Neues CD-Labor will komplexe industrielle Prozesse planbar machen

11. Mai 2016, 07:00
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Bisher war man auf Versuch und Irrtum angewiesen

Linz/Wien – Das Zusammenspiel von Gasen, Flüssigkeiten und Partikel in industriellen Prozessen, etwa in Hochöfen oder Bioreaktoren, soll in einem neuen Christian Doppler(CD)-Labor an der Universität Linz untersucht werden. Mit einem Gesamtbudget von zwei Mio. Euro wollen die Forscher in dem gestern, Montag, eröffneten Labor gemeinsam mit Industriepartnern solche Vorgänge berechen- und damit planbar machen.

Wenn Gase, Flüssigkeiten oder Feststoffe in Prozessen miteinander interagieren, sprechen die Wissenschafter von "Mehrphasenprozessen". Das passiert beispielsweise in Wirbelschichtreaktoren wie sie etwa zur Herstellung von Polymeren oder für biotechnologische Anwendung in Biomassereaktoren eingesetzt werden. Bisher war man beim Entwurf solcher Reaktoren jedoch auf Erfahrung und das Prinzip "Versuch und Irrtum" angewiesen, da man die komplexen Prozesse mangels Rechnerkapazität nicht berechnen konnte.

Ein Hauptgrund für die Komplexität sind die unterschiedlichen Größenordnungen und zeitlichen Dimensionen: So sind Mehrphasenreaktoren typischerweise mehrere Meter hoch, die darin ablaufenden Durchmischungs- und Reaktionsprozesse werden jedoch durch das Verhalten mikroskopisch kleiner Partikel mitbestimmt. Zudem spielen sich Reaktionen zwischen einzelnen Partikeln in Sekundenbruchteilen ab, während der gesamte Prozess mehrere Stunden dauern kann.

Erleichterte Fehleranalyse

Im neuen "CD-Labor für Mehrskalenmodellierung mehrphasiger Prozesse", das von Simon Schneiderbauer vom Department of Particulate Flow Modelling der Uni Linz geleitet wird, sollen diese enormen räumlichen und zeitlichen Unterschiede durch neuartige Methoden zur Simulation der Vorgänge berechenbar und damit planbar gemacht werden. So sollen nicht nur neue Reaktoren designt, sondern auch die Fehleranalyse bei Prozessausfällen erleichtert werden können. Unternehmenspartner sind die Borealis AG, die Primetals Technologies GmbH und die voestalpine Stahl Linz.

In den derzeit rund 80 CD-Labors kooperieren Wissenschafter mit Unternehmen im Bereich anwendungsorientierte Grundlagenforschung. Die Labors werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Firmen gemeinsam finanziert, wichtigster Fördergeber der Christian-Doppler-Gesellschaft (CDG) ist das Wirtschaftsministerium. (APA, 10.5.2016)

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