Forschungsthema

Die mechanische Flüssigkeitsabtrennung stellt eine fundamentale Aufgabe der Verfahrenstechnik dar und erfolgt mittels Dichtetrennung oder Filtration. Die Zentrifugalfiltration basiert auf der Abscheidung von Feststoffen an einem Filtermedium unter Bildung eines Filterkuchens, dessen mechanische Entfeuchtung durch den hydrostatischen Druck im Zentrifugalfeld beeinflusst wird. Es werden sowohl diskontinuierliche Zentrifugen, wie etwa Schälzentrifugen, als auch kontinuierliche Zentrifugen eingesetzt. Die Anwendungsbereiche umfassen die chemische, pharmazeutische und die Lebensmittelindustrie sowie den Bergbau und das Recycling. Die Effizienz der mechanischen Flüssigkeitsabtrennung ist dabei maßgeblich von der Homogenität des Filterkuchens abhängig. Ein optimierter Füllvorgang verbessert die Entfeuchtung und reduziert den Energieaufwand für die thermische Trocknung.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die simulative Untersuchung des Füllvorgangs in vertikalen und horizontalen Schälzentrifugen, um eine zeit- und ortsaufgelöste Analyse der Filterkuchenbildung zu ermöglichen. Die aus den Simulationsergebnissen gewonnenen Erkenntnisse bezüglich der Vorbeschleunigung der Suspension und Kuchenbildung dienen der Optimierung des Füllprozesses und können in analytische Modelle integriert werden. Darüber hinaus lassen sich optimale Prozessfenster ableiten und Füllorgane zur Erzeugung eines homogenen Filterkuchens entwickeln. Langfristig soll die Effizienz von Filterzentrifugen im industriellen Einsatz gesteigert werden.