Stand der Technik experimenteller Untersuchungen dichter Blasenströmungen

In der chemischen und biochemischen Industrie werden oftmals Blasensäulenreaktoren für Mehrphasenprozesse eingesetzt. Sie zeichnen sich durch ihren einfachen Aufbau, sowie gute Stoff-und Wärmeübertragungseigenschaften aus. In der Literatur sind umfangreiche Studien zur Auslegung und Dimensionierung solcher Reaktoren zu finden. Zur weiteren Prozessoptimierung ist zunehmend die Aufklärung der lokalen Mechanismen innerhalb des Reaktors, insbesondere die Interaktion von Hydrodynamik, Stofftransport und chemischer Reaktion, erforderlich. Die ortsaufgelöste Untersuchung von Hydrodynamik und Stofftransport in Blasenströmungen erfolgt bisher vornehmlich mit Hilfe optischer Verfahren, wie z. B. der Particle Image Velocimetry (PIV), Laser Doppler Anemometrie (LDA) und laserinduzierter Fluoreszenz (LIF). Während diese Messtechniken für die Untersuchung von Blasenströmungen geringen Gasgehaltes gut geeignet sind, stoßen sie bei hohen Gasgehalten an ihre Grenzen. Ziel dieses Beitrages ist es, eine Übersicht über den aktuellen Stand der Technik in Hinblick auf experimentelle Studien zur Hydrodynamik und gekoppelter Vorgänge, wie Stofftransport und Reaktion in Blasensäulenreaktoren zu geben. Dabei sollen die Notwendigkeit künftiger Studien in diesem Bereich und damit einhergehend die Anforderungen an die Messtechnik aufgezeigt werden.