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Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik

Folien_MVT_0 31082016 VO Mechanische Verfahrenstechnik - Partikeltechnologie Kap. 0 Einleitung Prof. Dr. J. Tomas 08.11.2016

Wintersemester 2016/2017

Unterlagen: http://www.mvt.ovgu.de/Lehre/Vorlesung+MVT.html, Folien, Vorlesungsskript, Seminarauf-

gaben, Lösungen und Praktikumsanleitungen

Vorlesung: "Mechanische Verfahrenstechnik (Einführung in die Partikeltechnologie)"

Mo. 13:15 - 14:45 Uhr G 02 - 111

Seminar: Fr. 9:15 - 10:45 Uhr G 10 - 460

Datum V/S Inhalt verantw.

10.10.

14.10.

2V

2S

Einführung/ Grundlagen Zerkleinerung

Zerkleinerung

Trüe

Trüe

17.10.

21.10.

2V

2S

Zerkleinerung

Partikelgrößenverteilungen

Trüe

Hintz

24.10.

28.10.

2V

2S



Hintz

Hintz

31.10.

04.11.

-

2S

Reformationstag

Partikelmesstechnik

-

Hintz

07.11.

11.11.

2V

2S

Partikeltrennprozesse

Trennfunktion

Trüe

Trüe

14.11.

18.11.

2V

2S

Siebklassierung

Siebklassierung

Trüe

Trüe

21.11.

25.11.

2V

2S

Partikelbewegung im Fluid

Partikelbewegung im Fluid

Lukas

Lukas

28.11.

02.12.

2V

2S

Turbulente Stromklassierung

Turbulente Stromklassierung

Lukas

Lukas

05.12.

09.12.

2V

2S

Trennmodelle der Stromklassierung

Trennmodelle der Stromklassierung

Lukas

Lukas

12.12.

16.12.

2V

2S

Partikelwechselwirkungen/Haftkräfte

Partikelwechselwirkungen/Haftkräfte

Müller

Müller

02.01.

06.01.

2V

-

Pulverfließeigenschaften

Heilige Drei Könige

Müller

-

09.01.

13.01.

2V

2S

Silodimensionierung

Silodimensionierung

Müller

Müller

16.01.

20.01.

2V

2S

Partikelagglomeration

Partikelagglomeration

Müller

Müller

23.01.

27.01.

2V

2S

Partikelmischen

Partikelmischen

Müller

Müller

Schriftliche Prüfung a’ 120 min

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Empfohlene und weiterführende Literatur zur Lehrveranstaltung Mechanische Verfahrenstechnik:

Verfasser/Herausg. Titel Verlag Jahr

Schubert, H. Handbuch der Mechanischen Ver-

fahrenstechnik

WILEY-VCH, Weinheim 2003

Schubert, H. Mechanische Verfahrenstechnik Deutscher Verlag für Grundstoffin-

dustrie, Leipzig

1990

Gotoh, K. Powder Technology Handbook Marcel Dekker Inc., New York 1997

Löffler, F., Raasch, J. Grundlagen der Mechanischen Ver-

fahrenstechnik

Vieweg & Sohn Verlag, Braun-

schweig

1992

Schubert, H. Aufbereitung fester mineralischer

Rohstoffe, Bnd I

Deutscher Verlag für Grundstoffin-

dustrie, Leipzig

1989

Schubert, H. Aufbereitung fester Stoffe, Bnd II:

Sortierprozesse


dustrie, Stuttgart

1996

Schubert, H. Aufbereitung fester mineralischer

Rohstoffe, Bnd III


dustrie, Leipzig

1984

Stiess, M. Mechanische Verfahrenstechnik –

Partikeltechnologie 1

Springer Verlag, Berlin 2009

Stiess, M. Mechanische Verfahrenstechnik 2 Springer Verlag, Berlin 1994

Höffl, K. Zerkleinerungs- und Klassier-

maschinen

AVS-Institut, Unterhaching 1987

Pahl, M. H.,

Brundiek, H.

Zerkleinerungstechnik Verl. TÜV Rheinland Köln / Fach-

buchverlag Leipzig

1993

Buhrke, H., Kecke,

H.J., Richter, H.

Strömungsförderer F. Vieweg Verlag, Braunschweig 1989

Löffler, F., Raasch, J. Staubabscheiden Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1988

Schulze, D., Pulver und Schüttgüter – Fließei-

genschaften und Handhabung

Springer Verlag, Berlin 2006

Pahl, M. H., Ernst,

R., Wilms, H.

Lagern, Fördern und Dosieren von

Schüttgütern

Verl. TÜV Rheinland Köln / Fach-

buchverlag Leipzig

1993

Dialer, K., Onken, U.,

Leschonski, K. u.a.

Grundzüge der Verfahrenstechnik

und Reaktionstechnik

Carl Hanser Verlag, München 1986

Grassmann, P. Physikalische Grundlagen der Ver-

fahrenstechnik

Salle / Sauerländer Verlag, Aarau 1983

Zogg, M. Einführung in die Mechanische Ver-

fahrenstechnik

B.G. Teubner, Stuttgart 1987

Chemical Engineering Science Particle Characterization

Chemie-Ingenieur-Technik Powder Handling and Processing

Chemische Technik Powder Technology

Verfahrenstechnik

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Inhalt: 1. Einführung, Kennzeichnung disperser Stoffsysteme, Granulometrie, Partikelcharakterisierung, Partikel-

größenverteilungen, Mengenarten, statistische Momente, Verteilungskennwerte, Oberfläche, physikalische

Partikelmessmethoden, Partikelform, Packungszustände

2.1 Partikelherstellung durch Zerkleinerung, Prozessziele, Festkörperbindungen, Materialverhalten und

Bruchmechanik, Rissbildung, Beanspruchungsarten, Mikroprozesse der Zerkleinerung,

2.2 Bewertung und Kenngrößen des makroskopischen Prozesserfolges, Wirkprinzipien und Einsatzgebiete der

Brecher und Mühlen, funktionelle Maschinenauslegung

3.1 Trennung von Partikeln, mechanische Trennprozesse, Kennzeichnung des Trennerfolges durch die

Trennfunktion, Bewertung der Trennschärfe

3.2 Siebklassierung, Partikeldynamik, Wirkprinzipien und Einsatzgebiete von Siebmaschinen, funktionelle

Maschinenauslegung

4.1 Stromklassierung, Partikelbewegung im Fluid, Strömungs- und Feldkräfte, stationäre Partikelsinkge-

schwindigkeit,

4.2 Einführung in die Kennzeichnung turbulenter Strömungen, turbulente Partikeldiffusion, turbulente Gegen-

und Querstromklassierung der Partikel in Wasser und Luft,

4.3 Trennmodelle, Wirkprinzipien und Einsatzgebiete turbulenter Gegenstrom- und Querstrom-Klassierappa-

rate, Hydrozyklonauslegung, Gegenstrom- und Querstromwindsichter

5. Verschaltung von Zerkleinerungs- und Klassierprozessen

6.1 Transport und Lagerung von Partikelsystemen, Wechselwirkungen, molekulare Bindungen und mikrome-

chanische Partikelhaftkräfte,

6.2 Makroskopische Spannungszustände, Fließkennwerte, Meßmethoden, Fließverhalten kohäsiver Pulver,

6.3 Probleme bei der praktischen Pulverhandhabung, Problemlösung mittels fließgerechter Auslegung von

Massen- und Kernflusssilos (-trichtern)

7. Partikelformulierung durch Agglomeration, Ziele der Agglomeration und physikalischen Produktgestaltung,

Agglomeratfestigkeit, Wirkprinzipien und Einsatzgebiete von Pelletiermaschinen, Brikett-, Tabletten- und

Walzenpressen

8. Vermischen von Partikeln, stochastische Homogenität, Mischkinetik, Wirkprinzipien und Einsatzgebiete von

Feststoffmischern, Trommel- und Zwangsmischer, Durchströmbarkeit feiner Partikelpackungen und Ho-

mogenisierung in einer Wirbelschicht.

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Wintersemester 2012/13

Prüfungsschwerpunkte Mechanische Verfahrenstechnik

1) Granulometrie: Zustandsbeschreibung disperser Stoffsysteme, physikalische Partikel- und Produkteigenschaften, was kennzeichnet die Partikelgröße? Verteilungsfunktion und Verteilungsdichte, zugehörige Partikelgrö-ßenkennwerte, moderne Meßmethoden der Partikelgrößen- und Partikelformverteilungen, spezifische Oberfläche, Partikeldichte und deren Meßmethoden, Kennzeichnung des Packungszustandes;

2) Zerkleinerung: Prozessziele der Zerkleinerung, Festkörperbindungen, Beanspruchungsarten, Rissausbreitung, Bruch-vorgänge und Mikroprozesse, Prozessbewertung des Zerkleinerungserfolges, Mengenbilanzierung und Zerkleinerungskinetik; Aufbau, Wirkprinzipien, Prozessauslegung, Maschinenparameter und Einsatz-gebiete ausgewählter Brecher und Mühlen (Kegel-, Walzen-, Prall- und Hammerbrecher, Prall-, Ham-mer-, Trommel-, Schwing- und Rührwerksmühlen);

3) Siebklassierung: Wirkprinzipien und Einsatzgebiete der Sortier- und Klassierprozesse, Prozessbewertung mittels Trenn-funktion und Trennschärfe, Kräfte bei der Siebung, Sieb- und Wurfkennziffer, Siebdurchgangswahr-scheinlichkeit und -geschwindigkeit, Siebkinetik; Wirkprinzipien der Siebmaschinen und deren Trenn-bereiche; Aufbau, Wirkprinzipien, Prozessauslegung, Schwingungsparameter und Einsatzgebiete aus-gewählter Siebmaschinen (Exzenterschwingsiebe, Kreiswuchtschwingsiebe und Stößelschwingsiebe);

4) Stromklassierung: Partikelbewegung im Fluid, Partikelumströmung, stationäre Sinkgeschwindigkeit, Mikro- und Makro-turbulenz, turbulente Partikeldiffusion, Prozessbewertung mittels Trennmodelle der turbulenten Quer-strom- und Gegenstromklassierung, Einfluss der Turbulenz; Aufbau, Wirkprinzipien, Prozessausle-gung, Apparate- und Maschinenparameter sowie Einsatzgebiete ausgewählter Klassierer (laminarer Querstromklassierer, Hydrozyklone, Windsichter, Zentrifugalradsichter);

5) Verschaltung der Zerkleinerungs- u. Klassierprozesse, verfahrenstechnische Grundschaltungen, Kreis-läufe, Zielgrößen, Bilanzierung, Variantenvergleiche u. Optimierung nicht Gegenstand der mündli-chen Prüfung!

6) Silodimensionierung: Haftkräfte zwischen feinen Partikeln, Fliessorte und Fließkennwerte kohäsiver Schüttgüter anhand eines =f()-Diagramms, Fließfähigkeit und Kompressibilität kohäsiver Pulver, Wirkprinzipien der Scherge-räte, Methodik eines Scherversuches; Probleme, Vor- und Nachteile der Kern- und Massenflussbunker, Methodik der fließgerechten Auslegung eines Massenflussbunkers (Verfestigungsfunktionen und Aus-legungsdiagramme);

7) Mischen: Mischungszustände, stochastische Homogenität, Prozessbewertung mittels Mischgüte, Mischkinetik, Wirkprinzipien des Feststoffmischens, Makro- und Mikromischen, Durchströmung von Partikel-schichten, Permeabilität und Wirbelverhalten; Aufbau, Wirkprinzipien, Prozessauslegung, Maschinen-parameter sowie Einsatzgebiete ausgewählter Mischer (Trommel-, Zwangs-, Wirbelschichtmischer);

8) Agglomeration: Prozessziele und Wirkprinzipien der Agglomeration, Partikelhaftkräfte, Agglomeratfestigkeit, Bean-spruchungsarten und Messmethoden zur Bewertung der Produktqualität, Kompressibilität und Ver-pressbarkeit kohäsiver Pulver; Aufbau, Wirkprinzipien, Prozessauslegung, Maschinenparameter sowie Einsatzgebiete ausgewählter Maschinen (Pelletierteller und -trommel, Stempel- und Tablettenpresse, Walzenpresse).

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0 Einleitung 3

1 Kennzeichnung der Eigenschaften disperser Stoffsysteme 6

1.1 Überblick über disperse Systeme ................................................... 6 1.2 Partikelgrößenverteilungen und Kennwerte ................................... 6

1.2.1 Partikelgrößenmerkmale ........................................................ 7 1.2.2 Partikelgrößenverteilungen .................................................... 9

1.2.2.1 Partikelgrößenverteilungsfunktion und –verteilungsdichte10 1.2.2.2 Analytische Partikelgrößenverteilungsfunktionen ........... 14 1.2.2.3 Statistische Momente ....................................................... 18 1.2.2.4 Umrechnung der Mengenarten der Verteilungsfunktionen20 1.2.2.5 Kenngrößen der Partikelgrößenverteilungen.................... 22 1.2.2.6 Multimodale Partikelgrößenverteilungen ......................... 24

1.2.3 Messung von Partikelgrößenverteilungen ............................ 25 1.2.3.1 Prüfsiebmethoden ............................................................. 25 1.2.3.2 Sedimentations- und Stromklassiermethoden .................. 26 1.2.3.3 Zählmethoden ................................................................... 28 1.2.3.4 Abbildende Methoden - Bildverarbeitung ........................ 29 1.2.3.5 Feldstörungen ................................................................... 29 1.2.3.6 Laserlichtbeugung ............................................................ 30

1.2.3.6.1 Laborgeräte 31

1.2.3.6.2 In-Line-Geräte 31

1.2.3.7 Streulichtmethoden (Photonenkorrelationsspektrometrie)31 1.2.3.8 Kombination von Laserlichtbeugung und Streulicht ........ 32 1.2.3.9 Ultraschalldämpfungsspektrometer .................................. 32 1.2.3.10 On-Line-Methode mittels Photolumineszenz ............... 33 1.2.3.11 Beurteilung der Einsetzbarkeit ..................................... 33

1.2.4 Pyknometrische Messung der Partikeldichte ....................... 33 1.2.5 Messung der Oberfläche eines Partikelkollektivs ................ 33

1.2.5.1 Permeabilitätsmethoden ................................................... 33 1.2.5.2 Adsorptionsmethode der Oberflächenmessung ................ 34

1.2.5.2.1 Gasadsorption und BET-Methode. 35

1.2.5.2.2 Einpunkt-BET-Methode 37

1.2.5.2.3 Probenvorbehandlung und Platzbedarf AM,g 38

1.2.5.2.4 Messgeräte 39

1.2.6 Partikelformmerkmale und Partikelformanalyse .................. 40 1.3 Packungszustand von Partikeln .................................................... 43 1.4 Probenahme .................................................................................. 50

1.4.1 Auswahl der Probenentnahmemethode ................................ 56 1.4.2 Bestimmung der optimalen Einzelprobenanzahl .................. 57 1.4.3 Technische Durchführung der Probennahme ....................... 58

1.5 Schwerpunkte und Kompetenzen ................................................. 60

2 Zerkleinerung 61

2.1 Bruchvorgänge und Mikroprozesse des Zerkleinerns .................. 62 2.1.1 Materialverhalten und Bruchvorgänge ................................. 63

2.1.1.1 Materialverhalten .............................................................. 63 2.1.1.2 Ausbreitung von Dichtestörungen bzw. Schallwellen ..... 72

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2.1.1.3 Rissbildung, Rissausbreitung und Bruchvorgänge ........... 74 2.1.1.4 Energiebilanz der Rissausbreitung & Zerkleinerungsgrenze 77

2.1.2 Mikroprozesse des Zerkleinerns ........................................... 81 2.1.2.1 Beanspruchungsarten ........................................................ 82 2.1.2.2 Einzelpartikelbeanspruchung ........................................... 84 2.1.2.3 Bruchstückgrößenverteilung ............................................ 89 2.1.2.4 Partikelschichtbeanspruchung .......................................... 92

2.1.3 Mechanische Aktivierung und Mechanochemie .................. 94 2.2 Parameter der Makroprozesse in Zerkleinerungsmaschinen ........ 95 2.3 Technische Zerkleinerungsarbeit und Zerkleinerungsgesetze ..... 99

2.3.1 Wirkungsgrad eines technischen Zerkleinerungsprozesses . 99 2.3.2 Produktfeinheit = f(Zerkleinerungsarbeit) ......................... 100 2.3.3 Abschätzung des zeitlichen Zerkleinerungsfortschrittes .... 104

2.4 Bilanzmodelle von Zerkleinerungsprozessen ............................. 104 2.5 Bewertung des Prozesserfolges der Zerkleinerung .................... 111 2.6 Zerkleinerungsmaschinen ........................................................... 113

2.6.1 Backen- und Kegelbrecher ................................................. 114 2.6.2 Walzenbrecher und –mühlen .............................................. 117 2.6.3 Prallbrecher und Prallmühlen ............................................. 121 2.6.4 Hammerbrecher und Hammermühlen ................................ 127 2.6.5 Wälzmühlen ........................................................................ 129 2.6.6 Trommelmühlen ................................................................. 131 2.6.7 Planetenmühlen .................................................................. 138 2.6.8 Schwingmühlen .................................................................. 138 2.6.9 Strahlmühlen ...................................................................... 139 2.6.10 Scheibenmühlen ................................................................. 140 2.6.11 Rührwerksmühlen............................................................... 141 2.6.12 Scheren und Schneidmühlen .............................................. 142 2.6.13 Sonstige Maschinen zur mechanischen Zerkleinerung ...... 143

2.7 Thermische Zerkleinerung ......................................................... 144 2.8 Versprühen ................................................................................. 145 2.9 Schwerpunkte und Kompetenzen ............................................... 145

3 Siebklassierung 147

3.1 Kennzeichnung des Trennerfolges eines Trennprozesses .......... 147 3.1.1 Trennfunktion ..................................................................... 148 3.1.2 weitere Kennwerte des Trennerfolges eines Siebprozesses154

3.2 Siebklassieren ............................................................................. 154 3.2.1 Grundlagen des Siebklassierens ......................................... 155

3.2.1.1 Siebgutbewegung und Maschinenparameter .................. 155 3.2.1.2 Siebdurchgangswahrscheinlichkeit und Trennfunktion . 158 3.2.1.3 Durchgangsgeschwindigkeit und Siebdurchsatz ............ 161 3.2.1.4 Feuchtes Siebgut ............................................................. 163 3.2.1.5 Modellierung der Siebkinetik ......................................... 164

3.2.2 Siebböden ........................................................................... 167 3.2.3 Prüfsiebe ............................................................................. 168

3.3 Ausrüstungen für die Siebklassierung ........................................ 170 3.3.1 Roste und Trommelsiebe .................................................... 170 3.3.2 Schwing- oder Wurfsiebe ................................................... 171 3.3.3 Sonderbauarten ................................................................... 176

3.4 Schwerpunkte und Kompetenzen ............................................... 178

Folie 0.7



4 Stromklassierung 181

4.1 Relativbewegung der Partikel in einem Fluid ............................ 181 4.1.1 Wirkende Strömungs- und Feldkräfte ................................ 183 4.1.2 Bewegung steifer Partikel in einer stationären Strömung .. 190

4.1.2.1 Stationäre Partikelbewegung .......................................... 190 4.1.2.2 Gleichmäßig beschleunigte Partikelbewegung .............. 194

4.1.2.2.1 Freier Fall und senkrechter Wurf eines Partikels 194

4.1.2.2.2 Kräftegleichgewicht für homogene Umströmung 197

4.1.2.2.3 Analytische Lösungen für laminare Umströmung 198

4.1.2.2.4 Näherungslösungen für turbulente Umströmung 201

4.1.3 Bewegung deformierbarer Partikel in stationärer Strömung209 4.1.4 Bewegung von Partikelschwärmen .................................... 209 4.1.5 Homogene Durchströmung von Partikelschichten ............. 213

4.1.5.1 Stationäre Durchströmung von Partikelschichten .......... 213 4.1.5.2 Sedimentation einer gleichmäßig beschleunigten und durchströmten Partikelschicht 213

4.1.5.2.1 Analytische Lösungen für laminare Durchströmung 216

4.1.5.2.2 Näherungslösungen für turbulente Durchströmung 222

4.1.5.3 Beschleunigtes Auslaufverhalten und Durchströmung .. 227 4.1.6 Partikelbewegung im Fliehkraftfeld einer Wirbelströmung229

4.2 Turbulente Transportvorgänge ................................................... 233 4.2.1 Kennzeichnung von turbulenten Strömungen .................... 233 4.2.2 Transportvorgänge in turbulenten Strömungen .................. 245

4.2.2.1 Turbulenter Transport in Einphasenströmungen ............ 245 4.2.2.2 Mischkinetik der Mikro- und Makroturbulenz ............... 247 4.2.2.3 Turbulenter Partikeltransport ......................................... 248

4.3 Trennmodelle und Trennerfolg des Stromklassierens ................ 253 4.3.1 Allgemeines Bilanzmodell - FOKKER-PLANCK-Gleichung253 4.3.2 Querstromklassierung ......................................................... 257

4.3.2.1 laminare Querstromhydroklassierung ............................ 257 4.3.2.2 turbulente Querstromklassierung ................................... 259

4.3.3 Turbulente Gegenstromklassierung .................................... 262 4.3.4 Kennzeichnung des Trennerfolges des Stromklassierprozesses 272

4.4 Hydroklassierung ........................................................................ 273 4.4.1 Schwerkraft-Hydroklassierer .............................................. 273 4.4.2 Zentrifugalkraft-Hydroklassierer ........................................ 276

4.5 Windsichten ................................................................................ 282 4.5.1 Prozessziele des Windsichtens ........................................... 282 4.5.2 Partikeltrennung in einer Wirbelsenke ............................... 283

4.5.2.1 Modell der Spiralwindsichtung und Trennkorngröße .... 283 4.5.2.2 Turbulenzmodell der Trennkorngröße ........................... 285

4.5.3 Wirkprinzipien der Windsichtung ...................................... 288 4.5.4 Windsichter ........................................................................ 290

4.5.4.1 Schwerkraft-Windsichter ................................................ 292 4.5.4.2 Zentrifugalkraft-Windsichter .......................................... 293

4.6 Mehrstufige turbulente Querstrom-Aerotrennung im Zick-Zack-Kanal 296 4.6.1 Stationäre Partikelanzahlkonzentrationsverteilung ............ 296 4.6.2 Trennfunktion für die mehrstufige Trennung ..................... 296

4.6.2.1 Trennfunktion, Trennmerkmale und Trennschärfe ........ 296

Folie 0.8



4.6.2.2 Wirksame Trennstufenzahl und Trennstufen-Ausnutzungsgrad 296 4.6.2.3 Prozessbewertung mehrstufiger Querstromtrennungen . 296

4.7 Staubabscheiden ......................................................................... 298 4.7.1 Entstauben .......................................................................... 298 4.7.2 Staubabsaugung .................................................................. 300 4.7.3 Staubabscheidung ............................................................... 301

4.7.3.1 Schwerkraftabscheider ................................................... 302 4.7.3.2 Zentrifugalkraftabscheider ............................................. 303 4.7.3.3 Elektrische Abscheider ................................................... 308 4.7.3.4 Filtrationsabscheider ...................................................... 311 4.7.3.5 Nassabscheider ............................................................... 317 4.7.3.6 Tropfenabscheider .......................................................... 320


5 Kombination von Zerkleinerungs- und Klassierprozessen 326

5.1 Elemente und Grundschaltungen verfahrenstechnischer Systeme327 5.1.1 Reihenschaltung und Kaskadenschaltung .......................... 327 5.1.2 Parallelschaltung und Umgehungsschaltung ...................... 328 5.1.3 Rückführschaltung .............................................................. 329

5.2 Schaltungen von Zerkleinerungs- und Klassierprozessen .......... 329 5.2.1 Zerkleinerungsprozesse ...................................................... 330 5.2.2 Klassierprozesse ................................................................. 330

5.2.2.1 Trennfunktion einer Reihenschaltung von Klassierern .. 330 5.2.2.2 Trennfunktion einer Parallelschaltung von Klassierern . 332

5.3 Schaltungsvarianten von Zerkleinerungs- und Klassierprozessen333 5.3.1 Reihenschaltung mit Vorzerkleinerung oder Vorklassierung333 5.3.2 Kreislaufschaltungen .......................................................... 334

5.3.2.1 Kreislaufschaltung mit Nachklassierung ........................ 334 5.3.2.2 Integrierte innere Kreisläufe in den Zerkleinerungsmaschinen335 5.3.2.3 Kreislaufschaltung mit Vorklassierung .......................... 336

5.4 Verfahrenstechnische Fließbilder mit Maschinensymbolen ...... 337 5.5 Auslegungsschritte für Zerkleinerungs- u. Klassiersysteme ...... 337 5.6 Zerkleinerungs- und Klassieranlagen ......................................... 338 5.7 Schwerpunkte und Kompetenzen ............................................... 339

6 Transport und Lagerung von Partikelsystemen 361

6.1 Molekulare Wechselwirkungen und Partikelhaftkräfte .............. 361 6.1.1 Bindung durch Adhäsionskräfte zwischen den Partikeln ... 362

6.1.1.1 Bindungsarten ................................................................. 362 6.1.1.2 Adhäsionskräfte .............................................................. 363

6.1.1.2.1 Wasserstoffbrückenbindungen 363

6.1.1.2.2 VAN-DER-WAALS-Kräfte 364

6.1.1.2.3 Mikromechanische Bewertung des Haftvermögens 368

6.1.1.2.4 elektrostatische Kräfte 369

6.1.1.2.5 Vergleich der Adhäsionskräfte 371

6.1.1.2.6 Oberflächenrauhigkeit und VAN-DER-WAALS-Kräfte 372

6.1.1.2.7 Haftkraftminimum beschichteter Partikel 373

6.1.1.2.8 Zugabemenge an Nanopartikel 374

Folie 0.9



6.1.1.2.9 Rauhigkeitseinfluß auf die Adhäsionskräfte 377

6.1.1.3 Mikromechanik der Kontaktdeformation und Haftkraftverstärkung 378 6.1.1.4 Einfluss von Adsorptionsschichten ................................ 383 6.1.1.5 Modellierung der Schüttgut- bzw. Agglomeratfestigkeit385

6.1.2 Bindung mit Hilfe benetzender Flüssigkeiten ................... 387 6.1.2.1 Bindung durch Flüssigkeiten niedriger Viskosität ......... 387

6.1.2.1.1 Kapillarkraftmodell 387

6.1.2.1.2 Zerreißarbeit einer Flüssigkeitsbrücke 390

6.1.2.1.3 Viskose Bindekraft 391

6.1.2.1.4 Einaxiale Zugfestigkeit 392

6.1.2.2 Flüssigkeitsbindung in Partikelpackungen ..................... 392 6.1.2.3 Bindung durch Flüssigkeiten hoher Viskosität .............. 394

6.1.3 Bindung durch Festkörperbrücken ..................................... 395 6.1.3.1 Kristallisationsbrücken ................................................... 395 6.1.3.2 chemische Brückenbindungen ........................................ 396 6.1.3.3 Sinterbrücken .................................................................. 397

6.1.4 Formschlüssige Bindungen ................................................ 400 6.2 Spannungszustand und Fließverhalten von Schüttgütern ........... 400

6.2.1 Ruhedruckbeiwert .............................................................. 401 6.2.2 Herleitung des MOHRschen Spannungskreises ................. 402 6.2.3 Bruchhypothesen und Fließkriterien .................................. 403 6.2.4 Fließkennwerte von Schüttgütern ....................................... 409

6.2.4.1 Fließfunktion .................................................................. 409 6.2.4.2 Kompressionsfunktion .................................................... 410

6.2.5 Messung der Fließeigenschaften von Schüttgütern ............ 412 6.3 Lagerung von Schüttgütern ........................................................ 413

6.3.1 Verfahrenstechnische Probleme mit Silos und Bunkern .... 413 6.3.2 Auslegung von Silos und Bunker ....................................... 414

6.3.2.1 Auslegungsschritte einer Speicheranlage ....................... 414 6.3.2.2 Auslegung eines Massenflusstrichters............................ 415 6.3.2.3 Auslegung eines Kernflusstrichters ................................ 417 6.3.2.4 Austraggeräte und Austraghilfen .................................... 418

6.4 Verweilzeitverhalten bei stationärem Partikeltransport ............. 419 6.4.1 Verweilzeitverteilungsfunktion und –verteilungsdichte .... 419 6.4.2 Charakteristische Prozessmodelle des Verweilzeitverhaltens421 6.4.3 Lösung der zweiten KOLMOGOROFF-Differentialgleichung 424


7 Agglomeration 431

7.1 Festigkeit der Agglomerate ........................................................ 432 7.2 Aufbauagglomeration ................................................................. 433

7.2.1 Prozessgrundlagen .............................................................. 433 7.2.2 Pelletierausrüstungen .......................................................... 436

7.2.2.1 Pelletierteller .................................................................. 437 7.2.2.2 Pelletiertrommeln ........................................................... 438

7.2.3 Pellethärtung ....................................................................... 439 7.3 Pressagglomeration (Brikettieren, Tablettieren) ........................ 440

7.3.1 Kompressibilität und Verpressbarkeit ................................ 441 7.3.1.1 Mikroprozesse ................................................................ 441 7.3.1.2 Kompressibilität der Stoffe ............................................ 442

Folie 0.10



7.3.2 Ausrüstungen für die Pressagglomeration .......................... 449 7.3.2.1 Stempel- und Tablettenpressen ...................................... 449 7.3.2.2 Strang- und Lochpressen ................................................ 450 7.3.2.3 Walzenpressen ................................................................ 452


8 Mischen 456

8.1 Mischen von Partikelsystemen ................................................... 457 8.1.1 Kennzeichnung des Mischungszustandes von Partikelsystemen 457

8.1.1.1 Stochastische Homogenität und Modell der vollständigen Zufallsmischung 457 8.1.1.2 Kinetik des Mischens von Partikelsystemen .................. 464 8.1.1.3 Auslegung der Kinetik .................................................... 466

8.1.2 Mischer für Partikelsysteme ............................................... 467 8.1.2.1 Rotierende Mischbehälter ............................................... 468

8.1.2.1.1 Prozessbedingungen 468

8.1.2.1.2 Auslegung 469

8.1.2.2 Zwangsmischer mit Agitationsorganen .......................... 469 8.1.2.3 Homogenisiersilos (mit festen Einbauten) ..................... 470 8.1.2.4 Pneumatische Mischer .................................................... 470

8.1.2.4.1 Durchströmungsverhalten von Partikelschichten 471

8.1.2.4.2 Durchströmung von Wirbelschichten 478

8.1.2.4.3 Auslegung von Wirbelschichtmischern 485

8.1.2.5 Strahlmischer .................................................................. 487 8.2 Schwerpunkte und Kompetenzen ............................................... 487

Folie 0.11



Definitionen

Gegenstand der Verfahrenstechnik: Ingenieurwissenschaft mit integrierendem Charakter, schließt

ein - die Energiewandlung (Energieprozesstechnik und Energie-

technik) und - die Informationswandlung (Systemtechnik, Informations-

technik, Informatik); Gegenstand ist die nachhaltige, energetisch effiziente, ökolo-

gisch verträgliche, industrielle Stoffwandlung zum Zwecke der wirtschaftlichen Nutzung,

wobei die Form der Stoffe keine primäre Bedeutung besitzt ( Fertigungstechnik).

Stoffwandlung: Änderung der physikalischen, physikalisch-chemischen

und/oder der chemischen, bio-chemischen Eigenschaften (= Stoffumwand-

lung)

Mechanische Verfahrenstechnik: physikalische oder physikalisch-chemische Stoffeigenschaften

der Feststoffpartikel, Tropfen, Blasen ( 10 nm ... 1 m) statistisch verteilte Stoffeigenschaftsfunktionen (hauptsächlich

partikelgrößenabhängig) Stoffwandlung durch mechanische Einwirkung (Energie)

Zerteilen (Zerkleinern), dispergieren und Agglomerieren Trennen und Mischen

Gesetze der Mechanik (Physik) herrschen vor; stochastisch wirksame Prozessdynamik und Prozesserfolg Partikeltechnik oder Partikeltechnologie

Folie 0.12



Bilanzgrenze für Stoff-, Energie-, Informations- und KostenströmeRohstoffe

Speicher

(R)

Speicher (H)

Rohstoff-aufbereitung

Stoffum- wand- lung

Stoff-trennung

Hilfsstoff-versorgung

Hilfsstoff-aufbereitung

Speicher (Ab)

Recyclingverfahren(Wiederverwertung)

Rohstoffe (R)

Hilfsstoffe (H)

Infor-mationen

Energie

Kosten

Pro-

dukt A

Pro-dukt B

Abfall

Haupt-produkt

Neben-produkt

Abfall

Infor-mationen

Energie

Speicher (A)

Speicher

(B)Speicher (Ab)

Produkt-formu-lierung

Erlöse

Grundlagen siehe: G. Gruhn, K. Hartmann, J. Kardos, R. Helfricht, L. Dietsch und W. Kauschus, Systemverfahrenstechnik, Dt. Verlag f. Grundstoffindustrie, Leipzig 1976

Blockfließbild eines Stoffwandlungsverfahrens

Folie 0.13



Übersicht über wesentliche Prozesse der Aufbereitungstechnik und Partikeltechnik

Skizze des Wirkprinzips Prozess Zugeordnete Pro-

zesse

Physikalisches Wirkprinzip

Zerteilen Zerkleinern von Festkörpern (irreversibel)

Dispergieren schwach gebundener Agglomerate

(reversibel)

Klassieren Trennung nach Partikelgrößen

Siebklassieren nach geometrische Abmessungen

Stromklassieren nach Sinkgeschwindigkeit

Sortieren

und Anrei-

chern

Trennen nach physikalischen Stoffeigenschaften

Dichtesortierung nach Dichte

Klauben optische Eigenschaften

Mechan. Sortieren mechan. Eigenschaften (Elastizität)

Magnetscheidung magnetische Eigenschaften

Elektrosortierung nach Leitfähigkeit

Flotation nach Benetzbarkeit

Laugen Lösen flüssigkeitslöslicher Phasen

Extrahieren Flüssig-Flüssig-Phasenübergang

Kristalli-

sieren

Kristallisieren Verdampfen der Flüssigkeit

Fällen Erzeugung neuer unlöslicher fester

Phase

Mischen Vereinigen verschiedener Partikelphasen

Feststoffmischen Fest-Fest-Vermischen

Vergleichmäßigen zeitlich konst. Eigenschaften

Suspendieren Fest in Flüssigkeit

Begasen Gas in Flüssigkeit

Agglome-

rieren

Anlagern vieler Primärpartikel zu wenigen gröberen Ag-

glomeraten (Klumpen)

Pelletieren Feuchtagglomeration

Pressagglomerieren unter Pressdruck (Tablettieren)

Sintern Anschmelzen d. Kontakte

Koagulieren Flüssig-flüssig

Folie 0.14



Fest-

Flüssig-

Trennung

Eindicken aller Partikel, Klären der Flüssigkeit

Sedimentieren Absetzen

Filtrieren Zurückhalten der Partikel

Trocknen Verdampfen d. Flüssigkeit

Staubab-

trennung

Abtrennen aller Partikel aus dem Trägergas

Absaugen von Emissionsquellen

Abscheiden aller Partikel aus dem Trägergas

Thermisch

Behandeln

Rösten Austreiben flüchtiger Phasen

Brennen Chemische Reaktionen im Feststoff

(z.B. Kalkgewinnung)

Verbrennen Vergasen organischer Phasen

Folie 0.15



Folie 0.16



Multiskalige hierarchische Ordnung in der stoffwandelnden Wirtschaft

Stoffwandlung

Erläuterung Skale, Aus-

rüstung

Beispiele

grundlegende Wirkprinzi-pien, Effekte, Gesetze

physikalischer Grundvorgang in molekular- u. kolloiddispersen Be-reichen, Transportgesetze, Nanoparti-kelwechselwirkungen und -bindungen

nm-Bereich diffusiver u. kon-vektiver Partikel-transport, Auf- u. Abbau von Wech-selwirkungen,

Mikroprozess Stoffwandlung im typisch mik-roskopisch kleinstem Substanz-element, feindispers

Kontaktzone von Arbeits-organen

Partikelzerkleiner-ung, Partikelagglo-meration

Teilprozess typische Stoffwandlung u. Transport in makroskop. Teilräumen u. Zonen,

Maschinen- & App.zonen

Aufgabezone, Pro-duktaustragzone

(Makro-) Prozess (Grundoperation)

Stoffwandlung im makros-kopischen Prozessraum einer Prozesseinheit

Maschine Apparat

Mühle, Mischer, Rührmaschine, Sieb-maschine, Zyklon, Filter, Zentrifuge

Prozessgruppe einfache Verschaltung von Prozessen (Reihen-, Parallel- u. Kreislaufschal-tung, bis etwa 10 Prozesse)

App. u. Ma-sch.gruppe

Mahlkreislauf, Klas-sierstufen, Rührkes-selkaskade

Verfahrensstufe (-schritt)

teilweise selbständige Durchführung einer charakteristischen Stoffwand-lung im System (bis etwa 50 Prozesse)

Teilanlage Rohstoff- u. Abfall-aufbereitung, Ab-wasserreinigung,

Verfahren selbständig betreibbares System zur Produktion von Haupt-u. Nebenpro-dukten, Abfällen; mit Rohstoff- u. Produktlagerung, Energie- u. Hilfs-stoffversorgung (bis ca. 300 Prozesse)

Anlage Heizwerk, Getreide-mühle, Brauerei, Großbäckerei, kom-plexe Recycling-anlage

Verfahrenszug (-kette)

einfache Verschaltung von Verfahren (Produktionslinie, vertikale Verket-tung Rohstoff-Endprodukt, regional verteilt)

Anlagen-komplex

Erdöl Raffination Äthylen PE PE-Folie

stoffwirtschaft-licher Betrieb

Schaltung von Verfahren, horizontale u. vertikale Verschaltung, Ortsprinzip

Werk, -system

Chemiebetrieb, Großkraftwerk

Stoffverbund-system

internationales Werks- u. Stoffver-bundsystem verschied. Erzeuger; inte-grierte Verteilung, Verbrauch, Recyc-ling

Werks-verbund

Erdöl Raffination Endprodukt-verbundsystem

Folie 0.17



Folie 0.18



Folie 0.19



Allgemeines Prozessmodell der Mechanischen Verfahrenstechnik

1. Allgemeine Formulierung der Mengenbilanz einer Stoffkomponente:

Akkumulation = Eingangsströme - Ausgangsströme + Quellen - Senken (1)

Folgende physikalische Grundvorgänge sind zu berücksichtigen: gerichteter Stofftransport (Konvektion) ungerichteter Stofftransport (Diffusion) Quellen und Senken: entsprechen dem Auf- und Abbau von Wechselwirkungen zwischen

Partikeln, Molekülen, Ionen oder Atomen Chemische Reaktionen: Auf- und Abbau starker Wechselwirkungen (= Hauptvalenz-

bindungen: kovalent, ionisch, metallisch), z.B.: Synthese- und Zerfallsreaktionen, Zerkleinern, Kristallisieren und Auflösen;

Auf- und Abbau schwacher Wechselwirkungen (= Nebenvalenzbindungen: Wasser-stoffbrücken-, Van-der-Waals- oder elektrostatische Bindungen), z.B.: Erstarren und Schmelzen, Kondensieren und Verdampfen, Adsorbieren und Desorbie-ren, Koaleszieren und Dispergieren, Agglomerieren und Desintegrieren.

2. Diskrete mathematische Formulierung der Mengenbilanz in der Mengenart Masse oder

Anzahl einer Partikelgrößen- oder Eigenschaftsklasse i:

iibiiibib GgradDdivvdiv

t

(2)

b Massenkonzentration aller Partikel (= Schüttgutdichte) im betrachteten Volumen-element dV, Feststoffmassenkonzentration in einer Suspensionen cs = ms/dV

i Massenanteil (= Q3(di)) der i-ten Klasse im betrachteten Volumenelement dV b i

t

Akkumulation (Speicherung) der i-ten Klasse im Volumenelement dV

vi Geschwindigkeit der Partikel der i-ten Klasse aufgrund eines äußeren Kraftfeldes

oder Potentialgefälles b i iv

konvektiver (gerichteter) Massenstrom der i-ten Klasse durch das Volumenele-

ment dV=dx.dy.dz Di Diffusionskoeffizient der i-ten Größen- oder Eigenschaftsklasse D gradi b i( ) diffusiver (ungerichteter) Massenstrom der i-ten Klasse durch das Volumen-

element dV Gi i

.j Partikelwechselwirkungsterm = Stoffumwandlungsgeschwindigkeit zeitliche Änderung der Massenanteile der i-ten und j-ten Klassen im betrachteten Volumen-element dV durch

Aufbau von Partikelwechselwirkungen (Agglomerieren Kinetik 2. Ord-nung) oder

Zerstörung von Partikelwechselwirkungen (Zerteilen: Zerkleinern und Desintegrieren Kinetik 1. Ordnung: Gi i)

Folie 0.20



Symbolverzeichnis a nm Abstand, Partikeloberflächenabstand (mikroskopisch) a m/s2 Beschleunigung (acceleration) A m2 Fläche (area), Apparatefläche Ar - ARCHIMEDES-Zahl b mm charakt. Breite eines Volumenelementes (Substanzgebietes) b mm Teilprozeßraumbreite, Öffnungs-, Zonenweite (mesoskopisch) B - Bestimmheitsmaß B m Prozeßraumbreite (makroskopisch) B Vs/m2 magnetische Induktion Bo - BODENSTEIN-Zahl c - Konstante, Beiwert c g/l Massekonzentration c mol/l Molkonzentration cn l-1 Partikelanzahlkonzentration C As/V elektrische Ladungskapazität d µm Partikelgröße (Partikelgröße, diameter) d mm charakt. Durchmesser eines Volumenelementes (mesoskopisch) d mm Teilprozeßraumdurchmesser, Öffnungsdurchmesser, Zonendurchmesser dp m Porengröße D m Prozeßraumdurchmesser (makroskopisch) D m2/s Diffusionskoeffizient e As Elementarladung E N/mm2 Elastizitätsmodul E V/m elektrische Feldstärke E Nm Energie Eu - EULER-Zahl f - Funktion f s-1 Frequenz ff - Fließfaktor ffc - Fließfunktion F N Kraft Fr - FROUDE-Zahl g m/s2 Erdbeschleunigung G N/mm2 Gleitmodul h mm charakt. Höhe eines Volumenelementes (mesoskopisch) h mm Teilprozeßraumhöhe, Zonenhöhe (mesoskopisch) H m Prozeßraumhöhe (makroskopisch) H A/m magnetische Feldstärke I A elektrischer Strom k - Konstante, Koordinationszahl k s-1 Stoffumwandlungs-Geschwindigkeitskonstante k kg/(m2*s) molekul. Stofftransportkoeffizient (Durchgang) l mm charakt. Länge eines Volumenelementes (mesoskopisch) l mm Teilprozeßraumlänge, Zonenlänge (mesoskopisch) L m Prozeßraumlänge (makroskopisch)

Lj - LJA SC ENKO-Zahl m kg Masse m kg/h Massenstrom

M Nm Moment M g/mol Molmasse n - Exponent,

Folie 0.21



n - Kompressibilitätsindex n - Partikelanzahl, Molzahl n min-1 Drehzahl N - Partikelgesamtanzahl p kPa Druck (pressure) P kW Leistung (power) P - Wahrscheinlichkeit (probability) q m-1 Verteilungsdichtefunktion (z.B. dQ/d(d)) Q - Verteilungsfunktion (quantil) Q As elektrische Ladung Q J/s Wärmestrom rxy - Korrelationskoeffizient r mm charakt. Radius eines Volumenelementes (mesoskopisch) r mm Teilprozeßraumradius, Öffnungs-, Zonenradius (mesoskopisch) R m Prozeßraumradius (makroskopisch) R kJ/(kmol*K) allgemeine Gaskonstante R V/A elektrischer Widerstand (resistance) Re - REYNOLDS-Zahl Rm - Masseausbringen s - Standardabweichung s mm Weg, Filmdicke, Wandstärke (mesoskopisch) s2 - Varianz S - Poren(volumen-)sättigungsgrad S kg/(m2*h) flächenbezogener Feststoffmassestrom Sc - SCHMIDT-Zahl t s Zeit T - Trennfunktion (Fraktionstrenngrad) T K Temperatur T s Zeitkonstante Tu - Turbulenzgrad u m/s Fluidgeschwindigkeit U m Prozeßraum- o. Teilraumumfang U V elektrische Spannung v m/s Partikelgeschwindigkeit V m3 Prozeßraum- o. Teilraumvolumen (meso- und makroskopisch) V m3/h Volumenstrom

w mm Maschenweite W - Wahrscheinlichkeit W kWh Arbeit (work) We - WEBER-Zahl x - unabhängige Variable x,y,z - räumliche Koordinaten dx, dy, dz mm Abmessungen eines inkrementellen Volumenelementes X - Masseverhältnis, Beladung y - abhängige Variable - Irrtumswahrscheinlichkeit grd Gleitwinkel, Benetzungswinkel, Winkel m-2 Filtermittelwiderstand grd Winkel m-1 spezifischer Filterkuchenwiderstand kg/(s*m

2) molekularer Stofftransportkoeffizient grd Winkel - Porosität, Dehnung

Folie 0.22



W/kg Dissipationsrate, (Energie-)dissipation 0 As/(V*m) elektrische Feldkonstante (Influenzkonstante) r - Dielektrizitätskonstante - Feststoffvolumenanteil - Partialdruckverhältnis grd Reibungswinkel, Winkel

s-1 Winkelgeschwindigkeit

- Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion - Verschiebung grd Winkel s-1 Schergeschwindigkeitsgradient Pa*s dynamische (Fluid-) Viskosität - Trennschärfe - Haftkraftanstieg, Exponent s - Partikelstreuung (Trennschärfekennwert) V - (volumenbezogene) magnetische Suszeptibilität m m3/kg massebezogene magnetische Suszeptibilität - Parameter, Beiwert - Horizontaldruckverhältnis m Mikromaßstab der Turbulenz mm Makromaßstab der Turbulenz - Masseanteil - Reibungskoeefizient 0 N/A2 magnetische Feldkonstante (Induktionskonst.) r - magnetische Permeabilität - Sicherheitsbeiwert, stöchiometrischer Faktor m2/s kinematische (Fluid-) Viskosität °C Temperatur grd Randwinkel grd Prozeßraumneigungswinkel kg/m3 Dichte - Standardabweichung kPa Normalspannung J/m2 Grenzflächenergie (-spannung) 2 - Varianz c kPa einaxiale Druckfestigkeit F kPa Materialzugfestigkeit (Fließgrenze) 1, 2 kPa größte und kleinste Hauptspannung Z kPa dreiachsige Zugfestigkeit kPa Scherspannung c kPa Kohäsion 0 kPa Fließgrenze s-1 Kreisfrequenz - -Zahl mV Zeta-Potential - Partikelmerkmalsgröße, Variable - Partikelformfaktor mV elektrisches Doppelschichtpotential Indizes

Folie 0.23



a außen, Unterlauf (apex) A Aufgabe, Ausgang, flächebezogen b Schüttgut (bulk) B Boden, Blase c Druck (compressive), kritisch C COULOMB... d Auslauf (discharge), Ausgang D Druck, Diffusion, Dampf, Düse e effektiv (wirksam), elastisch E Einlauf, Eingang, Entleeren f fluid F Füllen, Feingut, Filter, Filtrat g gasförmig (gaseous), Grenze G Grobgut, Gewicht ges gesamt h horizontal, homogen, hydraulisch H Haft..., Hauptausführung, Homogenisierung i Laufindex Größenklasse, innerer j Laufindex Dichteklasse k Laufindex Stoffkomponente, kontinuierliche Phase krit kritisch K kapillar, Kugel, Kernfluß l liquid ln logarithmisch L Leichtgut, Lager, Luft m massebezogen, mittel M Mischung, Massefluß, Mittelpunkt, Modell, magnetisch max Maximum min Minimum n Anzahl, Normalzustand N Normal... 0 unbelastet, Anfangszustand o oberer, Oberlauf p Partikel pl plastisch P Pore, Packung, Probe, Leistung r Mengenart, Rauhigkeit R Ring, Radius, Rand s Feststoff (solid), stationär st stationär S Oberfläche (surface), Suspension, Schwergut, Scher... ST SAUTER... t Zeit..., zeitabhängig, turbulent T Trenn..., tangential, Trägheit, Tensid Tr Trübe v vertikal, viskos V volumenbezogen w Wand..., Widerstand W Wasser x x-Achse y y-Achse z zentrifugal, Zirkulation, z-Achse zul zulässig Z Zug, Zone, Zelle, Zerkleinerung

Folie 0.24



porenvolumenbezogen beeinflußt durch Feststoffvolumenanteil 0 Anzahl als Mengenart (von l0) 1 Länge als Mengenart (von l1) 2 Fläche als Mengenart (von l2) 3 Volumen bzw. die Masse als Mengenart (von l3)

Folie 0.25



Folie 0.26



Folie 0.27



Folie 0.28



Blockfließbild der Eisenerzaufbereitung und -verhüttung nach dem Rennverfahren - Vorharzgebiet, 1. Jahrhundert u. Z.

in: Herrmann, J. u. a. , Deutsche Geschichte, Bd 1, Deutscher Verlag der Wissenschaft, Berlin 1982

Abbau des Raseneisenerzes

Pochen, Waschen,Schneiden und

Trocknen

Abscheiden derSchlacke

Holzmeiler brennen& Holzkohle

pochen

Holz fällen,transportieren,

spalten und trocknen

O F E N B A U

T R O C K N U N G

V O R H E I Z U N G

Pochen d. Schlackezur Gewinnung

der Eisengranalien

Anlegen vonAusheizherden

Zubereitung vonSchweißpulver

R E N N P R O Z E S S

A U S H E I Z U N G

A U S B R I N G E N D E RR O H L U P P E N

S C H M I E D E NV E R S C H W E I S S E N

B A R R E N oderG E R Ä T S C H A F T E N

Granalien

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