Labor Process Engineering

Nutzung

Im Rahmen der Vorlesung "Grundlagen der Verfahrenstechnik" des Bachelorstudiengangs Maschinenbau (Vertiefung Process Engineering) finden Praktika für thermische und mechanische Verfahren statt.
Daneben stehen die Einrichtungen für das Praktikum Mess- und Regeltechnik zur Verfügung.
Projektarbeiten in der Vertiefungsrichtung "Process Engineering" werden im Labor praxisgerecht unterstützt.
Zur Erstellung von Versuchsapparaturen oder Versuchsanlagen sowie zur Untersuchung von verfahrenstechnischen Fragenstellungen wurden zahlreiche interessante Diplomarbeiten durchgeführt.
Das Labor mit seinen Geräten kann für Industrie-Kooperationen angeboten werden.

Einrichtungen

Rektifikations-Kolonne
Die Rektifikation ist eine vielstufige Destillation zur thermischen Trennung einer Lösung.

Die Versuchsanlage hat folgende Merkmale

  • Rektifikationskolonne aus Glas, NW 50, von Fa. Normag/QVF,
  • nachträglich modernisiert mit einer Prozess-Steuerung der Fa. Iludest.
  • thermisch isoliert durch einen Vakuum-Doppelmantel, innen verspiegelt
  • 15 Glockenböden
  • Verdampfer elektrisch beheizt
  • Messung der Konzentrationen von Zulauf und Produkten mit Refraktometer oder mit Dichtemessgerät
  • Thermische Trennung von Lösungen aus flüchtigen Komponenten wie z.B. Ethanol/Wasser oder Toluol/n-Heptan

Gefriertrocknung
Labor-Gefriertrocknungsgerät
Hersteller Fa. Christ
Zum Gefriertrocknen von flüssigkeitshaltigen Feststoffen oder von Dispersionen. Mit eingebauten Kälteaggregaten und Vakuumpumpe, Eiskondensator Temperatur 50 °C. Das Trockengut wird zuerst gefroren, dann bei tiefen Temperaturen durch Sublimation getrocknet.

Beispiele für Stoffe, die im Praktikum getrocknet wurden

  • Champignon
  • Erdbeeren
  • Brokkoli
  • Blut (Beispiel einer Dispersion)

Messung der Gewichtsabnahme mit Präzisionswaage. Gewicht bis ca. 8 % reduzierbar.
Aufbewahrung der getrockneten Stoffe über lange Zeit bei Raumtemperatur möglich.

Membrananlage / Pervaporation

Eine im Rahmen von Diplomarbeiten erstellte Anlage zur Abtrennung eines flüchtigen Stoffes aus einer Lösung mit Hilfe einer selektiv trennenden Membran.

Bei dem Membran-Trennverfahren Pervaporation löst sich ein Stoff bevorzugt in einer Membran, diffundiert (permeiert) hindurch und verdampft auf der anderen Seite bei Unterdruck. Der Dampf wird im Vakuum kondensiert, dadurch wird ein flüssiges Permeat gewonnen.

Merkmale und Elemente

  • Vorratsbehälter 5 Liter
  • Zahnradpumpe zur Förderung der Lösung mit erhöhtem Druck
  • Wärmetauscher zur Erwärmung des Zulaufs
  • Modul mit Membran von 75 mm
  • Kondensator, gekühlt mit Kaltwasser oder mit Hilfe eines Thermostaten
  • Kühler für die Restflüssigkeit, das Retentat
  • Auffangbehälter für das Permeat und das Retentat

Die Konzentrationen der Lösung vor der Trennung sowie der Produkte Permeat und Retentat werden mit einem Dichtemessgerät oder mit einem Refraktometer bestimmt.
Typische Anwendung: Entfernung von Restwasser aus einer Ethanol-Wasser Lösung.

Bekannter als die Pervaporation ist das Membran-Trennverfahren Umkehrosmose, das im großen Umfang für die Gewinnung von "Süßwasser" aus Salzwasser eingesetzt wird.

Labor-Rührwerk
Mit dem Laborrührwerk kann die Leistungscharakteristik verschiedener Rührorgane im laminaren und turbulenten Strömungsbereich gemessen werden. Bei bekannter Rührergeometrie lassen sich Viskositäten auch von mehrphasigen Gemischen bestimmen.
Hersteller: Fluid

Partikelmesstechnik

Partikelgrößenverteilungen von Schüttgütern werden durch Prüfsiebe ermittelt.
Hersteller: Fritsch

Teilchengrößen bis zu 40 nm in Suspensionen oder Schüttungen lassen sich mittels Laserbeugung bestimmen.
Hersteller: Cilas

Labormischer
Zur Herstellung von Mischungen aus Schüttgütern wird der Freifall-Konusmischer verwendet.
Hersteller: Engelsmann AG

Adsorption und Desorption

Adsorption

Zwei in der OTH Regensburg selbst gebaute Versuchsapparaturen zur Adsorption von Kohlenwasserstoffen (Lösemitteln) für die Abluftreinigung.

Die Kohlenwasserstoffe werden aus der Luft abgetrennt und an der porösen Oberfläche eines Feststoff-Granulates, des Adsorptionsmittels, angelagert.

Elemente der Adsorptions-Versuchsapparatur

  • Trocknung der Prozessluft aus dem Druckluftnetz mit Silikagel
  • Waschflasche zur Sättigung der Luft mit Kohlenwasserstoff (Lösemittel Toluol)
  • Glas U-Rohr gefüllt mit dem Adsorptionsmittel Aktivkohle oder Silicagel
  • Die nach der Luftreinigung verbleibende Restkonzentration wird mit einem Flammen-Ionisations-Detektor (FID) gemessen.
  • Schreiber für Messwerte der Konzentration und Gastemperatur

Desorption
Apparatur zur Regeneration des Adsorptionsmittels durch Erwärmung und durch Stickstoffspülung, erstellt im Rahmen von Diplomarbeiten.

Nutzen der Desorption

  • Rückgewinnung des abgetrennten Kohlenwasserstoffes (Adsorptiv)
  • Wiederverwendung des Adsorptionsmittels in vielen Zyklen

Elemente

  • Regenerationsbehälter aus Edelstahl, beheizt mit Temperaturregelung
  • Zweistufige Kühlung zur Kondensation des ausgedampften Kohlenwasserstoffs
  • Spülung mit Stickstoff
  • Wärmerückgewinnung im Spülgas-Strom

Feuerungsanlage mit Rauchgas-Entstickung
Viessmann Heizkessel mit Elco Brenner für leichtes Heizöl, Nennleistung 80 kW katalytische Rauchgasentstickungsanlage mit Keramikfilter, Ammoniakeinspeisung, statischem Mischer und Kanal für den Einbau von Keramik-Waben-Katalysatoren

Schadstoffmessung

  • Messgasaufbereitung
  • fotometrische, Messung der Schadstoffe NO, SO2, CO sowie des Sauerstoffs  für Schadstoffmessungen nach TA-Luft
  • Messgeräte für Temperatur, Druck, Strömungsgeschwindigkeit

Messtechnik
Zusammenfassende Auflistung der Messgeräte

  • Refraktometer, Tischgerät, Index Instruments GPR 11-37
  • Flammen-Ionisations-Detektor zur quantitativen Messung von Kohlenwasserstoff-Verbindungen, Testa
  • Gaschromatograph Carlo Erba, Fisons, Typ HRGC 5300 mit Integrator, FID- und ECD-Detektor zur Messung organischen und anorganischen Substanzen im ppm/ppb-Bereich
  • pH-Meter, Handgerät
  • tragbares Fotometer Hach Drel/5
  • Dichtemessgeräte hoher Genauigkeit: Tischgerät DMA 4500 und Handgerät, Anton Paar
  • Geräte zur Messung von Temperatur und Druck (Ahlborn)
  • Präzisions- und Feinwaagen
  • Dräger Messgeräte zur Schadstoffmessung mit Dräger-Röhrchen für Momentan-Werte und Langzeitmessung (8h) von Luftschadstoffen, z.B. zur MAK-Wert Überwachung, Ex-Warngerät für Kohlenwasserstoffe
  • Fotometer zur Messung von NO, SO2, CO und O2 in Rauchgasen nach TA-Luft, Leybold/Fisons mit Messgasaufbereitung, Gröger und Obst; transportable Geräte