Was versteht man unter der Grundoperation Trocknen?
Stofftrennungsverfahren (Trennung anhaftender Flüssigkeit an Festkörpern)
Entscheidende Rolle spielen die Bindungskräfte
Abtrennen der Flüssigkeit aus dem zu trocknenden gut durch:
Wofür wird die Grundoperation Trocknen verwendet? (8)
Welche Faktoren spielen bei der Trocknung eine Rolle?
Beim Wärmeübergang:
Konvektion (Umströmendes Gas)
Kontakt (Berührung Heizflächen)
Strahlung (IR/Mikrowellen)
Beim Stoffübergang:
Bindung des Wassers (physikalische/chemische Kräfte)
Struktur (Partikelgröße, Kapillarität, Oberfläche)
Definition: Feuchte Luft
Gemisch aus Luft und Wasserdampf
Teildruck des Wasserdampfs kann höchstens dem Dampfdruck des reinen Wassers entsprechen -> Sättigungsdampfdruck -> Berechnung über Magnus-Formel:
Feuchte Luft - Relative Feuchte
Maß für den Sättigungsgrad (Angabe in %)
Feuchte Luft - Absolute Feuchte
Maß für den Wasserdampfgehalt der Luft in g Wasser pro kg trockene Luft
Feuchte Luft - Wichtige Größen (3)
Relative Feuchte
Absolute Feuchte
Taupunkt (Temperatur der Sättigung für eine bestimmte absolute Feuchte)
Was beschreibt ein h,x Diagramm?
Übersichtlichte Darstellung der zusammenhänge zwischen:
Temperatur
absolutem Wassergehalt
Enthalpie
relativer Luftfeuchte
Verwendung eines h,x Diagramms - Beispiel
Messung der Luftfeuchte
Nenne verschiedene Messverfahren mit Gerätebeispielen
Thermisch (taupunkthygrometer, Psychrometer, Lithiumchlorid Hygrometer)
Spektroskopisch (Infrarotabsorption, Mikrowellenabsorption)
Titrimetrisch (Wasserbestimmung nach Karl-Fischer)
Hygroskopisch (Haarhygrometer, Kapazitiver Messfühler)
Aufbau und Funktionsweise eines Taupunkt Hygrometers
Kontrolliertes Abkühlen eines Metallspiegels
Temperatur bei erstem Taubeschlag wird
erfasst (Taupunkt) und dient zur Berechnung
der relativen Luftfeuchte bei der
Ausgangstemperatur
Aufbau und Funktionsweise eines Psychrometers
Zwei luftumströmte Thermometer, eines mit feuchtgehaltenem Gewebe umhüllt
Temperaturdifferenz bedingt durch den Entzug von Verdunstungswärme
Aufbau und Funktionsweise eines Lithiumchlorid Hygrometers
• Zwei Drahtelektroden unter Wechselspannung
umschlungen von gesättigter LiCl-Lösung in
Glasfasergewebe
• Stromfluss -> Erhitzen -> Flüssigkeit verdampft -> Widerstand steigt -> Stromfluss nimmt ab -> Abkühlung -> Wasseraufnahme des hygroskopischen LiCl -> etc.
Einstellung einer Umwandlungstemperatur mit Gleichgewicht zwischen Dampfdruck der LiCl-Lösung und dem Wasserdampf der umgebenden Luft
Unterschied zwischen Feuchtegehalt (Wassergehalt) und Feuchte?
Was versteht man unter der Wasseraktivität?
Maß für frei verfügbares ungebundenes (oder nur locker gebundenes)
Wasser in einem Material
kann auch mit der relativen Feuchte der Probenumgebung gleichgesetzt werden
Mit zunehmender Bindungsstärke das Wassers sinkt der aW-Wert
Wichtige Größe in der Tablettierung (Granulatverarbeitung) und bei der
Haltbarkeit von pharmazeutischen und Lebensmittelzubereitungen
Beschreibe Sorptionsisothermen
(Was ist gemeint? Was passiert? Wie sieht der Graph aus?)
Welche Bindungsmechanismen/Arten von Wasser gibt es? Benenne diese nach aufsteigender Bindungswärme
Haftwasser
Kapillarwasser
Hydratationswasser/Quellungswasser
Adsorbiertes Wasser
Hydratwasser/Kristallwasser
Konstitutionswasser
Was versteht man unter Konvektion/Wärmeströmung?
Wie lautet die entsprechende Formel?
Was beschreibt die Wärmeübergangszahl alpha?
Was versteht man unter der Konduktion/Wärmeleitung?
Nenne die entsprechende Formel.
Was beschreibt die Wärmeleitzahl lambda?
Nenne die Formel für die Wärmestrahlung
Was gilt für die von einem Körper abgestrahlte Wärme? (Formel)
Gehe dabei auf den Emissionsgrad (Schwärzegrad) eta ein.
Weiße Körper: R=1
Schwarze Körper: A=1
Beschreibe den Konvektionstrocknungsverlauf. Welche Wasserarten werden zuerst verdampft?
Nenne wichtige Faktoren der Trocknung (5)
Beschreibe den graphischen Konvektionstrocknungsverlauf.
A Zuluft und Ablufttemperatur gegen die Zeit
B Feuchte im Trocknungsgut gegen die Zeit
C Trocknungsgeschwindigkeit gegen die Zeit
Trocknungstechnologien
Welche Arten von Trocknungstechnologien gibt es? (3)
Nenne, wenn möglich, je zwei Trocknertypen.
Walzentrocknung
Um welches Trocknungsprinzip handelt es sich?
Für welche Art von Gut ist sie geeignet?
Trockenschrank/Hordentrockner
Wirbelschichttrocknung
Welche Formen des Wirbelbettes gibt es? Beschreibe das Diagramm
Sprühtrocknung
Um welche Trocknungsart handelt es sich?
Welche Form haben die Ausgangsmaterialien und welche die Endprodukte?
Wofür wird es verwendet?
Beschreibe den Aufbau
Nenne die Prozessschritte (3)
Ist die Trocknung ein chargenbezogenes oder kontinuierliches Verfahren?
Beschreibe beim Trocknungsprozess: flüssiger Tropfen -> trockener Partikel
Beschreibe die Verläufe
Feuchtigkeitsgehalt / Trocknungszeit
Trocknungsgeschwindigkeit / Trocknungszeit
Welche Varianten des Sprühtrocknungsprozesses gibt es (3)?
Gefriertrocknung
Beschreibe den Prozess der Gefriertrocknung
Wie sehen die Endprodukte aus?
Für welche Produkte ist diese Trocknungsart geeignet?
Beschreibe das Phasendiagramm (Druck / Temperatur)
Wie unterscheiden sich kristalline und amorphe Stoffe beim Einfrieren?
Beschreibe dazu ein Temperatur / c NaCl (kristallin) und Temperatur / c Saccharose diagramm
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