Instrumentierte Strömungsfolger zur Prozessdiagnose in gerührten Fermentern

In der Arbeit wurde ein Konzept instrumentierter, strömungsfolgender Sensoren zur Erfassung räumlich verteilter Parameter in Mischbehältern entwickelt. Die Sensorpartikel ermöglichen die Analyse hydrodynamischer und thermodynamischer Prozessbedingungen in Mischbehältern. Das Strömungsverhalten der Sensorpartikel wurde in einem Rührbehälter untersucht. Der Vergleich zu Referenzmessungen zeigt ein hinreichendes Strömungsfolgeverhalten und einen vernachlässigbaren Schlupf bei dem Einsatz in realen Biosubstraten von Biogas-fermentern. Aus den Messdaten der Sensorpartikel können räumliche Parameterprofile der Aufenthaltswahrscheinlichkeit und der Zirkulationszeit sowie Phasen-portraits extrahiert werden, welche schlüssige Interpretationen hin-sichtlich der Strömungsform und des Zustandes des Mischprozesses zulassen. Weiterhin konnten relevante Modellparameter, wie Zirkulationsbeiwert, Förderhöhe und PECLÉT-Zahl, bestimmt werden. Die Bestimmung der Suspensionsgüte aus den Daten der Sensorpartikel ermöglicht den objektiven Vergleich des Suspensionsverhaltens in unterschiedlichen Behältergeometrien und Rührwerkskonfigurationen.