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Keywords:

  • Auslegung;
  • Nicht-Newton'sche Fluide;
  • Rührfermenter;
  • Verfahrenstechnik

Abstract

Die Korrelation bzw. Berechnung verfahrenstechnischer Kennwerte für die Auslegung von Fermentern bei nicht-Newton'schen Lösungen erfolgt in der Regel mit den Auslegungsunterlagen für Newton'sche Flüssigkeiten, wobei für die Viskosität eine repräsentative Viskosität verwendet wird. In der vorliegenden Arbeit werden die verfahrenstechnischen Operationen Leistungseintrag bei laminarer Strömung sowie der Wärmetransport und Stofftransport gasförmig/flüssig bei turbulenter Strömung behandelt, um das bisherige Vorgehen kritisch zu beleuchten. Ausgehend von den Viskositätsfunktionen der strukturviskosen Flüssigkeiten werden dimensionslose Kennzahlen abgeleitet, die zur Beschreibung der verschiedenen Vorgänge erforderlich sind. An Hand der Korrelation experimenteller Ergebnisse aus Labor- und Großanlagen (V = 50 – 50000 L) erfolgen anschließend die Gegenüberstellung und die Bewertung der ähnlichkeitstheoretischen Konzepte sowie der Konzepte der repräsentativen Viskosität (des Drehzahl- und des Leistungskonzeptes).