Numerische und experimentelle Untersuchungen zur Partikelbeanspruchung in gerührten (Bio-)Reaktoren

Zur gezielten Beeinflussung der Partikelbeanspruchung in industriellen Reaktoren ist eine eindeutige  Aufklärung des Mechanismus der Beanspruchung unerlässlich. Literaturrecherchen und Vorversuche des Antragstellers lassen darauf schließen, dass der Anteil der Normalspannungen an der Partikelbeanspruchung nicht zu vernachlässigen ist. Eine Kopplung zur räumlich aufgelösten Fluiddynamik über die numerische Strömungssimulation (CFD) fehlt bislang völlig.
Durch die Bestimmung der Partikelbeanspruchung verschiedener Rührertypen (auch bei unterschiedlichen Einbau- und Betriebsbedingungen) mit Hilfe von Partikelgrößenverteilungen (FBRM-Sonde) werden die CFD-Simulationen, hinsichtlich der Beanspruchung, validiert. Desweiteren dienen Geschwindigkeitsdaten (LDA- und PIV-Messungen) der Verfeinerung des CFD-Modells.
Die resultierenden Modelle sollen letztendlich an bestehenden Verfahren des industriellen Partners angewandt werden. Hierdurch wird die Gültigkeit der Modelle überprüft und eine Optimierung des Prozesses selbst vorgenommen. Durch die Ergebnisse ist eine bessere Auslegung und Gestaltung entsprechender Reaktoren sowie eine optimierte Fahrweise möglich.