfallende Suspension mehrere Zustände. Diese sind die Suspension am Eintritt und im Apparat selbst, das flüssigkeitsgesättigte Haufwerk (Sediment) und das über den Konus des Apparats entfeuchtete Produkt. Diese Zustände sollen anhand von Materialfunktionen, welche in der Regel unabhängig voneinander bestimmbar sind charakterisiert werden. Daraus wird deren Einfluss auf die dynamischen Änderungen für den Betrieb wichtiger Parameter  untersucht. Aus den gewonnenen Daten soll ein sogenanntes „Short-Cut“ Modell abgeleitet werden. Dieses berücksichtigt nur die für die Abtrennung und Entfeuchtung relevanten Einflussgrößen. Im späteren Verlauf des Projektes erfolgt die Verknüpfung mit anderen verfahrenstechnischen Apparaten.