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Tropfenschwarmanalytik mittels Bildverarbeitung zur Simulation von Extraktionskolonnen mit PopulationsbilanzenDroplet Swarm Analysis by Image Processing for Simulation of Extraction Columns with Population Balances

Abstract

Moderne Methoden auf Basis von Tropfenpopulationsbilanzen erlauben eine schnelle und präzise Berechnung von wichtigen Größen in der Extraktionskolonne. Die Ansätze zeigen eine gute Übereinstimmung der Experimente mit Simulationen und Abweichungen im Sauter‐Durchmesser d32 von unter 5 % (Rührkessel 450 mm) und 7 – 12 % (Kolonne 450 mm). Mit Hilfe optischer Messtechnik werden Tropfenschwärme transient untersucht. Die Grenze der optischen Durchlichtmesstechnik liegt bei einer Konzentration von 16 – 20 %, im Auflicht ist eine Konzentration von > 30 % möglich. Die Analyse der Tropfenabbildungen erfolgt mit Hilfe der Bildalgorithmen Distanztransformation und Wasserscheiden‐Segmentierung.

Modern methods based on population balance methods permit a fast and accurate calculation of important quantities within extraction processes. The approaches show a good correlation between experiments and simulations with a deviation of the Sauter diameter d32 smaller as 5 % (stirred vessel 450 mm) and 7 – 12 % (column 450 mm). With the help of an optical measuring technique droplet swarms are examined transiently. The current limit of the transmitted light technique is at 16 – 20 vol.‐% without further optimization. The limit of incident light technique is above 30 vol.‐%. Distance transformation and watershed segmentation algorithms enable the analysis of the droplet images.

Optische Messtechnik wird verwendet um transiente Tropfenschwarminteraktionen in Extraktionskolonnen zu untersuchen. Schnelle Bildanalysealgorithmen dienen der voll automatischen Auswertung der aufgenommenen Tropfenabbildungen. Populationsbilanzen erlauben eine genaue und schnelle Vorhersage von transienten Vorgängen.

Autoren:   Mickler, Matthias; Didas, Stephan; Jaradat, Moutassem; Attarakih, Menwer; Bart, Hans‐Jörg
Journal:   Chemie Ingenieur Technik - CIT
Band:   83
Ausgabe:   3
Jahrgang:   2011
Seiten:   227
DOI:   10.1002/cite.201000156
Erscheinungsdatum:   01.03.2011
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