Dual-Mode-Gasabsorptions- und Desorptions-Pilotanlage für Unit-Operations-Training

Einführung

Die Dual-Mode-Gasabsorptions- und Desorptions-Trainingseinheit für Unit Operations ist ein industrienahe, zweistöckiges Laborsystem, das für die Verfahrenstechnik und verwandte akademische Disziplinen konzipiert ist. Es bietet eine praktische Umgebung für Studenten, um Gas-Flüssig-Stoffübertragungsprozesse zu untersuchen, speziell die Füllkörperabsorption und Desorption (Stripping). Die Pilotanlage basiert auf einem robusten, zweistöckigen Stahlrahmen mit integrierten Sicherheitsgeländern und einer Zugangstreppe und überbrückt die Lücke zwischen theoretischen Klassenzimmerkonzepten und industriellen Prozessoperationen.

Um sich an verschiedene Laborräume und spezifische Lehrplanziele anzupassen, verfügt diese Pilotanlage über ein vollständig anpassbares Design. Sowohl die Hardwarekomponenten – wie Säulenabmessungen, Rohrleitungskonfigurationen und der bauliche Fußabdruck – als auch die Softwaresysteme – einschließlich Steuerschnittstellen und mathematischer Simulationsmodelle – können an die Anforderungen einzelner Institutionen angepasst werden.

Hauptmerkmale und pädagogische Vorteile

• Dual-Mode-Betriebssystem:
  • Real-Material-Modus: Die SCADA-Software sammelt Echtzeitdaten von tatsächlichen physischen Sensoren und steuert aktive Hardwarekomponenten wie Pumpen und Durchflussregelventile, sodass Studenten physische Stoffübertragungsexperimente durchführen können.
  • Simulated-Material-Modus: Das System arbeitet mit ungefährlichen Materialien (wie Wasser und Luft), während die Software mathematische Prozessmodelle ausführt. Durch das Lesen physischer Ventilpositionen und Instrumentsignale simuliert die Software dynamisch das Verhalten komplexer oder gefährlicher chemischer Systeme, was sichere, kostengünstige und umweltfreundliche Laborsitzungen ermöglicht.
• Visualisierte Stoffübertragung: Die Absorptions- und Desorptionssäulen verfügen über transparente Füllkörperbereiche, die es den Studenten ermöglichen, kritische Zweiphasenströmungsphänomene wie Gas-Flüssig-Kontakt, Benetzung, Belastung und den Beginn des Flutens visuell zu beobachten.
• Vielseit Prozesskonfigurationen: Das System unterstützt unabhängige Absorption, unabhängige Desorption oder kombinierte Absorptions-Desorptions-Kreisläufe. Im kombinierten Modus kann das flüssige Lösungsmittel in einem geschlossenen Kreislauf (Rezirkulation) oder einem offenen Kreislauf (kontinuierliche Zufuhr und Entladung) betrieben werden.
• Industrienahe Ingenieurserfahrung: Durch den Betrieb auf einer zweistöckigen Struktur mit Sicherheitstreppe und 1,2 Meter hohen Geländern üben Studenten standardmäßige Industriaufgaben, einschließlich Anlagenfahrt, Abschaltung, Überwachung des stationären Zustands, Wartungsprüfungen und Prozessfehlerbehebung.

Technische Spezifikationen

Lehrplanintegration und Ausrichtung an Lehrbüchern

Diese Pilotanlage ist so konzipiert, dass sie nahtlos in die Kernlehrpläne des Ingenieurwesens integriert wird. Durch die Durchführung von Experimenten an dieser Einheit erhalten Studenten praktische Einblicke in die Transportphänomene und Designprinzipien, die in Standard-Lehrbüchern behandelt werden.

Die an dieser Einheit durchgeführten Experimente entsprechen direkt grundlegenden Themen in wichtigen Lehrbüchern der Verfahrenstechnik, darunter:

• Stoffübertragungstheorien: Bezieht sich direkt auf Themen wie Diffusion, Stoffübertragung zwischen Phasen und die Bestimmung von individuellen und gesamten Stoffübertragungskoeffizienten ($K_y a$, $K_x a$), die in Unit Operations of Chemical Engineering zu finden sind.
• Gleichgewichtsstufen-Operationen: Hilft Studenten, Betriebslinien, Gleichgewichtskurven sowie das Konzept von HTU (Height of a Transfer Unit) und NTU (Number of Transfer Units) zu visualisieren, wie in Transport Processes and Unit Operations beschrieben.
• Füllkörpersäulen-Design & Hydraulik: Veranschaulicht Druckverlustprofile, Gas-Flüssig-Belastung und Säulenflutgrenzen, die kritische Parameter sind, die in Chemical Engineering Design diskutiert werden.

Lehrplan-Abbildung

Um sicherzustellen, dass die Ausrüstung kontinuierlich mit sich entwickelnden akademischen Standards und Laborräumen übereinstimmt, bietet LABPARK umfassende Hardware- und Softwaremodifikationen. Diese Anpassungsfähigkeit gewährleistet den langfristigen pädagogischen Nutzen und ermöglicht Dozenten, experimentelle Parameter im Einklang mit regionalen Lehrplanaktualisierungen zu aktualisieren.

Über LABPARK

LABPARK ist ein spezialisierter Hersteller von Laborequipment für die Hochschulbildung mit über 20 Jahren Erfahrung im Service für Universitäten und technische Hochschulen weltweit. Wir sind auf die spezialisierte Bereitstellung umfassender praktischer Trainingssysteme in sechs wichtigen akademischen Disziplinen tätig: Chemie, Verfahrenstechnik, Biologie, Lebensmitteltechnik, Pharmazeutische Technik und Umwelttechnik.

Angetrieben von kontinuierlicher Innovation hält LABPARK 209 technische Patente und hat erfolgreiche Partnerschaften mit mehr als 289 Universitäten und Instituten weltweit etabliert. Unsere hochmoderne Forschungs-, Entwicklungs- und Fertigungsbasis erstreckt sich über 49.000 Quadratmeter und stellt sicher, dass alle Ausrüstung nach strengen Ingenieurstandards für zuverlässige und sichere Leistung in Bildungsumgebungen hergestellt wird.

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