MESTER+

Mester+ - Optimale Erzeugung von Mehrphasenströmungen als Grundoperation in kreislaufgeführten Produktionsanlagen

 

Im Rahmen der ProfUnt-Förderlinie des BMBF, durch welche der Wissenstransfer in zukunftsträchtigen Technologiebereichen durch eine Kooperation zwischen Forschungseinrichtungen und Unternehmen ermöglicht wird, führt das IPP der HTW das Forschungsprojekt MESTER durch.

Das Forschungsprojekt MESTER dient der Entwicklung von Strahlapparaten in Kombination mit Flotationsprozessen und der Charakterisierung der auftretenden Betriebszustände. In dem vom BMBF geförderten und von der Aif Gmbh als Projektträger fungierenden F&E-Projekt wird der Strahlapparat als Strahlmischer zur Eindüsung einer Gasphase in das zu konditionierende Prozesswasser eingesetzt. Flotationsprozesse ermöglichen die Abtrennung gelöster, kolloidaler und partikulärer Substanzen. Diese werden in Abhängigkeit der Blasengröße und Hydrodynamik im Flotationsbehälter über die Grenzflächen der eingebrachten Gasblasen ausgetragen. Ein spezieller Anwendungsfall der Flotation ist die Abschäumung oberflächenaktiver Substanzen, die unter Schaumbildung einen gekoppelten Austrag weiterer Stoffe aus dem Prozesswasser ermöglicht.

Der zur Begasung eingesetzte Strahlapparat integriert mehrere Funktionen, sogenannte „unit operations“, wie Schmutzaustrag, Keimreduzierung, Mischung und Förderung. Ein besonders wichtiger Aspekt besteht in der Tatsache, dass der Strahlapparat ohne bewegte Teile auskommt, wodurch ein wartungsarmer Betrieb realisiert werden kann. Dadurch wird eine umfassende Konditionierung von Prozesswasser möglich, was sich im Besonderen in Einsatzgebieten der Aquakultur als Vorteil darstellt.

Das Projekt wird in der Forschungshalle der HTW, welche von der MFV (Meeres Fischzucht Völklingen) bereitgestellt wird, durchgeführt. Das Ziel ist die Konditionierung des Prozesswassers der Meeresfischzucht zu optimieren und die Variabilität des Apparates zu prüfen. Bei der Beurteilung des Gesamtsystems und der darin auftretenden Betriebszustände treten einige Parameter auf, deren Einfluss auf die Effizienz des Systems noch nicht vollständig geklärt ist. Diese werden im Laufe des Projektes näher untersucht, wodurch eine Weiterentwicklung und Optimierung des Prozesses unter Einbindung von Modellbildungen, im Besonderen der CFD-FPM (ComputerFluidDynamics-Finite-Pointset-Method)-Simulation erreicht werden soll. Die CFD-FPM-Software wird am Fraunhofer ITWM in Kaiserslautern betreut und ständig auf die Problemstellung angepasst. Die Druckmesstechnik wird von der Hydac Electronic GmbH, welche die Sensoren auf deren Einsatzverhalten in Meerwasser überprüft, bereitgestellt. Ziel des Projektes ist letztendlich eine genauere Beschreibung der hydrodynamischen Situation während unterschiedlicher Betriebszustände und eine Erhöhung des energetischen und stofflichen Wirkungsgrades. Hierfür ist der Mechanismus des Prozesses und der darin ablaufenden Vorgänge auf mikroskopischer und makroskopischer Ebene zu untersuchen Dies wird durch Identifikation des technischen Systems und der Analyse der den Betriebszustand beeinflussenden Parameter erreicht.

 

Abb.: Abschäumer in der Forschungshalle Völklingen mit FPM/CFD-Simulation des Strahlapparates an Flotationsbehälter (li)

Projektpartner

Erwin Sander Elektroapparatebau GmbH ,
Hydac Electronic GmbH ,
Meeres Fischzucht Völklingen GmbH ,
Fraunhofer Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik, ITWM

Ansprechpartner: Eike Ziegler

 

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