Handbuch der Mechanischen Verfahrenstechnik E-Book

• Herausgeber: Wiley-VCH
• Kategorie: Fachliteratur
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2012

Seitenzahl: 1924

Beschreibung

Nahezu sämtliche Verfahren in der stoffwandelnden Industrie werden unter wesentlicher Mitwirkung mechanischer Prozesse gestaltet: Dies gilt u.a. für die Aufbereitung mineralischer Rohstoffe, die Erzeugung von Primärbaustoffen, weite Bereiche der chemischen Industrie, Verfahrensstufen der keramischen und Glasindustrie, die Lebensmittelindustrie, das Recycling von Abfällen und die Reinhaltung der Biosphäre. Aus der Entwicklung neuer Konstruktions- und Funktionswerkstoffe, Beschichtungsmaterialien, biotechnologischer Stoffwandlungen sowie der Reinstraum- und Reinstmedientechnik ergeben sich neuerdings ebenfalls zusätzliche Anforderungen an die Mechanische Verfahrenstechnik. Ein hochkarätiges Autorenteam beschreibt die Kennzeichnung disperser Stoffsysteme, die mechanischen Grundvorgänge und Mikroprozesse und - nach einer Einführung in die Grundlagen der mechanischen Makroprozesse (Grundoperationen) - die wesentlichen mechanischen Makroprozesse. Für alle Ingenieure und Wissenschaftler, die sich in Anwendung, Forschung, Entwicklung und der Lehre mit mechanischen Prozessen der Stoffumwandlung befassen, gibt es zur Zeit kein vergleichbares Werk, das den Einstieg in das Fachgebiet und einen umfassenden Überblick über den internationalen Stand bietet sowie für die Lösung spezieller Probleme gleichermaßen geeignet ist. Greifen Sie zu!

Leseprobe

Inhalt

Vorwort des Herausgebers

Herausgeber und Autoren

Verzeichnis der wichtigsten Symbole

Indices

1 Einführung

Literatur

2 Charakterisierung disperser Systeme

2.1 Eigenschaften disperser Systeme und ihre Bedeutung für die Verfahrenstechnik

2.2 Messmethoden für Partikeleigenschaften und ihre physikalischen Grundlagen

2.3 Messmethoden für veränderliche Zustände

2.4 Qualitätssicherung beim Einsatz von Messmethoden

2.5 Ausblick auf zukünftige Entwicklungen

3 Mechanische Grundvorgänge und Mikroprozesse

3.1 Relativbewegung zwischen Partikeln bzw. Partikelkomplexen und einem Fluid

3.2 Durchströmung von Partikelschichten

3.3 Grundvorgänge und Mikroprozesse in turbulenten Strömungen

3.4 Bruchvorgänge und Mikroprozesse des Zerkleinerns

3.5 Wechselwirkungen in grobdispersen Systemen

4 Grundlagen mechanischer Makroprozesse

4.1 Einteilung mechanischer Makroprozesse

4.2 Allgemeines Prozessmodell und Wirkprinzipien

4.3 Gewährleistung und Charakterisierung der Stoffströme

Literatur

5 Zerteilprozesse

5.1 Zerkleinern

5.2 Zerstäuben von Flüssigkeiten, Suspensionen und Schmelzen

6 Agglomerationsprozesse

6.1 Aufbauagglomeration

6.2 Pressagglomeration

6.3 Agglomeration in Suspensionen (Flockung)

7 Trennprozesse

7.1 Kennzeichnung des Trennerfolgs

7.2 Klassieren

7.3 Sortieren

7.4 Flüssigkeitsabtrennen und -klären

7.5 Entstaubung

8 Mischprozesse

8.1 Mischen von Feststoffen

8.2 Mischen von Fluiden

8.3 Rühren

8.4 Suspendieren

8.5 Dispergieren flüssig-flüssig

8.6 Begaseil in Rührausrüstungen

9 Lagern von Schüttgütern

9.1 Spannungs-Dehnungs-Verhalten von Schüttgütern

9.2 Messen der Fließeigenschaften von Schüttgütern

9.3 Verfahrenstechnische Silodimensionierung

9.4. Silobetrieb

9.5 Spannungen in Silos

Index

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Prof. Dr.sc.techn. Drs.h.c. Heinrich Schubert (Herausgeber)

TU Bergakademie Freiberg

Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik Agricolastr.

1 09596 Freiberg

Das vorliegende Werk wurde sorgfältig erarbeitet. Dennoch übernehmen Herausgeber, Autoren und Verlag für die Richtigkeit von Angaben, Hinweisen und Ratschlägen sowie für eventuelle Druckfehler keine Haftung.

Umschlag: Röntgentomographische Aufnahme einer unregelmäßigen Schüttung aus Keramikkugeln. Mit freundlicher Genehmigung Prof. Dr.-Ing. Dieter Mewes, Institut für Verfahrenstechnik der Universität Hannover.

Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek

Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über <http://dnb.ddb.de> abrufbar.

© 2003 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

ISBN 3-527-30577-7

Gedruckt auf säurefreiem Papier.

Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in andere Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieses Buches darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form – durch Photokopie, Mikroverfilmung oder irgendein anderes Verfahren – reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsmaschinen, verwendbare Sprache übertragen oder übersetzt werden. Die Wiedergabe von Warenbezeichnungen, Handelsnamen oder sonstigen Kennzeichen in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme, dass diese von jedermann frei benutzt werden dürfen. Vielmehr kann es sich auch dann um eingetragene Warenzeichen oder sonstige gesetzlich geschützte Kennzeichen handeln, wenn sie nicht eigens als solche markiert sind.

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Print ISBN 9783527305773

Epdf ISBN 978-3-527-66103-9

Epub ISBN 978-3-527-66070-4

Mobi ISBN 978-3-527-66069-8

Vorwort

Die weitreichende Bedeutung mechanischer Prozesse für die industrielle Stoffwandlung und darüber hinaus ist unbestritten. Insbesondere in den letzten Jahrzehnten ist es auch gelungen, bedeutende Fortschritte hinsichtlich der physikalischen Durchdringung sowie der Modellierung der mechanischen Mikro- und Makroprozesse (Grundoperationen) zu erreichen. Deshalb bin ich der Anregung des Verlages WILEY-VCH gern gefolgt, die Herausgeberschaft für ein „Handbuch der Mechanischen Verfahrenstechnik“ zu übernehmen, in dem der gegenwärtige internationale Erkenntnis- stand in angemessener Breite und Tiefe sowie anwendungsbereit für die Praxis, Forschung und Entwicklung dargestellt wird. Für ein solch umfangreiches Vorhaben war es unverzichtbar, namhafte Fachkollegen als Mitautoren zu gewinnen. Ich bin sehr dankbar dafür, dass dieses Anliegen von den dazu Angesprochenen von Anfang an aufgeschlossen aufgenommen und wirkungsvoll unterstützt worden ist.

Meine Aufgabe als Herausgeber habe ich im Interesse der Leser in besonderem Maße darin gesehen, einerseits eine weitgehende Übereinstimmung der Fachbegriffe und benutzten Symbole zu gewährleisten sowie andererseits auch die Wechselbeziehungen zwischen den Kapiteln und Abschnitten sichtbar zu machen. Solche Vorhaben zu verwirklichen, ist verständlicherweise weder einfach noch problemlos. Ich meine aber, dass dies durch die verständnisvolle Haltung und Mitwirkung der Mitautoren recht gut gelungen ist. Dafür bin ich ihnen zu besonderem Dank verpflichtet.

In meinen Dank möchte ich auch die Mitarbeiter einschließen, die „im Hintergrund“ der einzelnen Autoren sowie des Herausgebers in verschiedener Weise und unverzichtbar tätig gewesen sind. Stellvertretend für alle möchte ich Herrn Dr.rcr.nat. Bernd Kubier, TU Bergakademie Freiberg, benennen, der mich mit großer Sorgfalt bei den umfangreichen Durchsichten der Manuskripte und Korrekturen der Umbrüche unterstützt hat.

Nicht zuletzt danke ich den Mitarbeitern des Verlages WILEY-VCH für eine ausgezeichnete und verständnisvolle Zusammenarbeit vom Beginn unserer Arbeiten bis zur Fertigstellung des Handbuches.

Heinrich Schubert

Freiberg, Frühjahr 2002

Herausgeber und Autoren

Herausgeber

Prof. Dr.sc.techn. Drs.h.c. Heinrich Schubert

TU Bergakademie Freiberg

Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik

Agricolastr.

1 D-09596 Freiberg

Autoren

Prof. Dr.-Ing. Klaus Bauckhage

Universität Bremen

Fachbereich Produktionstechnik

Badgasteiner Str. 3

D-28359 Bremen

(Kapitel 5.2)

Prof. Dr.-Ing. Matthias Bohnet

TU Braunschweig

Institut für Verfahrenstechnik und Kerntechnik

Langer Kamp 7

D-38106 Braunschweig

(Kapitel 7.5.1 und 7.5.4)

Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Kurt Leschonski (t)

ehemals TU Clausthal

Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Umweltverfahrenstechnik

Leibnizstr. 19

38678 Clausthal-Zellerfeld

(Kapitel 7.2.3)

Prof. Dr.sc.techn. Friedrich Liepe

Saarbrückener Str. 11

D-01189 Dresden

(Kapitel 3.1.3, 3.3, 8.2 bis 8.6)

Prof. Dr.-Ing. Reinhard Polke

Alemannenstr. 9

D-67112 Mutterstadt

(Kapitel 2)

Prof. Dr.-Ing. S. Ripperger

TU Dresden

Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik

D-01062 Dresden

(Kapitel 7.4, 7.4.1.2, 7.4.2)

Dr.-Ing. Michael Schäfer

BASF AG

Technische Entwicklung L 540

D-67056 Ludwigshafen

(Kapitel 2)

Prof. Dr.-Ing. Eberhard Schmidt

Bergische Universität-Gesamthochschule Wuppertal

Fachbereich Sicherheitstechnik/ Umwelttechnik

Gaußstr. 20

D-42097 Wuppertal

(Kapitel 7.5.2)

Dr.-Ing. Hans-Joachim Schmid TU München

Lehrstuhl für Feststoff- und Grenzflächenverfahrenstechnik (LFG)

D-85747 Garching

(Kapitel 7.5.3)

Prof. Dr.-Ing. Klaus Schönert

Tannenhöhe 4

38678 Clausthal-Zellerfeld

(Kapitel 3.4, 5.1)

Dipl.-Ing. Norbert Scholz

BASF AG

Technische Entwicklung L 540

D-67056 Ludwigshafen

(Kapitel 2)

Prof. Dr.sc.techn. Drs.h.c. Heinrich Schubert

TU Bergakademie Freiberg

Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik Agricolastr. 1 D-09596 Freiberg

(Kapitel 1, 3, 3.1, 3.1.1, 3.1.2, 3.1.4, 3.2, 3.5, 4, 6, 7, 7.1, 7.2, 7.2.1, 7.2.2, 7.3, 7.4.1.1, 8, 8.1)

Prof. Dr.-Ing. Dietmar Schulze

Fachhochschule Braunschweig/ Wolfenbüttel

Fachbereich Produktions- und Verfahrenstechnik

Robert-Koch-Platz 10-14

38440 Wolfsburg

(Kapitel 9)

Prof. Dr.-Ing. Jörg Schwedes

TU Braunschweig

Institut für Mechanische Verfahrenstechnik

Volkmaroder Str. 4/5

D-38104 Braunschweig

(Kapitel 9)

Verzeichnis der wichtigsten Symbole

Indices

A

Aufgabegut

A

Fläche bzw. flächenbezogen

B

Blase

c

kritisch

D

Düse

d

disperse Phase

F

Filter, Filtration

F

Fluid

FI

Flocke

g

Gas, gasförmig

H

Homogenität, homogen

i

Phase, Komponente, Merkmalklasse

K

Filterkuchen

K

Kugel

k

kapillar

k

kontinuierliche Phase

L

Luft

l

Flüssigkeit, flüssig

M

Filtermittel

M

Magnet, magnetisch

M

Mischung, Mischen, Mischer

m

Masse, massebezogen

m

mittlere

nN

nicht-NEWTON

o

Oberfläche

P

Partikel

p

Probe

R

Rühren, Rührer

r

radial

r

Mengenart bei Partikelverteilungen

s

Stromstörer

s

Suspension

s

Schmelze

Sch

Partikelschicht

St

STOKES

s

Feststoff, fest

s

stationär

sb

selbstbewehrt

T

Trennung, Trennschnitt

t

turbulent

tg

tangential

ub

unbewehrt

v

Volumen, volumenbezogen

vb

vollbewehrt

vt

vollausgebildete Turbulenz

w

Wand

w

Wasser

w

Wirbel

z

zentrifugal

Vektorielle Größen, Tensoren und Matrizen sind im Druck halbfett gekennzeichnet.

1

Einführung

HEINRICH SCHUBERT

Obwohl das bewusste Nutzen mechanischer Stoffwandlungen bis in die Anfänge menschlicher Kultur zurückreicht (z. B. Zerkleinern und Mischen von Nahrungsmitteln) und mechanische Prozesse schon in der mittelalterlichen Technologie eine bedeutende Rolle spielten (siehe z. B. Georgius Agricola: De re metallica libri XII), so wurde deren Entwicklung bis in die neuere Zeit hinein überwiegend auf empirischer Grundlage betrieben. Erst in den letzten Jahrzehnten sind beachtliche Fortschritte hinsichtlich der physikalischen Durchdringung sowie der physikalisch begründeten Modellierung mechanischer Prozesse zu verzeichnen. Dies führte letztlich dazu, dass sich die Mechanische Verfahrenstechnik als Wissenschaftsgebiet herausbildete und abgrenzte, allerdings später als die Thermische Verfahrenstechnik und die Reaktionstechnik.

Die Bedeutung mechanischer Prozesse leitet sich unmittelbar aus der Verfahrenstechnik selbst ab, weil es nahezu kein Verfahren im Bereich der stoffwandelnden Industrie gibt, das nicht unter wesentlicher Mitwirkung mechanischer Prozesse gestaltet ist. Das gilt für die Aufbereitung mineralischer Rohstoffe, die Erzeugung von Primärbaustoffen, weite Bereiche der chemischen Industrie, Verfahrensstufen der keramischen und Glasindustrie, die Lebensmittelindustrie, das Recycling von Abfällen, die Reinhaltung der Biosphäre u. a. Hinzugekommen sind zunehmend die Anforderungen, die sich aus der Entwicklung neuer keramischer Konstruktions- und Funktionswerkstoffe, Coating Materials, biotechnologischer Stoffwandlungen, abproduktarmer Technologien sowie der Reinstraum- und Reinstmedientechnik für die Mechanische Verfahrenstechnik ergeben haben.

Der Herausgeber des vorliegenden Handbuchs hat sich in den letzten Jahrzehnten bei der Konzipierung von Lehrveranstaltungen sowie als Autor von Fachbeiträgen und Lehrbüchern ([1-1,1-2]) mit dem Gegenstand der Mechanischen Verfahrenstechnik auseinander gesetzt. Dabei ist seine Auffassung wesentlich mit beeinflusst worden durch das Buch von C. ORR „Particulate Technology“[1-3] und vor allem auch durch die Arbeiten von HANS RUMPF zu diesem Sachverhalt (siehe z. B.[1-4 bis1-6]). Jedoch darf in diesem Zusammenhang nicht übersehen werden, dass zwischen Partikeltechnologie (Particulate Technology, Powder Technology u. Ä.) und der Mechanischen Verfahrenstechnik keine Identität besteht[1-10].

Unter einem mechanischen Prozess ist die verfahrenstechnische Stoffwandlung durch mechanische Einwirkung zu verstehen. Mechanisch wandelbar sind im Wesentlichen so genannte grobdisperse Stoffsysteme (Abb. 1-1), d. h. Kollektive von festen Partikeln (Körner, Stücke u. a.), Tropfen und/oder Blasen in einem Dispersionsmittel. Das Dispersionsmittel ist bei den mechanischen Prozessen ein Fluid. Letzteres kann für den Prozess von wesentlicher oder auch ohne Bedeutung sein. Dies wird sofort beim Vergleich der beiden Beispiele „Klassieren im Hydrozyklon“ und „Zerkleinern im Backenbrecher“ deutlich. Im ersten Fall sind die Strömungsverhältnisse des Fluids prozessbestimmend, im zweiten nimmt das Fluid keinen Einfluss auf den Prozessablauf.

Abb. 1-1. Einteilung disperser Systeme bezüglich der Dispersität.

Die Aussage, dass im Wesentlichen grobdisperse Stoffsysteme mechanisch wandelbar sind, bedarf der Präzisierung. Zunächst ist aber noch darauf zu verweisen, dass der Begriff „grobdispers“ nur als Gliederungsprinzip in der Reihe molekulardispers – kolloiddispers – grobdispers sinnvoll zu verstehen ist, weil man in verfahrenstechnischen Zusammenhängen Partikeln von wenigen Mikrometern Größe schon als sehr fein bezeichnet. Die untere Grenze der Partikeleigenschaft (Größe, Suszeptibilität u. a.), die durch mechanische Einwirkung noch erfassbar ist, hängt außer von den Eigenschaften des Stoffsystems, von der Art der Einwirkung (Wirkprinzip) und deren Intensität ab. So wird z. B. die Mahlbarkeitsgrenze einiger kristalliner Stoffe im Bereich weniger Mikrometer angenommen [1-7], wobei diese Aussage nicht derart verstanden werden darf, dass beim Zerkleinern von Partikeln, die gröber als diese Grenze sind, nicht auch Bruchstücke entstehen, die wesentlich feiner als diese Mahlbarkeitsgrenze sind. Andererseits sind Blasen in Flüssigkeiten mittels freier Turbulenz kaum unter 100 µm zerteilbar. Feste Partikeln, die feiner als 1 µm sind, lassen sich in Zentrifugalkraftfeldern durchaus noch vom Fluid abtrennen, während Phasentrennungen fest/fest (Sortierprozesse) nach der Dichte im Mikrometerbereich schon völlig versagen.

Es gehört jedoch zu den ständigen Aufgaben verfahrenstechnischer Forschung und Entwicklung, die Anwendungsbereiche mechanischer Stoffwandlungen durch Prozessintensivierung sowie Auffinden weiterer Wirkprinzipien zu erweitern. Unbestritten ist nämlich, dass sich mechanische Stoffwandlungen, falls sie anstelle nichtmechanischer Wandlungen einsatzfähig sind, im Allgemeinen durch niedrigere spezifische Energieaufwendungen und auch niedrigere Kosten auszeichnen. Dieser Grundsatz hat z. B. auf dem Gebiet der Flüssigkeitsabtrennung durch Intensivierung von Druckund Pressfiltration in letzter Zeit dazu geführt, dass die Restfeuchten festdisperser Produkte wesentlich herabgesetzt und dadurch die energie- und konstenintensiven Trocknungsprozesse beachtlich eingeschränkt werden konnten. Ein weiteres Beispiel, das diese Tendenz kennzeichnet, ist die Magnetscheidung. Sowohl durch Steigerung der im Prozessraum verfügbaren magnetischen Feldstärken als auch der wirksamen Feldgradienten ist es gelungen, dass nunmehr paramagnetische Partikeln von wenigen Mikrometern Größe abscheidbar sind [1-8].

Die mechanischen Stoffwandlungen lassen sich hinsichtlich der angestrebten bzw. eintretenden Zustandsänderung des Stoffsystems in zwei Gruppen gliedern [1-5], und zwar in

(1) Änderungen des Dispersitätszustands disperser Systeme

Hierzu gehören alle Zerteil- sowie Agglomerationsprozesse je nachdem, ob die Partikelgrößen vermindert oder vergrößert werden.

(2) Änderungen des Mischungszustands disperser Systeme

Der Mischungszustand umfasst den Bereich von der vollständigen Trennung bis zur vollständigen Mischung (vollständige Zufallsmischung, stochastische Homogenität). Hierzu zählen alle Trenn- sowie Mischprozesse je nachdem, ob die Stoffwandlung auf eine Trennung oder Mischung der für das System charakteristischen Komponenten oder Phasen abzielt.

Folglich lassen sich die mechanischen Makroprozesse (Grundoperationen) in die Hauptgruppen Zerteilen, Agglomerieren, Trennen und Mischen gliedern. Es ist verbreitet eingeführt, die weitere Untergliederung nach den jeweils beteiligten Phasen vorzunehmen (siehe auch Abschnitt 4.1).

Als Komponenten im Sinn der Mechanischen Verfahrenstechnik sind die Merkmalklassen zu verstehen, nach denen sich die Partikelkollektive in Bezug auf das für den jeweiligen Prozess charakteristische Merkmal (Partikelgröße, -dichte, -suszeptibilität u. a.) ordnen lassen. Der Begriff Phase wird im Sinn der Physikalischen Chemie gebraucht.

Für Trenn- und Mischprozesse sind die Transportvorgänge kennzeichnend, denen die Partikeln bzw. Phasen unterworfen sind. Beim Trennen sind im Prozessraum mit Hilfe eines geeigneten Wirkprinzips gerichtete Relativbewegungen zwischen den zu trennenden Komponenten oder Phasen zu gewährleisten (z. B. Klassieren eines Sands mittels Sieben oder von gemahlenem Zementklinker in Aeroklassierern (Windsichtern); Trennen von magnetischen und unmagnetischen Partikeln auf Magnetscheidern; Trennen von Partikeln unterschiedlicher Dichte in einer Schwertrübe nach dem Schwimm-Sink-Prinzip; Trennen von benetzbaren und nichtbenetzbaren Partikeln durch Flotation; Trennen einer Suspension durch Filtrieren in Feststoff und Flüssigkeit; Trennen von Feststoff und Gas in Elektroabscheidern; Trennen einer Emulsion in einer Zentrifuge). Im Gegensatz dazu sind zufällige Relativbewegungen, wie sie beispielsweise in turbulenten Strömungen auftreten oder in weniger fluiden sowie nichtfluiden Systemen mittels in das Stoffsystem eingreifender Werkzeuge erzwungen werden müssen, charakteristisch für die Mischprozesse (z. B. Suspendieren von Feststoffen in Flüssigkeiten in Rührausrüstungen; Mischen trockener Feststoffe in Trommelmischern; Emulgieren ineinander nichtlöslicher Flüssigkeiten in Rührausrüstungen).

Bei den Zerteilprozessen sind die Bindekräfte in den Partikeln durch äußere Beanspruchungen zu überwinden (Zerkleinern fester Stoffe; Versprühen von Flüssigkeiten). Demgegenüber sind bei den Agglomerationsprozessen geeignete Bindemechanismen zwischen den Partikeln wirksam zu machen (Aufbauagglomeration (Pelletieren u. a.), Pressagglomeration (Brikettieren, Tablettieren), Flocken u. a.).

Für die Trennprozesse der Thermischen Verfahrenstechnik sind die Relativbewegungen von Molekülen bzw. sind thermodynamische Zustandsänderungen charakteristisch (z. B. bei der Destillation/Rektifikation, Extraktion, Adsorption und Absorption, Trocknung). Eine eindeutige und vollständige Abgrenzung von Mechanischer und Thermischer Verfahrenstechnik gelingt jedoch nur bei den Grundvorgängen und Mikroprozessen [1-9] (siehe auch Kapitel 3), weil einige technische Makroprozesse Kombinationen von mechanischen und thermischen Grundvorgängen bzw. Mikroprozessen darstellen (z. B. Kombination von Suspendieren und Stoffaustausch bei Löseprozessen sowie von Emulgieren und Stoffübergang bei der Flüssig-Flüssig-Extraktion).

Es hat sich teilweise eingebürgert, auch die Strömungsfördertechnik der Mechanischen Verfahrenstechnik zuzuordnen. Darauf ist jedoch in diesem Handbuch verzichtet worden, weil die Fördertechnik von Schüttgütern ein in sich geschlossenes technisches Wissenschaftsgebiet darstellt, das weit über die Strömungsfördertechnik hinausreicht und sich zudem nicht dem Gegenstand der Mechanischen Verfahrenstechnik im engeren Sinn zuordnen lässt. Wenn aber durch die Berücksichtigung des Kapitels „Lagern von Schüttgütern“ (Kapitel 9) von diesem letztgenannten Prinzip abgewichen worden ist, so leitet sich die Berechtigung daraus ab, dass die dafür erforderlichen schüttgutmechanischen Grundlagen in enger Wechselbeziehung zur Mechanischen Verfahrenstechnik entwickelt worden sind.

Literatur

[1-1] Schubert, Heinrich: Zum Gegenstand und zu gegenwärtigen Problemen der Mechanischen Verfahrenstechnik. Chem. Techn.30 (1978) 11, S. 550–554.

[1-2] Schubert, Heinrich, Heidenreich, E., Liepe, F., u. Th. Neeße: Mechanische Verfahrenstechnik, 3.Aufl. Leipzig: Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie 1990.

[1-3] Orr, C. Jr.: Particulate Technology. New York: Macmillan Co. 1966.

[1-4] Rumpf, H.: Mechanische Verfahrenstechnik. München-Wien: Carl Hanser Verlag 1975.

[1-5] Rumpf, H.: Mechanische Verfahrenstechnik als wissenschaftliche Disziplin im Rahmen der Hochschulausbildung. Chem.-Ing.-Tech.33 (1961) 7, S. 502–508.

[1-6] Rumpf, H.: Problems of scientific development in particle technology looked upon from the practical point of view. Powder Technol.18 (1977), S. 3–17.

[1-7] Steier, K., u. K. Schönert: Verformung und Bruchphänomene unter Druckbeanspruchung von sehr kleinen Körnern aus Kalkstein, Quarz und Polystyrol. Aus: Dechema-Monographien Nr. 1292–1326; Band 69: Zerkleinern – Vorträge und Diskussionen des 3. Europ. Symp. Zerkleinern, Cannes 1971, S. 167–189. Weinheim/Bergstr.: Verlag Chemie GmbH 1972.

[1-8] Schubert, Heinrich: Aufbereitung fester Stoffe, Band II, 4. Aufl. Stuttgart: Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie 1996.

[1-9] Schubert, Heinrich, Fratzscher, W., u. R. Kind: Zur Herausbildung einer einheitlichen Modellierungsstrategie in der Verfahrenstechnik. Chem. Techn.33 (1981) 7, S. 335–342.

[1-10] Davies, R.: Particle science and technology – a view at the millenium. Powder Technol.119 (2001), S. 45–57.

2

Charakterisierung disperser Systeme

REINHARD POLKE, MICHAEL SCHÄFER, NORBERT SCHOLZ

In der Mechanischen Verfahrenstechnik werden die physikalischen Eigenschaften der erzeugten Produkte vor allem in ihrem Dispersitätszustand, d. h. in ihrem Aufteilungszustand, oder im Mischungszustand verändert. Durch Zerkleinerung werden Partikeln feiner, durch Agglomeration werden Partikeln zu größeren Partikelverbänden zusammengelagert. Durch Mischen oder Trennen wird die Häufigkeitsverteilung mehrerer Merkmale verändert. Die physikalischen Eigenschaften, z. B. die Festigkeit, das Haftverhalten von Partikeln, ändern sich mit dem Dispersitätszustand. Im Kollektiv äußert sich der disperse Zustand in der Schüttgutdichte, im Fließverhalten oder in der Durchströmbarkeit. Charakterisierung in diesem Zusammenhang heißt, die physikalischen Eigenschaften wie z. B. Größe, Form, Festigkeit zu beschreiben. Die Charakterisierung sollte die Ausgangs-, Zwischen- oder Endprodukte umfassen.

HANS RUMPF hat in einer Veröffentlichung „Über die Eigenschaften von Nutzstäuben“ [2-1] die Zusammenhänge von Dispersitätseigenschaften und Produkteigenschaften beschrieben. An Beispielen wird aufgezeigt, wie die Produkteigenschaften – Produktzustand und Produktverhalten – von dispersen Systemen von physikalischen Partikeleigenschaften abhängen. RUMPF nannte den funktionalen Zusammenhang „Eigenschaftsfunktion“ ().