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Leseprobe zu
„Taschenbuch der Verfahrenstechnik, 5. Auflage“
von Karl Schwister
ISBN (Buch): 978-3-446-44778-3
Weitere Informationen und Bestellungen unter http://www.hanser-fachbuch.de/978-3-446-44778-3
sowie im Buchhandel
© Carl Hanser Verlag, München
Vorwort
Das Taschenbuch der Verfahrenstechnik soll eine kompakte, verständliche und an den Bedürfnissen der Praxis ausgerichtete Gesamtdarstellung über den vielfältigen und weit verzweigten Bereich der Verfahrenstechnik bieten. Es gibt eine erste Einführung in die wichtigsten Grundverfahren der mechanischen und thermischen Verfahrenstechnik, chemischen Re ak tionstechnik sowie der biologischen Verfahrenstechnik und will dadurch auch dem Fachfremden einen Einstieg in diese wichtige Ingenieurdisziplin ermöglichen. Darüber hinaus werden neben den beruf ichen Perspektiven und Tätigkeitsfeldern des Verfahrensingenieurs konkrete Anwendungen aus verschiedenen Bereichen in Industrie und Umwelt beispielhaft besprochen.Die Abgrenzung der vier Teilbereiche erfolgt nach traditionellem Verständnis. Danach basieren die Grundoperationen der mechanischen Ver-fahrenstechnik im Wesentlichen auf den Grundgesetzen der Mechanik. Hinzu kommen die in der thermischen Verfahrenstechnik zusammengefassten Gesetzmäßigkeiten des Stoff und Wärmetransports. Das komplexe Gebiet der chemischen Reaktionstechnik beschäftigt sich mit chemischen Umsetzungen, für deren quantitative Beschreibung sowohl die Thermodynamik als auch die Reaktionskinetik benötigt wird. Die biologi-sche Verfahrenstechnik, eine relativ junge Disziplin, die auf meh rere tausend Jahre Erfahrung gründet, setzt leistungsfähige Mikroorganismen oder Zellbestandteile als Produzenten hochwertiger Substanzen in großtechnischem Maßstab ein.Die Verfahrenstechnik ist eine Ingenieurwissenschaft mit integrativem Charakter, deren Gegenstand die industrielle Stoffumwandlung zum Zwecke der wirtschaftlichen Nutzung ist, wobei die Form der Stoffe keine primäre Bedeutung besitzt. Sie erstreckt sich auf eine Reihe von Industrie und Umweltbereiche, wie Nahrungsmittelherstellung, Pharma und Kosmetikindustrie, Kunststoff ndustrie, Metallverarbeitung, Bergbau und Hüttenwesen, Abfallbe hand lung, Wasser, Boden und Luftreinhaltung.
6 Vorwort
Die langjährige Erfahrung und erfolgreiche Tätigkeit der Autoren in unterschiedlichen Bereichen in Hochschulen und Industrie trägt zu einer ausgewogenen und praxisorientierten Darstellung bei.Bei allen Kollegen und Mitarbeitern, die während der Entstehung des Buches mit Hinweisen und Anregungen geholfen haben, möchte ich mich ausdrücklich bedanken. Bei Herrn Thomas Pies bedanke ich mich für die sorgfältige Erfassung des Textes und die Anfertigung der Bilder recht herzlich. Mein Dank gilt auch Herrn Dr. Peter Fuchs, der eine hervorragende Übersetzung des ungarischen Beitrages realisiert hat. Auch dem Verlag, vor allem Herrn Jochen Horn, sei für die gute Zusammenarbeit und die unterstützende Begleitung herzlichst gedankt, Herrn Klaus Vogelsang für das Korrekturlesen. Allen Lesern bin ich für kritische Hinweise dankbar.
Zwickau, im August 2017Karl Schwister
Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
TEIL I Berufliche Anforderungen und Perspektiven . . . . . 21
1 Berufsbild des Verfahrensingenieurs . . . . . . . . . . . . . . 221.1 Traditionelles Verständnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221.2 Berufiche Einsatzmöglichkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.2.1 Forschung, Entwicklung und Lehre . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.2.2 Planung und Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.2.3 Betrieb und Produktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.2.4 Anwendungstechnik, Vertrieb und Einkauf . . . . . . . . . . 261.2.5 Branchenübergreifende Einsatzmöglichkeiten . . . . . . . . 27
2 Aktuelle Trends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.1 Neue Beschäftigungsfelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.2 Veränderte Arbeitsplatzprofile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302.3 Freiberufiche Ingenieurdienstleistungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3 Weiterentwicklung der Ingenieur ausbildung . . . . . . . 333.1 Arbeitsmarktsituation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333.2 Wahl von Studienform und Studienabschluss . . . . . . . . . . . . . . . 343.3 Praxisbezug der Ausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373.4 Reform der Ingenieurausbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383.5 Erhalt der Beschäftigungsfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Inhaltsverzeichnis
8 Inhaltsverzeichnis
TEIL II Mechanische Verfahrenstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
5 Kennzeichnung disperser Stoffsysteme . . . . . . . . . . . . 465.1 Begriffsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465.2 Charakterisierung von Partikelmerkmalen . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.2.1 Feinheitsmerkmale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475.2.2 Verteilungskurven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495.2.3 Standardverteilungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515.2.4 Kenngrößen aus Verteilungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
5.3 Messverfahren der Partikelgrößenanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . 545.3.1 Probenahme und Probeteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545.3.2 Mikroskopische Zählverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555.3.3 Bildanalyseverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565.3.4 Optische Einzelpartikelzähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575.3.5 Laserbeugungsspektrometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585.3.6 Feldstörungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595.3.7 Siebanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605.3.8 Sichtanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615.3.9 Sedimentationsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625.3.10 Messverfahren zur Oberfächenbestimmung . . . . . . . . . 63
5.4 Haftkräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645.5 Bewegung von Teilchen in einem Fluid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
5.5.1 Bewegung eines kugelförmigen Kornes . . . . . . . . . . . . . 665.5.2 Bewegung nicht kugelförmiger Körner . . . . . . . . . . . . . . 685.5.3 Kornbewegung in nichtnewtonschen Flüssigkeiten . . . 685.5.4 Bewegung von Körnerschwärmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685.5.5 Sedimentation von Körnerkollektiven . . . . . . . . . . . . . . . 69
5.6 Durchströmung von Kornschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 705.6.1 Strömung durch eine ruhende Materialschicht . . . . . . . 705.6.2 Strömung durch eine Wirbelschicht . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
6 Fließen von Schüttgütern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736.1 Ruhende Schüttgüter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736.2 Fließende Schüttgüter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6.2.1 Wandreibungswinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 776.2.2 Ausfussverhalten aus Schüttgutspeichern . . . . . . . . . . . 77
Inhaltsverzeichnis 9
6.2.3 Brückenbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796.2.4 Ermittlung der Schüttgutparameter . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
7 Mischen von Feststoffen und Rühren . . . . . . . . . . . . . . 837.1 Übersicht der Mischverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 837.2 Kennzeichnung des Mischungszustands . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
7.2.1 Probeanalyse von Mischungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 867.2.2 Mittelwert und Varianz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 877.2.3 Mischungszustände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 897.2.4 Untersuchung des Mischungszustandes . . . . . . . . . . . . 91
7.3 Feststoffmischverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 927.4 Rühren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
7.4.1 Rühren mit rotierenden Rührorganen . . . . . . . . . . . . . . . 957.4.2 Leistungsbedarf des Rührers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 977.4.3 Homogenisieren mit rotierenden Rührorganen . . . . . . . 997.4.4 Suspendieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 997.4.5 Emulgieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1007.4.6 Begasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
7.5 Statisches Mischen von Flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
8 Mechanische Trennprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1038.1 Kennzeichnung der Trennprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1038.2 Klassieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
8.2.1 Siebklassierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1078.2.2 Windsichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1108.2.3 Nassstromklassierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
8.3 Sortieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1138.4 FestFlüssigTrennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
8.4.1 Grundbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1158.4.2 Trennverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
8.5 Partikelabscheidung aus Gasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
9 Agglomerieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1229.1 Übersicht zu Begriffen und Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1229.2 Bindemechanismen und Festigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
10 Inhaltsverzeichnis
9.3 Aufbauagglomeration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1269.4 Pressagglomerieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
10 Zerkleinern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13010.1 Grundlagen des Zerkleinerns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13010.2 Modelle vom Zerkleinerungsvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
10.2.1 Bruchbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13210.2.2 Zerkleinerungsgesetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13410.2.3 Zerkleinerungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
10.3 Zerkleinerungsmaschinen und Klassierer . . . . . . . . . . . . . . . . . 13910.4 Brecher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
10.4.1 Backenbrecher und Rundbrecher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14110.4.2 Walzenbrecher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14210.4.3 Prallbrecher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
10.5 Mühlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14410.5.1 Wälzmühlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14410.5.2 Mahlkörpermühlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14510.5.3 Walzenmühlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15010.5.4 Prallmühlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15110.5.5 Strahlmühlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
10.6 Scheren und Schneidmühlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
TEIL III Thermische Verfahrenstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
11 Thermische Trenn operationen im Überblick . . . . . . . 158
12 Verdampfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16312.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16312.2 Technische Anforderungen an die Bauweise von Verdampfern 16512.3 Verdampferschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16612.4 Verdampferbauarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
13 Kristallisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17213.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17213.2 Technische Anforderungen an den Kristallisationsvorgang . . . 17513.3 Bauarten von Kristallisatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Inhaltsverzeichnis 11
14 Destillation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18414.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18414.2 Blasendestillation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19214.3 Trennung von Gemischen ohne Mischungslücke . . . . . . . . . . . . 19514.4 Wasserdampf oder Trägerdampf destillation . . . . . . . . . . . . . . . 19714.5 Kontinuierliche Rektifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19914.6 Diskontinuierliche Rektifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21214.7 Einbauten und Dimensionierung der Rektifiziersäule . . . . . . . . 214
15 Absorption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22415.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22415.2 Dimensionierung der Absorptionskolonne . . . . . . . . . . . . . . . . 23115.3 Bauarten von Absorbern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
16 Adsorption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23816.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23816.2 Dimensionierung von Adsorptionsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . 24416.3 Bauarten von Adsorbern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
17 Trocknung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25117.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25117.2 Trocknungsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25317.3 Bauarten von Trocknern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
18 Flüssig-Flüssig-Extraktion (Solventextraktion) . . . . . 25818.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25818.2 Solventextraktion in Kreuz und Gegenstromfahrweise . . . . . . 26518.3 Auslegungshinweise für Gegenstrom kolonnen im
kontinuierlichen Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27118.4 Apparatetypen für die Solventextraktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27418.5 Auswahl und Regeneration des Lösungsmittels . . . . . . . . . . . . . 278
12 Inhaltsverzeichnis
19 Fest-Flüssig-Extraktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27919.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27919.2 Durchführung der Feststoffextraktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28119.3 Beispiele für Feststoffextraktionsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
20 Hochdruckextraktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28520.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28520.2 Anwendung der Hochdruckextraktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
TEIL IV Chemische Reaktionstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
21 Einführung in die chemische Reaktions technik . . . . 29221.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29221.2 Beurteilungsgrößen für Reaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
21.2.1 Durchsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29521.2.2 Umsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29521.2.3 Selektivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29921.2.4 Ausbeute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29921.2.5 Verweilzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29921.2.6 Produktionsleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
21.3 Stoffbilanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
22 Kinetik chemischer Reaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30322.1 Grundlagen der Reaktionskinetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30322.2 Analyse kinetischer Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
22.2.1 Integrationsmethode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30622.2.2 Differenzielle Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
22.3 Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit . . . . . . 31222.4 Katalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
22.4.1 Homogene Katalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31722.5 Makrokinetik chemischer Reaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
22.5.1 Heterogene Katalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32122.5.2 GasFlüssigkeitsReaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
22.6 Reaktionsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
Inhaltsverzeichnis 13
22.6.1 Reversible Reaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32822.6.2 Parallelreaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32922.6.3 Folgereaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
23 Isotherm betriebene ideale Reaktoren . . . . . . . . . . . . . 33423.1 Betriebsweisen chemischer Reaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
23.1.1 Diskontinuierlicher Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33423.1.2 Kontinuierlicher Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
23.2 Der diskontinuierlich betriebene Rührkessel . . . . . . . . . . . . . . . 33923.3 Der kontinuierlich betriebene Rührkessel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34423.4 Die Rührkesselkaskade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34723.5 Das ideale Strömungsrohr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35423.6 Vergleich der idealen Reaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35723.7 Reaktor mit Kreislaufführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35823.8 Der halbkontinuierliche Rührkessel ( SemibatchReaktor) . . . . . 362
24 Reale Reaktoren (Verweilzeitverhalten) . . . . . . . . . . . . 36424.1 Verweilzeitverteilung E(t) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36424.2 Verweilzeitsummenfunktion F(t) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36924.3 Mittlere Verweilzeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37024.4 Experimentelle Bestimmung der Verweilzeitfunktionen . . . . . . 37124.5 Verweilzeitverhalten realer Reaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
24.5.1 Kontinuierlicher Rührkessel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37324.5.2 Rohrreaktor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
24.6 Berechnung des mittleren Umsatzes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
25 Thermisches Verhalten von Reaktoren . . . . . . . . . . . . . 37925.1 Thermische Stabilität von Reaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37925.2 Wärmetechnische Auslegung von Reaktoren . . . . . . . . . . . . . . . 38325.3 Der diskontinuierlich betriebene Rührkessel . . . . . . . . . . . . . . . . 38425.4 Der kontinuierlich betriebene Rührkessel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
25.4.1 Adiabatischer Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38725.4.2 Isothermer Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
25.5 Das ideale Strömungsrohr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
14 Inhaltsverzeichnis
26 Chemiereaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39426.1 Reaktoren für homogene Reaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39426.2 Reaktoren für heterogene Reaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
TEIL V Biologische Verfahrenstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
27 Grundlagen der Mikrobiologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40027.1 Entwicklung und Bedeutung der Mikrobiologie . . . . . . . . . . . . . 40027.2 Struktur und Funktion der prokaryotischen Zelle . . . . . . . 405
27.2.1 Kern und Plasmide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40927.2.2 Cytoplasmamembran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41127.2.3 Zellwand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41427.2.4 Geißeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41727.2.5 Fimbrien und Pili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
27.3 Struktur und Funktion der eukaryotischen Zelle . . . . . . . . . . . . 41827.3.1 Cytoplasma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41927.3.2 Mitochondrien und Chloroplasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
27.4 Hauptgruppen der Bakterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42127.4.1 Stoffwechseltypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42427.4.2 Übersicht über die Vielfalt der Prokaryonten . . . . . . . . . 424
27.5 Hauptgruppe der Hefen und Pilze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43127.6 Technisch wichtige Mikroorganismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434
28 Biochemische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43628.1 Grundlagen des Stoffwechsels und der Energieumwandlung . . 43628.2 Ernährungstypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
28.2.1 Heterotrophie und Autotrophie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44128.2.2 Chemotrophie und Phototrophie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44228.2.3 Lithotrophie und Organotrophie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44228.2.4 Aerobier und Anaerobier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
28.3 Atmungsprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44328.3.1 EmbdenMeyerhofParnasWeg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44328.3.2 EntnerDoudoroffWeg und PentosephosphatWeg . . . 44528.3.3 Oxidativer Abbau von Pyruvat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44628.3.4 TricarbonsäureCyclus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44728.3.5 Atmungskette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448
Inhaltsverzeichnis 15
28.4 Anaerobe Atmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45028.4.1 NitratAtmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45028.4.2 SulfatAtmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
28.5 Gärungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45328.5.1 AlkoholGärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45528.5.2 MilchsäureGärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45628.5.3 PropionsäureGärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
29 Bioprozesskinetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45929.1 Nährmedien und Wachstumsbedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
29.1.1 Feste Nährböden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46129.1.2 Temperaturabhängigkeit des Wachstums . . . . . . . . . . . . 46129.1.3 pHAbhängigkeit des Wachstums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
29.2 Wachstumsbestimmungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46429.2.1 Bestimmung der Mikroorganismenzahl . . . . . . . . . . . . . 46529.2.2 Bestimmung der Mikroorganismen . . . . . . . . . . . . . . . . . 467
29.3 Statische Kultur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46929.3.1 Exponentielles Wachstum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46929.3.2 Wachstumskurve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
29.4 Kontinuierliche Kultur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47629.4.1 Wachstum im Turbidostaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47829.4.2 Wachstum im Chemostaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479
30 Bioreaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48330.1 Allgemeine Anforderungen an Bioreaktoren . . . . . . . . . . . . . . . 48330.2 Oberfächenreaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484
30.2.1 Feste Nährböden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48530.2.2 Statische Oberfächenkultur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48530.2.3 Bettreaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48730.2.4 MembranReaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
30.3 SubmersReaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48930.3.1 Energieeintrag durch Begasung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49030.3.2 Energieeintrag durch eine Flüssigkeitspumpe . . . . . . . . 49230.3.3 Energieeintrag mit Rührorganen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49430.3.4 Vergleich der Reaktorsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496
30.4 Belüftung und Sauerstofftransport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497
16 Inhaltsverzeichnis
31 Sterilisation und Steriltechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50131.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50131.2 Kinetik der Abtötung durch Hitzeeinwirkung . . . . . . . . . . . . . . 50331.3 Sterilisation von füssigen Medien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504
31.3.1 BatchSterilisation mit Dampf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50531.3.2 Kontinuierliche Sterilisation mit Dampf . . . . . . . . . . . . . 50831.3.3 Sterilisation durch Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51131.3.4 Sterilisation durch chemische Methoden . . . . . . . . . . . . 511
31.4 Sterilisation von Gasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512
32 Messtechnik an Bioreaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51432.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51432.2 Physikalische Messgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
32.2.1 Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51732.2.2 Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51832.2.3 Drehzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51832.2.4 Schaum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51932.2.5 Trübung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519
32.3 Chemische Messgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52032.3.1 pHWert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52032.3.2 Redoxpotenzial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52132.3.3 Sauerstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52232.3.4 Kohlenstoffdioxid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52432.3.5 Ionenselektive Elektroden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
32.4 Biologische Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526
TEIL VI Anwendungen in Industrie und Umwelt . . . . . . . . . 529
33 Schwefelsäure herstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53033.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53033.2 Reaktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53133.3 Rohstoffeinsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53233.4 Katalysator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53233.5 Kontaktverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
Inhaltsverzeichnis 17
34 Herstellung von Titandioxid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53634.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53634.2 Rohstoffeinsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53634.3 Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537
34.3.1 Sulfatverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53734.3.2 Chloridverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53934.3.3 Nachbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540
35 Erdölaufbereitung und Petrochemie . . . . . . . . . . . . . . . 54135.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54135.2 Physikalische Bearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542
35.2.1 Vorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54235.2.3 Fraktionierte Destillation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54335.2.3 Entparaffnierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545
35.3 Raffnerieverfahren zur stofflichen Umwandlung . . . . . . . . . . . 54535.3.1 CrackingVerfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547
Thermisches Cracking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548Katalytisches Cracking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550Hydrocracking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551
35.3.2 Reforming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55235.3.3 Hydrierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55435.3.4 Isomerisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55535.3.5 Polymerisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55535.3.6 Alkylierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556
36 Herstellung von Polyurethanen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55736.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55736.2 Reaktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55836.3 Rohstoffeinsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558
36.3.1 Isocyanate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55836.3.2 Polyolkomponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56136.3.3 Hilfs und Zusatzstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562
36.4 Verarbeitungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56336.4.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56336.4.2 Dosiermaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56436.4.3 Formwerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567
18 Inhaltsverzeichnis
37 Herstellung von Citronensäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56837.1 Einführende Bemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56837.2 Mikroorganismen und Biosynthese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56937.3 Nährmedien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57037.4 Produktionsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571
37.4.1 Oberfächenverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57137.4.2 Submersverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573
38 Herstellung von Penicillin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57638.1 Einführende Bemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57638.2 AntibiotikaProduzenten und Klassifizierung . . . . . . . . . . . . . . . 57638.3 Wirkungssprektum von Antibiotika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57938.4 Produktionsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580
39 Metallgewinnung durch Mikroorganismen . . . . . . . . . 58439.1 Einführende Bemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58439.2 Mechanismen der mikrobiellen Laugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585
39.2.1 Direkte Laugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58539.2.2 Indirekte Laugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 586
39.3 Laborverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58739.3.1 Perkolatorlaugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58839.3.2 Suspensionslaugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58939.3.3 Säulenlaugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590
39.4 Industrielle Laugungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591
40 Reinigung kommunaler Abwässer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59540.1 Abwasserarten und Fortleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59540.2 Abwasserinhaltstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596
40.2.1 Typische Messgrößen zur Abwasserbeurteilung . . . . . . 59840.2.2 Typische Abwasserparameter für ein kommunales
Abwasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59940.3 Aufbau und Funktion einer kommunalen Kläranlage . . . . . . . . 601
40.3.1 Mechanischphysikalische Reinigung . . . . . . . . . . . . . . . 60140.3.2 Chemische Elimination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604
Inhaltsverzeichnis 19
40.3.3 Biologische Abwasserbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60540.3.3.1 Elimination von Phosphorverbindungen . . . . . . 60540.3.3.2 Elimination von Stickstoffverbindungen . . . . . . 607
40.3.4 Nachklärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61340.3.5 Schlammbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613
40.4 Alternative Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615
41 Mechanische und thermische Abluft-reinigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617
41.1 Einführende Bemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61741.2 Mechanische Abluftreinigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61941.3 Thermische Abluftreinigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622
41.3.1 Rauchgasentschwefelung und Stickoxidreduktion im Abgasstrom von Kohlekraftwerken . . . . . . . . . . . . . . . 623
41.3.2 Abscheidung von Quecksilber und Beseitigung von Dioxinen aus dem Rauchgasstrom von Abfallverbrennungsanlagen mit Adsorbern . . . . . . . . . . 627
41.3.3 Adsorber in Lackierstraßen der Automobilindustrie . . . 62841.3.4 Thermische oder katalytische Nachverbrennung . . . . . . 629
42 Biologische Abluftreinigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63342.1 Kriterien zur Anwendung der biologischen Abluftreinigung . . 635
42.1.1 Abzubauende Substanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63542.1.2 Mikrobiologische Voraussetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 636
42.2 Biowäscher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63742.2.1 Tropfkörperverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63842.2.2 Belebtschlammverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 639
42.3 Biofilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64142.4 Biomembranverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64442.5 Analysemethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646
42.5.1 Geruchsmessung (Olfaktometrie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64642.5.2 Instrumentelle Abluftanalytik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649
20 Inhaltsverzeichnis
43 Beseitigung von Altlasten – Boden sanierungs-verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653
43.1 Einführende Bemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653 43.2 Überblick über die Verfahren zur Bodensanierung . . . . . . . . . . 65443.3 InsituVerfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65543.4 Onsite und OffsiteVerfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658
44 Verfahren zur Abfallbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66144.1 Einführende Bemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66144.2 Geordnete Deponien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66244.3 Hausmüll und Sonderabfallverbrennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663 44.4 Thermische Abfallbehandlungsanlagen neuer Konzeption . . . . 665
45 Biologische Abfallbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66945.1 Einführende Bemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66945.2 Kompostierung von organischen Abfällen . . . . . . . . . . . . . . . . . 67045.3 Kompostqualität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67245.4 Produktion von Biogas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672
Sachwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 675
94 7 Mischen von Feststoffen und Rühren
Grundtypen von Feststoffmischern Charakteristische Bauformen
Schwerkraft und pneumatische Mischer ohne bewegte Misch werkzeuge
Schwerkraftmischer
Mischsilos (ein oder mehrstufig, Zellen silos); Silos mit Misch und Teil rohren; Silos mit äußerer oder innerer Zirkulation
Pneumatische Mischer
Wirbelschichtmischer Strahlmischer
mischende Lagerverfahren geschichtete Mischhalden
�� 7 .4�Rühren
Es werden hier nur Gemische von nicht hochviskosen Newtonschen oder nichtNewtonschen Flüssigkeiten behandelt. Nach Tabelle 7.1 ist die den Aggregatzustand eines solchen Gemisches bestimmende Komponente die Flüssigkeit. Die andere Komponente, die zugemischt wird, kann eine in dieser Flüssigkeit gut lösliche oder auch schwer lösliche andere Flüssigkeit (Homogenisieren oder Emulgieren), ein körniger Feststoff (Suspendieren) oder gasförmig (Begasen von Flüssigkeiten) sein. Das Rühren erfolgt meistens mithilfe rotierender, seltener schwingend bewegter Rühr werkzeuge oder mit sog. statischen Rührern, die kei ne bewegten Bestandteile enthalten.Die wichtigsten Aufgaben, die durch Rühren gelöst werden können, sind folgende [26, 27]:
� Homogenisieren: Vermischen und Vergleichmäßigen von inein an der löslichen Flüssigkeiten, Konzentrations und Temperaturaus gleich (z. B. Verdünnen konzentrierter Lösungen, Neutralisieren)
� Suspendieren: gleichmäßiges Verteilen, ggf. Lösen und InSchwebeHalten von körnigen Stoffen (z. B. Lösen von Feststoffen, Kristallisieren, Auswaschen von körnigen Stoffen, Erzeugen einer Schwertrübe)
� Emulgieren: Dispergieren einer Flüssigkeit in einer anderen, d. h. Zerteilen und Feinverteilen von Tröpfchen einer Flüssigkeit in einer zweiten, in der sie nur schwer löslich ist (z. B. EmulsionsPoly meri sation, FlüssigFlüssigExtraktion)
� Begasen: Dispergieren eines Gases in einer Flüssigkeit, d. h. Zer teilen des Gases in kleine Teilchen oder Blasen und ihr nach folgendes Einbringen in die Flüssigkeit oder Suspension bzw. ihre dortige gleichmäßige Verteilung (z. B. GasFlüssigReaktionen, Ab sorp tion, aerobe
Tabelle 7 .3: Übersicht der Bauformen von Feststoffmischern (Fortsetzung)
7.4 Rühren 95
Fermentation, Sauerstoffeintrag bei der Abwasser reinigung, Flotation, Mammutpumpen)
� Beschleunigung des Wärmeaustausches zwischen der Flüssigkeit oder Suspension und der Wärmeübertragungsfäche (Heiz oder Kühlfäche) (z. B. Abführen der Reaktionswärme, Beschleunigung von Reaktionen durch Erwärmen)
Oft sind mehrere grundlegende Rühraufgaben gleichzeitig in komplexer Weise zu erfüllen.
7 .4 .1�Rühren mit rotierenden Rührorganen
In Bild 7.6 ist der Aufbau eines Rührwerks gezeigt. Der Behälterboden ist meistens gewölbt, abgerundet, seltener halbkugelförmig oder fach.
M
Bild 7 .6:� Behälter mit Rührsystem
Bei zentrisch eingebauter Rührwelle und großen ReynoldsZahlen (hohe Drehzahl, großer Rührerdurchmesser, kleine oder mittlere Viskosität) rotiert die ganze Flüssigkeit gleich einem Festkörper, sodass sich an ihrer Oberfäche eine trichterförmige Vertiefung (Trombe) ausbildet, der Mischeffekt geht zurück, beim Trichter tritt Luftansaugung und Schaumbildung auf und bei Suspensionen kommt es zu einer Trennung im Zentrifugalfeld. Diese Nachteile lassen sich mithilfe von Stromstörern oder durch den nicht zentrischen (exzentrischen) geneigten Einbau des Rührers vermeiden.Die in der Praxis eingesetzten Rührorgane lassen sich in drei Gruppen einordnen. Man unterscheidet
96 7 Mischen von Feststoffen und Rühren
� axialfördernde � radialfördernde und � tangentialfördernde Rührer.
Ausschlaggebend für die Bezeichnung des Rührertyps ist das in unmittelbarer Nähe des Rührorgans erzeugte Strömungsfeld, die Hauptrichtung der das rotierende Rührorgan verlassenden Flüssigkeitsströmung. Bild 7.7 zeigt charakteristische axialfördernde Rührer.
A B C D
Bild 7 .7: Axialfördernde Rührer: (A) Schrägblattrührer, (B) Propellerrührer, (C) Schraubenrührer und (D) Wendelrührer
Axialfördernde Propellerrührer werden in der Regel mit 2, 3 oder 6 Flügeln, die Schrägblattrührer mit 6 viereckigen, trapezförmigen oder besonders geformten Schaufeln versehen.Die am häufigsten verwendeten Bauformen der radialfördernden Rührer sind der Scheibenrührer, der Radialschaufelrührer und der Impellerrührer (vgl. Bild 7.8).
A B C
Bild 7 .8:� Radialfördernde Rührer: (A) Scheibenrührer, (B) Radialschaufelrührer, (C) Impellerrührer
7.4 Rühren 97
An der Kreisscheibe des radialfördernden Scheibenrührers werden meistens 6 radial angeordnete ebene RechteckBlätter bzw. Turbinenschaufeln befestigt (in einseitiger oder zweiseitiger Bestückung). Die Scheibe wird mit mittlerer Drehzahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit bewegt und bei niedriger oder mittlerer Viskosität angewandt, in der Regel bei Einbau von 4 Strombrechern. Einige Bauformen der tangentialfördernden Rührer sind in Bild 7.9 dargestellt. Es sind Ankerrührer, Gitter und Blattrührer. Letzterer kann als tangentialradialfördernd betrachtet werden.
A B C Bild 7 .9:�Tangentialfördernden
Rührer: (A) Ankerrührer, (B) Blattrührer, (C) Gitter rührer
Der Ankerrührer ist ein langsamlaufender Rührer, hat in der Regel zwei Schaufeln (Ankerarme), die dicht an der Behälterwand bewegt werden; man setzt sie hauptsächlich zur Intensivierung des Wärmeaustausches ein. Auch der Gitterrrührer und der Blattrührer sind langsamlaufend und werden mit und ohne Stromstörer gebaut.Außer den aufgezählten Rührern gibt es zahlreiche andere Bauformen. Diese sind zum größten Teil rotierende Werkzeuge, doch werden auch in Axialrichtung schwingende (Vibrations)Rührer verwendet, bei denen die Strömung in Tangentialrichtung vernachlässigt werden kann.
7 .4 .2�Leistungsbedarf des Rührers
Eine wichtige Aufgabe besteht in der Bestimmung der mit dem Rührorgan in die Flüssigkeit eingebrachten Rührenergie bzw. der benötigten Rührleistung.
98 7 Mischen von Feststoffen und Rühren
Die Rührleistung P von rotierenden Rührern wird mithilfe von im Labor durchgeführten Modellversuchen und auf Grund der Ähnlichkeitstheorie – unter Berücksichtigung der Kriterien der geometrischen und physikalischen Ähnlichkeit – angegeben. Es lassen sich drei unabhängige Ähnlichkeitskriterien angeben:
Die FroudeZahl Fr kann man in den meisten Fällen vernachlässigen. Die Leistungskennzahl hängt dann nur von der ReynoldsZahl ab (Ne = f(Re)) und lässt sich nur experimentell bestimmen (vgl. Bild 7.10).
Ne
102
10
10
1
10-1
1 102 103 104 105
Re
mit Strombrecher
ohne Strombrecher
laminar Übergangsbereich turbulent
Bild 7 .10: Leistungscharakteristik eines bestimmten Rührertyps mit und ohne Strombrecher
Ent sprechend Bild 7.10 ist bei ReZahlen < 10 – 60 der Rühr effekt gering, das Rühren verläuft laminar. Der Leistungsbedarf ist bei laminarem Rühren und bei gegebenem Rührertyp, bei festgelegter Dreh zahl n und Durchmesser d eine lineare Funktion der Viskosität μ und ist von der Dichte r unabhängig. Im Übergangsbereich wird bei ge gebenem Rührertyp die Leistung auch von der Viskosität und von der Dichte beeinfusst. Im turbulenten Bereich, d. h. im NewtonBereich der Rührer, ist
7.4 Rühren 99
die Leistungs kenn zahl konstant. Im turbulenten Bereich kann bei konstantem n und d der Einfuss der Viskositätsänderung auf den Leistungsbedarf vernachlässigt werden, der Einfuss der Dichte ist linear.
7 .4 .3�Homogenisieren mit rotierenden Rührorganen
Beim Rühren stehen zum Nachweis der Tatsache, dass das verfahrenstechnische Ziel, d. h. die gewünschte Mischgüte, erreicht wurde, zwei Methoden zur Verfügung:
� SchlierenMethode: Flüssigkeiten mit unterschiedlichem Bre chungs index werden so lange gerührt, bis keine Schlieren mehr fest zu stellen sind.
� EntfärbeMethode: Durch das Hinzumischen einer anderen Flüs sigkeit oder eventuell einer zusätzlichen Chemikalie wird das System entfärbt. Dies ist als Zeichen der ent sprechen den Mischgüte anzusehen.
Die für das Erreichen einer gewünschten Mischgüte benötigte minimale Rührzeit ist eine wichtige Kenngröße der Homogenisierung.
7 .4 .4�Suspendieren
Um spezifisch schwerere Körner in einer Flüssigkeit (rs > rl) vom Boden des Rührerbehälters aufzuwirbeln und gegen die Schwerkraft in Schwebe zu halten, ist ein kontinuierlicher Energieeintrag, eine fortlaufende Betätigung des rotierenden Rührorgans notwendig.
� Bei Drehzahlen < nmin werden die Körner nicht bewegt. � Bei Drehzahlen nmin < n < nS0 sind erste Kornbewegungen auf dem Rührerboden zu beobachten, ein Schwebezustand der Körner wird aber noch nicht erreicht.
� Bei Erreichen der Drehzahl n = nS0 werden einzelne Körner in der Nähe der Bodenplatte in den Schwebezustand versetzt.
Bei der Suspendierdrehzahl n = nS werden die Körner aufgewirbelt und in Schwebe gehalten. Die Suspendierdrehzahl nS wird unter Berücksich tigung folgender Kriterien bestimmt:
� Beim Aufwirbeln des Feststoffs soll erreicht werden, dass die ein zel nen Körner höchstens eine Sekunde lang den Boden berühren (1sKriterium).
100 7 Mischen von Feststoffen und Rühren
� Die Körner sollen bis zu einer Höhe von 90 % der Füllhöhe in Schwe be gehalten werden (90%SchichthöhenKriterium).
� Die Feststoffpartikel steigen bis an die Obergrenze der Flüssigkeitsschicht, sodass die feststofffreie, klare obere Flüssigkeitsschicht verschwindet.
Beim Suspendieren werden hauptsächlich axialfördernde Rührer verwendet. Die Rührbehälter haben meistens einen gewölbten Boden. Rührer mit ebenem Boden werden nur selten eingesetzt.Eine kennzeichnende Größe beim Suspendieren ist die sog. Sinkleistung PS, die sich als Produkt aus dem Gewicht der Partikeln mit dem Gesamtvolumen in der Flüssigkeit und der behinderten Sinkgeschwindigkeit ergibt:
(7.6)
rs Dichte Feststoff, rf Dichte Flüssigkeit, g Fallbeschleunigung, VS Gesamtvolumen, voH Sinkgeschwindigkeit
7 .4 .5�Emulgieren
Das FlüssigFlüssigDispergieren, kurz Emulgieren, bedeutet die Herstellung eines Stoffsystems aus zwei ineinander schwer löslichen Flüssigkeiten, wobei die eine Flüssigkeit in Form kleiner Tröpfchen in der anderen verteilt ist. Wenn keine Turbulenz vorhanden oder nicht ausreichend stark ist, werden die beiden Flüssigkeiten durch eine Phasengrenze voneinander getrennt und sie schichten sich übereinander. Bei ausreichend starker Turbulenz, d. h. bei ausreichend hoher Rührerdrehzahl, treten entlang der Phasengrenze der Flüssigkeiten infolge großer lokaler Geschwindigkeitsunterschiede große Scherkräfte auf und eine der Flüssigkeitsphasen wird in einzelne Tropfen zerteilt. Das verfahrenstechnische Ziel beim Emulgieren ist gerade die Erzeugung von Tropfen mit einer großen spezifischen Oberfäche.
Der geeignete Rührertyp ist ein schnelllaufender ra dial för dernder Rührer mit scharfen Kanten und Ecken (Schei ben rührer) und ein mit Strombrechern versehener Rühr behälter. Bei Flüssigkeiten kleiner oder mittlerer Viskosi tät werden auch statische Rührer (Düsen) zum Emul gieren ver wendet.
7.4 Rühren 101
7 .4 .6�Begasen
Das Dispergieren von Gas in einer Flüssigkeit oder kurz Begasen bedeutet die Lösung von drei Teilaufgaben:
� Einbringen des Gases in die Flüssigkeit � Zerteilung in Blasen � Verteilung auf das Gesamtvolumen
Das verfahrenstechnische Ziel besteht in der Schaffung von Phasengrenzflächen zum Stoffaustausch zwischen den einzelnen Phasen (Chlorierung, Hydrierung, Oxidation) oder im vertikalen Transport von Flüssigkeit in Form eines Gemisches FlüssigkeitGas (Mammutpumpe) oder im Aufschwemmen von Feststoffpartikeln, die sich an die Bläschen anlagern (Flotation). Neben der Beschreibung der mit rotierenden Rührern arbeitenden Verfahren sei hier aus der zweiten Gruppe die einfachste Begasungseinrichtung erwähnt, bei der das Gas unter Hochdruck durch ein über den ganzen Behälter querschnitt eingebautes Lochblech oder durch einen Siebboden ein geführt wird und keine weitere Rühreinrichtung zur Verteilung der Gasblasen verwendet wird.
VGas
VGas
VGas
A B C
Bild 7 .11: Begasungsrührer: (A) Hohlrührer, (B) Scheibenrührer, (C) Kreuzbalkenrührer
Bei Begasungsrührern erfolgt der Gaseintrag über in der Nähe des Behälterbodens eingebaute Düsen oder ringförmige perforierte Rohre mit
102 7 Mischen von Feststoffen und Rühren
Überdruck oder auch über einen rotierenden Hohlrührer, bei dem das Gas durch die hohle Achse angesaugt wird (vgl. Bild 7.11). Letzterer ist einfach, aber wegen der geringen geförderten Gasmenge nur begrenzt anwendbar.
�� 7 .5�Statisches Mischen von Flüssigkeiten
Statische Mischer, die keine bewegten Bestandteile enthalten, werden vom zu vermischenden Material durchströmt. Die dazu erforderliche Strömungsenergie bzw. die benötigte Druckdifferenz muss dem Mischgut übertragen werden. Der Mischer ist meistens ein Rohrabschnitt, in den zur Erreichung einer Mischwirkung Aufprall oder Umlenkelemente eingebaut werden. Man unterscheidet turbulent und laminar durchströmte statische Mischer.
A B
Bild 7 .12: (A) InjektorMischer, (B) Statischer Turbulenzmischer mit Einbauten
Bei statischen Turbulenzmischern wird die Turbulenz in Strahlmischern, Injektoren oder in Mischkammern erzeugt oder aber durch den Einbau von Umlenkelementen (vgl. Bild 7.12) erreicht. Bei statischen Laminarmischern werden Gutströme durch Einbauten geteilt, gegeneinander verschoben und wieder vereinigt. Diese Mischer wurden hauptsächlich zum Vermischen hochviskoser Stoffe konzipiert, doch werden sie auch bei niedrigeren Viskositäten verwendet.
8�� 8 .1�Kennzeichnung der Trennprozesse
Die mechanischen Trennprozesse (Begriffsdefinitionen nach [31]) lassen sich in vier verschiedene Arten gliedern:
� Klassierprozesse dienen zur Trennung fester Teilchenkollektive nach Feinheitsmerkmalen wie Korngröße oder Sinkgeschwindig keit.
� Sortierprozesse führen zur Trennung fester Teilchenkollektive nach Partikeleigenschaften wie Dichte, Farbe, Form oder Zusam men setzung.
� FestFlüssigTrennverfahren dienen zur Abtrennung disperser fes ter Partikeln aus einer füssigen Phase.
� FestGasförmigTrennverfahren leisten eine Abtrennung dis per ser fester Partikeln (Staub) aus Gasen.
Bei Klassierungen wird das Aufgabegut als Teilchenkollektiv einem Klassierapparat zugeführt, der es in zwei oder mehr Teilmengen (Fraktionen) zerlegt. Bei Zweiguttrennungen unterscheidet man Grobgut und Feingut. Ihre jeweiligen Anteile bezogen auf das Aufgabegut, Grobgutanteil g und Feingutanteil f, addieren sich stets zu 1. Im Idealfall wird so getrennt, dass sich die Verteilungsdichtekurven von Grob und Feingut nicht überschneiden, d. h. die Verteilungsdichtekurve des Aufgabegutes durch einen senkrechten Schnitt in zwei Flächen geteilt wird (Bild 8.1A).Bei einer idealen Teilung wird dagegen ein Aufgabegut so zerlegt, dass die betrachteten Merkmale (z. B. Feinheit) in beiden Teilmengen gleich und gleich denen der Ausgangsmenge sind (Bild 8.1B)
Mechanische Trennprozesse
104 8 Mechanische Trennprozesse
Feingut Grobgut
Aufgabegutq q
z zzT
Gleiche Merkmale der Teilmengen
A B
Bild 8 .1: Verteilungsdichtekurven für ideale Trennung (A) und ideale Teilung (B)
Bei Sortierprozessen verwendet man abhängig von der Partikeleigenschaft andere Bezeichnungen für die sich ergebenden Teilmengen, z. B. bei Dichtesortierern Leichtgut und Schwergut.Bei einer realen Trennung überschneiden sich dagegen die Verteilungsdichtekurven von Fein und Grobgut. Je nach Güte des Trennapparats ist die Überschneidung mehr oder weniger groß. Zur Kennzeichnung von ZweigutKlassierprozessen werden die Verteilungsdichtekurven von Aufgabegut, Grob und Feingut meist in einem gemeinsamen Diagramm dargestellt (vgl. Bild 8.2). Man gewichtet dann die Verteilungsdichten des Grobguts qG und des Feinguts qF mithilfe ihrer Mengenanteile g und f, sodass sich die aufgespannten Flächen der Grobguts und Feingutskurve zur Aufgabegutkurve qA(z) addieren. Für jeden Wert des Feinheitsmerkmals z gilt dann:
(8.1)
Beim Wert zT schneiden sich die Verteilungsdichten des Grob und Feinguts genau bei 50 % der Aufgabegutkurve, daher wird auch die Bezeichnung z50 verwendet. Man bezeichnet diesen Wert des Feinheitsmerkmals als MedianTrenngrenze oder präparative Trenngrenze. Ist das Feinheitsmerkmal ein Teilchendurchmesser, so ergibt sich der bekannte Ausdruck Trennkorndurchmesser dT oder auch d50.
Symbole2Keto3desoxy6phospho
gluconatWeg 4436Phosphogluconat 445
AAbbaubilanz 447Abbaurate 641Abfallbehandlung – biologische 669
Abfallrecht 661Abfallsäure 530Abfallvermeidung 661Abfallverwertung 661Abfallwärme 209AbkühlPhase 505Abluftanalytik 649Abluftinhaltstoffe 649 f.Abluftreinigung – biologische 633, 635 – Einsatzmöglichkeiten 636 – katalytische 629 – Kriterien 635
Abluftreinigungsverfahren 633 f.
Abscheidegrad 107Abscheiden von Quecksilber
622Abscheideprinzip – Gewebefilter 621
absetzbare Stoffe 599Absetzbecken 641Absorption 224, 251, 258, 664Absorptionsgleichgewicht
226Absorptionskolonne 232, 624Absorptionsschritt 635Absorptionsverfahren – nicht regenerative 624
Absterbegeschwindigkeitskonstante 503, 507
Absterbephase 476
Abtötung durch Hitzeeinwirkung 503
Abtötungsbedingungen 502Abtötungskurven 504Abtötungsrate 503Abtriebsgerade 204 f., 210Abtriebsgeraden 268Abtriebssäule 199, 203Abwärme 614Abwasser – Fortleitung von 595
Abwasserarten 595Abwasserbehandlung 487, 604Abwasserinhaltstoffe 596Abwasserkläranlage 404Abwasserparameter 599Abwasserreinigung 501, 633,
638Abwassertechnik 490Abwasserteiche 615Abweiseradsichter 111Acetobacter 425, 463AcetylCoA 446acidophil 463Adaption 473Adaptionsphase 636Adenin 410Adenosintriphosphat 440adiabatische Temperatur
differenz 386adiabatischer Betrieb 384,
387, 390Adsorbenzien 241 ff.Adsorber 622, 657 – Bauarten von 250
Adsorption 238, 240, 572, 622, 664
Adsorptionsgleichgewichtskurven 239
Adsorptionsisothermen verschiedener Stoffe 240
Adsorptionsrad 250, 628 f.Adsorptionsverlauf im Fest
bettadsorber 247
Ähnlichkeitstheorie 98aerobe Zonen 612aerobe Atmung 450aerober Vorgang 609Aerobier 442Agar 461Agglomeratbildung 124Agglomerate 573Agglomerieren 122AirliftReaktor 490 f., 574Aktinomyceten 428, 463, 576Aktivkohle 243, 322, 655Aktivkoks 243, 628Aktivtonerde 243akuttoxisch 597Algenpilz 432alkaliphil 463AlkoholGärung 455Alkylierung 556Alterung der pHElektrode 521Altlasten 661AminoglykosidAntibiotika 578Ammoniumoxidierer 608Amphotericin B 579Amplitude 109Anabolismus 437, 441anaerobe Atmung 450anaerobe Fermentation 673anaerobe Verfahren 672Anaerobier 442 – obligate 453
Analysemethoden 646, 649Analyseprobe 55Analysesichtung 61Analysesiebung 60anaplerotische Sequenzen
439Anatas 537, 539Ankerrührer 97Anlaufphase 472anoxische Zone 612Anschmelzagglomeration 122Ansprechzeit 521, 524Antibiotika 404, 576, 579
Sachwortverzeichnis
676 Sachwortverzeichnis
Antischaummittel 519Anzucht von Impfmaterial 485AOX 598ÄquivalentReaktions
geschwindigkeit 304Äquivalentdurchmesser 47Arbeitsgerade 205, 212, 268Arbeitsgeraden für den
Desorptionsprozess 234Arbeitsmarktsituation 22, 33Arbeitsplatzprofile 30Archaebakterien 430ArchimedesSchnecken
pumpe 601arithmetisches Mittel 88Armerze 584, 591ArrheniusGleichung 312, 314,
379, 387, 392, 508Ascomycetes 431Aspergillus 433, 577Aspergillus niger 434, 568 f.,
571Aspergillus oryzae 435Aspergillus-Arten 569 f., 581Atmung
– aerobe 450Atmungskette 439, 448Atmungsprozesse 443ATP 447, 450ATPHydrolyse 441Aufarbeitung 572Aufbauagglomeration 122, 126AufheizPhase 505Auflagerspannung 79Aufsalzung 606Aufschluss 113Aufstromklassierern 112Auftreffhäufigkeit 108Ausbeute 299, 475, 572Auslaugung 283Auslaugverfahren 659Auslegung – wärmetechnische 383
Auspressen 116, 118Austraghilfen 80autokatalytischen Reaktionen
362Autoklav 502, 505, 512Autotrophie 441axiale Strömung 495axialfördernde Rührer 96Azeotropbildung 278azeotrope Destillation 196azeotropes Gemisch 195
Azospirillum brasilense 425Azospirillum lipoferum 425
BBachelor 34 f.BachelorAbsolventen 39Bacillus brevis 435Bacillus cereus 584Bacillus megaterium 417, 584Bacillus polymyxa 435Bacillus stearothermophilus
462, 507 ff.Bacillus subtilis 434Backenbrecher 141 f.Bacteriostatica 404Bakterien – chemolithotrophe 429 – coliforme 426 – Grundformen 408 – halophile 430 – heterotrophe 609 – lithotrophe 609 – methanogene 430 – thermoacidophile 430
Bakterienchromosom 407, 409
Bakterizide 404Bandextraktionsanlage 284Bandtrockner 255Basidomycetes 433batch culture 469BatchKultur 478BatchSterilisation 505BatchVerfahren 580Bausteine 437Begasen 94, 101Begeißelung 417Bekämpfung von Pflanzen
krankheiten 580Beladungsdiagramm 260,
264, 268Belagschwinger 109Belastungsgrenze 273Belebtschlammbecken 639Belebtschlammverfahren 639,
641Belebungsbecken 607, 609,
640Berechnung von Packungs
kolonnen 222Berechnungsgrundlage für
Sterilisationszeit 507 f.Berufschancen 24
Beschäftigungsfelder 28Beschäftigungsfähigkeit 40 f.Beseitigen von Dioxinen 622Bestimmung der Frisch und
Trockenmasse 468Bestimmung der Zusammen
setzung 596Bestimmung des Protein
gehalts 468Bestimmung essenzieller
Elemente 468Betriebskosten 496Betriebspunkt
– autotherm 382Bettfilter 511Bettreaktoren 487Beurteilungskriterien 596Bewegungsorganell 417Bierbrauen 400Bifidobacterium 428, 456Bilanzraum 301Bildanalyseverfahren 56Bildungssystem 39Binodalkurve 260Bioabfall 670Bioakkumulation 597Biobergbau 584Biochemie 423Biofilm 641Biofilter 633, 641Biofilterverfahren – schematisch 642
Biogasanlage 661, 674biologische Abfallbehandlung
669biologische Abluftreinigung
633, 635biologische Abwasserbehand
lung 605biologische Abwasser
reinigung 639biologische Phosphat
elimination 607biologische Sensoren 526biologische Verfahren 658biologischer Rasen 638biologischer Sauerstoffbedarf
598Biomassenbilanz 477Biomembranreaktor 645Biomembranverfahren 644Bioreaktoren 483Bioreaktorsysteme 477Biosensoren 526
Sachwortverzeichnis 677
Biotechnologie 29Bioverfahrenstechnik 28Biowäscher 633, 637bipolar 417BischoffVerfahren 623Blähmittel 562Blasen 46Blasendestillation 192Blasensäule 236, 395, 490BlasensäulenReaktor 490Blasensäulenreaktor 396Blattrührer 97Blockheizkraftwerk 663Blockschaumstoff 566Boden 214 – schadstofffreier 653
Bodenabstand 218Bodenanzahl 218Bodenkolonnen 214, 216, 218,
236, 640Bodenkonstruktionen 158Bodenschutzgesetz 653Bodenwirkungsgrad 201, 216,
272Bodenzahl – praktische 272
BolognaBeschluss 34BondZerkleinerungsgesetz
135Böschungswinkel 75Brechen 131Brecherarten 142Breitbandantibiotika 579BrennstoffStickoxid 625Brenztraubensäure 438Brevibacterium linens 428Bruchbildung 132Bruchspannung 132Brückenbildung 79Brüden 167 ff.Brüdenverdichtung 169BSB 598BSB5Werte 663Bunker 75BunsenAbsorptions
koeffizient 227Bypass 520
CC/NVerhältnis 671Canda lipolytica 574Candida guilliermondii 569Candida lipolytica 574
Candida utilis 434CarbonatAtmung 450Cephalosporin 577 ff.Cephalosporium 577chancenmaximierend 24Charakterisierungsgrößen
516Chemiereaktoren 394chemischer Sauerstoffbedarf
598Chemisorption 225chemoorganoheterotroph 431Chemostat 476, 479chemotherapeutisch 579Chemotrophie 442Chlamydien 426Chloridverfahren 536, 539Chloroplasten 406, 418, 420Chlortetracyclin 578chronischtoxisch 597Chytridiomycetes 432Citromyces pfefferianus 569Citronensäure 568CitronensäureCyclus 447 f.ClarkPrinzip 522Clostridien 454Clostridium acetobutylicum
403, 434Clostridium botulinum 427Clostridium tetani 427Coenzym 407Coenzym A 447Coking 549Corynebacterium 428, 569,
574Corynebakterium glutamicum
428CoulterCounter 466Cracking – katalytisches 550 – thermisches 548
CrackingVerfahren 547credit points 35CSB 598CSBBelastung 674CSTR 337Cyclisierung 550Cytoplasma 406, 412, 419, 447Cytoplasmamembran 406,
413Cytosin 410
DDaltonsches Gesetz 161, 184,
186, 229, 239, 241Damköhler 293Dampfdruck 163Dampfdruckkurven 164, 184,
197Dampfgeschwindigkeit 216Dampfinjektion 509 f.Dampfsterilisator 502DanielliModell 412Darmbakterien 418Deep Shaft Reactor 491 f.DegussaVerfahren 656Dehydrierung 553Dehydrogenierung 447, 453Dekantierzentrifuge 614Denaturierungsgeschwindig
keit 508Denitrifikation 451, 609, 612DENOXAnlage 627Deponieaufbau 662Deponieflächen 662Deponiegas 662Deponien – geordnete 662
Desinfektion 485Desorption 226Desorptionsvorgang 244Desoxyribonucleinsäure 409Desoxyribose 411Destillation 184 – extraktive 195
Destillationsvorgang 192Desulfococcus 426Desulfomonas 426Desulfovibrio 426Deuteromycetes 433Dichtesortierer 104Dienstleistungsgesellschaft 31differenzielle Methode 311Diffusion 318, 498 – instationäre 325
Diffusionsbarriere 412Diffusionsbatterie 280Diffusionskoeffizient 280, 318Diffusionsvorgang 280Dihydroxyacetonphosphat
444Diisocyanate 559Dimensionierung 214, 231Diplomstudiengang 34direkte Laugung 585
678 Sachwortverzeichnis
Direkteinleiter 596diskontinuierliche Kultur 469diskontinuierliche Rektifika
tion 212diskontinuierlicher Betrieb
334 f.disperse Systeme 46Dispersitätszustand 130DNAChromosomen 409DNAReplikation 411DNASequenzen 411DNAVerdopplung 409 f.Doppelkontaktverfahren 534Dosiermaschine 563Drehfilter 574Drehrohrofen 664DrehzahlMessung 518Dreiwalzenmühle 150Druck – kritischer 285 – osmotischer 414, 570
Druck 518DruckMessung 518Druckdiagramm für das ideale
Zweistoffgemisch 186Druckfestigkeit 79Druckfilter 119Druckspannung 73Druckverlust 217 f.Druckverlustdiagramm 220 f.Dünnschichtverdampfer 165,
193Düsenboden 214Durchbruchsbeladung 246Durchgangssumme 49Durchgangssummenkurve 50Durchgangssummen
verteilung 136Durchlaufverfahren 281Durchsatz 295Durchströmungsverfahren 63Durchtrittswahrscheinlichkeit
108dynamische Methode 499dynamische Verfahren 671
Eebullioskopische Konstante
163ECTS 36Einbauten 214Eindicken 115Einsatzgebiet Elektrofilter 621
Einsatzgebiet Gewebefilter 621
Einsatzmöglichkeiten – berufliche 23 – branchenübergreifende 27
Einschlussverfahren 655Einstabsmesskette 520Eintauchverfahren 281EinwalzenPrallbrecher 144Einzelkornzerkleinerung – Beanspruchungsarten 133
Einzelpartikelzähler – optisch 57
Einzelproben 55Einzelsubstanzen 599EisenAtmung 451Elastomere 564Elektrofilter – Einsatzgebiet 620
Elektronenakzeptor 450, 453Elektronendonator 442, 453,
610, 612Elektronentransport 414Elektronentransportkette
449 f.elektrostatische Kräfte 65EmbdenMeyerhofParnas
Weg 443 f., 455Emissionsüberwachung 646empirische Streuung 89Emulgieren 94, 100EndofthepipeTechnik 28,
661Endocytose 420Endosymbionten 427Energieeintrag durch Flüssig
keitspumpen 492Energieeintrag mit Rühr
organen 494Energieumwandlung 436Enterobacter aerogenes 426Enterobacteriaceen 473EntfärbeMethode 99Entgasungseinrichtung 663Entmischung – vollständige 90
EntnerDoudoroffWeg 445 f.Entparaffinierung 172, 545Entsorgungskonzepte 665Entsorgungstechniken 661Entsorgungswirtschaft 665Entspannungsverdampfen
166 f.Entstaubung 664
Entwässern 115Enzymaktivität 469, 473, 571Enzymelektrode 527Enzymkonzentration 473Erdölaufbereitung 541Erdöldestillation 542 f.Erdölfraktionen 542Ergänzungsstoffe 459Ernährungstypen 441Ertrag 475Ertragskoeffizient 475, 480Erzeugniskonzentration 212Erzeugnisprodukt 212Erzvorkommen 532Escherichia coli 426, 438, 443,
452, 462, 503essenzielle Elemente 468EssigGenerator 488EssigHerstellung 486Essigsäurebakterien 401Etagenfilter 644Eubakterien 577Eukaryoten 411, 418, 447Eumyceta 431Eumycota 432Eutrophierung 597, 605Exocytose 420exotherme Reaktionen 362exponentielle Phase 473, 479exponentiellem Wachstum 469exponentielles Wachstum 469externe Faktoren 473externe Regulation 474Extinktionszähler 57Extraktion – FestFlüssig 279
Extraktion 289Extraktion mit überkritischem
Toluol 289Extraktionsbatterie 283Extraktionsmittel 279, 286 – kritische Daten 286
Extraktionsverfahren 659Extraktionszeit 280
FFachgebiet – interdisziplinäres 23
Fachhochschule 34FAD 448FADH2 447 f.Fähigkeiten – kommunikative 25
Sachwortverzeichnis 679
Faktoren – externe 473
fakultativ anaerob 452Fallfilmabsorber 236Fallfilmverdampfer 165, 170Faultürme 614Fe2+/Fe3+Cyclus 586Fehlkorn 105Feingut 103Feinheit disperser Elemente
47Feinheitsmerkmal 47Feinrechen 601Feinvermischen 83Feldstörungsverfahren 59FeretDurchmesser 55Fermentation – anaerobe 673 – nasse 674
FestFlüssigTrennverfahren 103
FestGasförmigTrennverfahren 103
Festbettadsorber 244 f., 249Festbettreaktor 364, 396,
487 f., 555, 641Festkörperbrücken 124, 127Feststoffextraktion 258, 281Feststoffmischer
– Bauformen 93Feststoffmischverfahren 92Feuchtegehalt 242Ficksches – 1. Gesetz 318 – 2. Gesetz 327
Filmdiffusionsgebiet 323Filmmodell 324Filterapparate 119Filtermaterial 641, 643Filterzentrifugen 119Filtration 117Fimbrien 418Fischtest 598Flächenfilter 644FlachbettReaktoren 396Flagell 417Flagellatenpilze 432FliehkraftGegenstromsichter
111Fließbetrieb 297Fließbett 126Fließbettagglomeration 126Fließbettreaktor 487Fließgleichgewicht 476, 481
Fließorte 81Fließzustand 77Flotationsvorgänge 656FluidFeststoffReaktoren 396FluidFluidReaktoren 395Flüssigkeitsbrücken 64, 124Flüssigkeitshülle 124Flüssigkeitspumpe – Energieeintrag 492
Flutgrenze 219 f.Folgereaktionen 328, 331Förderbohrungen 594Formfaktor 48Formwerkzeug 563Forschungsaufgaben 24Fotosedimentometer 62Fraktion 49Freistrahlreaktor 493Frischmasse – Bestimmung der 468
Fructose 570Fructose1,6biphosphat 443Füllkörper 158, 214, 219, 222,
235, 638Füllkörpereinbauten 639Füllkörperkolonne – pulsierte 277
Füllkörperschüttung 201Füllstoffe 563FumaratAtmung 450 f.Fungi imperfecti 577Fungistatica 404Fusobacterium 426
Ggalvanische Verfahren 522Gärkammern 572Gärprozesse 443Gärungen 453Gärungsstoffwechsel 455GasFlüssigExtraktions
verfahren 258Gasadsorptionsverfahren 63Gasaufbereitungstechnik 238Gasaustausch 497Gasbelastungsfaktor 217, 220Gaserfassung 662GasstromReinigung 667Gaswäsche 639Gefriertrocknung 254Gegenstrahlmühle 153Gegenstrom 160, 265Gegenstromextraktion 583
Gegenstromfahrweise 168, 267
Geißel 417Gelatine 461Gemische
– explosive 674Gemische mit Siedepunkts
maximum 191Gemische mit Siedepunkts
minimum 190Generationszeit 464, 470,
472Generatorverfahren 487Gentamycin 578Gentechnik 405Geruchsbelastung 633, 648Geruchseinheit 647Geruchsintensität 647Geruchskonzentration 647Geruchsmessung 646, 649Geruchstoffe 633Geruchswirkung 647Gesamtzahl 465Geschwindigkeitsgesetz – 1. Ordnung 471
Geschwindigkeitsgesetz 304Geschwindigkeitskonstante
304Gesetz von der Erhaltung der
Masse 296Gewässergüte 599Gewebefilter 621Gewinnung von Kupfer 594Gewinnung von Metallen 591Gewinnung von Uran 594Giftstoffe 597GillilandDiagramm 208 f.Gitterrührer 97Glaskontaktthermometer 517Gleichgewichtsapparaturen
184Gleichgewichtsbeladung 247Gleichgewichtsdiagramm 187,
191, 201Gleichgewichtskurve im
Beladungsdiagramm 233Gleichstrom 160Gleichstromfahrweise 167Glockenboden 214 ff.Gluconsäure 574Glucose 443, 570Glucose als CQuelle 582Glucose6phosphat 443Glucoseabbau 440, 449
680 Sachwortverzeichnis
Glycerinaldehyd3phosphat 444
Glykolyse 443, 570GolgiApparat 420GramFärbung 414Gramicidin 578Grenzfilm – laminarer 319
Grobgut 103Grobrechen 601Grobvermischen 83Grundgesamtheit 54Grundoperationen 22, 44, 161Grundwassergefährdung 594Gruppenparameter 598Guanin 410
HHaemophilus influenza 426Haftkräfte 64Halbhartschaumstoffe 563halbkontinuierlicher Betrieb
334halbtrockene Verfahren 623Halbwertszeit 307Haldenlaugung 591, 593Hammerbrecher 143Hammermühle 151Hartschaumstoffe 564Hartzerkleinern 130Haufenlaugung 593Hauptelemente 459Hauptrotte 671HeatlessPrinzip 246Heizdampfverbrauch 166Heizregister 169Heißhaltezone 509Heißschaumverfahren 566Henrysche Gerade 227, 232Henryscher Absorptions
koeffizient 227Henrysches Gesetz 229, 240,
325Herdofenkoksadsorber 664Herdofenkoksanlage 627heterogen 158heterotrophe Bakterien 609Heterotrophie 441HighDustVariante 627Hilfsstoffe 562Hochbioreaktor 237Hochdruckextraktion 258,
285, 287
Hochdruckmaschinen 565Hochdruckverfahren 564Hochdruckwäsche 660Hochfrequenztrocknung 254Hochleistungsextraktor 276Hochschule
– wissenschaftliche 34Höherqualifizierungseffekt 30HohlfasermembranBündel
489Hohlraumanteil 73Hohlrührer 102homogen 158homogene Keimbildung 177Homogenisieren 94, 99Hordenreaktor 396Horizontallastverhältnis 75Horizontalstromklassierer 112HTUWert 219, 221hydraulische Verfahren 655Hydrierung 554Hydrocracking 551Hydrofining 554Hydrolyse 673Hydrotreating 554Hydrozyklon 112hygroskopisch 251hyperthermophil 463
IICIReaktor 491ideales Zweistoffgemisch 184Ilmenit 536 f.Immissionsschutz 27Immissionsüberwachung 646Impellerrührer 96Impfgutanzucht 581Impfkristalle 176ImpfmaterialAnzucht 485Impulsmarkierung 366Indirekteinleiter 596Industrierückstände 591Ingenieurausbildung – Reform der 38
Ingenieurdienstleistungen – freiberufliche 31
Inhomogenitäten im Reaktor 524
Injektionsbohrung 594InjektorMischer 102in situ 520InsituLaugung 593InsituMessungen 516
InsituVerfahren 654Integralschaumstoffe 563Integrationsmethode 306Intermediärprodukte 572Intermediärstoffwechsel 437,
446Internationalisierung 38interne Regulation 474ionenselektive Elektroden 525Isocyanate 558Isomerisierung 553, 555Isotherme nach Freundlich
239isothermer Betrieb 389
JJenikeSchergerät 81Jochpilze 433
KKalksteinSuspension 623kalorischer Faktor 205 f.Kaltschaumverfahren 566Kanalbildung im Festbett 487Kapillarbereich 124Kapsel 416Karriere – lineare 41
Kaskade 353Kaskadenberechnung 349Kaskadenboden 214Kaskadenmodell 376Katabolismus 437 f., 636Katalysatoren 316, 562Katalysatorgift – Entfernung 555
Katalysatorgifte 630 f.Katalyse – heterogene 316, 321 – homogene 316 f.
katalytische Nachverbrennung 622, 629, 657
katalytische Nachverbrennungsanlage 629
katalytisches Cracking 550Kennzeichnung der Trenn
prozesse 103Kern 409Kernfluss 77Kernmembran 420Kesselzahl – Berechnung 350
Sachwortverzeichnis 681
Kettenverlängerer 562KickZerkleinerungsgesetz 135Kieselgel 243, 322kinetisches Gebiet 323kinetisches Konzept 271Klären 115Klassieren 107Klassiersiebung 108Klon 423KLaWert 518Koeffizienten nach Bond 136KohleÖlAnlage 666Kohlenhydrate 570KohlenstoffdioxidElektrode
525Koloniezahl 467Kolonne
– gepulste 276 – gerührt 275 – statische 274
Kolonnenhöhe 217Kommunikationstechnologie
31Kompaktfilter 644Kompartimente 419, 421komplexe Nährmedien 571Komplexierungsmittel 568Kompost 642, 670Kompostanlage 661Kompostiervorgang 670Kompostqualität 672Kompostwerk 671Kompressionszone 70Kondensator 199konjugierte Phasen 260Konode 260Kontaktkristallisator 181 f.Kontakttrocknung 253Kontaktverfahren 533Kontamination 501, 571kontinuierliche Kultur 476kontinuierliche Phase 46kontinuierliche Rektifikation
199kontinuierliche Sterilisation
508kontinuierlicher Betrieb 334,
336Kontinuitätsgesetz 216Konvektion 498Konvektionsströmung 325Konvektionstrocknung 253Konzepte – aerobe 669
– anaerobe 669Korngröße – mittlere 671
Kornverteilung 130kosmetische Produkte 568Kostenvergleich verschie
dener Abluftreinigungsverfahren 634
Kraftwerksabgase – saure 653
Kreisläufe 636Kreislaufwirtschaft 661Kreuzbalkenrührer 101Kreuzstrom 160, 265Kreuzstromfahrweise 265Kristallisation 172, 572, 574Kristallisationsverfahren 179Kristallkeimbildung 179Kristallwachstum 179Kristallwasser 174Kriterien zur biologischen
Abluftreinigung 635Kriterium – 1s 99 – 90 % 100
kritische Temperatur 285kritische Verdünnungsrate 481kritischer Druck 285Krustenbildner 174Kugelmühlen 146Kühlungskristallisation 178 ff.KühniKolonne 275Kultur – diskontinuierliche 469 – kontinuierliche 476 – statische 469
Kurzschlussströmung 373
LLactobacillus acidophilius 456Lactobacillus-Arten 428Lactobacillus brevis 456Lactobacillus bulgaricus 435Lactobacillus bulgaris 456Lactobacillus delbrückii 456Lactobacillus helveticus 456Lactobacillus lactis 456Lactobacteriaceae 456Lactococcus lactis 456Lactose 582Lage des azeotropen Punkts
195Landschaftspflege 653
Langmuir 240Laserbeugungsspektrometer
58Laserscanner 57Laugung 584
– direkte 585 – indirekte 586
Laugungsflüssigkeit 591Laugungsverfahren 591Leaching 584Lebendzellzahl 465Lebensmittelindustrie 29, 568leichter siedende Kom
ponente 185Leichtgut 104Leistungsbedarf von Rührern
97Leitkomponente 295Leptospirosen 425Leptotrichia 426Lichtmikroskop 55Lipiddoppelschicht 412 f.lithotrophe Bakterien 609Lithotrophie 442Löslichkeit von Sauerstoff 497Löslichkeit von zwei Gasen
229Löslichkeitskurven 173 f., 178,
288Lösungskristallisation 172Lösungsmittel 258, 278Lösungsmittelbedarf 281Lösungsmittelphase 259logarithmische Normal
verteilung 52LowDustVariante 627Luftblasen 574Luftschadstoffen 633Luftstrahlsieb 61Luftzahl 664
MMahlen 131Mahlkörper 146Mahlkörpermühlen 145Makrokinetik 302, 318Maschenform 109Massenbeladungsanteile 161Massenfluss 77Massenkräfte 60, 65Massenstrom 295Master 34 f.Materialfeuchte 642
682 Sachwortverzeichnis
Matrixkamera 56McCabeThieleVerfahren
205 f.mechanische Schaum
zerstörung 519mechanische Stoffumwand
lung 44MedianTrenngrenze 104Medianwert 51Mehrstoffgemische 212MehrstufenImpulsGegen
stromRührer 494Mehrstufenverdampferanlage
166Membran 406, 411MembranReaktoren 488Membranfilter 502, 512MembranfilterMethode 466Membranfiltrationseinheiten
511mesophil 462Messelektrode 520MessengerRNA 411Messgrößen – physikalische 517
Messmethoden 517Messort 516Messtechnik 514Messung der Drehzahl 518Messung der Trübung 520Messung des Drucks 518Messung des Redoxpotenzials
521Messung des Sauerstoffs
522Messung des Schaums 519Messungen des pHWerts 521Metabolisierung 597Metabolismus 436Metallgewinnung durch
Mikroorganismen 584Metallgewinnungsanlage 592Metallionen 571metastabiler Bereich 176Methangärung 673Methanococcus 430Methanospirillum 430Methylococcus 425Methylomonas 425MichaelisMentenGleichung
474Micrococcus luteus 427mikrobielle Laugungsver
fahren 584
mikrobiologische Eigenschaften des Filtermaterials 642
Mikrokinetik 302Mikroorganismen 400Mikroorganismenpopulation
636, 639Milchsäurebakterien 401MilchsäureGärung 456minderwertige Erze 584Mindestbodenzahl 208Mindestrücklaufverhältnis
208Mindestsauerstoffkonzentra
tion 574Mindestsolvensstrom 268Mineralisierung 597MINTFächer 36Mischagglomeration 126Mischen – statisches 102
Mischerbauarten 85Mischgüte – momentane 87
Mischkultur 504Mischtrommel 126Mischung 90Mischungslücke 262Mischungszustand 85, 87, 89Mischverfahren 83 ff.Mischvorgang 83mismatchSituation 33Mitochondrien 406, 419 f.Mitochondrienmatrix 447Mittel – arithmetisches 88
Mittelhartzerkleinern 130Mittelwert 87mittlere Korngröße 671MixerSettlerExtraktoren 274,
277Modalwert 53Modularisierung 38MohsHärte 130Molekularität 305Moment – 1. statistisches 370 – 2. statisches 375
MonodGleichung 475, 480, 482
monodispers 46Morphologie 423MovingBedVerfahren 551MPN 466Mühlen 144
Multienzymkomplex 446Müllverbrennungsanlage
627 f., 663 f.MureinSacculus 414Mycel 408Mycelbildung 407Myceldecke 572Mycelstruktur 573Mycelwachstum 582Mykoplasmen 427Myxomycota 431 f.
NNachfällung 604Nachrotte 671, 674Nachverbrennung – katalytische 630
Nachverbrennungsanlage 658NAD(P)H 447NAD+ 447NADH 447, 453NADP 447Nährböden 461, 485Nährlösung 438, 572Nährmedien – komplexe 571
Nährmedien 459 – synthetische 460
Nährmedien für die bakterielle Laugung 590
Nährmedium für Bakterien 460
Nährmedium für Hefen 460Nährstoffe 436, 438, 597Nährstoffkonkurrenz 501Nahrungskette – menschliche 672
Nahrungsmittelkonservierung 580
Nasen, elektronische 648Nassmahlen 131, 148Nasssiebung 61Nassstromklassierer 112Naturschutz 653Neisseria gonorrhoeae 426Neisseria meningitidis 426Neisseriaceae 426Neomycin 578Nernstscher Verteilungs
koeffizient 260Neukeimbildung 176 f.Neutralisation 604neutrophil 463
Sachwortverzeichnis 683
Nichtmischbarkeit 258nichtregenerative Absorp
tionsverfahren 624Niederdruckmaschinen 564Niederdruckverfahren 564NitratAmmonifikation 452NitratAtmung 450, 610NitratNitritAtmung 452Nitrifikanten 463Nitrifikation 608 ff.Nitrobacter 473Nitrobacter agilis 609Nitrosomonas 473Nitrosomonas europaea 609NoellKonversionsverfahren
667Normalspannungen 74Normalverteilung nach Gauss
51Normalverteilung, logarith
mische 52NTU 219, 221
OO2Bestimmung, galvanische
523Oberfläche, spezifische 49,
53Oberfläche, volumenspezi
fische 48Oberflächenkultur, statische
485Oberflächenreaktoren 484Oberflächenverfahren 568,
571OfflineMessverfahren 516OffsiteVerfahren 654, 658Oleum 535Olfaktometer 648OnlineVerfahren 516OnsiteVerfahren 654, 658Oomycota 431Organismen, Anforderungen
483Organotrophie 442OrleánsVerfahren 485osmotischer Druck 570Oxalacetat 447Oxalsäure 574Oxidationsgräben 615Oxidationskatalysatoren 531Oxytetracyclin 578
PPackung 201, 214, 223, 638Packung aus Metallgewebe
223Packungskolonnen 218, 235,
277Paraffinen 574parallel geschaltete Adsorber
245Parallelbetrieb 167Parallelreaktionen 328 f.Parameter der Desorption
229Parracoccus denitrificans 452Partialdruckkurven 184, 186Partikel 46Partikelgröße, gewogene
mittlere 53Pelletierteller 126Pelletiertrommel 127Penicillin 576Penicillium 433, 577PenicilliumArten 569, 571,
581Penicillium camembertii 434Penicillium chrysogenum 435,
581Penicillium citrium 569Penicillium luteum 569Penicillium notatum 404, 576,
581Penicillium roquefortii 434PentosephosphatWeg 443,
445peritrich 417Perkolatorlaugung 588Permeationsverfahren 63Persönlichkeitsentwicklung 37Petrochemie 541Pflanzenkläranlage, horizontal
durchströmte 616Pflanzenkläranlagen 615Pflanzenkrankheiten,
Bekämpfung 580PFR 337Pfropfströmungssystem 476Phagocytose 416, 420pharmazeutische Produkte
568Phase 158Phase, disperse 46, 271Phase, exponentielle 473, 479Phase, kontinuierliche 46, 271
Phase, stationäre 475Phasengleichgewicht 226Phasengrenzfläche 158Phosphatelimination 604Phosphorlipide 413Phosphorverbindungen
– Elimination von 605Phosphorylierung 443Phosphorylierung, oxidative
414Photonenkorrelations
Spektroskopie 58Photosynthesepigmente 420Phototrophie 442physikalische Messgrößen 517Physiologie 423Physisorption 225pHWert 671pHWertMessung 520Pili 418Pilze 431, 577Planetenmühlen 149Plansieb 109Plasmid 407, 409Plastide 418PlatForming 553Plattentest 467Plattenwärmetauscher 510PlugFlowReaktor 476polarografische Verfahren
522Polarogramm 522polydispers 46PolyenAntibiotika 578Polyesterole 561Polyetherole 561Polymerisation 555Polyole 562PolypeptidAntibiotika 578Polysaccharid, extracelluläres
416polytrich 417Polyurethan 557Porendiffusionsgebiet 323Porosität 73praktische Böden 201Prallbrecher 143Prallmühlen 151Prandtlsche Grenzschicht
319präparative Trenngrenze 104Praxisbezug 37Pressagglomeration 122, 127Primärstoffwechsel 569
684 Sachwortverzeichnis
Primärstruktur 411Probeanalyse von Mischun
gen 86Probebehälter 649Probenahme 54, 649Probestecher 54Probeteilung 54Produkte, kosmetische 568Produkte, pharmazeutische
568Produktionsbereiche, auto
matisierte 23Produktionsleistung 293, 300,
335, 343 – maximale 343
Produktionsreaktor 573Produktionssiebe, Bauformen
109Produktionssiebung 108Produktionsverfahren 22, 293Produktivität 480, 481Projektionsflächen 55Prokaryoten 405, 447Promotion, kooperative 35Propellerrührer 96, 494Propionibacterium 428, 435PropionsäureGärung 457Protein 407, 411Proteingehalt, Bestimmung
468Protocyt 405, 407 ff.Protoplast 414Prozessgrößen 514prozessnachgeschaltete
Umweltschutzmaßnahme 28
Pseudomonas 425, 462Pseudomonas aeruginosa
425Pseudomonas denitrificans
435, 610Pseudomonas fluorescens 584Pseudomonas putida 584psychrophil 463Pulver, trocken 65Pyrolyse 666Pyrolyseanlage 659Pyruvat 438, 443, 446
QQualitätsgrößen 514QuasiEchtzeitbedingungen
516
Querstromfilter 119Quotient, respiratorischer 480
Rradiale Strömung 495radialfördernde Rührer 96Radialschaufelrührer 96Raffinatkomponente 259Raffinerieverfahren 545Randgängigkeit 219Raoultsches Gesetz 184, 186Rauchgasentschwefelung 615,
623Rauchgasentstaubung 614Rauchgasreinigung 622, 653Rauchgaswäsche 624Raumzeit 300RDCKolonne 275Reaktionen – 0. Ordnung 305, 310 – 1. Ordnung 304, 306, 310, 329, 345, 347, 356, 361, 377, 392
– 2. Ordnung 305, 307, 310, 346 f., 357, 378, 392
– 3. Ordnung 310 – autokatalytische 362 – exotherme 380 – höherer Ordnung 305 – nter Ordnung 309 – reversible 328 – volumenkonstante 300
Reaktionsarten 328Reaktionsführung – adiabatische 379 f. – polytrope 379 – thermische 380
Reaktionsgeschwindigkeit 303, 327
– effektive 323 – stoffbezogene 304
Reaktionskinetik 303Reaktionskontrolle 328Reaktionsmasse 295Reaktionsordnung 305Reaktionszeit 334Reaktor 573Reaktoren – diskontinuierlich betriebene 296
– FluidFeststoff 396 – FluidFluid 395 – ideale 302
– kontinuierlich betriebene 297
– Reaktionen 394 – reale 364
Reaktorkenngrößen 496Reaktorsysteme 496Recycling 28, 113, 622Reduktionsäquivalente 439,
447, 454Reduzierung von Abfällen 28Reforming 552Regulation, externe 474Regulation, interne 474Reibungsbeiwert 75Reifekompost 672Reingas 107Reinigung von Prozessgasen
238Reinkultur – Herstellung 485
Reinkultur 403 – Klassifizierung 423
Rektifikation 225, 258, 268Rektifiziersäule 199relative Flüchtigkeit 187Reservestoffe 408Resistenzen 409respiratorischer Quotient 480Ressourcenschonung 28Restfeuchte 107Resublimieren 172Retikulum, endoplasmati
sches 420reversible Reaktionen 328ReynoldsZahl 320RheniForming 553Ribose 411Ribosom 407, 411, 420Rickettsien 426Rieselbettreaktoren 555RieselfilmReaktor 487Rieselfilmreaktor 395RIMWerkstoffe 564Ringerweiterung 553Ringschergerät 82Ringspaltkugelmühlen 149RittingerZerkleinerungs
gesetz 135RobertVerdampfer 169Rohgas 107Rohrbündelreaktor 396Rohrmühlen 149Rohrreaktor 354, 364, 375Rohrschlaufenreaktor 493
Sachwortverzeichnis 685
Rohrverdampfer 165Rohölfraktionen 543Rollagglomeration 126Röntgensedimentometer 62Rostsysteme 663Rotating Disk Contactor 275Rotationssprühwäscher 640Rottedeponien 672RRSBVerteilung 52Rücklaufverhältnis 203, 213Rückstandssumme 49Rückstandssummenkurven
50Rückstände der Abwasser
reinigung 601ruhende Ladung 54ruhende Schüttung 54rühren 94Rührer, axialfördernd 96Rührer, radialfördernd 96Rührer, tangentialfördernd 97Rührkessel – diskontinuierlich 385 – kontinuierlich 381, 387
Rührkessel 335, 364, 394 – diskontinuierlich 339, 341, 356
– halbkontinuierlich 362 – kontinuierlich 337, 344, 351, 367, 369, 373
Rührkesselkaskade – nstufig 367, 369
Rührkesselkaskade 338, 347, 350
Rührkesselreaktor 334Rührorgan, Energieeintrag
494Rührreaktor 574, 581Rührvorgänge 44Rührwerkskugelmühle 146,
149Rührzellenextraktor 275Rundbrecher 141Rüstzeit 335Rutil 537, 539Rutil, synthetischer 537Rutilpigment 539
SSaccharomyces cerevisiae
433 f., 443, 455Saccharomycopsis lipolytica
434, 569
Saccharose 570Salmonella 418, 426Sammelprobe 55Sandfänge 603Sättigungsbeladung 240SatzKultur 469Satzbetrieb 296, 334, 344Sauerstoffbedarf 671Sauerstoffbedarf, biologi
scher 598Sauerstoffbedarf, chemischer
598Sauerstofftransferrate 499Sauerstofftransport 497,
500Sauerstoffzufuhr 670Säulenlaugung 590Säurebildung 673SauterDurchmesser 54Scaleup 272, 292Schadstoff 635Schadstoffabbau 639Schadstoffabsorption 639Schaumbildung 519Schaumdetektoren 519Schaummessung 519Schaumstabilisatoren 562Schaumzerstörung, mecha
nische 519ScheibelKolonne 275Scheibenrührer 96, 100, 495Scheren 153Schimmelpilze 568Schlagkreuzmühle 151Schlagstiftmühle 151Schlammanfall 613Schlammbehandlung 613Schlammflocken 640Schlankheitsgrad 492Schlaufenreaktor 362, 490Schleim 416SchlierenMethode 99Schlitzboden 214Schlüsselkomponente 297Schlüsselqualifikationen 38Schlüsseltechnologie 29Schlüsseltrends 40Schmelze 172SchmidtZahl 320Schneidmühlen 153Schnittpunktsgerade 205Schnittpunktsgeraden 204Schockkühlung 667Schrägblattrührer 96
Schraubenrührer 96Schreddern 113Schubspannungen 75Schulunterricht, Voraus
setzungen 38SchwefelAtmung 451Schwefeldioxid, Herstellung
532Schwefelentfernung 555Schwefelvorkommen 532Schwelbrennverfahren von
Siemens 666 f.Schweltrommel 666schwer siedende Kompo
nente 185Schwergut 104SchwerkraftGegenstrom
sichter 111Schwerkraftfilter 119Schwerkraftklassierung 112Schwermetallanreicherung im
Kompost 672Schwingbodenkolonne 276Schwingmühle 146, 149Schwingungsfrequenz 109Schürwirkung 663Schüttdichte 73Schüttelkultur 581Schüttgutparameter 81Schüttgutspeicher 77Schüttgüter 73Schütthöhe der Füllkörper 222Schüttung 638Schüttung, ruhende 54SCRKatalysator 626SCRReaktor 627SCRTechnik 626Screening 576Sedimentation 115Sedimentation von Einzel
körnern 70Sedimentation von Körner
kollektiven 69Sedimentationsanalyse 62Sedimentationsbecken 613Sedimentationswaage 62Selbstreinigungsprozess
durch Mikroorganismen 633
selektive Antibiotika 580selektive katalytische Reduk
tion 622Selektivität 299SemibatchReaktor 362
686 Sachwortverzeichnis
Sensorik 646Separatoren 574SherwoodZahl 320Sichtermühle 111Sickerwässer 662Siebboden 214, 274Siebfilter 511Siebgütegrad 106Siebhilfen 61Siebkastenschwinger 109Siebklassierung 107, 127Siebneigung 109Siebroste 109Siebtrommelmühle 146Siebtrommelreaktoren 614Siede und Gleichgewichts
diagramm 189Siedepunktserhöhung 163Silikagel 461Silo 75simultane Nitrifikation/Denit
rifikation 612simultane Nitrifikation/Denit
rifikation, Schema 612Sinkleistung 100Soft Skills 38Solvensphase 259Solventextraktion 258, 279Sortieren 113Sortierprozess 103 f.Sortierverfahren 114Spannungsarten 74spezifische Oberfläche 53spezifischer Druckverlust
219 f.Sphaerotilus natans 429Sphärizität 49Spiralstrahlmühle 152Spiralwindsichter 111Spiralwärmetauscher 510Spirillum volutans 425Spirochaeten 424Sporen 502, 572 f.Sprungmarkierung 371Sprödbruch 132Sprühtrockner 256Sprühturm 396Spurenelemente 438, 459Stabilität 524Standardabweichung 88Standardbioreaktor 494Ständerpilze 433Staphylococcus aureus 404,
427
Staphylococcus epidermis 427Starterkultur 501stationäre Phase 475, 479stationärer Zustand 336statische Oberflächenkultur
485statische Verfahren 671statischer Turbulenzmischer
102statisches Mischen 102Staubabscheidung 622Staugrenze 220Steigung der Löslichkeits
kurve 172, 178Steilheit 521Stellgrößen 515Stempelpresse 128Sterilisation 501, 509Sterilisation durch chemische
Methoden 511Sterilisation durch Dampf
injektion 509Sterilisation durch Filter 511Sterilisation nach dem Wär
metauscherprinzip 510Sterilisation von Gasen 512Sterilisationsbedingungen 509Sterilisationseffekt 506Sterilisationsverfahren,
kontinuierliche 509Sterilitätskriterium 506Steriltechnik 501Stickoxide 625Stickstoffverbindungen,
Elimination von 607Stoffaustausch 199Stoffaustauschverfahren 656,
659Stoffbilanz 301, 390Stoffbilanzgleichung 339Stoffdurchgang 325Stoffdurchgangskoeffizient
326Stoffmengenanteil 160Stoffmengenstrom 295Stofftransport, konvektiver
319Stoffumwandlung, mechani
sche 44Stoffvereinigungsprozesse 44Stoffwechsel 436Stoffwechselaktivität 637Stoffwechselleistung 400Stoffwechselprodukt 468, 576
Stoffübergangskoeffizient 273, 319, 499
Stoffübergangskontrolle 327Störstoffe 597Stoßmarkierung 371Strahldüsenreaktor 493Strahldüsenwäscher 236Strahlmühlen 152Strahlschlaufenreaktor 492Strahlungstrocknung 254Strahlwäscher 396Streptococcus pneumoniae
456Streptomyces 430Streptomycin 578Streulichtmessungen 468Streulichtzähler 57Streuung 88Strippung 656Strömung, axiale 495Strömung, radiale 495Strömungsrohr 337
– ideales 337, 354, 367, 369, 390
StromSpannungsDiagramm 522
Strukturwandel 25Studienabschluss 34Studiendauer, Verkürzung der
38Studienform 34Studienstrukturreform 38Stufenkonzept 271Sturzmühle 146, 148SubmersReaktoren 484, 489Submersverfahren 568, 581Substanzen, geruchsintensive
635Substratlimitierung 479Substratphosphorylierung
445SulfatAtmung 450 f., 453Sulfatverfahren 537Sulfatverfahren, Fließschema
538Sulfolobus 584Summenparameter 598Suspendierdrehzahl 99Suspendieren 94, 99Suspensionslaugung 589SymboleSynthese von ATP 445Systeme, disperse 46
Sachwortverzeichnis 687
TT. ferrooxidans 587, 590T. thiooxidans 587, 590tangentialfördernde Rührer 97Tätigkeit in Forschung und
Lehre 24Tauchstrahlreaktor 492Taxonomie 421technische Anleitung 669Teilchenkollektiv 46Teilungsrate 469Temperatur 517Temperatur, kritische 285TemperaturZeitAbhängigkeit
502TemperaturZeitDiagramm
505Temperaturabhängigkeit des
Wachstums 461Tetracycline 578theoretische Bodenzahl 208theoretische Trennstufen 265theoretischer Boden 159, 199thermische Behandlung 512thermische Nachverbrennung
622, 657Tiefenfilter 512Trägerkatalysatoren 321Trichoderma viride 569Triisocyanate 558Trinkwassergewinnung 653tRNA 411TrockenAdditivVerfahren
623Trockenmahlen 131TrockenmasseBestimmung
468Trockensubstanzgehalt 614Trocknen von Feststoffen 251Trocknen von Gasströmen 251Trocknen von hygroskopi
schen und nichthygroskopischen Feststoffen 252
Trocknerbauarten 255Trocknung, allgemein 251Trocknung von Druckluft 238,
246Trocknungsabschnitt 251 f.Trocknungsanlagen 614Trocknungsarten 253Trocknungsgeschwindigkeit
253Trombe 95
Trommelmühlen 148Trommeltrockner 255Tropfen 46Tropfkörper 487Tropfkörperrasen 487Tropfkörperreaktor 638Tropfkörperverfahren 638Trübung 466Trübungsmessung 468, 520TSGehalt 614TU9 39Tunnelboden 214Turbidostat 476Turmfilter 644
UÜberdruckkolonnen 217Überdüngung 653Übergangskomponente 258,
279Übergangszustand, Theorie
313Überkorn 105überkritisch 285Überlöslichkeitskurve 176Umsatz 295, 342 – mittlerer 377
Umsatzgrad 295Umwandlung von Schad
stoffen 635Umweltbelastung 28Umweltschutz – integrierter 29 – produktionsintegrierter 28
Umweltschutzmaßnahmen, prozessnachgeschaltete 28
Umwelttechnik, integrierte 661
Umweltverträglichkeitsprüfung 655
unipolar 417Unit Operation 22Unterkorn 105Unternehmensberater 31Uracil 411
VVakuole 418Vakuumfilter 119Vakuumkristallisation 178 f.,
181Vakuumrektifikation 219
VanderWaalsKräfte 64, 123Vanadiumpentoxidkatalysator
532Varianz 88VDI 39Veillonella alcalescens 426Ventilboden 214VenturiWäscher 640Verbrennungsanlage 659Verdampfer 199Verdampferbauarten 169Verdampferleistung 165Verdampferschaltung 166Verdampfertypen 165Verdampfung 163, 181Verdampfungsenthalpie 210Verdampfungskristallisation
178 f., 183Verdichtung 666Verdopplungszeit 464, 481Verdrängungsverfahren 281Verdünnungsrate 477 – kritische 481
Verdünnungsreihe 465Veredlungsprozesse 545Verfahren – anaerobe 672 – biologische 658 – Bodenverdichtungs 655 – dynamische 671 – galvanische 522 – halbtrockene 623 – hydraulische 655 – nasse 623 – polarografische 522 – statische 671
Verfestigungsspannung 80Vergasung fester Produkte
666Vergleich der Reaktorsysteme
496Verkrustungsgefahr 218Vermehrung 437Verstärkungsgerade 203, 208,
212, 268Verstärkungssäule 199Verteilungsdichte 49Verteilungsdichtekurve 49Verteilungsfunktion – normierte 366
Verteilungsfunktion 87Verteilungskoeffizient 279vertriebsorientierte Inge
nieure 26
688 Sachwortverzeichnis
Verursacherprinzip 654Verweilzeit – mittlere 370 – relative 367
Verweilzeit 299Verweilzeitsummenfunktion
369Verweilzeitverhalten 364 – realer Reaktoren 373
Verweilzeitverteilung 365, 368Visbreaking 549Vollraumreaktor 396vollständige Entmischung 90Volumenfaktor 300volumenspezifische Ober
fläche 48Volumenstrom 295Vorfällung 604Vorklärbecken 603Vorklärschlamm 603Vorkultur 473Vorrotte 671Vorschubroste 663
WWachstum – exponentielles 469, 471
Wachstum 437Wachstumsbedingungen 459,
571Wachstumsbestimmung 464Wachstumsertrag 453Wachstumsfaktoren 459Wachstumsgeschwindigkeit
461, 464Wachstumsgeschwindigkeit
der Kristalle 176Wachstumskurve 472Wachstumsphasen 472Wachstumspotenzial 31Walzenbrecher 142Walzenmühlen 150Walzenpresse 128Wälzmühlen 144Wanderschichtadsorber 250Wandreibungswinkel 77Wärmeabfuhrgerade 381 f.
Wärmeaustausch 95Wärmebedarf einer Rektifi
ziersäule 209Wärmebilanz 389Wärmedurchgangskoeffizient
165, 169Wärmedämmung 557, 564Wärmeerzeugungskurve
380 ff.Wärmetauscherprinzip 511Wärmetönung 379Wasserdampfdestillation 197 f.Wassergehalt 670Wasserhaushalts
– Gesetz zur Ordnung des 596
Weichschaumstoffe 563Weichzerkleinern 130Weinherstellung 401WellmannLordVerfahren 624Wendelrührer 96Wetterstabilität 540Widerstandsbeiwert 67Widerstandsthermometer 517Windsichten 110Wirbelschicht 70Wirbelschichtadsorber 250Wirbelschichtreaktoren 396,
487Wirbelschichtverfahren 551Wirbelstufenadsorber 250Wirkung auf die Umwelt 597Wirkungsmechanismen 579Wirkungsort 579Wirkungsspektrum von Anti
biotika 579Wurfprüfsieb 60Wurfsieb 109
YYarrowia lipolytica 433
ZZähbruch 133ZählkammerVerfahren 465Zehrstoffe 597
ZeitTemperaturDiagramm 509
Zelle – prokaryotische 405, 407
Zellen – immobilisierte 574
Zellkonzentration 476Zellstoffwechsel 437Zellteilung 469Zellwand 406, 414 ff.Zellwandaufbau 415Zellwandstruktur 414Zentrifugalextraktoren 272,
274Zentrifugalklassierer 112Zentrifugalpumpen 601Zeolithe 241, 243, 322Zerkleinern 130 f.Zerkleinerungsarbeit 137Zerkleinerungsgesetze 134 f.Zerkleinerungsmaschinen 137,
139Zerstäubungstrockner 256 f.ZetaPotenzial 66Zisternen 419ZonenSedimentation 70Zufallsmischung 90Zugspannungen 74Zusammenarbeit – interdisziplinäre 37
Zusammenstoß – unwirksamer 312 – wirksamer 312
Zusatzstoffe 562Zustand – überkritischer 285
Zustandsgrößen 515Zwangsumlaufverdampfer 165Zweifilmtheorie 159, 324, 498Zweiteilung 464Zygomycetes 431Zykluszeit 335