Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stuttgarter Forscher simulieren Prozesse in Blasensäulen

05.09.2013
Wie neue Stoffe entstehen

Gasbläschen steigen in einer Flüssigkeit auf. Was an eine Flasche mit sprudelndem Mineralwasser erinnert, ist ein in der Industrie häufig eingesetzter Reaktortyp – eine Blasensäule.


Simulationen machen sichtbar, wie es zur Verbindung der Stoffe kommt. (Bild: SFB 716)

In Laboren und auch in großen Techniktürmen sind sie in fast jeder Chemiefabrik zu finden. An den Grenzschichten der Blasen entstehen neue Produkte, die Ausgangsstoffe für zahlreiche Gegenstände aus unserem Alltag sind. Das Interesse ist daher groß, die Abläufe in Blasensäulen zu optimieren und steuerbar zu machen.

Genau daran arbeiten Wissenschaftler vom Institut für Chemische Verfahrenstechnik der Universität Stuttgart im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 716. Sie entwickeln Simulationen, mit denen sich relevante Faktoren virtuell testen lassen.

In einer Blasensäule befindet sich eine Flüssigkeit, in der Gasblasen nach oben steigen. Währenddessen laufen an ihren äußeren Schichten chemische Prozesse ab, bei denen sich die Stoffe miteinander verbinden. Auf diese Weise entstehen rund 90 Prozent aller Produkte der Chemieindustrie, die in vielfältige Endprodukte einfließen: Kosmetik und Kleidung, Kunststoffartikel wie Plastikflaschen, Müllsäcke oder Folien und auch synthetische Kraftstoffe, wie sie für den Antrieb von Schiffen oder Raketen eingesetzt werden.

Simulationen sind ein Weg, um den Prozess der Entstehung der Endprodukte besser zu verstehen und damit auch optimieren zu können. Bislang stellten Wissenschaftler vor allem die Zirkulation der Gasblasen und die damit verbundene Strömung der Flüssigkeiten am Rechner nach. Damit lassen sich jedoch nur eingeschränkt Voraussagen über variable Bedingungen treffen.

Teilchensimulationen, wie sie innerhalb des Sonderforschungsbereiches Dynamische Simulation von Systemen mit großen Teilchenzahlen (SFB 716) an der Universität Stuttgart entwickelt werden, könnten das ändern. Das Forscherteam um Prof. Dr.-Ing. Ulrich Nieken vom Institut für Chemische Verfahrenstechnik konzentriert sich auf die Grenzschichten der Gasblasen, dem Ort, an dem die eigentliche chemische Reaktion stattfindet.

Die Wissenschaftler entwickeln Simulationen, mit denen sich relevante Faktoren wie Säulengröße, Flüssigkeitsmengen oder Stoffkombinationen am Computer virtuell testen lassen.

Damit möchten die Stuttgarter Simulationsexperten wichtige Details klären: Wann kommt es zu den gewünschten Reaktionen? Welche chemischen Phänomene spielen dabei eine Rolle? Welche Menge des Endproduktes kann erzeugt werden? Und wie lassen sich die Abläufe beschleunigen, um den Umsatz zu optimieren? Die Wissenschaftler erarbeiten aufwändige numerische Berechnungen, die große Rechencluster oder die Speicherung auf Grafikkarten erforderlich machen. Mit ihrer Vorgehensweise sind die SFB-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Vorreiter bei der Simulation der beschriebenen Prozesse.

Die aktuellen Forschungsergebnisse wurden im Juli in einem Sonderheft über Blasensäulen des Fachjournals „Chemie Ingenieur Technik“ veröffentlicht. Diese gilt als wichtigste deutschsprachige Zeitschrift für Verfahrensingenieure, technische Chemiker, Apparatebauer und Biotechnologen.

Weitere Informationen:
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Nieken, Universität Stuttgart, Institut für Chemische Verfahrenstechnik, Tel. 0711/685-85230, E-Mail: ulrich.nieken(at)icvt.uni-stuttgart.de

Andrea Mayer-Grenu | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-stuttgart.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen
20.07.2018 | Universitätsklinikum Heidelberg

nachricht Erwiesen: Mücken können tropisches Chikungunya-Virus auch bei niedrigen Temperaturen verbreiten
20.07.2018 | Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics