Benutzer:Klaus Dedekind/Artikelwerkstatt 1
Die Mechanische Verfahrenstechnik ist derjenige Teil der Verfahrenstechnik, der sich mit der Umwandlung oder Veränderung der physikalischen Eigenschaften von Stoffen durch überwiegend mechanische Einwirkung befasst. Dabei konzentriert sie sich auf die allgemeinen physikalischen Eigenschaften der Stoffe, ohne sich auf eine bestimmte Form (wie ein Werkstück) zu beschränken. Daher behandelt die Mechanische Verfahrenstechnik Feststoffkörner, Flüssigkeitstropfen, und Gasblasen, die entweder von einer Flüssigkeit oder einem Gas umgeben sind, dabei ist das Gas häufig einfach Umgebungsluft; Körner, Tropfen und Blasen werden zusammenfassend als Partikel bezeichnet.
Die Mechanische Verfahrenstechnik umfasst die wissenschaftliche Behandlung von vier unterscheidbaren Bereichen, sowohl vom theoretischen Standpunkt, als auch die dazugehörigen Apparate und Anlagen:
- Veränderung der Partikelgrößen,
- Veränderung der Mischungsverhältnisse von Stoffen,
- Förderung, Lagerung und Dosieren von Stoffen, und die
- Partikelmesstechnik.
Disperse Systeme
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]→ Hauptartikel: Dispersion (Chemie)
Flüssigkeiten und Gase im Zusammenspiel mit Partikeln werden in der Fachsprache als disperse Systeme bezeichnet, das Wort dispers wird dabei im üblichen Sinn als fein verteilt gebraucht. Das Disperse System teilt sich in die disperse Phase, die die fein verteilten Partikel darstellt, und in die kontinuierliche Phase, also das die Partikel umgebende Medium; dieses Medium ist in der Mechanischen Verfahrenstechnik (zumindest als äußerstes, alle zum System gehörenden Partikel umfassendes Medium) immer ein Fluid (also Flüssigkeit oder Gas), da der Stoff unförmig und kontinuierlich bearbeitbar sein muss. Der Begriff Phase bedeutet (aus der Thermodynamik kommend) ein Medium, dass sich durch mindestens eine Zustandsgröße von den anderen Medien abgrenzt, in der Mechanischen Verfahrenstechnik unterscheidet man haupsächlich die drei Aggregatzustände, feste, flüssige und gasförmige Phase.
Da sich die Verfahrenstechnik auf die Umwandlung allgemeiner Stoffe beschränkt und keine konkret geformten Werkstücke zulässt, muss sie auf solche dispersen Systeme zurückgreifen, da diese allgemein genug sind. Im Häufigsten Fall sind diese dispersen Systeme in der Mechanischen Verfahrenstechnik Feststoffkörner in Form eines Pulvers das von Luft umgeben wird. In der Mechanischen Verfahrenstechnik kommen aber auch alle anderen Kombinationen von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen vor.
Physikalische Betrachtung Disperser Systeme
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Kennzeichnung von Partikeln
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Einheitsoperationen
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Beispiele und Anwendungsgebiete
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Die Mechanische Verfahrenstechnik ist eine Teildisziplin der Verfahrenstechnik und behandelt die Umwandlung von Stoffsystemen durch überwiegend mechanische Einwirkungen.
Mit Methoden der Mechanischen Verfahrenstechnik werden mechanisch beeinflussbare Systeme umgewandelt. Zu ihren Grundoperationen gehören:
- die Verschiebung des Partikelgrößenbereichs hin zu kleineren Größen (Zerkleinern, Zerstäuben von Flüssigkeiten)
- die Verschiebung des Partikelgrößenbereichs hin zu größeren Größen (Agglomerieren)
- die Aufspaltung eines dispersen Systems in zwei disperse Systeme unterschiedlicher Zusammensetzung (Trennen)
- das Zusammenführen mindestens zweier disperser Systeme unterschiedlicher Zusammensetzung zu einem dispersen System (Mischen)
Obwohl in der Regel keine Phasengrenzen überwunden werden, können die Verfahren sehr energieaufwendig sein. So wird Zerkleinerungsprozessen vier Prozent des weltweiten Strombedarfs zugeschrieben (davon ein Prozent zur Zementherstellung).
Literatur
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- J. Schwedes: Mechanische Verfahrenstechnik, in: W. Beitz, K.-H. Küttner (Hrsg.): Dubbel - Taschenbuch für den Maschinenbau, 17. Auflage, Springer Verlag, Heidelberg, 1990, ISBN 3-540-52381-2