Steuerung der sorptiven Stofftrennung durch Wirkung hoher Drücke

Publication date
2005
Document type
PhD thesis (dissertation)
Author
Jansen, Jan
Advisor
Niemeyer, Bernd
Referee
Kabelac, Stephan
Granting institution
Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg
Exam date
2005-08-24
Organisational unit
DDC Class
620 Ingenieurwissenschaften
Keyword
Affinitätstrennung
Hochdruck
Adsorption
Abstract
Inhalt der Arbeit ist die Entwicklung eines Verfahrens zum Einsatz hoher Drücke als Trennparameter in der Stofftrennung. Dazu wurden zwei Versuchsanlagen aufgebaut, die beide für das Arbeiten mit Flüssigkeiten unter maximal 4000 bar Druck ausgelegt sind. Beide Anlagen sind automatisiert und werden über selbst entworfene und programmierte Regelungen bedient. Bei den Anlagen handelt es sich um eine semikontinuierliche Anlage mit einem durchströmten Festbettreaktor zur Stofftrennung und Aufnahme von Durchbruchskurven und ein Kreislaufsystem zur Untersuchung von Gleichgewichtszuständen wie der Aufnahme von Adsorptionsisothermen. ------ Mit Hilfe dieser Anlagen wurden zunächst Untersuchungen zu Stofftransportvorgängen und Dispersion unter Hochdruckbedingungen durchgeführt. Danach wurden verschiedene, speziell modifizierte Trägermaterialien auf die Druckabhängigkeit ihrer Adsorptionskapazität hin untersucht. ----- Grundsätzlich geeignete Träger wurden durch Aufnahme von Adsorptionskinetiken bei Normaldruck und Isothermen und Durchbruchskurven bei Normal- und Hochdruck charakterisiert und ihr dynamisches und Verhalten analysiert. Mit der Aufnahme kompletter Stofftrennungszyklen ließen sich die experimentellen Arbeiten abschließen und die Bedingungen für die Wertstoffdesorption optimieren. Als Substanzanalog für biotechnologische Wertstoffe kam das nichtionische Tensid Triton X-100 zum Einsatz, dessen Konzentration in den Proben mit einem speziell entwickelten Nachweisverfahren zu bestimmen war. Basierend auf den Resultaten erfolgten die Modellierungen des Durchbruchverhaltens mit der Software Femlab, der sich eine Parameterstudie anschloss. Diese wurde mit dem erstellten Femlab-Modell basierend auf zwei verschiedenen Isothermengleichungen (Langmuir, Temkin) durchgeführt.
Version
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