Lebensmittelindustrie

Auch die Lebensmittelindustrie ist durch die Verknüpfung verfahrenstechnischer Operationen geprägt. Sie stellt spezifische Anforderungen u.a. hinsichtlich Keimarmut bzw. -freiheit, Verpackung und Lebensdauer der Produkte.

Werkstofftechnik

Neue Erkenntnisse im Bereich der Festkörperforschung führten zu einer Vielzahl von neuen Werkstoffen. Damit gelingt es heute beispielsweise, die genaue geometrische Anordnung der Atome im Kristallgitter kristalliner Stoffe auch bei kompliziertestem Aufbau in kürzester Zeit aufzuklären und damit physikalische Eigenschaften vorherzuberechnen. Auch auf dem Gebiet der Polymere führte dies zu neuartigen Werkstoffen. Dazu gehören unter anderem neue Polymere (Kunststoffe, Fasern, Folien, Kunstharze), Verbundwerkstoffe und technische Keramik, die in den verschiedensten Bereichen Anwendung finden: Polyester-Filamentgarne für hochfeste Gewebe im Hoch- und Tiefbau; Polymerfasern für Textilgewebe mit feinstkapillaren Poren; flüssigkristalline Polymere und carbonfaserverstärkte Kunststoffe mit extremen Bruchfestigkeiten, hohen Steifigkeiten und niedrigem spezifischen Gewicht für die Automobilindustrie, die Flugzeugindustrie und weitere Bereiche; keramische Werkstoffe mit hoher Beständigkeit gegen Hitze und chemische Umwandlung für den Motorenbau, die Elektronik und Sensorik; Polyacrylnitrilfasern als Asbestersatz; Bohröle im Bereich der Erdölförderung; körperverträgliche Polymere für die medizinische Prothetik.

Verfahrenstechnik in der Erdölgewinnung (Abbau von Lagerstätten mit niedrigen Gehalten) In nahezu allen Ölfeldern der Welt ist das geförderte Erdöl mit Lagerstättenwasser "verwässert". Wasser und Öl, miteinander nicht mischbar, werden als Rohölemulsion gefördert und müssen in Aufbereitungsanlagen voneinander getrennt werden. Die Wasser-in-Öl-Emulsion besitzt aufgrund einer Mikroverkapselung der Wassertröpfchen im Öl eine hohe Stabilität. Grenzflächenaktive Stoffe, sogenannte Emulsionsspalter oder Demulgatoren "brechen" diese Rohölemulsionen auf und bewirken das Zusammenfließen der Wassertröpfchen, mithin die Trennung der beiden Stoffe. Die ersten Erdölemulsionsspalter in den zwanziger Jahren wurden in Mengen bis zu 1000 ppm zudosiert, heutzutage sind oft nur 50 bis 5 ppm Polyesteramine ausreichend. Mit der Leistungssteigerung der Emulsionsspalter konnte die Menge verringert und ein aktiver Beitrag zum Umweltschutz geleistet werden. Zusätzlich zur Spaltung dieser Emulsion müssen auch mitgeförderte Feststoffe und Gase abgetrennt werden, bevor das Erdöl in Raffinerien durch destillative Verfahren weiterverarbeitet werden kann.

Bioverfahrenstechnik

Die Bioverfahrenstechnik beschäftigt sich mit der Produktion von Stoffen unter Zuhilfenahme einfacher Lebewesen wie Bakterien, Pilze oder Algen. Das Bioverfahren wird in einer Bioanlage aus Bioreaktoren und Aufbereitungsapparaten durchgeführt. Der Bioprozeß in einem Bioreaktor kann in einzelne physikalische und chemische Vorgänge unterteilt werden. Im nächsten Bild sind flockenförmige, feste Zellagglomerate in einer belüfteten, nährstoffhaltigen Flüssigkeit dargestellt. Bedeutungsvoll sind folgende Vorgänge:

  1. Durchgang des Sauerstoffs vom Gasstrom in die Flüssigkeit;
  2. Transport von gelöstem Sauerstoff und gelöstem Nährstoff durch die Flüssigkeitsströmung zur festen Flocke;
  3. 3. Durchgang des gelösten Sauerstoff und des gelösten Nährstoffs von der Flüssigkeit in die feste Flocke;
  4. Diffusion von Sauerstoff und Nährstoff in der festen Flocke zur Zelle;
  5. Durchgang des Sauerstoffs und des Nährstoffs durch die Zellmembranen in die Zelle;
  6. Reaktion in der Zelle zu Kohlendioxid und dem Produkt unter Freisetzung der Reaktionswärme die an die Flüssigkeit abgeführt wird;
  7. bis 11. Transport von Kohlendioxid zum Gasstrom und Transport von Produkt zum Flüssigkeitsstrom analog zu den Vorgängen 5. bis 1.

© GVC - VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen

© 2001 - 2012 www.verfahrensingenieur.de Alle Rechte vorbehalten.