Die Effizienz der Eiweißabschäumung verändert sich mit der Größe und der Anzahl der eingetragenen Luftblasen. Hier greift das Projekt MESTER+ an:

Bild 4: Der Aufbau eines Abschäumers des Typs «Helgoland» der Erwin Sander Elektroapparatebau GmbH.

Der Flotationsprozess mit Strahlapparat vereinigt zwei verfahrenstechnische Grundoperationen: Das Begasen und Vermischen. Luft und Wasser werden homogen vermischt in den Eiweißabschäumer injiziert. Man spricht von einer Mehrphasenströmung.

Die im Strahlapparat auftretenden hochturbulenten Vorgänge bestimmen das Einsaugverhalten für die Luft und die Strömungseigenschaften der Mehrphasenströmung im Auslauf des Strahlapparats, dem Stabilisator. Das erzeugte Blasenbild und die hydrodynamischen Verhältnisse bestimmen im Reaktionsraum die Effizienz des Flotationsprozesses. Zur Optimierung der Mehrphasenströmung werdeBild 5: Ergebnis einer Computer-Simulation mit der CFD-FPM Software (ComputerFluidDynamics-Finite-Pointset-Method).n zunächst die Funktionsmechanismen des Strahlapparates untersucht. Für die Beurteilung des Gesamtsystems ist es notwendig, wesentliche physikalische Parameter für unterschiedliche Betriebszustände zu erarbeiten, um ihren Einfluss auf die Effizienz des Systems besser zu verstehen. Für die dazu notwendigen Strömungsberechnungen werden computergestützte Strömumgssimulationsprogramme (CFD-Programme) des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) in Kaiserslautern verwendet. Die ComputerFluidDynamics-Finite-Pointset-Method (CFD-FPM) wird vom ITWM an die speziellen Fragestellungen des Projekts MESTER+ angepasst. Die
Messung von Prozessvariablen ist für die Simulation des Prozesses von zentraler Bedeutung. Die Hydac Electronic GmbH stellt für das Projekt die Messtechnik zur Verfügung.

Bild 5: Das Schaumsammelrohr, aus dem der mit Partikeln beladene Schaum austritt. Zum Aufbau und zur Funktion siehe Bild 4.

Durch die Bearbeitung der verschiedenen Fragestellungen im Projekt MESTER+ sollen wesentliche Verbesserung des Flotationsprozesses, speziell des Strahlapparates erreicht werden.

Die Untersuchung der Strömungsdynamik führt zusätzlich zu einem Erkenntnisgewinn für die Auslegung von anderen Apparaten im Anwendungsbereich der Mehrphasenströmung, die durch den Wissenstransfer über die Kooperationspartner in die Industrie einfließen sollen.

Bild 6: Ergebnis einer Computer-Simulation mit der CFD-FPM Software (ComputerFluidDynamics-Finite-Pointset-Method).

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