Chemie Ingenieur Technik

Cover image for Vol. 83 Issue 7

Special Issue: Vom Phänomen auf kleiner Skala zum (Trenn-)-Apparat

July, 2011

Volume 83, Issue 7

Pages 913–1135

Issue edited by: Marcus Grünewald, Andreas Pfennig

  1. Titelbild

    1. Top of page
    2. Titelbild
    3. Editorial
    4. Inhalt
    5. Aus den Gesellschaften
    6. Personalien
    7. Forum
    8. Übersichtsbeiträge
    9. Forschungsarbeiten
    10. Wissenschaftliche Kurzmitteilungen
    11. Vorschau
    12. Überblick
    1. Titelbild Chem. Ing. Tech. 7/2011 (page 913)

      Version of Record online: 22 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201190052

  2. Editorial

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    10. Wissenschaftliche Kurzmitteilungen
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    12. Überblick
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      Vom Phänomen auf kleiner Skala zum (Trenn)-Apparat (page 915)

      Prof. Marcus Grünewald and Prof. Andreas Pfennig

      Version of Record online: 22 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201190053

  3. Inhalt

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    9. Forschungsarbeiten
    10. Wissenschaftliche Kurzmitteilungen
    11. Vorschau
    12. Überblick
  4. Aus den Gesellschaften

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    4. Inhalt
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    9. Forschungsarbeiten
    10. Wissenschaftliche Kurzmitteilungen
    11. Vorschau
    12. Überblick
    1. GDCh: Chem. Ing. Tech. 7/2011 (page 929)

      Version of Record online: 22 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201190056

  5. Personalien

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    4. Inhalt
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    9. Forschungsarbeiten
    10. Wissenschaftliche Kurzmitteilungen
    11. Vorschau
    12. Überblick
    1. Personalien: Chem. Ing. Tech. 7/2011 (page 930)

      Version of Record online: 22 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201190057

  6. Forum

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    9. Forschungsarbeiten
    10. Wissenschaftliche Kurzmitteilungen
    11. Vorschau
    12. Überblick
    1. Forum: Chem. Ing. Tech. 7/2011 (pages 931–933)

      Version of Record online: 22 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201190058

  7. Übersichtsbeiträge

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    4. Inhalt
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    7. Forum
    8. Übersichtsbeiträge
    9. Forschungsarbeiten
    10. Wissenschaftliche Kurzmitteilungen
    11. Vorschau
    12. Überblick
    1. Prozessintensivierung in der Fluidverfahrenstechnik (pages 935–951)

      Tobias Keller, Tim Roth, Dr.-Ing. Jan F. Mackowiak, Dr.-Ing. Peter Kreis, Prof. Dr.-Ing. Andrzej Górak and Prof. Dr.-Ing. A. Stankiewicz

      Version of Record online: 18 MAY 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100010

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      Die Ziele der Prozessintensivierung werden erläutert und eine kritische Betrachtung ihrer Realisierung in der Fluidverfahrenstechnik wird vorgenommen. Aktuelle Forschungsarbeiten im Rahmen der Prozessintensivierung in der Fluidverfahrenstechnik werden vorgestellt, wobei der Schwerpunkt auf reaktiven und hybriden Trennverfahren liegt.

    2. Tropfenpopulationsbilanzen zur Auslegung von Extraktionskolonnen (pages 952–964)

      M. Eng. Sc. Donni Adinata, M. Sc. José Ayesterán, Dipl.-Ing. Florian Buchbender, Dipl.-Ing. Murat Kalem, Dipl.-Ing. Nicole Kopriwa and Prof. Dr.-Ing. Andreas Pfennig

      Version of Record online: 29 APR 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100016

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      Extraktionskolonnen können alleine auf Basis von Messungen im Labormaßstab und geeigneten Modellen umfassend beschrieben werden. Dabei wird das Verhalten einzelner Tropfen(schwärme) untersucht und der Prozess simuliert. Die hierzu eingesetzten Tropfenpopulationsbilanzen werden in ihrer Entwicklung und anhand eines Beispiels vorgestellt und diskutiert.

    3. Tropfencluster – Analytik, Simulation und Visualisierung (pages 965–978)

      Prof. Dipl.-Ing. Dr. techn. Hans-Jörg Bart, Dipl.-Ing. Mark W. Hlawitschka, Matthias Mickler, M.Sc. M.Sc.Eng. Moutasem Jaradat, Dr. Stephan Didas, M. Appl. Math. and CE Fang Chen and Prof. Dr. Hans Hagen

      Version of Record online: 22 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100014

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      Die Flüssig/Flüssig-Extraktion stellt eine komplexe Herausforderung in Bezug auf die Auslegung verfahrenstechnischer Apparate dar. Es werden die Möglichkeiten der optischen Partikelanalyse als auch die für die optische Messtechnik notwendige Bildanalyse aufgezeigt. Desweiteren wird ein aktueller Überblick über die Simulation von Extraktionskolonnen mit Populationsbilanzen und CFD gegeben.

    4. Advanced Tomographic Techniques for Flow Imaging in Columns with Flow Distribution Packings (pages 979–991)

      Dr.-Ing. Markus Schubert, Dr.-Ing. André Bieberle, Frank Barthel, Stephan Boden and Dr.-Ing. habil. Uwe Hampel

      Version of Record online: 22 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100022

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      Multiphase flows are quite fast and require imaging technologies with superior time resolution. Their phenomena must be understood from the interfacial mass transfer at the microscale to flooding problems at the macroscale. Recent results obtained from the application of advanced tomographic imaging techniques are introduced and discussed.

    5. Lokale Messverfahren für Mehrphasenströmungen (pages 992–1004)

      Prof. Dr.-Ing. Michael Schlüter

      Version of Record online: 1 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100039

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      Es wird ein Überblick über Messverfahren zur experimentellen Analyse von lokalen Geschwindigkeits-, Konzentrations-, Temperatur- und Dispersphasenverteilungen in Mehrphasenströmungen gegeben. Hierbei wird zwischen invasiven Methoden für opake Medien und hohe Dispersphasenanteile und nichtinvasiven Methoden für transparente Medien und niedrige Dispersphasenanteile unterschieden.

    6. CO2-Abtrennung aus Kraftwerksabgasen auf dem Weg von der Forschung und Entwicklung zur industriellen Anwendung (pages 1005–1015)

      Inga Tönnies, Hugo Garcia, Hari Prasad Mangalapally, Sebastian Hoch, Ralf Notz, Georg Sieder, Bernd Eck and Prof. Dr.-Ing. H. Hasse

      Version of Record online: 22 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100015

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      Das Verfahren der CO2-Abtrennung mittels Reaktivabsorption wird von den komplexen physikalisch-chemischen Grundlagen bis zur kommerziellen Anwendung aufgezeigt. Die Entwicklung wird in eine Labor-, eine Technikums-, eine Pilotanlagen- und eine Demonstrationsanlagenphase unterteilt. Die Ergebnisse jeder Entwicklungsphase werden ausführlich diskutiert.

    7. High Pressure Processes in Biorefineries (pages 1016–1025)

      Dr. Carsten Zetzl, Krishan Gairola, Christian Kirsch, Lilia Perez-Cantu and Prof. Dr. Irina Smirnova

      Version of Record online: 22 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100025

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      An overview of pressure assisted processes to produce chemicals from lignocellulosic biomass is given with a focus on scalability and combination of different separation steps. Further, a one-stop process is proposed to be used as screening unit for comparable results with varying types of biomass.

  8. Forschungsarbeiten

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    2. Titelbild
    3. Editorial
    4. Inhalt
    5. Aus den Gesellschaften
    6. Personalien
    7. Forum
    8. Übersichtsbeiträge
    9. Forschungsarbeiten
    10. Wissenschaftliche Kurzmitteilungen
    11. Vorschau
    12. Überblick
    1. Auslegung von Absorptionskolonnen – Neue Problemstellungen für eine altbekannte Aufgabe (pages 1026–1035)

      Prof. Marcus Grünewald, Guanghua Zheng and Manuela Kopatschek

      Version of Record online: 9 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100041

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      Zur Auslegung von Packungskolonnen ist die genaue Charakterisierung der Kolonne bezüglich der Fluiddynamik und des Stofftransports entscheidend. Die Anpassung der Auslegungsmethode nach Billet-Schultes für neuartige Packungsstrukturen wird diskutiert und die Einteilung der Kolonne in Wand- und Kernphasen vorgeschlagen.

    2. Mikrostrukturierte Mischer und Hydrozyklone zur Mehrphasenkontaktierung und -trennung (pages 1036–1043)

      Dipl.-Chem. Kathrin Rodermund, Prof. Dr.-Ing. Marcus Grünewald, Dr. rer. nat. Frank Schael, Dr. rer. nat. Frank Herbstritt and Dr.-Ing. Joachim Heck

      Version of Record online: 8 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100020

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      Das Potenzial mikrostrukturierter Apparate bei der Kontaktierung und Trennung nicht mischbarer Fluide wird diskutiert. Am Beispiel eines Mikromischers wird das Scale-up ausgehend vom Einzelphänomen und am Beispiel eines Mikrohydrozyklons das Scale-down ausgehend von etablierten Apparatekonzepten gezeigt.

    3. Process Development and Design of Downstream Processes (pages 1044–1065)

      Prof. Jochen Strube, Florian Grote, Jan Pablo Josch and Dr. Reinhard Ditz

      Version of Record online: 9 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100017

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      Process development, scale-up and design of downstream processes in biotechnology are discussed with the help of established processes. A methodological approach for process development is presented and applied to real mixtures. The integration of specific tasks of unit operation into an efficient process sequence is demonstrated.

    4. Laminares Mischen in Miniatur-Hohlfasermembranreaktoren durch Ausnutzung von Sekundärströmungen (Teil 1) (pages 1066–1073)

      Dipl.-Ing. Florian Kopf, Prof. Dr.-Ing. Michael Schlüter, Dipl.-Ing. Dennis Kaufhold, Dr. rer. nat. Lutz Hilterhaus, Prof. Dr. rer. nat. Andreas Liese, MSc. Christoph Wolff, Dr. rer. nat. Sascha Beutel and Prof. Dr. rer. nat. Thomas Scheper

      Version of Record online: 9 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100044

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      Es wird ein Reaktortyp für die Bio-Verfahrenstechnik in einem interdisziplinären Team entwickelt. Durch Miniaturisierung ist ein strömungsmechanisch exaktes Design möglich, das sowohl eine lokale Versorgung mit Reaktanten als auch eine geringe Scherrate gewährt. Ein modularer Aufbau ermöglicht die Integrierung des Up- und Downstreams in den eigentlichen Prozess sowie ein sicheres Scale-up.

    5. Modellierung und Simulation eines Mikrofallfilmabsorbers (pages 1074–1083)

      Anna Lautenschleger, Paris Chasanis and Prof.  Dr. Eugeny Y. Kenig

      Version of Record online: 22 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100018

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      Es wird die numerische Untersuchung der chemischen Absorption von Kohlendioxid in Natronlauge in einem mikrostrukturierten Fallfilmkontaktor präsentiert. Das entwickelte Modell ist allgemein genug, um für eine große Spannbreite von Prozessbedingungen in mikrostrukturierten Fallfilmkontaktoren verwendet werden zu können.

    6. Skalenübergreifende Beschreibung der Transportprozesse bei Gas/Flüssig-Reaktionen (pages 1084–1095)

      Dipl.-Ing. Ulf D. Kück, Michael Kröger, Prof. Dieter Bothe, Prof. Dr.-Ing. N. Räbiger, Prof. Dr.-Ing. Michael Schlüter and Prof. Dr.-Ing. Hans-Joachim Warnecke

      Version of Record online: 22 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100036

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      Untersuchungen skalenübergreifender Transportprozesse an frei aufsteigenden Gasblasen werden vorgestellt. Hierbei wird für den Sauerstofftransport ein quantitativer Vergleich zwischen numerischen und experimentellen Ergebnissen durchgeführt und die Beeinflussung des Konzentrationsfeldes mit überlagerter Sulfit/Sulfat-Reaktion qualitativ verglichen.

    7. Redispersions-Mikroreaktorsystem für eine phasentransferkatalysierte Veresterung (pages 1096–1106)

      Jovan Jovanović, Wessel Hengeveld, Prof. Evgeny V. Rebrov, Dr. Tjeerd A. Nijhuis, Prof. Dr. Volker Hessel and Prof. Dr. Jaap C. Schouten

      Version of Record online: 22 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100027

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      Ein Interdigital-Mikromischer/Redispergierkapillare-Aufbau unterbindet die Koaleszenz in Blasenströmungen und ermöglicht die Aufrechterhaltung eines hohen Stofftransports über die gesamte durchströmte Reaktorlänge. Am Beispiel einer phasentransferkatalysierten Veresterung werden die Vorteile dieser Anordnung verdeutlicht.

    8. Untersuchungen mehrphasiger Strömungen an einfachen geneigten Platten als potenzielles Auslegungswerkzeug für technische Trennapparate (pages 1107–1114)

      Prof. Dr. Jens-Uwe Repke, Martin Kohrt and Prof. Dr. Dr. Günter Wozny

      Version of Record online: 8 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100048

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      Es werden experimentelle Untersuchungen zur Fluiddynamik und zum Stofftransport an einfachen geneigten Platten in Labor-Messzellen vorgestellt. Neben dem besseren Verständnis von Ergebnissen in Großanlagen können diese Grundlagenkenntnisse auf kleiner Skalenebene auch für eine Produktverbesserung herangezogen werden.

  9. Wissenschaftliche Kurzmitteilungen

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    4. Inhalt
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    8. Übersichtsbeiträge
    9. Forschungsarbeiten
    10. Wissenschaftliche Kurzmitteilungen
    11. Vorschau
    12. Überblick
    1. Modularisierung von Mikrotrennapparaten als Scale-up-Methode am Beispiel der Mikrodestillation (pages 1115–1119)

      Dipl.-Ing. Benedikt Dercks and Prof. Dr.-Ing. Marcus Grünewald

      Version of Record online: 9 MAY 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100019

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      Die Steigerung der Durchsätze in mikrotechnischen Apparaten ist ein wichtiger Schritt zur Verbreitung dieser Destillationskonzepte. Anhand von Simulationsstudien wird gezeigt, welche Parameter entscheidenden Einfluss auf das Numbering-up von mikrostrukturierten Trennapparaten nehmen und wie diese im Vergleich mit herkömmlichen Apparaten zu bewerten sind.

    2. Scale-up of Capillary Extraction Equipment (pages 1120–1124)

      Dipl.-Ing. Matthias Mendorf and Prof. Dr. David W. Agar

      Version of Record online: 22 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100026

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      Extractions or two phase reactive flows in which the viscosity is a strong function of residence time represent a particular challenge for the numbering-up of capillary extraction equipment. The development of a microscale phase separator opens up the possibility of operating slug flow co-current contacting modules in an overall countercurrent arrangement.

    3. Ein flexibles, mikrostrukturiertes Modul für die Desorption: Der High Efficiency Contactor (pages 1125–1128)

      Dipl.-Ing Benedikt Dercks, Dipl.-Ing. Rebeka Zecirovic, Dipl.-Ing. Gerhard Ruffert, Dr.-Ing. Marcus P. Grün and Prof. Dr.-Ing. Marcus Grünewald

      Version of Record online: 8 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201100051

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      Zur mikrotechnischen Realisierung kontinuierlicher, kleintonnagiger Prozesse fehlt es bisher an Apparatekonzepten zur Aufarbeitung der Prozessströme. Das Konzept eines mikrostrukturierten Trennapparates wird vorgestellt und das erfolgreiche Scale-up und Numbering-up wird anhand von Desorptionsversuchen experimentell belegt.

  10. Vorschau

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    10. Wissenschaftliche Kurzmitteilungen
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    12. Überblick
    1. Vorschau: Chem. Ing. Tech. 8/2011 (page 1132)

      Version of Record online: 22 JUN 2011 | DOI: 10.1002/cite.201190050

  11. Überblick

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    2. Titelbild
    3. Editorial
    4. Inhalt
    5. Aus den Gesellschaften
    6. Personalien
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    9. Forschungsarbeiten
    10. Wissenschaftliche Kurzmitteilungen
    11. Vorschau
    12. Überblick

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