Multimodale Absorptions- und Desorptions-Pilotanlage für die Grundoperationsschulung

Einführung

Die multimodale Absorptions- und Desorptions-Praxisübung für Grundoperationen ist eine industriell nachgebildete, im Pilotmaßstab ausgeführte Ausbildungsanlage, die speziell für Hochschullabore konzipiert wurde. Diese umfassende Einheit ermöglicht es den Studenten, Gasabsorptions- und Flüssigkeitsdesorptionsprozesse (Stripping) in Füllkörperkolonnen unter realistischen technischen Bedingungen zu untersuchen. Mit transparenten Kolonnen zur visuellen Beobachtung der Gas-Flüssigkeits-Wechselwirkungen dient die Anlage als Brücke zwischen theoretischen Stoffübertragungsprinzipien und realen industriellen Anlagenbetrieben und stärkt die praktischen Ingenieurkompetenzen der Studenten.

Um eine nahtlose Integration in Ihre bestehenden Laboreinrichtungen und spezifischen Bildungsziele zu gewährleisten, können sowohl die Hardwarekonfigurationen als auch die Softwaresteuersysteme dieser Pilotanlage angepasst werden. Unser Ingenieurteam arbeitet daran, die Anlagenaufteilung, Instrumentierungsoptionen und Softwareoberflächen an die räumlichen und pädagogischen Anforderungen Ihrer Abteilung anzupassen.

Wichtige pädagogische Merkmale und Vorteile

• Drei Betriebsarten (Multimodales System):
  • Realmaterial-Modus: Betrieb mit tatsächlichen chemischen Komponenten; die SCADA-Software erfasst Echtzeit-Sensordaten und steuert physische Pumpen und Aktoren.
  • Simulationsmaterial-Modus: Verwendet sichere alternative Medien (wie Wasser und Luft), während integrierte mathematische Modelle genutzt werden, um echte chemische Verhaltensweisen basierend auf Ventil- und Durchflusszuständen zu simulieren.
  • Halbphysikalischer Simulationsmodus: Erfordert keine Prozessflüssigkeiten. Die Software erkennt Ventilzustände und steuert lokale digitale Instrumente, um simulierte Prozessänderungen anzuzeigen, und bietet so eine Schulungsumgebung für Trockenläufe.
• Visueller Stoffübertragungsprozess: Sowohl die Absorptions- als auch die Desorptionskolonnen sind mit Füllkörpern ausgestattet und verfügen über transparente Körperteile. Dies ermöglicht es den Studenten, hydraulische Phänomene wie Benetzung, Belastung, Kanalbildung und Flutung visuell zu überwachen.
• Vielseitige Prozesskonfigurationen: Unterstützt unabhängige Absorption, unabhängige Desorption oder integrierte geschlossene Absorptions-Desorptions-Kreisläufe mit Optionen für kontinuierliche oder rezirkulierte flüssige Phasen.
• Industrielle Anlagenstruktur: Konstruiert auf einem robusten, zweistöckigen Stahlrahmen mit einem 1,2-Meter-Sicherheitsgeländer, rutschfesten Rautenblechplattformen und einer integrierten Zugtreppe, wodurch Studenten mit authentischen industriellen Sicherheits- und Wartungsumgebungen konfrontiert werden.

Technische Spezifikationen

Die standardmäßigen physikalischen und betrieblichen Parameter der Pilotanlage sind unten aufgeführt:

Lehrplan und Lehrbuchausrichtung

Diese Trainingseinheit ist darauf ausgelegt, mit den Kernkursen in Chemieingenieurwesen, Umwelttechnik und Lebensmitteltechnik übereinzustimmen. Durch die Durchführung praktischer Übungen an dieser Pilotanlage sammeln Studenten direkte Erfahrungen mit den Konzepten, die in klassischen Ingenieurlehrbüchern detailliert beschrieben sind:

• Unit Operations of Chemical Engineering: Das System bietet praktische Anwendungen für Themen wie Gasabsorption, Flüssigkeitsstripping, Berechnung der Höhe einer Übertragungseinheit (HTU) und der Anzahl der Übertragungseinheiten (NTU), Füllkörpereigenschaften und Bestimmung des Kolonnendruckabfalls.
• Transport Processes and Unit Operations: Studenten können Stoffübertragungskoeffizienten, Arbeitslinien, Gleichgewichtskurven und die physikalischen Prinzipien untersuchen, die den Stoffübergang an der Gas-Flüssigkeits-Phasengrenze steuern.
• Chemical Engineering Design: Die Konfiguration im Pilotmaßstab ermöglicht es den Studenten, Anlagenhydraulik, Kolonnenauslegungsbeschränkungen (wie Flut- und Belastungsgeschwindigkeiten), Rohrleitungsdesign und Prozessinstrumentierungsdiagramme (P&ID) zu untersuchen.

Die folgende Tabelle ordnet die primären Labormodule der Pilotanlage den Kernthemen zu, die in Standardingenieurcurricula zu finden sind:

Anpassungsdienste

Wir erkennen an, dass jedes Universitätslabor einzigartige räumliche Beschränkungen, Sicherheitsprotokolle und Lehrplanschwerpunkte hat. Daher unterstützt diese Pilotanlage umfangreiche Anpassungen. Hardwareänderungen – einschließlich Kolonnengröße, Rohrleitungsmaterialien, Pumpenkapazitäten und strukturelle Layouts – können an Ihren Laborkontext angepasst werden. Ebenso kann die Steuerungssoftware so geändert werden, dass sie spezifische Datenprotokollierungsfunktionen, benutzerdefinierte Benutzeroberflächen oder spezialisierte Prozesssimulationsmodelle enthält, um sicherzustellen, dass die Ausrüstung mit Ihren Lehrzielen übereinstimmt.

Über LABPARK

LABPARK ist seit über 20 Jahren im Bereich der Hochschulbildung tätig und bietet zuverlässige Ingenieurschulungssysteme und Pilotanlagen. Wir konzentrieren uns auf die Entwicklung von Ausbildungsausrüstung in sechs großen akademischen Disziplinen: Chemie, Chemieingenieurwesen, Biologie, Lebensmittelwissenschaften, Pharmazie und Umwelttechnik.

Unterstützt durch eine moderne 49.000 Quadratmeter große Produktions- und F&E-Einrichtung hat unser Team 209 technische Patente gesichert. LABPARK hat mit mehr als 289 Universitäten und Hochschulen weltweit zusammengearbeitet und Abteilungen dabei geholfen, praktische, sichere und akademisch integrierte Laborumgebungen aufzubauen.

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