Bildungs-Pilotanlage zur Bestimmung des Flüssig-Flüssig-Stoffübergangskoeffizienten

Einführung

Die bildungsorientierte Pilotanlage zur Bestimmung des Flüssig-Flüssig-Stoffübergangskoeffizienten im Rahmen von Grundoperationen ist ein spezialisiertes Laborsystem im Labormaßstab, konzipiert für die ingenieurwissenschaftliche Ausbildung von Bachelor- und Masterstudierenden. Es vermittelt Studierenden praktische, handwerkliche Erfahrung bei der Untersuchung von Stoffübergangsmechanismen gelöster Stoffe zwischen zwei nicht mischbaren flüssigen Phasen. Durch die präzise Steuerung von Phasengrenznbedingungen, Temperatur und Rührgeschwindigkeit ermöglicht die Anlage die direkte Bestimmung von Stoffübergangskoeffizienten und die Beobachtung von Konzentrationsänderungen über die Zeit – dies schließt die Lücke zwischen theoretischen Transportgleichungen und physikalischer Realität.

Um sicherzustellen, dass das System Ihren spezifischen pädagogischen Zielen, räumlichen Gegebenheiten im Labor und Sicherheitsrichtlinien entspricht, bietet LABPARK umfassende Anpassungsleistungen an. Sowohl die Hardwarekomponenten als auch die Softwareoberfläche können an individuelle Laboranforderungen, Versuchsprotokolle oder institutionelle Standards angepasst werden.

Wichtige pädagogische Funktionen und Vorteile

• Unabhängige Rührsteuerung: Verfügt über getrennte Antriebe mit variabler Drehzahl für beide die obere und untere Flüssigphase, sodass Studierende untersuchen können, wie eine unabhängige Pharenturbulenz den gesamten Stoffübergang beeinflusst.
• Definierte Grenzfläche: Das Design des Kontaktbehälters hält eine konstante, bekannte Grenzflächenfläche aufrecht und vereinfacht so die mathematische Modellierung des Stoffübergangsprozesses für Studierende.
• Isotherme Versuchsbedingungen: Ausgestattet mit einem hochpräzisen thermostatisierten Umwälzbad, um temperaturbedingte Schwankungen von Viskosität, Diffusivität und Löslichkeit zu eliminieren.
• Prozessablauf im Ingenieurmaßstab: Macht Studierende mit realistischen Flüssig-Flüssig-Prozessen, Probenahmetechniken und analytischen Routinen vertraut, wie sie in industriellen Grundoperationen üblich sind.
• Kompakte, rahmenmontierte Bauweise: Auf einem stabilen Aluminiumrahmen mit blockierbaren Lenkrollen aufgebaut, sodass die Anlage einfach umgestellt und in vorhandene Laborräume integriert werden kann.

Technische Spezifikationen und experimenteller Anwendungsbereich

Curriculare Ausrichtung und akademische Integration

Diese Pilotanlage ist konzipiert für die Integration in das Praktikum verschiedener ingenieurwissenschaftlicher Disziplinen, darunter Chemieingenieurwesen, Umwelttechnik, Materialwissenschaft und Lebensmittelingenieurwesen. Sie fungiert als physikalische Ergänzung zur vorlesungsbasierten Lehre und ermöglicht es Studierenden, Transportgleichungen anhand von empirischen Daten zu überprüfen.

Die experimentellen Möglichkeiten dieser Anlage unterstützen direkt die Kernkonzepte, die in gängigen ingenieurwissenschaftlichen Lehrbüchern zu finden sind, wie:

• Grundoperationen der Chemieingenieurwesen: Unterstützt praktische Kurse zu Flüssig-Flüssig-Extraktionsprozessen, die Validierung von Stoffübergangstheorien (wie der Zwei-Film-Theorie) und die Berechnung von gesamten Stoffübergangskoeffizienten.
• Transportprozesse und Grundoperationen: Passt zu Themen wie molekulare Diffusion in Flüssigkeiten, konvektive Stoffübergangskoeffizienten und die Auswertung von Konzentrationsgradienten über Fluidgrenzen hinweg.
• Chemieingenieurliche Auslegung: Hilft Studierenden, die grundlegenden Scale-up-Prinzipien, Stufenwirkungsgrade und thermodynamischen Verhaltensweisen zu verstehen, die für die Auslegung von industriellen Extraktionskolonnen erforderlich sind.

Durch die Arbeit mit dieser Anlage erlangen Studierende ein tieferes Verständnis dafür, wie abstrakte Transportvorgänge mit praktischer Anlagentechnik und industriellen Prozessen zusammenhängen.

Flexible Anpassung und technischer Support

In Anerkennung dessen, dass jedes Universitätlabor über unterschiedliche räumliche Gegebenheiten, verfügbare Versorgungseinrichtungen und curriculare Schwerpunkte verfügt, bietet LABPARK angepasste Modifikationsoptionen für diese Anlage an. Unser Ingenieurteam kann sowohl die Hardware (wie Behältervolumina, Materialauswahl und Sensorintegration) als auch die Softwaresteuerungssysteme (einschließlich Datenerfassungsoptionen, digitale Schnittstellen und SPS-Integration) anpassen, um sicherzustellen, dass die Pilotanlage Ihren lehrbezogenen und sicherheitstechnischen Anforderungen entspricht.

Über LABPARK

LABPARK ist seit über 20 Jahren dem Dienst am globalen Hochschulwesen verpflichtet und konzentriert sich auf die Bereitstellung fortschrittlicher Laborlösungen in sechs Schlüsselbereichen: Chemie, Chemieingenieurwesen, Biotechnologie, Lebensmittelingenieurwesen, Pharmatechnik und Umwelttechnik. Mit dem Bekenntnis zu technischer Qualität und pädagogischem Nutzen hält das Unternehmen 209 technische Patente und hat erfolgreiche Partnerschaften mit mehr als 289 Universitäten und Hochschulen weltweit aufgebaut.

Unterstützt durch einen modernen 49.000 Quadratmeter großen Fertigungs- und F&E-Standort integriert LABPARK industrietaugliche Komponenten mit studierendenfreundlichen Schnittstellen. Wir stellen sicher, dass unsere bildungsorientierten Pilotanlagen strengen akademischen Standards entsprechen und helfen Einrichtungen dabei, die nächste Generation von Ingenieuren und Forschern auszubilden.

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