Bioverfahrenstechnik Zerteilung
zerteilung
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Lernkarten
Welches Ziel haben Zerteilprozesse in der Prozessindustrie?
Das Zerteilen ist ein Hauptgebiet der mechanischen Verfahrenstechnik. Durch Zerteilen wird des Dispersionszustand fester oder flüssiger Stoffe infolge Überwindens der Bindungskräfte in den Ausgangsteilchen derart verändert, dass kleinere Teilchen entstehen. Ziele des Zerkleinerns können sein:
- Anstreben einer Korngrösse oder Kornformverteilung
- Oberflächenvergrösserung
- Aufschliessen der Werkstoffe
- Strukturänderung und chemische Reaktionen
Welche Beanspruchungsarten werden bei mechanischen Zerkleinerungsmaschinen verwendet?
- Schlagen
- Drücken
- Reiben
- Prallen
- Scheren/ Schneiden
Welche Zerkleinerungstechniken werden vorrangig in der Biotechnologie eingesetzt?
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Nennen Sie generelle Regeln, die beim Zerkleinern beachtet werden sollen
Stückgrösse, Aufbau, Härte, Sprödigkeit und Spaltbareit der Ausgangsstoffe sowie der geforderte Zerkleinerungsgrad und Energiebedarf bedingen die Wahl des Zerkleienrugsverfahren.
Wie kann der Energieaufwand beim Zerkleinerungsprozess bestimmt werden?
Mit Hilfe des Zerkleinerungsgesetzes von Bond und Wang
Wie kann der Energieaufwand beim Zerkleinerungsprozess gesenkt werden?
- Zerkleinerungstechisch Sprödbruch anstreben z.B. (tiefkühlen)
- Zähbruch vermeiden
- Im Aufgabegut Feinanteile vor dem Zerkleinern abtrennen
- Hohe Zerkleinerungsgrade sind durch stufenweise Zerkleinerung unter Zwischenschaltung von Klassierapparaten und oder Kreislaufbetrieb zu realisieren
- Nur so fein wie nötig zerkleinern
- Wo technologisch nichts dagegen spricht, ist die Nassmahlung anzuwenden
- Wo möglich sind oberflächenaktive Stoffe (so genannte Mahlhilfsmittel) zur Senkung der spezifischen Oberflächenenergie einzusetzen
- In Mahlkörpermühlen (z.B. Kugelmühlen) ist autogener Betrieb anzustreben
Was verstehen sie unter dem Begriff Härte und welche Bedeutung hat er beim Zerkleinern?
Als Härte wird der Widerstand, den ein Körper dem Eindringen eines anderen Körpers entgegensetzt, bezeichnet.
Die Härte eines Stoffes hat einen Einfluss auf die Auswahl des Zerkleinerers, da nicht alle alles zerkleinern können. Es wird unterschieden in Hartzerkleinerung, Mittelhartzerkleinerung und Weichzerkleinerung
Wie kann der Zerkleinerungsgrad bestimmt werden?
N=x/x’
Was sind Kerbstellen und welche Rolle spielen sie beim Zerteilprozess?
Kerbstellen sind innere Risse, Hohlräume, Fremdstoffeinschlüsse, Verschmutzungen an Korngrenzen, Gleitebenen und unebene Oberflächen der realen Festkörper, die nur im Idealfall homogen sind.
Der Bruch des gutes erfolgt entlang der Kerbstellen
Nach welchen Kriterien werden Brecher und Mühlen eingeteilt und eingesetzt? Nennen sie Beispiele
Das Zerkleinern erfolgt beim Brechen mit Ausnahme beim elektrohydraulischen Brecher stets trocken. Beim Mahlen hingegen kann das Zerkleinern des Aufgabeguts in trockenem Zustand oder als Schlamm erfolgen.
Zerkleinerungsmaschinen lassen sich systematisch einteilen nach:
- Dem Beanspruchungsmechanismus
- Der Endfeinheit des Gutes
- Der Härte des Gutes
- Art der Energieeinleitung
Welcher Kräfte- und Beanspruchungen treten an Brechern und Mühlen auf?
- Schlagen
- Drücken
- Reiben
- Prallen
- Scheren/ Schneiden
Erläutern Sie den Unterschied zwischen Zerteilprozessen von spröden und nicht spröden Stoffen
Nichtspröde Stoffe zeichnen sich aus durch:
- Eine plastische Verformung vor dem Bruch
- Langsames Risswachstum
Die Zerteilprozesse an nichtspröden Stoffen werden unterschieden in:
- Zerschneiden
o Teile entstehen ohne definierte Form
- Schneiden
o Teile entstehen mit definierter Form
Welche Zielsetzungen können Flüssigkeitszerteilrozesse haben?
Ziele der Flüssigkeitszerteilung durch Versprühen sind:
- Vergrösserung der mengenbezogenen Oberfläche und Vermischung mit der Gasphasen, um Wärme- und Stoffaustauschprozesse zu intensivieren oder die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen
- Herstellung von Produkten mit bestimmten granulometrischen Zustand
- Gleichmässiges Verteilen von Flüssigkeiten auf Flächen und Räumen
Erläutern sie den Unterschied bei den Verfahren zur Flüssigkeitszerteilung
- Berieselung
o Flüssigkeit wird in einzelne Strahlen, Bäche, Netze, Filme oder grosse Tropfen zerteilt.
- Zerstäubung
o Flüssigkeitsstrahlen werden in feine Tropfen (d= 0.001 bis 1mm) mit relativ grossen spezifischen Oberflächen zerteilt
- Zerspritzung
o Aus Flüssigkeitsoberflächen werden Flüssigkeitsteilchen herausgelöst
Wie und durch welche Grössen werden Düsen charakterisiert?
Man unterscheidet:
- Flüssigkeitsdruckdüsen (Druckdüsen)
- Zweikomponentendüsen
Düsen werden ausserdem nach der Form ihres Sprühkegels unterschieden in
- Vollkegeldüsen
- Hohlkegeldüsen
- Flachstrahldüsen
