Labor Verfahrenstechnik (Laborleiter Prof. Dr.-Ing. Bernhard Winter)

Das Labor Verfahrenstechnik gliedert sich entsprechend des Fachgebietes in die Bereiche Mechanische, Thermische und Chemische Verfahrenstechnik. U.a. existieren folgende Versuchstände:

Kontinuierliche Rektifikationskolonne

Diese Anlage nutzt das thermische Trennprinzip der Destillation, um Flüssigkeitsgemische aufgrund ihres unterschiedlichen Siedeverhaltens voneinander zu trennen. Rektifikation ist die Anreicherung des Leichtersiedenden im Kopf und des Schwerersiedenden im Sumpf durch den Gegenstrom von Dampf und Kondensat in einer vertikalen Austauschsäule.
Die Kolonne ist ca. 3 m lang und hat einen Durchmesser von DN 50 mm. Die Packung besteht aus Drahtgeflecht (Filmkolonne). Das Heizbad hat ein Volumen von 5 l und ist mit 2 Heizstäben von jeweils 1000 W bestückt. Das Rücklaufverhältnis (Produktrücklauf zu Produktabnahme) ist einstellbar und auch das Betreiben der Anlage im Unterdruckbereich ist möglich. Mit Einsatz eines Dampfstrippers kann der Trenneffek verbessert werden

Diese Trennmethode findet in vielen Bereichen der Technik Anwendung z.B.:

  • Zerlegung von Rohöl in seine Komponenten: Benzin, Diesel und Schweröl
  • Lösemittelrückgewinnung
  • Abtrennung von Ammoniak aus wässrigen Lösungen
Kontinuierliche Rektifikationskolonne

Umkehrosmoseanlage (Membranfiltration)

Die Versuchsanlage, ausgestattet mit einem Plattenmodul 90 cm2 und einem Wickelmodul 1,7 m2, fällt in die Kategorie der Membrantrennverfahren, bei dem über halbdurchlässige Membrane die Trennung erfolgt. Im weitesten Sinn ist jede Membran ein Filter, die aber eine Trennung bis in den molekularen bzw. in den Ionenbereich erlaubt.

Um z. B. Meerwasser zu entsalzen wird eine transmembrane Druckdifferenz zwischen Konzentrat- und Reinwasserseite aufgebracht und das Wasser wird durch die Membran gepresst, d.h. ein hoher Druck auf der Salzwasserseite (Überschreitung des osmotischen Druckes) treibt das Wasser durch die Membran.

Die Anlage, ausgestattet mit einer 3-stufigen Kolbenpumpe, erzeugt Drücke bis zu 70 bar.

Anwendungsgebiete:

  • Abtrennung biologisch aktiver Stoffe, Viren und Fermenten
  • Aufkonzentrierung von Lösungen
  • Aufkonzentrierung von Milch
  • Entwässerung von Fruchtsäften
  • Entalkoholisierung von Bier
  • Haltbarmachung

Fest-Flüssig-Extraktionanlage

Eine Versuchsanlage mit der man aus Feststoffen, mit einem geeignetem Lösungsmittel, Komponenten herauslösen kann.

Anwendungsgebiete:

  • Bodensanierung
  • Zuckergewinnung aus Zuckerrüben
  • Farbstoffrückgewinnung aus Folien
  • Herstellung von Aromen und pharmazeutischen Produkten

Solventextraktion

Bei der Solventextarktion können aus einem homogenen flüssigen Stoffgemisch mit einem selektiven Lösungsmittel einzelne Komponenten herausgelöst werden. Dieses Verfahren eignet sich als Alternative zur Rektifikation, wenn eine destillative Trennung wirtschaftlich nicht mehr möglich ist.

Anwendungen:

  • Trennung Azeotropgemischhe
  • Aufbereitung phenolhaltiger Abwässer mit Essigsäurebuthylester
  • Extraktion von Aromen, parmazeutischer Wirkstoffe

Laborsprühtrockner

In dem Sprühtrockner werden Suspensionen oder Lösungen im Heißluftstrom versprüht. Wegen der großen spezifischen Oberfläche, die beim Zerstäuben erzeugt wird, verdunstet die Feuchtigkeit sehr schnell. Diese Art der Trocknung ermöglicht eine temperaturschonende Behandlung des Trocknungsgutes.

Anwendungsgebiete:

  • Nähr- u. Futtermittelproduktion, z. B. Milch- u. Eiprodukte
  • Pharmazeutische Produkte
  • Polymere und Harze
  • Gemüse- und Pflanzenextrakte
  • Chemikalien und Düngemittel
  • Seifen und Reinigungsmittel
  • Riech- und Duftstoffe
  • Pigmente und Farbstoffe

Wasserdampfdestillation

Der Versuchsstand ermöglicht die schonende Öldestillation mit Wasserdampf im Temperaturbereich 100 °C.
Anwendungsgebiete:

  • Reinigung verschmutzter, nicht mit Wasser
  • mischbaren Flüssigkeiten

Kleintechnischer Konvektionsbandtrockner

Ein Bandtrockner mit 50 kW Heizleistung, geregelt über eine SPS, kann im Um- und Abluftbetrieb mit Temperaturen bis zu 200 °C gefahren werden.

Anwendungsgebiete:

  • Schlammtrocknung
  • Trocknung aller Art von körnigen und
  • nicht klebenden Stoffen

Laborkonvektionstrockner

Mittels des Trockners können Trocknungsverlaufskurven für Güter gemessen werden, um die Trocknungskinetik betimmen zu können. Dieser Konvektionstrockner besteht aus einem Lüfter zur Ansaugung der Frischluft, dem Heizregister zur Vorwärmung der Luft und aus der Messstrecke mit Wägetisch. Dieser Wägetisch befindet sich auf einer Waage, mit der online die Masseänderung durch den Feuchtigkeitsverlust des Gutes gemessen werden kann.

Anwendungen der Konvektionstrocknung:

  • Zellstoff, Papier
  • Nahrungsmittel bei deren Herstellung (Nudeln, Milchpulver)
  • Baustoffe (Ziegel, Gips)
  • Chemische Produkte (Farbstoffe, PVC-Pulver)

Absorptionsanlage

Mittels eines selektiven Lösungsmittels kann eine oder mehrere Komponenten aus einem Gasgemisch herausgewaschen werden. Die Kolonne der NW 50 mm und der Höhe von 1 m ist mit Füllkörpern gefüllt.

Typische Beispiele sind:

  • Reinigung von Abgasen nach einer Verbrennung
  • Absorption organischer Lösungsmittel aus Abluft

Ebulliometer

Das Ebulliometer dient zur Bestimmung des Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichtes von Reinstoffen und von Gemischen durch Messung des Sattdampfdruckes in Abhängigkeit von der Siedetemperatur. Der Apparatedruckbereich reicht vom Normaldruck bis mbar.