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• Student research project

Organisches und kristallines Fouling

In vielen Industrieanwendungen von Wärmeübertragern kommt es aufgrund von Ablagerungen zu einem verminderten Wärmeübergang. Dieses sogenannte Fouling führt zu erhöhten Kosten im Betrieb der Anlage oder bei der Anschaffung der Apparate. Außerdem müssen für die Reinigung oftmals Laugen oder Säuren eingesetzt werden, die anschließend nicht nachhaltig aufbereitet werden können und entsorgt werden müssen.

Als Alternative zu den herkömmlich in Wärmeübertragern genutzten Edelstählen wie zum Beispiel 1.4301, wird bei foulinganfälligen Systemen vermehrt auf Folien aus Hochleistungskunststoffen wie Polyetheretherketone (PEEK) gesetzt. Diese sollen die geringere Foulingneigung besitzen. Die Reinigung der Oberfläche soll außerdem ohne die Hilfe von Laugen und Säuren vollzogen werden.

Ziele: 
Im Rahmen der Arbeit werden an einer Screeningapparatur die Einflüsse der Bulktemperatur, Konzentration und Wärmeleistung auf das Foulingverhalten der Stoffsysteme CaSO₄ und Milchproteinkonzentrat (WPC) untersucht. Dafür sind verschiedene Polymeroberflächen zu untersuchen. Anschließend sind in einer Scale-Up Apparatur die Übertragbarkeit der aus der Screening Anlage gewonnenen Ergebnisse zu prüfen. Die Ergebnisse sind mit Literaturwerten zu vergleichen.

Anforderungen: 
Grundlegende Kenntnisse der Wärmeübertragung.
Selbstständige Arbeitsweise.
Eigenständige Problemlösung.
Erfahrung mit Versuchsanlagen und/oder Laborerfahrung wünschenswert.

• Master thesis

• Experimentell

Wenn die Geschwindigkeit einer Reaktion extrem hoch ist, kann die Vermischung der Edukte eine große Rolle für die Selektivität spielen. Im Gegensatz zu kinetisch limitierten Reaktionen gibt es für diese mischungssensitiven Reaktionen keine einfachen Modellansätze, die den Einfluss verschiedener Prozessvariablen, wie z.B. der Feedeintrittsgeschwindigkeit oder der Lage der Feedpunkte, auf die Selektivität der Reaktion zuverlässig beschreiben können. Aus diesem Grund wird am Fraunhofer ITWM in Zusammenarbeit mit dem LRF eine CFD-basierte Methode entwickelt, die diese Zusammenhänge zuverlässig beschreiben soll. Um die Qualität der Modellvorhersage zu überprüfen, werden im Rahmen dieser Arbeit experimentelle Untersuchungen durchgeführt.

Dazu sollen zwei verschiedene Untersuchungen an einem einfachen einphasigen Reaktor durchgeführt werden. Zum einen sollen mittels Particle Image Velocimetry (PIV) Messungen die Strömungsverhältnisse im Einlaufbereich erfasst werden. Zum anderen sollen in diesem Reaktor umfangreiche Parameterstudien mit mischungssensitiven Testreaktionen durchgeführt werden.

Ziele:

Aufbau einer Messapparatur und Durchführung von fluiddynamischen und reaktiven Studien von mischungssensitiven Reaktionen.

Anforderungen:

Erfahrungen im Labor vorteilhaft.