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"Fledermäuse" überwachen die chemische Produktion
04.04.2002
Bei der Firma TRICAT im Bitterfelder Chemiepark horchen seit kurzem künstliche "Fledermäuse" in große Kessel hinein und überwachen den Produktionsablauf bei der Synthese von Zeolith-Kristallen.
Mit Hilfe eines für die Weltraumfahrt entwickelten Verfahrens gelang es einem von der Raumfahrtfirma Astrium geführten Team der Firma TRICAT sowie der Universitäten Erlangen und Leipzig zum ersten mal direkt in den Herstellungsprozess für Zeolithe hineinzuhorchen. Die Forscher setzten hierbei eine Technik ein, die Fledermäuse zur Ortung und Verständigung benutzen: den Gebrauch von Ultraschallwellen.
Zeolithe sind chemische Verbindungen, die vielfältige Anwendungen erlauben. Als Hauptbestandteile von Waschmitteln fungieren Zeolithe zum Beispiel als Fänger von kleinsten Schmutzpartikeln, und in der Ölindustrie helfen diese Kristalle mit der Größe von Sandkörnern schweres Rohöl in brennbares Benzin zu verwandeln.
Die Herstellung von Zeolithen erfolgt in der Regel aus wässrigen Lösungen, in die zu Beginn alle festen Ausgangsstoffe eingerührt werden. Die anfangs dickflüssige Lösung wird einer thermischen Behandlung unterzogen. Während des Erhitzens der Ausgangslösung entsteht aus einem joghurtartigen Brei eine dünne Flüssigkeit, in der die gewachsenen Kristalle am Boden liegen. So werden bei der Firma TRICAT jährlich mehrere hundert Tonnen Zeolithe in Reaktionskesseln von bis zu 30 000 l erzeugt.
Es ist bis heute weitgehend unbekannt, was sich genau während dieses Prozesses in der Lösung abspielt und zu welchem Zeitpunkt sich die Zeolith-Kristalle bilden und zu Boden sinken. Die Hersteller von Zeolithen sind daher an der Überwachung der chemischen Prozesse interessiert, um eingreifen zu können, wenn etwas nicht nach Plan läuft.
Ultraschallwellen eignen sich dazu besonders gut, denn beim Erhitzen der Lösung verändert sich mit der Zusammensetzung der Lösung auch die Geschwindigkeit, mit der sich der Schall durch die Lösung ausbreitet. Nach der Synthese der Zeolithen laufen die Schallwellen deutlich langsamer durch die verbleibende Lösung. Deshalb wurde vom Entwicklungsteam ein Ultraschallsystem - sozusagen künstliche "Fledermäuse" - entwickelt, welches in die Lösung hineinhorchen kann und erfolgreich bei der Firma TRICAT in der Produktion eingesetzt.
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