Vorlesung 4

Question 1

Was ist Mischen?

Answer 1

Da Verteilen von Masseteilchen in einem vorgegebenen Volumen, wobei sich die Teilchen in wenigstens einer Eigenschaft unterscheiden

Question 2

Was ist ein Gemisch?

Answer 2

Stoffe sind ineinander verteilt aber nicht chemisch verbunden

Question 3

Was ist ein homogenes Gemisch?

Answer 3

Komponenten sind gleichmäßig ineinander verteilt

Question 4

Was ist ein heterogenes Gemisch?

Answer 4

Komponenten liegen erkennbar in Parikelgrößen vor und sind in der Partikelgröße ineinander verteilt

Question 5

Wieso mischt man?

Answer 5

• Homogenisieren von Stoffen mit verschiedener chemischer Zusammensetzung, Temperatur, Viskosität, etc.
• Verbessern der Wärme- und Stoffübertragung, chemisch oder biologischen Umwandlung, Produktqualität

Question 6

Was ist Rühren?

Answer 6

Durch bewegliche Rührelemente oder durch Druck werden Flüssigkeiten miteinander vermischt oder flüssige und feste Partikel in der Flüssigkeit verteilt oder gelöst

Question 7

Was ist Strömungsmischen?

Answer 7

Flüssigkeiten sowie Gase werden durch feststehende Einbauten in einem Mischrohr oder in Düsen oder Pumpen miteinander vermischt

Question 8

Was ist Kneten?

Answer 8

Mischverfahren, bei denen die mischenden Stoffe bzw. die entstehenden Mischungen in teigigem Zustand vorliegen

Question 9

Was ist Trockenmischen?

Answer 9

Das Vermengen pulvriger Stoffe in trockenem oder geringfügig angefeuchtetem Zustand

Question 10

Was ist Versprühen, Zerstäuben?

Answer 10

Feinverteilte Flüssigkeiten (Tröpfchen) bzw. Feinverteilte Feststoffe (Pulver) werden in Luft verteilt

Question 11

Was ist Begasen, Fluidisieren?

Answer 11

Feinblasiges verteilen von Gasen in Flüssigkeiten oder in Feststoffpulvern

Question 12

Welche Mischungsmechanismen gibt es?

Answer 12

• Mischen aufgrund Brownscher Bewegung
• Distributives Mischen -> Maximieren der inneren Oberfläche

Question 13

Was ist die Intensität der Entmischung?

Answer 13

Maß für die Abwichung der Konzentration innerhalb verschiedener Bereiche der Mischung

Question 14

Was ist die Aufgabe von Homogenisieren?

Answer 14

• Ausgleich von Konzentrations- und/oder Temperaturunteschiede

Question 15

Was ist die Aufgabe von Dispergieren?

Answer 15

• Gas-Fest-Gemische

Question 16

Was ist die Aufgabe von Emulgieren?

Answer 16

• Flüssig-Flüssig-Gemische
• bei gegenseitig unlöslichen Flüssigkeiten

Question 17

Was ist die Aufgabe von Suspendieren, Lösen?

Answer 17

• Flüssig-Fest-Gemische

Question 18

Was ist die Aufgabe von Wärmeaustausch?

Answer 18

• Intensivierung des Wärmeaustausches zwischen Flüssigkeit und Wärmeübertragungsfläche (meist bei viskosen Substanzen)

Question 19

Nenne Beispiele für Radialrührer?

Answer 19

• Ankerrührer
• Gitterrührer
• Scheibenrührer

Question 20

Wie funktioniert der Radialrührer?

Answer 20

• Die Flüssigkeit strömt radial vom Rührer weg auf die Gefäßwand zu
• An der Gefäßwand wird der Strom zum Teil nach oben bzw. nach unten umgelenkt

Question 21

Nenne Beispiele für Axialrührer.

Answer 21

• Propellerrührer
• Wendelrührer

Question 22

Wie funktionieren Axialrührer?

Answer 22

• Die Flüssigkeit wird an der Rührerachse nach unten gesaugt, am Boden umgelenkt und steigt am Behälterumfang wieder hoch (Propellerrührer)
• Vermischung erfolgt überwiegend durch axiale Umwälzung

Question 23

Welche Annahmen werden beim Blattrührer betroffen?

Answer 23

• Vernachlässigung von Reibungskräften
• kein Mitrotieren im Behälter
• Flüssigkeit strömt vertikal von oben oder unten
• Flüssigkeit wird auf volle Umfangsgeschwindigkeit des Rührorgans gebracht

Question 24

Wovon hängt der Leistungsbedarf P für ein homogense Stoffsystem bei festgelegter Geometrie ab?

Answer 24

• n: Rührerdrehzahl
• d: Rührerdurchmesser
• rho: Dichte
• eta: Viskosität

Question 25

Die Leistungscharakteristik lässt sich in drei Bereiche unterteilen. Welche sind das?

Answer 25

Bereich 1: schleichende Bewegung (Re <= 20) - Trägheitskräfte sind ohne Bedeutung - Ne * Re = const. Bereich 2: Übergangsbereiche (20 <= Re <= 7*10^4) - Trägheits- und Reibungskräfte sind von Bedeutung - Ne * Re^1/3 = const. Bereich 3: Turbulenter Zustand (Re >= 7*^10^4) - Zähigkeitskräfte sind ohne Bedeutung - Ne = const.

Question 26

Wie erfolgen die Mischerfolge beim laminaren Mischen?

Answer 26

- Schubspannung - Dehnung - Kompression/Knetung - Rezirkulation - Aufteilung und Zusammenführung des Stroms

Question 27

Was sind die Eigenschaften der Strömung beim turbulenten Mischen?

Answer 27

- dreidimensiomaldes Muster - lokale, kurzlebige Erscheinungen - stochastische Verteilung der Geschwindigkeit

Question 28

Was sind die Vorteile des statischen Mischers?

Answer 28

- Vermischen in der Rohrleitung selbst - Wegfall eines eigenen Mischbehälters - Fehlen von beweglichen Teilen -> Wartungsfreiheit

Question 29

Was sind die Nachteile des statischen Mischers?

Answer 29

- Höherer Druckverlust

Question 30

Wie funktioniert das Trockenmischen und was ist das Ziel?

Answer 30

- Mischen von Feststoffschüttungen - Körnige bis pulvrige Feststoffe werden zu einem möglichst gleichverteilten Gemenge vermischt - Ziel: einheitliches Mischgut und Gleichverteilung

Question 31

Welche Mischapparate werden beim Trockenmischen eingesetzt?

Answer 31

- Freifallmischer - Zwangsmischer - pneumatische Mischer

Question 32

Wie funktioniert der Kreiselmischer?

Answer 32

- Mischwerkzeug: schnell rotierender Rotor mit Schaufel- oder Propellerform - Für körnige und feuchte Schüttgüter - Zufuhr des Mischguts chargenweise

Question 33

Wie funktioniert der Silikonschneckenmischer?

Answer 33

- Mischbehälter hat Form eines auf der Spitze stehenden Kegelsilos - An der Silowand läuft eine schräg gestellte rotierende Schnecke - Sowohl Lagerbehälter als auch Mischer

Question 34

Wie funktioniert der Wirbelschichtmischer?

Answer 34

- Durch den Lochboden wird Luft mit 1 bis 2 bar Überdruck in das Haufwerk gepresst (Mischvorgang durch strömende Luft)

Question 35

Wie funktioniert der Luftstoßmischer?

Answer 35

- Durch Düse wird Druckluft von 10 bis 40 bar in die Schüttung geblasen - Düsen sind spiralförmig an einem Konusteil angeordnet - Stoßweise -> pilsierene, mit einer spiralförmigen Drallbewegung überlagerten Mischbewegung

Question 36

Nenne ein Beispiel für den Freifallmischer.

Answer 36

Trommelmischer

Question 37

Nenne Beispiele für Zwangsmischer.

Answer 37

- Doppelband-Schneckenmischer - Kreiselmischer - Silikonschneckenmischer

Question 38

Nenne Beispiele für Pneumatische Mischer.

Answer 38

- Wirbelschichtmischer - Luftstoßmischer