Vorlesung 4 Flashcards

Mischen und Rühren

1
Q

Was ist Mischen?

A

Da Verteilen von Masseteilchen in einem vorgegebenen Volumen, wobei sich die Teilchen in wenigstens einer Eigenschaft unterscheiden

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2
Q

Was ist ein Gemisch?

A

Stoffe sind ineinander verteilt aber nicht chemisch verbunden

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3
Q

Was ist ein homogenes Gemisch?

A

Komponenten sind gleichmäßig ineinander verteilt

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4
Q

Was ist ein heterogenes Gemisch?

A

Komponenten liegen erkennbar in Parikelgrößen vor und sind in der Partikelgröße ineinander verteilt

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5
Q

Wieso mischt man?

A
  • Homogenisieren von Stoffen mit verschiedener chemischer Zusammensetzung, Temperatur, Viskosität, etc.
  • Verbessern der Wärme- und Stoffübertragung, chemisch oder biologischen Umwandlung, Produktqualität
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6
Q

Was ist Rühren?

A

Durch bewegliche Rührelemente oder durch Druck werden Flüssigkeiten miteinander vermischt oder flüssige und feste Partikel in der Flüssigkeit verteilt oder gelöst

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7
Q

Was ist Strömungsmischen?

A

Flüssigkeiten sowie Gase werden durch feststehende Einbauten in einem Mischrohr oder in Düsen oder Pumpen miteinander vermischt

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8
Q

Was ist Kneten?

A

Mischverfahren, bei denen die mischenden Stoffe bzw. die entstehenden Mischungen in teigigem Zustand vorliegen

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9
Q

Was ist Trockenmischen?

A

Das Vermengen pulvriger Stoffe in trockenem oder geringfügig angefeuchtetem Zustand

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10
Q

Was ist Versprühen, Zerstäuben?

A

Feinverteilte Flüssigkeiten (Tröpfchen) bzw. Feinverteilte Feststoffe (Pulver) werden in Luft verteilt

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11
Q

Was ist Begasen, Fluidisieren?

A

Feinblasiges verteilen von Gasen in Flüssigkeiten oder in Feststoffpulvern

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12
Q

Welche Mischungsmechanismen gibt es?

A
  • Mischen aufgrund Brownscher Bewegung
  • Distributives Mischen -> Maximieren der inneren Oberfläche
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13
Q

Was ist die Intensität der Entmischung?

A

Maß für die Abwichung der Konzentration innerhalb verschiedener Bereiche der Mischung

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14
Q

Was ist die Aufgabe von Homogenisieren?

A
  • Ausgleich von Konzentrations- und/oder Temperaturunteschiede
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15
Q

Was ist die Aufgabe von Dispergieren?

A
  • Gas-Fest-Gemische
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16
Q

Was ist die Aufgabe von Emulgieren?

A
  • Flüssig-Flüssig-Gemische
  • bei gegenseitig unlöslichen Flüssigkeiten
17
Q

Was ist die Aufgabe von Suspendieren, Lösen?

A
  • Flüssig-Fest-Gemische
18
Q

Was ist die Aufgabe von Wärmeaustausch?

A
  • Intensivierung des Wärmeaustausches zwischen Flüssigkeit und Wärmeübertragungsfläche (meist bei viskosen Substanzen)
19
Q

Nenne Beispiele für Radialrührer?

A
  • Ankerrührer
  • Gitterrührer
  • Scheibenrührer
20
Q

Wie funktioniert der Radialrührer?

A
  • Die Flüssigkeit strömt radial vom Rührer weg auf die Gefäßwand zu
  • An der Gefäßwand wird der Strom zum Teil nach oben bzw. nach unten umgelenkt
21
Q

Nenne Beispiele für Axialrührer.

A
  • Propellerrührer
  • Wendelrührer
22
Q

Wie funktionieren Axialrührer?

A
  • Die Flüssigkeit wird an der Rührerachse nach unten gesaugt, am Boden umgelenkt und steigt am Behälterumfang wieder hoch (Propellerrührer)
  • Vermischung erfolgt überwiegend durch axiale Umwälzung
23
Q

Welche Annahmen werden beim Blattrührer betroffen?

A
  • Vernachlässigung von Reibungskräften
  • kein Mitrotieren im Behälter
  • Flüssigkeit strömt vertikal von oben oder unten
  • Flüssigkeit wird auf volle Umfangsgeschwindigkeit des Rührorgans gebracht
24
Q

Wovon hängt der Leistungsbedarf P für ein homogense Stoffsystem bei festgelegter Geometrie ab?

A
  • n: Rührerdrehzahl
  • d: Rührerdurchmesser
  • rho: Dichte
  • eta: Viskosität
25
Q

Die Leistungscharakteristik lässt sich in drei Bereiche unterteilen. Welche sind das?

A

Bereich 1: schleichende Bewegung (Re <= 20)
- Trägheitskräfte sind ohne Bedeutung
- Ne * Re = const.

Bereich 2: Übergangsbereiche (20 <= Re <= 7*10^4)
- Trägheits- und Reibungskräfte sind von Bedeutung
- Ne * Re^1/3 = const.

Bereich 3: Turbulenter Zustand (Re >= 7*^10^4)
- Zähigkeitskräfte sind ohne Bedeutung
- Ne = const.

26
Q

Wie erfolgen die Mischerfolge beim laminaren Mischen?

A
  • Schubspannung
  • Dehnung
  • Kompression/Knetung
  • Rezirkulation
  • Aufteilung und Zusammenführung des Stroms
27
Q

Was sind die Eigenschaften der Strömung beim turbulenten Mischen?

A
  • dreidimensiomaldes Muster
  • lokale, kurzlebige Erscheinungen
  • stochastische Verteilung der Geschwindigkeit
28
Q

Was sind die Vorteile des statischen Mischers?

A
  • Vermischen in der Rohrleitung selbst
  • Wegfall eines eigenen Mischbehälters
  • Fehlen von beweglichen Teilen
    -> Wartungsfreiheit
29
Q

Was sind die Nachteile des statischen Mischers?

A
  • Höherer Druckverlust
30
Q

Wie funktioniert das Trockenmischen und was ist das Ziel?

A
  • Mischen von Feststoffschüttungen
  • Körnige bis pulvrige Feststoffe werden zu einem möglichst gleichverteilten Gemenge vermischt
  • Ziel: einheitliches Mischgut und Gleichverteilung
31
Q

Welche Mischapparate werden beim Trockenmischen eingesetzt?

A
  • Freifallmischer
  • Zwangsmischer
  • pneumatische Mischer
32
Q

Wie funktioniert der Kreiselmischer?

A
  • Mischwerkzeug: schnell rotierender Rotor mit Schaufel- oder Propellerform
  • Für körnige und feuchte Schüttgüter
  • Zufuhr des Mischguts chargenweise
33
Q

Wie funktioniert der Silikonschneckenmischer?

A
  • Mischbehälter hat Form eines auf der Spitze stehenden Kegelsilos
  • An der Silowand läuft eine schräg gestellte rotierende Schnecke
  • Sowohl Lagerbehälter als auch Mischer
34
Q

Wie funktioniert der Wirbelschichtmischer?

A
  • Durch den Lochboden wird Luft mit 1 bis 2 bar Überdruck in das Haufwerk gepresst

(Mischvorgang durch strömende Luft)

35
Q

Wie funktioniert der Luftstoßmischer?

A
  • Durch Düse wird Druckluft von 10 bis 40 bar in die Schüttung geblasen
  • Düsen sind spiralförmig an einem Konusteil angeordnet
  • Stoßweise -> pilsierene, mit einer spiralförmigen Drallbewegung überlagerten Mischbewegung
36
Q

Nenne ein Beispiel für den Freifallmischer.

A

Trommelmischer

37
Q

Nenne Beispiele für Zwangsmischer.

A
  • Doppelband-Schneckenmischer
  • Kreiselmischer
  • Silikonschneckenmischer
38
Q

Nenne Beispiele für Pneumatische Mischer.

A
  • Wirbelschichtmischer
  • Luftstoßmischer