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Journal Cover Chemie-Ingenieur-Technik (Cit)
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   ISSN (Print) 0009-286X - ISSN (Online) 1522-2640
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  • Power-to-Liquids as Renewable Fuel Option for Aviation: A Review
    • Authors: Patrick Schmidt; Valentin Batteiger, Arne Roth, Werner Weindorf, Tetyana Raksha
      Abstract: Severe reductions in the greenhouse gas intensity of aviation fuels are required to get a growing aviation sector on a flightpath compliant with the Paris Climate Agreement. Introducing renewable energy into aviation is challenging. The power-to-liquid (PtL) pathway uses renewable electricity, CO2, and water to synthesize a sustainable alternative fuel that chemically resembles conventional jet fuel. The state-of-art of key technologies for PtL fuel production as well as the environmental and techno-economic performance of the resulting fuel in comparison with fossil and biomass-derived jet fuel are reviewed.Power-to-liquid (PtL) as a sustainable and scalable technology and enabler for an energy transition in aviation is discussed. Key PtL process steps and options are described as well as techno-economic and environmental performance, in particular the relevance of using renewable energy and CO2. Recent progress in technology deployment is presented.
      PubDate: 2018-01-05T05:20:28.695039-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700129
  • Über die Feldrelevanz von negativer Stromableiterkorrosion durch
           Mikro-Hybrid-Betrieb im Fahrzeug / On the Field Relevance of Negative Lug
           Corrosion by Micro-Hybrid Operation Mode in the Vehicle
    • Authors: Alexander Börger; Sabrina Nadine Keil
      Abstract: Bei Bleibatterien mit nicht festgelegter Batteriesäure (sog. Nassbatterien) ist vor geraumer Zeit das Auftreten eines neuen Schädigungsmechanismus beschrieben worden, die Abkorrosion negativer Stromableiter. Diese kann unter Laborbedingungen durch artifizielle Pulsfolgen erzeugt werden, die mit einer hohen Strombelastung einhergehen. Die Messergebnisse an Starterbatterien mit Referenzelektroden und echten Start-Pulsen im Fahrzeug werden kontrastiert und lassen nicht den Schluss zu, dass es bei Start-Stopp-Betrieb tatsächlich zu vermehrter negativer Fahnenkorrosion kommen sollte.For lead acid batteries with not-fixed battery acid (so-called ”flooded batteries“), there have been reports about a new deterioration mechanism, for some time, namely corrosion of the negative lugs. This can be produced under laboratory conditions by artificial pulse sequences that discharge with high currents. The contribution contrasts these findings with measurements on starter batteries with reference electrodes under real start pulse loads. The results shown here do not lead to the conclusion that stop/start will lead to increased problems with negative lug corrosion.Der kürzlich beschriebene Schädigungsmechanismus der Abkorrosion negativer Stromableiter in Blei-Starter-Batterien wurde mithilfe von Batterien mit Referenzelektroden und realen Start-Impulsen im Fahrzeug untersucht und bewertet.
      PubDate: 2018-01-05T03:25:23.632066-05:
      DOI: 10.1002/cite.201600182
  • Novel In Situ Magnetic Separator for Magnetic Particle-Based Enzyme
           Purification or Biocatalysis
    • Authors: Yonas S. Shaikh; Christian Seibert, Percy Kampeis
      Abstract: A novel in situ magnetic separator is presented in which the separation unit is directly mounted on the bioreactor. Therefore, it is possible to collect the magnetic particles directly from the reaction liquid and transfer them in one step sterile out of the reactor. By consecutive flushing, the particles are concentrated and separated from the rest. The operating parameters were determined and evaluated experimentally and by computational fluid dynamics. The separator was tested in combination with a 5-L bioreactor with glass flask. Hereby, the accumulation kinetics of the particles were analyzed and used for a simple theoretical model.A novel in situ magnetic separator is developed, which enables capturing of magnetic particles directly from the reaction liquid within a bioreactor. The novel separator is mounted on the reactor and includes the functionality to separate the magnetic particles from the reaction liquid and to recycle the captured particles for multiple reactions.
      PubDate: 2018-01-05T03:05:26.491482-05:
      DOI: 10.1002/cite.201600107
  • Target-Costing Stromspeicher / Target Costing for Electricity Storage
    • Authors: Otto Machhammer; Peter Zehner
      Abstract: Die Amplitude der Strompreisschwankungen am Markt ist der Anreiz mit Strom zu handeln. In Deutschland sind die Netzgebühren und Abgaben für das Durchleiten von Strom höher als der Strompreis an der Börse. Stromspeicherung ist so kein lohnendes Geschäft. Dies kann sich nur ändern, wenn entsprechend hohe Vergütungen für die Abgabe von gespeichertem Strom gewährt werden. Das entwickelte Rechenmodell zeigt, dass ohne Förderung der Stromspeichertechnologie eine flächendeckende Versorgungssicherheit mit Strom, nur durch Erhalt bzw. Ausbau der konventionellen Kraftwerke als Backup möglich sein wird.The amplitude of electricity price fluctuations in the market is the incentive to trade in electricity. In Germany, grid fees and charges for passing electricity are higher than the electricity price on the stock exchange. Hence, electricity storage is not a profitable business. This can only change if correspondingly high compensation for the supply of stored electricity is granted. The calculation model shows that without the promotion of electricity storage technology, nationwide security of supply with electricity will only be possible by maintaining or expanding conventional power plants as backup.Die Berechnung des maximal rentablen spezifischen Investments für zyklische Strompreisschwankungen zeigt, dass selbst die kostengünstigste Art Überschussstrom zu speichern unrealistisch hohe Strompreisdifferenz benötigt, um wirtschaftlich zu sein. Wenn Stromspeicher nicht subventioniert werden bleibt nur der konventionelle Kraftwerkspark zur Sicherung der Stromversorgung.
      PubDate: 2017-12-28T09:10:57.368121-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700127
  • Bioenergie aus Mikroalgen – Vision oder Wirklichkeit' / Bioenergy
           from Microalgae – Vision or Reality'
    • Authors: Jan Hoyer; Fritz Cotta, Anja Diete, Jochen Großmann
      Abstract: Mikroalgen werden oft als Hoffnungsträger für die Lösung zukünftiger Fragen der Energie- und Nahrungsversorgung der Weltbevölkerung gesehen. Dies beruht auf ihrer gegenüber Landpflanzen überlegenen Flächenproduktivität und der Möglichkeit, sie unabhängig von fruchtbaren Anbauflächen und Trinkwasser zu kultivieren. Aus der Algenbiomasse kann anschließend neben Nahrungs- und Futtermitteln ein großes Spektrum an Wertstoffen und Biokraftstoffen gewonnen werden. Dieser Artikel beleuchtet neben allgemeinen Betrachtungen zur Mikroalgentechnologie ihr Potenzial zur Gewinnung von Biokraftstoffen.Microalgae are often heralded as a panacea to solve future questions concerning energy and food supply of the world's population. This is due to their vastly superior area productivity compared to terrestrial plants and the feasibility of cultivating them independently of arable land and fresh water. Algal biomass can be used as food and feed as well as a source for a plethora of biofuels and high value products such as nutraceuticals and pharmaceuticals. This review article seeks to shed light on recent advances in microalgal technology and their potential for the production of biofuels.Mikroalgen haben das Potenzial, als Nahrungs- und Energielieferanten der Zukunft zu dienen, unabhängig von Trinkwasser und landwirtschaftlichen Nutzflächen. Dieser Review gibt einen Überblick über aktuelle Entwicklungen in der Mikroalgenbiotechnologie und diskutiert ihr Potenzial zur Gewinnung von Biokraftstoffen wie Biogas und Biodiesel.
      PubDate: 2017-12-28T06:25:31.871822-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700085
  • Effect of Triticale Milling Coarseness on Biogas Production
    • Authors: Lucie Moeller; Andreas Zehnsdorf, Roland Arno Müller
      Abstract: The objective of this study was to investigate the digestibility of triticale grain kernels in anaerobic digestion (AD) systems as compared with coarse triticale. Although the biogas yield of grain kernels in fermentation batch tests was 11 % lower than the biogas yield of coarse triticale after 39 days fermentation time, the parallel semi-continuous fermentations showed the adaptability of the system to the grain kernels AD. The results are important for the prevention of foaming when grain is used as a substrate in AD plants.The digestibility of triticale grain kernels in anaerobic digestion systems was investigated as compared with coarse triticale. Although the biogas yield of grain kernels in fermentation batch tests was lower than that of coarse triticale, the parallel semi-continuous fermentations showed the adaptability of the system to the grain kernels.
      PubDate: 2017-12-28T05:08:08.975229-05:
      DOI: 10.1002/cite.201600111
  • Unexplored Areas of Direct Solvolytic Liquefaction of Lignocellulosic
    • Authors: Rune L. Bahlo; Andrew S. Hursthouse, Anika Sievers, Thomas Willner
      Abstract: Most research on direct solvolytic liquefaction (DSL) focuses on hydrothermal liquefaction or organic model solvents and is dominated by catalytic processes. This review highlights the much less understood aspects of non-catalytic DSL including the solvent recycling required for continuous processing. Results from earlier studies indicate both the feasibility of recycling and the non-catalytic suppression of char formation. However, a proof of continuous operation under steady state with a stationary solvent composition and an extensive investigation of process parameters are missing to date.Researchers have explored several thermo-chemical routes to convert lignocellulosic feedstocks directly into bio-oils with low oxygen content serving as potential substitutes for petroleum-based fuels. An overview of direct solvolytic liquefaction processes is given with focus on non-catalytic processes and solvent recycling required for continuous processing.
      PubDate: 2017-12-20T10:00:29.881463-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700076
  • The Impact of E-Mobility in a Future Energy System Dominated by Renewable
    • Authors: Ulrich Bünger; Jan Michalski
      Abstract: Battery and fuel cell electric cars have been identified as solution to meet the target of reducing greenhouse gas emissions by 80 to 95 % before 2050, however they will also impact the increasingly renewable electricity-based energy system. A numerical case study is conducted for a prototypical station consisting of hydrogen refueling equipment for fuel cell electric vehicles and charging points for battery electric vehicles located in Northern Germany with rather good wind but limited photovoltaics conditions. Major conclusions for the impact of both e-mobility concepts on the energy system are drawn.The integration of battery electric vehicles (BEVs) into today's electricity system requires also an understanding of the role of energy storage for growing shares of renewable electricity. Results from a focused analysis are presented in how far BEVs could add to and hydrogen fuel cell vehicles relax the challenges for the electricity system.
      PubDate: 2017-12-18T11:08:52.929184-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700084
  • Bioenergy Carriers – From Smoothly Treated Biomass towards Solid and
           Gaseous Biofuels
    • Authors: Daniela Thrän; Eric Billig, André Brosowski, Marco Klemm, Stefanie B. Seitz, Janet Witt
      Abstract: Bioenergy carriers are used in different energy sectors. While the bioenergy supply from energy crops is limited, there is still reasonable unused potential from residues and waste. Improved qualities are necessary with regard to energy density, storability, energy content, flexible application, and related emissions. Especially solid and gaseous biofuels can be generated with reasonable effort and are suitable for utilizing the available waste and residual streams. These advanced bioenergy carriers can support the energy transition significantly, but need support for market introduction.Bioenergy provision from energy crops is controversially debated. Dedicated solid and gaseous biofuels can be generated with reasonable effort for utilizing the available waste and residual streams. These advanced bioenergy carriers can support the new role of bioenergy within the energy transition, but they need support for market introduction.
      PubDate: 2017-12-06T14:18:09.02906-05:0
      DOI: 10.1002/cite.201700083
  • Current Developments in Production and Utilization of Biogas and
           Biomethane in Germany
    • Authors: Jaqueline Daniel-Gromke; Nadja Rensberg, Velina Denysenko, Walter Stinner, Tina Schmalfuß, Mattes Scheftelowitz, Michael Nelles, Jan Liebetrau
      Abstract: This paper presents the results of a status quo analysis of biogas production in Germany. It provides detailed information regarding the biogas plant portfolio and distribution, applied technologies, types of substrates und the contribution of biogas to the electricity, heat and transport sector. The evaluations regarding biogas and biomethane are based on data from annually surveys of biogas plant operators, Federal Network Agency regarding electricity generation, German transmission grid operators regarding direct marketing of electricity, and the current plant register regarding flexibility premium.This work provides general and detail information regarding biogas plant portfolio and distribution, applied technologies, kind of substrates, and the current contribution of biogas and biomethane within the electricity, the heat and the transport sector in Germany.
      PubDate: 2017-12-06T08:37:21.334052-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700077
  • Bewertung der wirtschaftlichen Nutzbarkeit von Weichbraunkohle durch
           Kohlengeologie und Organische Petrologie / Evaluating the Economically
           Suitability of Soft Brown Coal by Geology and Organic Petrology
    • Authors: Henny Gerschel; Norbert Volkmann, Jochen Rascher
      Abstract: Die geologisch-petrologische Untersuchung von Weichbraunkohlen birgt großes Potenzial zur Lagerstättenerkundung und Rohstoffcharakterisierung. So können der Aufbau der Kohlen identifiziert, die Mikrohärte gemessen und verschiedene mikrophotometrische Kenngrößen bestimmt werden. Aus der Untersuchung von Veredlungsprodukten oder festen Prozessrückständen erwächst zudem die Möglichkeit, Aussagen zum technologischen Verhalten einzelner Komponenten zu geben, die Prozessbedingungen im Reaktionsraum zu rekonstruieren und besonders aufwendige, kohlenchemische Analysen zu ersetzen.Geologic and petrologic examination of soft brown coals holds large potential for exploration and raw material characterization. Thus, the coal composition can be identified, the micro hardness can be measured and different micro photometric parameters can be quantified. By investigating upgrading products or solid residues it is also possible to receive information about the technological behaviour of special components as well as to reconstruct the process conditions within the reactor and to substitute complex coal chemically analyses.Die geologisch-petrologische Untersuchung von Weichbraunkohlen birgt immenses Potenzial zur Lagerstättenerkundung und Rohstoffcharakterisierung. Aber auch zur Abschätzung des technologischen Verhaltens und zur daraus resultierenden Veredlungseignung einer Kohle sowie zur Prozesssteuerung sind wesentliche Beiträge möglich.
      PubDate: 2017-11-30T06:06:50.339-05:00
      DOI: 10.1002/cite.201700078
  • Direktkontakt-Latentwärmespeicher zur Effizienzsteigerung von
           Wärmepumpen / Direct Contact Latent Heat Storage for Efficiency
           Enhancement of Heat Pumps
    • Authors: Sven Kunkel; Felix Kübel-Heising, Patrick Dörnhofer, Isabel Medina, Jürgen Weis, Rainer Stabler, Jens-Uwe Repke, Matthias Rädle
      Abstract: Mit einem neuen Konzept zur Speicherung thermischer Energie auf niedrigem und konstantem Temperaturniveau soll solarthermische Energie auch in der Übergangs- und Winterzeit effektiv genutzt und zur Steigerung des Wirkungsgrades von Wärmepumpen gespeichert werden. Es wird ein Latentwärmespeicher auf Basis von Salzhydraten vorgestellt, wobei das Salzhydrat einen Schmelzpunkt von 15 °C aufweist und durch Direktkontakt mit einem nicht mischbaren Wärmeträgeröl eine hohe Be- und Entladeleistung bei geringer Grädigkeit aufweist. Erste experimentelle Ergebnisse und Anwendungsbeispiele werden diskutiert.With an innovative concept for the storage of thermal energy at low and constant temperature levels, solar thermal energy can be used effectively in transition and winter periods. Furthermore, the solar energy can be stored to increase the efficiency of heat pumps. A latent heat storage system based on salt hydrates is introduced, where the salt hydrate has a melting point of 15 °C and is in direct contact with an immiscible heat transfer fluid generating a high charging and discharging capacity. Initial experimental results and application examples are presented and discussed.Zur Speicherung von thermischer Energie wird ein neuartiges Speicherkonzept auf Basis eines Direktkontakt-Latentwärmespeichers vorgestellt, das zur Effizienzsteigerung von Wärmepumpen eingesetzt werden kann. Experimentelle Ergebnisse zeigen die Funktion des Speichers und bestätigen den Nutzen in der Wärmepumpentechnik.
      PubDate: 2017-11-20T08:06:01.853132-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700047
  • Rheinische Braunkohle – Energieträger und vielseitiger Rohstoff im
           Wandel der Zeit / Rhenish Lignite – Energy Carrier and Versatile Raw
           Material Through the Ages
    • Authors: Urs Overhoff; Peter Moser, Reinhold Elsen, Gero Vinzelberg, Michael Eyll-Vetter, Markus Neuroth
      Abstract: Als bedeutsamster, heimischer fossiler Energieträger spielt die Braunkohle in Deutschland eine wichtige Rolle in der Strom- und Wärmeversorgung. Auch wenn ihr Anteil an der Stromerzeugung durch die zunehmende Einspeisung erneuerbarer Energien rückläufig ist, werden die fossilen Energieträger auch zukünftig die zuverlässige Grundlast- und Back-Up-Versorgung in Zeiten stellen, in denen die erneuerbaren Energien kaum Strom liefern. Braunkohle und Nebenprodukte können auch stofflich zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen oder zur Gewinnung von strategisch wichtigen Rohstoffen genutzt werden.As Germany's most important, domestic fossil energy carrier, lignite plays a crucial role in electricity and heat production. Even though its share of the overall power production is decreasing due to a rising feed-in from renewable energy sources, fossil energy carriers will go on providing base load and back-up electricity in times when renewable energies are not able to produce enough electricity. Lignite and byproducts can also be used for material utilization. The production of hydrocarbons or extraction of important raw materials are examples.Braunkohle ist der größte fossile Bodenschatz in Deutschland. Während zu Beginn der industriellen Braunkohlenutzung die Wärmeerzeugung im Vordergrund stand, ist heute die Stromerzeugung der dominierende Einsatzbereich. In Zukunft könnte die Braunkohle jedoch auch in der stofflichen Nutzung zur Produktion von chemischen Rohstoffen oder Treibstoffen eine signifikante Rolle spielen.
      PubDate: 2017-11-20T08:05:57.929805-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700067
  • Energiespeicher für die Energiewende: Salzhydratbasierte
           Niedertemperatur-Latentwärmespeicher / Energy Storage for the Energy
           Transition: Salt Hydrate Based Low-Temperature Latent Heat Storage
    • Authors: Christoph Rathgeber; Martin Helm, Stefan Hiebler
      Abstract: Latentwärmespeicher stellen nutzbare thermische Energie mit hoher Speicherdichte zur Verfügung. Für Anwendungen bis ca. 100 °C bieten sich als Speichermaterialien Salzhydrate an. Es wurde ein Latentwärmespeicher mit eingetauchtem Kapillarrohrwärmeübertrager entwickelt, um Salzhydrate langzeitstabil verwenden zu können. Dieses Konzept wurde zur Unterstützung der trockenen Rückkühlung von Sorptionskälteanlagen in solaren Klimatisierungssystemen sowie zur Gebäudekühlung über Flächenkühlsysteme eingesetzt. Derzeit werden neue Salzhydratmischungen für weitere energierelevante Anwendungen untersucht.Latent heat storage provides useable thermal energy with high storage density. Salt hydrates are appropriate storage materials for applications up to 100 °C. To apply salt hydrates over a long period of time, a latent heat storage with immersed capillary tube heat exchanger has been developed. This concept has been installed as support of the dry recooling of sorption chillers in solar heating and cooling systems and as part of a space cooling system. Novel salt hydrate mixtures for further energy-relevant applications are currently being investigated.Salzhydratbasierte Latentwärmespeicher stellen für Anwendungen bis 100 °C nutzbare thermische Energie mit hoher Speicherdichte zur Verfügung. Die Entwicklung eines Speicherkonzepts mit eingetauchtem Kapillarwärmeübertrager ermöglicht es, Salzhydrate langzeitstabil zu verwenden, z. B. in der Rückkühlung solar betriebener Sorptionskälteanlagen.
      PubDate: 2017-11-20T03:48:06.720286-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700049
  • Ein Konzept für die Kohlenstoffkreislaufwirtschaft Sektorkopplung
           zwischen Energie, Chemie & Abfall / A Concept for the Circular Carbon
           Economy Sector Coupling of the Energy, Waste, and Chemical Industry
    • Authors: Bernd Meyer; Florian Keller, Christian Wolfersdorf, Roh Pin Lee
      Abstract: Ein Konzept zur CO2-emissionsfreien Schließung des Kohlenstoffkreislaufes durch Kopplung von CO2-emissionsamer Kohlechemie, Abfallwirtschaft und Energiewirtschaft mithilfe der Co-Vergasung von Kohle und Abfall unter Einbindung von regenerativ erzeugtem Wasserstoff wird vorgestellt. Ziel ist die Erreichung der CO2-Emissionsfreiheit durch Einkopplung Erneuerbarer Energie. Am Beispiel der Olefinproduktion in Deutschland wird der dafür erforderliche Bedarf ermittelt. Im Vergleich zeichnet sich die Vergasungsroute durch einen um etwa Faktor zwei geringeren Energiebedarf aus.A concept for a stepwise closure of the carbon cycle through a coupling of low emissions coal chemistry, waste management, and energy sectors via co-gasification of coal and waste with the integration of renewably generated hydrogen is introduced. Goal is the achievement of zero CO2 emissions through an integration of renewable energy. Results from a case analysis of the required demand for renewable energy to achieve this goal for olefin production in Germany is presented. Findings show that the gasification route requires only about half the renewable energy to achieve zero CO2 emissions compared to other routes.Ein Konzept zur schrittweisen Schließung des Kohlenstoffkreislaufes durch die Kopplung von CO2-emissionsamer Kohlechemie, Abfallwirtschaft und Energiewirtschaft mit Hilfe der Co-Vergasung von Kohle und Abfall unter Einbindung von Wasserstoff aus Erneuerbaren Energien wird vorgestellt und in einer Fallstudie bewertet.
      PubDate: 2017-10-20T00:01:36.461529-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700088
  • Titelbild Chem. Ing. Tech. 12/2017
    • Pages: 1581 - 1581
      Abstract: Das Titelbild zeigt eine Blasensäule (DN100) im Technikum der TU Kaiserslautern. In einem Messring befindet sich eine vollintegrierte Durchlichtmesstechnik zur schnellen Live-Erfassung, Auswertung und Ausgabe von transienten Blasengrößenverteilungen. Bei diesem Messverfahren stehen sich Beleuchtung und Kamera gegenüber. Der Anwender erhält dadurch ein diskretes zweidimensionales Schattenwurfbild der im Prozess befindlichen Blasen. Durch den Einsatz von Hochgeschwindigkeitskameras kann ein zusätzlicher Mehrgewinn an Prozessinformation erhalten werden. Neben Blasengrößen und Phasengrenzflächen können im Nachgang ebenfalls Koaleszenz- und Zerfallseffekte beobachtet werden. Zudem ist eine Ermittlung der Geschwindigkeitskomponenten der Einzelblasen möglich.Das Messverfahren ist neben Blasen- gleichsam auf Tropfen- und Partikelgrößenerfassungen anwendbar. Es kann damit auch einen wichtigen Beitrag zum Inline-Monitoring komplexer Mehrphasenströmungen wie Extraktions- oder Destillationsprozesse liefern. Durch den modularen Aufbau ist das abgebildete System in Rohr- und Kolonnenströmungen von DN25 bis DN450 implementierbar. Bei Apparatedimensionen ab DN300 wird die vorgenannte Variante der Einbringung jedoch zweckmäßigerweise über eine einseitige Flanscheinbringung realisiert. Dabei wird das Grundprinzip des Durchlichts beibehalten. Der Stand der Forschungsergebnisse um diesen innovativen Ansatz wird in Kürze veröffentlicht.
      PubDate: 2017-11-23T09:08:29.388984-05:
      DOI: 10.1002/cite.201770121
  • ProcessNet – Fluiddynamik und Trenntechnik (FDTT) – eine
    • Authors: Hans-Jörg Bart
      Pages: 1583 - 1583
      Abstract: No abstract.
      PubDate: 2017-11-23T09:08:27.00813-05:0
      DOI: 10.1002/cite.201770122
  • Inhalt: Chem. Ing. Tech. 12/2017
    • Pages: 1584 - 1588
      PubDate: 2017-11-23T09:08:28.130845-05:
      DOI: 10.1002/cite.201770123
  • GDCh: Chem. Ing. Tech. 12/2017
    • Pages: 1589 - 1591
      PubDate: 2017-11-23T09:08:24.472042-05:
      DOI: 10.1002/cite.201770124
  • VDI: Chem. Ing. Tech. 12/2017
    • Pages: 1592 - 1592
      PubDate: 2017-11-23T09:08:25.551203-05:
      DOI: 10.1002/cite.201770125
  • Forum: Chem. Ing. Tech. 12/2017
    • Pages: 1593 - 1596
      PubDate: 2017-11-23T09:08:25.41033-05:0
      DOI: 10.1002/cite.201770126
  • Partikelmesstechnik in der Fluidverfahrenstechnik / Particle Measurement
           Techniques in Fluid Process Engineering
    • Authors: Markus Lichti; Hans-Jörg Bart
      Pages: 1599 - 1610
      Abstract: Partikuläre Systeme sind ubiquitär und kommen in der Fluidverfahrenstechnik in Form von Tropfen, Blasen oder Feststoffpartikeln vor. Nicht nur ihre Konzentration, sondern auch ihre Verteilung bestimmt oft maßgeblich den jeweiligen Prozess. In diesem Beitrag wird ein Überblick über gängige invasive und nichtinvasive Messverfahren zur Erfassung von Blasen und Tropfen vorgestellt. Die Vor- und Nachteile zur Erfassung von Phasen- und Partikelgrößenverteilungen in Mehrphasensystemen werden angesprochen und Funktionsprinzipien, deren Anwendbarkeit im Labor sowie Grenzen im industriellen Einsatz aufgezeigt und diskutiert.Droplets, bubbles or solid particles concentration and their particle size distribution markedly influence process conditions. In this article an overview in respect to popular invasive and non-invasive local measurement techniques for bubbles and droplets will be given. It starts with capillary suction probes, laser Doppler anemometry and finally covers actual developments in tomography and optical endoscopic measurement techniques. Furthermore, the possibilities and limitations of analyzing particle size distributions within different methods as well as application fields and their limits will be discussed.Partikuläre Systeme sind ubiquitär und treten in Form von Tropfen, Blasen oder Feststoffpartikeln auf. Ihre Verteilung bestimmt maßgeblich den Prozess. In diesem Beitrag erfolgt ein Überblick über gängige invasive und nichtinvasive Messverfahren. Es werden Funktionsprinzipien, Anwendbarkeit im Labor sowie Grenzen im industriellen Einsatz diskutiert.
      PubDate: 2017-11-06T05:45:35.994416-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700035
  • Performance of Laboratory-Scale Stirred-Pulsed Extraction Columns with
           Different Diameters
    • Authors: Sebastian Soboll; Isabell Hagemann, Norbert Kockmann
      Pages: 1611 - 1618
      Abstract: Based on a stirred-pulsed column with 15 mm inner diameter, which was shown to provide a high number of theoretical stages per meter in a previous study, a 32-mm column of the same type was designed and characterized using the test system water/acetone/n-butyl acetate. The 32-mm column shows a lower extraction performance than the 15-mm column, however, the performance is still nearly twice as high as in conventional extraction columns. Furthermore, the maximum throughput is significantly higher in the 32-mm column compared to the DN15 column and in the same range as for conventional stirred columns.The exceptional separation performance of a 15-mm inner diameter stirred-pulsed extraction column is mostly maintained when increasing the column diameter to 32 mm. In comparison with a conventional stirred extraction column of the same scale, the 32-mm column shows a significantly higher extraction performance at equal throughputs.
      PubDate: 2017-11-14T12:55:50.246749-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700031
  • Tomographische Messtechnik zur Visualisierung von Einzeltropfen in
           Extraktionskolonnen / Tomographic Visualization of Single Droplets Inside
           Liquid-Liquid Extraction Columns
    • Authors: Thilo Kögl; Wolfgang Arlt
      Pages: 1619 - 1624
      Abstract: Mithilfe der Röntgencomputertomographie kann die Fluiddynamik in verfahrenstechnischen Apparaten nicht-invasiv untersucht werden. Durch die Wahl eines geeigneten Stoffsystems wird die disperse Tropfenströmung in Extraktionskolonnen tomographisch visualisiert. Die automatisierte Bildauswertung ermöglicht so zum ersten Mal den nicht-invasiven Zugang zu Tropfengrößen, -formen und der örtlichen Verteilung der Tropfen im Inneren der strukturierten Metallpackungen. Entlang der Packungshöhe kann der Einfluss der strukturierten Packung auf die Tropfenverteilung detailliert untersucht werden.X-ray computed tomography allows for non-invasive measurements of hydrodynamic parameters in process equipment. A suitable test system was selected in order to visualize disperse droplet-flows inside packed liquid-liquid extraction columns. Automated image analysis enables the quantification of drop sizes, shapes, and drop locations inside the structured metal packing. Multiple tomographic scans on different height levels reveal the influence of packing geometry on the droplet distribution along the packing axis.Zur Auslegung von Extraktionskolonnen sind Kenntnisse über die Fluiddynamik der Tropfen im Inneren der Kolonne erforderlich. Die Röntgencomputertomographie ermöglicht nicht-invasive Einblicke in intransparente Apparate. Am Beispiel einer Extraktionskolonne wird die Visualisierung von Einzeltropfen innerhalb einer strukturierten Packung gezeigt.
      PubDate: 2017-11-03T03:30:23.912382-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700027
  • SQMOM-Modellierung der Hydrodynamik in Kühni-Kolonnen bei der
           Reaktivextraktion / SQMOM Hydrodynamic Modelling of Kühni Columns for
           Reactive Extraction
    • Authors: Christian Korb; Samer Suleiman Alzyod, Menwer Attarakih, Hans-Jörg Bart
      Pages: 1625 - 1634
      Abstract: Das SQMOM (sectional quadrature method of moments)-Modell wurde erstmals für ein reaktives Stoffsystem (EFCE-Stoffsystem für die Zinkextraktion mit dem Ionentauscher Di-(2-ethylhexyl)-phosphorsäure (D2EHPA)) in einer DN32-Kühni-Kolonne validiert. Dabei wurde die Auswirkung des Ionentauschers sowie der Betriebsparameter Rührerdrehzahl, Phasenverhältnis und Phasenbelastungen auf die hydrodynamischen Kenngrößen wie Hold-up, Flutgrenzen und Tropfengrößenverteilungen betrachtet. Ein Vergleich zeigte eine gute Übereinstimmung des 1D-Populationsmodells mit den experimentellen Ergebnissen.The sectional quadrature method of moments (SQMOM), as a discrete population balance model, is applied for the first time to model the hydrodynamics of a reactive system (EFCE test system for zinc extraction with the ion exchanger di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid (D2EHPA)) in a Kühni liquid-liquid extraction column. The influence of the ion exchanger as well as different operating conditions like stirrer rotational speed, phase ratio, and column loading on column hydrodynamic parameters such as holdup, flooding limits, and droplet size distribution were investigated. A comparison showed a good agreement of the 1D population model with the experimental results.Die selektive Extraktion von Metallionen durch Reaktivextraktion wird häufig in der Hydrometallurgie angewendet. Dabei gewinnt die numerische Modellierung der Extraktionsprozesse immer mehr an Bedeutung. Die Validierung eines SQMOM (sectional quadrature method of moments)-Modells mithilfe von experimentellen Untersuchungen an einer DN32-Kühni-Extraktionskolonne wird gezeigt.
      PubDate: 2017-11-14T05:25:39.388116-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700048
  • Mass Transfer During Droplet Formation – A Measuring Technique Study
    • Authors: Jens S. Heine; Hans-Jörg Bart
      Pages: 1635 - 1641
      Abstract: In liquid-liquid extraction processes, the mass transfer coefficient is one of the key design parameters. In the present study, the impact on mass transfer during droplet formation in a quiescent continuous phase is investigated analytically. Therefore, confocal Raman spectroscopy in a novel measurement cell combined with interfacial tension measurements are applied. It could be shown, that Marangoni effects in the system toluene-acetonitrile-water (mass transfer direction from the dispersed to the continuous phase) lead to 50 % of mass transferred in the first 5 s when 90 % is transferred in 1 min.Liquid-liquid extraction is applied in many chemical processes. The mass transfer behavior is an essential part of understanding the process performance in an extraction column. This research article describes two in-line measuring methods for the measurement of the mass transfer during droplet formation.
      PubDate: 2017-11-06T08:30:42.779003-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700045
  • Stofftransport in einer Flüssig/Flüssig-Pfropfenströmung im
           Mikrokapillarreaktor / Mass Transport in a Liquid-Liquid Plug Flow in a
           Micro-Capillary Reactor
    • Authors: Christian Heckmann; Safa Kutup Kurt, Peter Ehrhard, Norbert Kockmann
      Pages: 1642 - 1649
      Abstract: Mithilfe der Mikroverfahrenstechnik kann die verfahrensspezifische Prozessleistung gegenüber konventionellen Apparaten gesteigert werden. Ein Modell zur Simulation des Stofftransports in einer Flüssig/Flüssig-Pfropfenströmung in einem Mikrokapillarreaktor wird vorgestellt. Ausgehend von der Interface-Tracking-Methode erfolgt die Modellierung auf separaten formangepassten gekoppelten Rechengebieten auf Grundlage einer importierten Grenzflächentopologie. Experimentelle Untersuchungen erfolgen mit einem Standardextraktionssystem. Während der Pfropfenerzeugung findet etwa ein Drittel der Extraktion statt.By means of micro-process engineering, the specific process-performance performance compared to conventional apparatuses can be increased. A model for the numerical simulation of the mass transport in a liquid-liquid plug flow in a micro-capillary reactor is presented. Following the idea of the interface-tracking method, separate computational domains for both phases are arranged around an imported steady-state interface topology. Experimental investigations are carried out using a standard extraction system. Around one third of the extraction takes place during the generation of the plug.Ausgehend vom konzeptionellen Aufbau eines kapillaren Mikroreaktors wird ein Modell zur numerischen Beschreibung des Stofftransports in einer Flüssig/Flüssig-Pfropfenströmung an der freien Grenzfläche erstellt und mit Messwerten verglichen. Der Einfluss des Pfropfenerzeugers auf den Transportprozess durch die freie Grenzfläche wird dargestellt.
      PubDate: 2017-11-07T02:57:36.45986-05:0
      DOI: 10.1002/cite.201700030
  • Adsorbentien für sorptionsgestützte Klimatisierung, Entfeuchtung und
           Wassergewinnung / Adsorbents for Dehumidification, Cooling, and Water
    • Authors: Sebastian-Johannes Ernst; Max Baumgartner, Dominik Fröhlich, Hans-Jörg Bart, Stefan Kai Henninger
      Pages: 1650 - 1660
      Abstract: Wasseradsorption an porösen Materialien bietet Möglichkeiten, das gesteigerte Komfortbedürfnis der Menschheit zu adressieren: Sorptionsgestützte Klimatisierung, Entfeuchtung und Wassergewinnung aus der Umgebungsluft. In vorliegender Arbeit werden drei neuartige Adsorbentien, die zwei MOFs Aluminium-Fumarat und CAU-10-H, sowie ein PMO mit Blick auf die Anwendung charakterisiert. Die maximale Wasserbeladung der Materialien liegt zwischen 0,35 und 0,52 g g−1. Für verschiedene Anwendungen wurde der Umsatz berechnet und in einem Eigenaufbau die Stabilität der Materialien über 300 Zyklen untersucht.Water adsorption on porous materials offers opportunities to address the increased comfort needs of mankind: sorption-assisted air-conditioning, dehumidification, and water extraction from ambient air. In the present work, three novel adsorbents, two MOFs aluminum fumarate and CAU-10-H, as well as a PMO with regard to the application are characterized. The maximum water loading of the materials is between 0.35 and 0.52 g g−1. The water exchange was calculated for various applications and the stability of the materials was investigated in a self-assembled test setup over 300 cycles.Wasseradsorption an porösen Materialien bietet Möglichkeiten, das gesteigerte Komfortbedürfnis der Menschheit zu adressieren: Sorptionsgestützte Klimatisierung, Entfeuchtung und Wassergewinnung aus der Umgebungsluft. Mit Blick auf die Anwendung werden drei neuartige Adsorbentien charakterisiert.
      PubDate: 2017-10-27T07:21:39.776598-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700038
  • Adsorptive Purification of Ionic Liquids and their Reuse in
           Cellulose Processing
    • Authors: Marcus Watts; Birgit Kosan, Jochen Hammerschmidt, Susann Dorn, Frank Meister, Stephan Scholl
      Pages: 1661 - 1669
      Abstract: Unfortunately, imidazole-based ionic liquids (ILs) tend to build high-boiling impurities like chromophores. This results in reduced process stability and product conditions like stained cellulose fibers. Therefore, different adsorbent materials were tested for their capability to purify the IL 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate. The product quality was monitored by UV-vis spectroscopy. It was observed that activated carbon showed the best purification results. The purified IL was successfully reused in the process of cellulose dissolution and shaping.A purification process for discolored imidazole-based ionic liquids (ILs) for the use in cellulose processing is presented. UV-vis spectroscopy revealed that activated carbon is the best suitable adsorbent material for reducing the discoloration in ILs. Furthermore, IL properties do not alter during purification for cellulose processing.
      PubDate: 2017-11-06T08:05:54.194794-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700026
  • Aktivierung und Formgebung zur Verbesserung der Eigenschaften von
           Adsorbentien aus Agrarreststoffen / Activation and Forming for Improved
           Properties of Adsorbent Materials from Agricultural By-Products
    • Authors: Katja Schaldach; Volker Herdegen, Hans-Werner Schröder, Jens-Uwe Repke
      Pages: 1669 - 1678
      Abstract: Um die in großen Mengen anfallenden Agrarreststoffe (z. B. Reis-/Weizenstroh) stofflich nutzen zu können, wird im Folgenden ein neues Konzept zur Formaktivkohlenerzeugung auf Basis eines Feuchtpelletierverfahrens vorgestellt. Im Rahmen des Konzeptes kann über eine zusätzliche Aktivierung der Biomassen bzw. Aktivkohlen positiv Einfluss auf die spezifischen Eigenschaften genommen werden. Dies spiegelt sich in den vorgestellten Ergebnissen zur Formkohlenerzeugung und zur Aktivierung der nicht-pelletierten Biomassen/-kohlen als Grundlage für die spätere Kombination beider Prozessschritte wider.For the material use of the arising huge amounts of agricultural by-products (e.g., rice/wheat straw), a concept for the production of formed carbon adsorbent materials is presented hereinafter – the main process step is a wet pelleting process. Due to an additional activation step of the biomasses or the carbons, respectively, the adsorption properties can be improved. The presented study shows results for the production of formed carbons and the activation of not-pelleted biomasses or carbons, respectively, as a first step before a later combination of both process steps.In großen Mengen anfallende Agrarreststoffe bieten ein hohes Potential für die stoffliche Nutzung u. a. als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Formaktivkohlen. Besonders die Formgebung sowie die Verbesserung adsorptionsspezifischer Eigenschaften stellen dabei Herausforderungen dar.
      PubDate: 2017-11-14T12:55:57.723025-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700064
  • Characterization of Porous Silica Materials with Water at Ambient
           Conditions. Calculating the Pore Size Distribution from the Excess Surface
           Work Disjoining Pressure Model
    • Authors: Nikolaj Georgi; Andrei Kolesnikov, Hans Uhlig, Jens Möllmer, Michael Rückriem, Andreas Schreiber, Jürgen Adolphs, Dirk Enke, Roger Gläser
      Pages: 1679 - 1685
      Abstract: Characterization of mesoporous materials today is routinely performed recording the adsorption isotherm of nitrogen at 77 K. The pore size distribution (PSD) can subsequently be determined using either thermodynamics or statistical mechanics based approaches. While nitrogen has evolved as the reference adsorptive, other gases are often used to extract more information from the isotherm. This contribution is focused on the calculation of a PSD from the water vapor isotherm. It is demonstrated that water adsorption provides accurate results comparable to the standard nitrogen adsorption.In contrast to the widely used nitrogen, as a standard adsorptive for characterization of porous materials, it is shown that water vapor at ambient conditions can be used to determine the pore size distribution of silica materials. The presented method provides similar results to the standard method and does not require a reference isotherm.
      PubDate: 2017-11-15T05:35:45.402629-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700042
  • IR Microimaging of Direction-Dependent Uptake in MFI-Type Crystals
    • Authors: Seungtaik Hwang; Bence Parditka, Csaba Cserháti, Zoltán Erdélyi, Roger Gläser, Jürgen Haase, Jörg Kärger, Wolfgang Schmidt, Christian Chmelik
      Pages: 1686 - 1693
      Abstract: Covering MFI-type zeolite crystals with Al2O3 by atomic layer deposition is shown to make the external zeolite crystal impermeable for guest molecules. By corresponding manipulations of the crystal certain faces can be opened for guest molecules. In this way, IR microimaging can be applied to record the evolution of transient intracrystalline concentration profiles along the crystals longitudinal extension. The introduced method of covering may provide the possibility of observing fluxes of reactant and product molecules within single zeolite crystals during catalytic reactions.Covering MFI-type zeolite crystals with Al2O3 by atomic layer deposition is shown to make the external surface impermeable for guest molecules. After breaking the crystals, molecular fluxes in longitudinal extension can be observed using IR microimaging. The interplay of diffusion anisotropy and the MFI crystal intergrowth structure can be studied directly.
      PubDate: 2017-11-14T12:56:01.030773-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700128
  • Vernetzung cellulosischer Materialien: Herstellungsstrategien und
           analytische Ansätze / Cross-Linking of Cellulosic Materials:
           Manufacturing Strategies and Analytical Approaches
    • Authors: Jakob Tolk; Annette Reiche
      Pages: 1694 - 1705
      Abstract: Cellulose ist ein einzigartiges Polymer, das viele Kunststoffe in Widerstand, mechanischer Festigkeit und anderen Schlüsseleigenschaften übertrifft. Trotzdem ist es oft notwendig, ihre Eigenschaften optimal auf die Anforderungen des jeweiligen Einsatzgebietes anzupassen. In vielen Fällen werden Produkte auf Cellulosebasis chemisch vernetzt. Dieser Beitrag gibt einen kritischen Überblick über existierende Vernetzungsverfahren aus unterschiedlichsten Bereichen der Celluloseverarbeitung und geht auf Ansätze zur Charakterisierung vernetzter Cellulose ein.Cellulose is a unique polymer that exceeds many synthetic materials in resistance, mechanical strength and other key properties. Nevertheless, it is often necessary to adjust the material characteristics to the respective application. In many cases, this is done by chemical crosslinking of cellulose-based products. The review gives a critical overview of existing crosslinking strategies from the different areas of cellulose manufacturing and describes approaches for the characterization of crosslinked cellulose.Cellulose stellt ein einzigartiges Biopolymer dar, das in Form von Folien, Membranen oder Hydrogelen vielfältige Einsatzmöglichkeiten bietet. Der Beitrag zeigt auf, wie die Eigenschaften dieser Materialien mittels chemischer Vernetzung auf die jeweiligen Anforderungen angepasst werden können und geht auf Ansätze zur Charakterisierung vernetzter Cellulose ein.
      PubDate: 2017-10-11T08:35:28.016358-05:
      DOI: 10.1002/cite.201600186
  • Kreislaufwirtschaft 4.0 – technologische Umbrüche, Herausforderungen
           und Lösungsansätze aus Sicht der Recyclingindustrie / Circular Economy
           4.0 – Technological Changes, Challenges, and Approaches, a Recycler's
           Point of View
    • Authors: Philipp Kempkes; Ansgar Fendel, Jörg Smuda, Herwart Wilms, Herbert Zahn
      Pages: 1706 - 1713
      Abstract: In vielen Bereichen der Kreislaufwirtschaft zeichnen sich deutliche Veränderungen ab, die zu großen Teilen durch den Einzug der Informatisierung in die moderne industrielle Produktion bedingt sind. Mit diesem Beitrag sollen die Auswirkungen dieser Veränderungen auf die Stoffströme der Kreislaufwirtschaft und insb. der Recyclingindustrie aus Sicht der letzteren näher beleuchten und, wo möglich, Wege aufgezeigt werden, sich auf die neue Situation einzustellen und weiterhin marktgerecht und wirtschaftlich zu agieren.Considerable changes become apparent in various sections of the circular economy. In large parts, these can be traced back to the introduction of information technology into modern industrial production. With this contribution, the impact of these changes on material streams in the circular economy and in particular the recycling industry will be examined and, where possible, approaches to adapt to the new situation in order to stay in line with the market identified.Die Auswirkungen von Informatisierung der industriellen Produktion auf Recyclingindustrie und Kreislaufwirtschaft werden, aus Sicht der Recyclingindustrie, einer kritischen Betrachtung unterzogen. Wo möglich, zeigen wir Wege auf, sich auf die neue Situation einzustellen und weiterhin marktgerecht und wirtschaftlich zu agieren.
      PubDate: 2017-10-27T02:56:01.92988-05:0
      DOI: 10.1002/cite.201600112
  • Berechnungsansatz für keramische Wärmerohr-Wärmeübertrager für
           Hochtemperaturanwendungen / Calculation Approach for Ceramic Heat
           Pipe-Heat Exchanger for High-Temperature Applications
    • Authors: Simon Unz; Nina Hack, Michael Beckmann
      Pages: 1714 - 1725
      Abstract: Metallische Werkstoffe weisen bei hohen Temperaturen und chemisch aggressiven Atmosphären geringe Standzeiten auf. Eine Alternative sind keramische Werkstoffe, die jedoch nicht wie metallische Werkstoffe verarbeitet werden können. Deshalb wird der Einsatz einer einfachen Wärmerohrgeometrie als Grundform für Wärmeübertragungssysteme in der Hochtemperaturtechnik betrachtet. Zur Auslegung von Hochtemperaturwärmeübertragern wird ein numerisches Berechnungsmodell zur genauen Bestimmung des Betriebsverhaltens großer Apparate vorgestellt, das neben konvektivem auch den strahlungsabhängigen Wärmetransport berücksichtigt.Metal materials show poor lifetime behavior under high-temperature conditions and aggressive atmospheres. An alternative solution is the use of ceramic material. These ceramics cannot be processed and joined like metal material. Out of this reason the simple geometry of a heat pipe can be used as a basic design for ceramic heat exchanger systems. For these apparatuses a numerical calculation model is introduced for a more exact determination of the working behavior of large units concerning as well convective as radiative heat transfer.Keramische Werkstoffe bieten sich für Hochtemperaturanwendungen bei schwierigen Atmosphären an. Zur Auslegung von Wärmerohr-Hochtemperatur-Wärmeübertragern wird ein numerisches Berechnungsmodell zur Bestimmung des Betriebsverhaltens großer Apparate unter Berücksichtigung des konvektiven und strahlungsbedingten Wärmetransports beschrieben.
      PubDate: 2017-11-02T07:55:36.879221-05:
      DOI: 10.1002/cite.201600123
  • Trennkurven in Siebung und Gegenstromsichtung bei geringen Gutbeladungen /
           Separation Curves of Screening and Air Classifying Processes at Low
           Material Loadings
    • Authors: Christian Spötter; Frederik Elskamp, Manuel Hennig, Ulrich Teipel, Alfred P. Weber, Harald Kruggel-Emden
      Pages: 1726 - 1738
      Abstract: Zur Abtrennung unterschiedlich großer Partikeln sind in der Feststoffverfahrenstechnik trockene Klassierprozesse zur Herstellung enger Fraktionen von großer Bedeutung. Um das Trennverhalten von Strömungs- und Siebklassierprozessen genauer vorhersagen zu können, wurden experimentelle Resultate mit DEM-Simulationen verglichen. Bei der Siebklassierung wurde der Einfluss der Partikelform auf den Trennprozess betrachtet, während das Partikelverhalten zwischen den Schaufeln eines Abweiseradsichters mit DEM simuliert wurde. Die Kombination aus DEM und Experiment ermöglicht es, Modellvorhersagen durch Ermittlung prozessspezifischer Parameter zu verbessern und Klassiermodelle abzuleiten, die in dynamischen Feststofffließschemasimulationen verwendet werden.For the separation of particles with different sizes, dry classification processes are of great importance for the production of narrow fractions in the solid processing technology. To be able to more accurately predict the separation behavior of flow and sieve classifying processes, experimental results were compared with DEM simulations. In screening the influence of the particle shape on the separation process was considered while the particle behavior between the paddles of a deflector wheel classifier was simulated with DEM. The combination of DEM simulation and experiment makes it possible to improve model predictions by identifying process-specific parameters and to develop classification models, which are applicable in dynamic flowsheet simulations of solids processes.Um das Trennverhalten von trockenen Klassierungsprozessen besser beurteilen zu können, wurden die Sichtungsvorgänge bei Siebungen und Abweiseradsichtern experimentell untersucht und mit DEM-Simulationen sowie Modellberechnungen verglichen. Hierzu wurden die Partikelbewegungen beider Prozesse mittels Hochgeschwindigkeitskameraaufnahmen ausgemessen und mittels DEM simuliert.
      PubDate: 2017-09-26T09:30:57.68957-05:0
      DOI: 10.1002/cite.201600156
  • Aerosol-Synthese von porösen Katalysatorpartikeln mit einstellbaren
           Porengrößen und Katalysatordurchmessern / Aerosol-Synthesis of Porous
           Catalyst Particles with Tailored Pores and Tunable Metal Particle Size
    • Authors: Jannis Röhrbein; Aurina Martínez Arias, Alfred P. Weber
      Pages: 1739 - 1751
      Abstract: Die Herstellung von porösen geträgerten Katalysatoren mit fein einstellbaren Struktureigenschaften spielt in der heterogenen Katalyse eine große Rolle in der Erforschung von Reaktionsabläufen und Mechanismen. Das Zusammenspiel von nanoskaligen Poren und Aktivkomponenten bietet dabei die Möglichkeit der Optimierung von Reaktionen im Hinblick auf Ausbeute und Selektivität. Gängige Synthesemethoden sind oftmals in der Variationsbreite limitiert. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein einfacher und gut skalierbarer Aerosol-Syntheseweg für die Herstellung nanoskaliger Katalysatoren für die Fischer-Tropsch-Synthese aufgezeigt.The production of porous and supported catalysts with precisely tunable structural properties plays an important role in heterogeneous catalysis regarding the exploration of reaction paths and mechanisms. The interaction of nano-scale pores and active components offers the unique possibility to optimize reactions towards yield and. Common synthesis routes are often limited within their variability. Therefore, a new and scalable aerosol-based synthesis route is presented in this work to overcome these issues and to vary pore sizes and active metal particle sizes independently.Für die Erforschung von Reaktionsabläufen und Mechanismen spielen die Struktureigenschaften der Katalysatoren eine wichtige Rolle. Im Rahmen dieser Arbeit werden zwei Synthesewege aufgezeigt, welche die Herstellung geträgerter Katalysatoren erlauben und die Möglichkeit bieten die Struktureigenschaften kontrolliert und präzise einstellen zu können.
      PubDate: 2017-10-16T11:45:29.514018-05:
      DOI: 10.1002/cite.201600184
  • Optimale Versuchsplanung mittels Bootstrapping / Optimal Design of
           Experiments Based on Bootstrapping
    • Authors: Olivier Paquet-Durand; Bernd Hitzmann
      Pages: 1752 - 1758
      Abstract: In diesem Beitrag wird gezeigt, dass eine optimale Versuchsplanung zur Bestimmung kinetischer Parameter mittels Bootstrapping in moderater Zeit durchgeführt werden kann. Als Beispielsystem dient hier eine Folgereaktion erster Ordnung. Bootstrapping zur Parameterfehlerschätzung ist zwar signifikant rechenaufwändiger, bietet aber gegenüber der klassischen Methode, basieren auf der Fisher-Information, den Vorteil, dass die Wahrscheinlichkeitsdichteverteilungen der Parameter nicht als normalverteilt angenommen werden müssen. Auch die Messfehler müssen für Bootstrapping nicht bekannt sein.This contribution shows, that an optimal experimental design for an accurate determination of kinetic parameters based on bootstrapping can be calculated in reasonable time. As example system, a consecutive reaction with kinetics of first order was used. Bootstrapping for estimation of parameter errors has a significantly higher computational demand than the classical method, based on the Fisher information. But bootstrapping has the big advantage of not requiring the probability densities of the parameters or measurement errors to follow any distribution. They don't even have to be known.In diesem Beitrag wird eine optimale Versuchsplanung zur möglichst genauen Bestimmung kinetischer Parameter einer Folgereaktion erster Ordnung mittels Bootstrapping durchgeführt. Bootstrapping zur Parameterfehlerschätzung ist zwar rechenaufwändiger, aber die Verteilungen der Parameter müssen nicht als normalverteilt angenommen werden.
      PubDate: 2017-10-20T06:33:19.316951-05:
      DOI: 10.1002/cite.201600097
  • Selective Oxidation of Methane with Hydrogen Peroxide Towards Formic Acid
           in a Micro Fixed-Bed Reactor
    • Authors: Hualiang Zuo; Vera Meynen, Elias Klemm
      Pages: 1759 - 1765
      Abstract: Selective oxidation of methane by using aqueous hydrogen peroxide solution as oxidant was investigated. Colloidal nanosized Cu-Fe-silicalite-1 was prepared and a micro reactor was used to intensify mass transport. It was found that the oxygenate productivity could be enhanced nearly three orders of magnitude while simultaneously ensuring high turn-over-frequencies of some 100 h−1. However, the main product in liquid phase was not methanol, but formic acid. At optimized reaction conditions, a selectivity to formic acid of 96.7 % at a methane conversion of 10.3 % could be achieved.Methane as the main component of natural gas receives more and more attention. The production of formic acid by the selective oxidation of methane is presented. Colloidal nanosized Cu-Fe-silicalite-1 as catalyst was prepared and a micro reactor was used to intensify mass transport. High values of turnover frequencies and volume productivity were obtained.
      PubDate: 2017-09-14T06:50:24.499369-05:
      DOI: 10.1002/cite.201600174
  • Standardized Qualification of Stirred Bioreactors for Microbial
           Biopharmaceutical Production Processes
    • Authors: Cedric Schirmer; Katharina Blaschczok, Ute Husemann, Marco Leupold, Christian Zahnow, Jens Rupprecht, Rainer Glöckler, Gerhard Greller, Ralf Pörtner, Regine Eibl, Dieter Eibl
      Pages: 1766 - 1772
      Abstract: An in 2016 published DECHEMA guideline concerning process engineering characterization and a new Escherichia coli model process were utilized for the qualification of two geometrically similar stirred stainless steel bioreactors (30 L and 100 L working volume). The achieved results demonstrate that performing an additional biological model process is a valuable complement to the process engineering characterization. Optical densities of 27 (100 L) and 39 (30 L) were reached in the batch cultivation process.Reaching desired product quantity and quality in fermentation processes is often dependent on the bioreactor performance. Therefore, standardized methods for a qualification procedure are needed. Beside the general process engineering characterization a new Escherichia coli model process is introduced.
      PubDate: 2017-10-20T00:00:51.238475-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700039
  • Voruntersuchungen zur elektrohydraulischen Zerkleinerung von CFRP für das
           Carbonfaser-Recycling / Preliminary Tests for Electrohydraulic
           Fragmentation of CFRP for Carbon Fiber Recycling
    • Authors: Carsten H. M. Orzol; Martin Ohlmeyer, Thomas Krampitz, H.-Georg Jäckel, Mareen Zöllner, Holger Lieberwirth
      Pages: 1773 - 1781
      Abstract: Die Voruntersuchungen zeigen, dass die elektrohydraulischen Zerkleinerung von carbon fiber reinforced polymer (CFRP) zur Freilegung von C-Fasern generell möglich ist. Wie andere Verfahren zum C-Faser-Recycling auch, hat die aufgezeigte Methode Vor- und Nachteile. Unter der Betrachtung der Versuchsreihen für das Verbundmaterial CFRP und seiner Einzelkomponenten Epoxidharz bzw. C-Fasern, bei konstanten Prozessbedingungen während gleicher Schockwellenbehandlung von 1 bis 500 Impulsen à 600 J Ladeenergie, lassen sich erste Erkenntnisse für das elektrohydraulische CFRP-Recycling gewinnen.The preliminary tests present that the electrohydraulic fragmentation of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) is generally feasible and frees carbon fibers. Just like other recycling processes for carbon fibers, the demonstrated method has its advantages and disadvantages. In consideration of the test series for the composite material CFRP and its single components epoxy resin and carbon fibers, under uniform processing conditions during shock wave treatment by 1 to 500 pulse per 600 J charging energy, first research findings are gained by electrohydraulic recycling of CFRP.In diesem Beitrag werden Voruntersuchungen zur Freilegung von Carbonfasern aus ihrer Epoxidharzmatrix mittels einer elektrohydraulischen Versuchsanlage beschrieben. Daraus können erste Rückschlüsse für die Gewinnung recycelter Carbonfaser-Produkte aus carbon fiber reinforced polymer (CFRP)-Abfällen gezogen werden.
      PubDate: 2017-10-20T00:41:03.409449-05:
      DOI: 10.1002/cite.201700024
  • Kuchenfiltration von mehrphasigen Fest/Flüssig/Flüssig-Suspensionen /
           Cake Filtration of Multiphase Solid-Liquid-Liquid
    • Authors: Sophie Kühne; Urs Peuker
      Pages: 1782 - 1787
      Abstract: Zur Bestimmung der Trenneigenschaften von Fest/Flüssig/Flüssig-Suspensionen (Mehrkomponentensuspensionen oder Suspoemulsionen) durch kuchenbildende Filtration wurden Experimente mit Suspoemulsionen aus Öltropfen und Feststoffpartikeln in Wasser durchgeführt. Bis zu einem bestimmten Volumenanteil werden die Öltropfen vollständig im Filterkuchen zurückgehalten und dadurch vergleichsweise geringe Porositäten erreicht. Der Zusammenhang zwischen Durchströmungswiderstand und Porosität entspricht theoretisch/empirischen Zusammenhängen, deren Gültigkeit hierdurch auf geringere Porositäten erweitert werden konnte.To determine the separation properties of solid-liquid-liquid suspensions (emulsion-slurries) in cake filtration, experiments were conducted with emulsion slurries containing sold particles and oil droplets in a liquid phase. Up to a certain volume fraction all oil droplets were retained by the formed filter cake and lower porosities were obtained. The dependency between cake resistance the porosity can be described by empirical approaches whose applicability could be extended to smaller porosities.Suspoemulsionen enthalten neben dispergierten Feststoffpartikeln eine zweite flüssige Phase in Tropfenform und zeigen ein komplexes Prozessverhalten in der kuchenbildenden Filtration. Hier wurde das Filtrations- und Trennverhalten verschieden zusammengesetzer Mehrphasensuspensionen anhand von experimentellen Daten untersucht.
      PubDate: 2017-10-09T10:35:48.293926-05:
      DOI: 10.1002/cite.201600136
  • Vorschau: Chem. Ing. Tech. 1–2/2018
    • Pages: 1790 - 1790
      PubDate: 2017-11-23T09:08:25.648216-05:
      DOI: 10.1002/cite.201770127
  • Überblick Inhalt: Chem. Eng. Technol. 12/2017
    • Pages: 1791 - 1791
      PubDate: 2017-11-23T09:08:23.553588-05:
      DOI: 10.1002/cite.201770128
School of Mathematical and Computer Sciences
Heriot-Watt University
Edinburgh, EH14 4AS, UK
Tel: +00 44 (0)131 4513762
Fax: +00 44 (0)131 4513327
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