Klausurfragen Teil 5 Flashcards
c) Nennen Sie drei Beispiele für Apparate mit denen sich fest-flüssig Mischungen trennen lassen und geben Sie jeweils die für die Trennung verantwortliche Triebkraft an.
- Sedimenter, Flotationsapparat: Gravitationskraft
- Filter: Druck
- Zentrifuge: Zentrifugalkraft
e) Erklären Sie anhand des Beispiels Kaffee aufbrühen die Vorgänge und Begriffe der Extraktion.
- Extraktionsgut - Der zu extrahierende Stoff (Kaffeepulver)
- Extraktionsmittel - Das zum herauslösen eingesetzte Lösemittel (heißes Wasser)
- Extraktstoff - Der herausgelöste Stoff (Kaffeearoma)
- Extraktlösung - Das Lösemittel mit dem gelöstem Extraktstoff (Kaffee)
- Extraktionsrückstand - Das ausgelaugte Extraktionsgut (Kaffeesatz)
- Extraktor - Der Extraktionsapparat (Kaffeemaschine/Filter)
- Wie lässt sich eine Leistungscharakteristik von Rührern am einfachsten erstellen? Wann ist die Dichte und wann die Viskosität irrelevant? Wann ist der Einfluss von Strombrechern relevant?
Eine Leitungscharakteristik lässt sich am einfachsten durch die Reynoldszahlen erstellen. In einer Versuchsreihe müssen die Re-Werte verändert werden.
Wenn Re < 20 gilt 𝑁𝑒=𝑅𝑒^−1, 𝑎𝑙𝑠𝑜 𝑁𝑒*𝑅𝑒=𝑃/ᵑ∗𝑛^2∗𝑑^3 => Dichte irrelevant (schleichende Strömung)
Wenn Re > 50 bleibt 𝑁𝑒=𝑃/𝜌∗𝑛^2∗𝑑^3=𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡.
=> Viskosität irrelevant (turbulente Strömung)
Im laminaren Strömungsbereich => Einfluss Strombrecher vernachlässigbar
Im turbulenten Strömungsbereich => Einfluss stark ausgeprägt Strombrecher erhöhen im turbulenten Bereich die Rührerleistung um den Faktor 20!
- Wenn beim Rühren im Behälter sich eine Flüssigkeitstrombe bildet (Flüssigkeit kreist mit dem Rührer mit), hat die Erdbeschleunigung g und damit die Froudezahl einen Einfluss?
Die Froudezahl ist sowohl bei Trombenbildung, als auch wenn keine Trombenbildung vorhanden ist, vernachlässigbar.
- Nennen Sie je 2 Vor- und Nachteile, die aus der überstöchiomentrischen Zugabe eines Edukts erwachsen (z.B. Wenn ich bei 2A+B->P B im Überschuss zugebe)?
Vorteile: Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit, Unterdrückung unerwünschter Nebenreaktionen Nachteile: Größere Volumenströme (Höhere Anlagen- und Betriebskosten), Abtrennung auf der Produktseite nötig
- Was ist das Buckingham Theorem?
Die gesamte Theorie der Dimensionsanalyse ist im Buckingham Theorem zusammengefasst. Es sagt aus, dass jede dimensionsmäßig homogene Gleichung auf einen Zusammenhang zwischen einem vollständigen Satz dimensionsloser Kennzahlen reduziert werden kann.
- Was ist Zerkleinerung und was ist das Ziel?
Verringerung der Partikelgrößen fester Stoffe mit dem Ziel, bestimmte Eigenschaften des Materials für die Verarbeitung und Anwendung in gewünschter Weise zu verändern, wie zum Beispiel des Erzeugens einer gewünschten Korngröße.
- Welche Parameter sind wichtig für die Zerkleinerung?
Größe, Eigenschaft (spröde, nicht spröde)
- Nennen Sie 3 Zerkleinerungsapparate
Backenbrecher (Brechen, spröde Materialien), Hammerbrecher (Brechen, spröde),
Kugelmühle (Mahlen, nicht spröde)
- Definieren Sie Filtratvolumenstrom und Filterkuchendicke
Filtratvolumenstrom: Feststofffreier Flüssigkeitsstrom, der nach der Filtration aus dem Filtermedium kommt
Filterkuchendicke: Rückstand von Feststoffen bei einer Filtration. Durch das Filtermedium sammelt sich der Feststoff über die Zeit an, wobei übrigens ein Druckverlust entsteht. Der Druckverlust ist zu Beginn einer Filtration noch = 0. Über die Zeit nimmt dieser Druckverlust zu.
- Welche Kriterien nutzt man für die Auswahl des Filterapparats?
Eigenschaften der Trübe (Dichte, Viskosität, Korngröße, -form)
Art und Wert des zu trennenden Mediums
Größe des Filtratstroms
- Welche Materialien werden häufig als Filtermedium eingesetzt?
Filtergewebe (Naturfaser, Kunstfaser)
Sinterplatten (Metall, Glas, Keramik)
Körnige Feststoffe (Sand, Kies)
Filze (Papier)
- Welche Anwendung haben Ultra- und Nanofiltration in der Industrie?
Ultra: Behandlung belasteter Abwässer, Aufreinigung Antibiotika
Nano: Wasser weicher machen bzw. Entfernung des Härtegrades von Trinkwasser, Abscheidung von Alkohol, Behandlung von Trinkwasser
- Welche zwei Nanofiltrationsmembranen gibt es?
Polymermembranen und Keramikmembrane
- Welche Fouling Mechanismen treten dabei auf?
Irreversible Deckschicht
Porenverblockung
Verblockung der inneren Pore (durch Adsorption von Partikeln)
Biofouling
