Projekt Phase Field Theory – Universität Innsbruck

Untersuchung der Thermodynamik und Strömung von dispersen Systemen in der Gegenwart von Wänden

Innerhalb der Prozesstechnik spielen Bildung und Stabilität von dispersen Systemen eine entscheidende Rolle bei der Auslegung sowie bei laufendem Prozessbetrieb. Beispielsweise muss entstehender Schaum in Fermentationen oder Rektifikationskolonnen in der Auslegung mit berücksichtigt und auch mit erheblichem Mehraufwand während des Prozesses destabilisiert werden.

Disperse Systeme bestehen aus zwei oder mehr Phasen, von denen mindestens eine in Form kleiner Untereinheiten, wie Tröpfchen oder Blasen existiert, welche kinetisch stabilisiert sind. Destabilisierungsverfahren wie beispielsweise bestimmte Antischäumungspartikel können die Lamelle zwischen diesen Phasen strapazieren und so manipulieren. Hierbei ist der Destabilisierungseffekt abhängig von dem Kontaktwinkel zwischen den drei Phasen.

Aufgrund der geringen Größenordnungen der eigenschaftsgebenden Grenzfläche und der Oberflächenbeschaffenheit des Partikels, bieten sich computergestützte Berechnungen für eine grundlegende Untersuchung an. Unterstützend werden theoretische Ansätze der Thermodynamik und Strömungssimulationen durch die Phase Field Theorie angewendet. Durch die Simulation mit der Phase Field Theorie kann ein besseres Verständnis des Schaumbildungsmechanismus durch gezieltere Variation von ausgewählten Einflussparametern aufgebaut werden.