Die Optimierungsstrategien für die Spezifische Prduktleistung
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Die anzuwendende Strategie hängt vom
'Wesen' der chemischen Reaktion ab.
- Nennen wir einen ersten Reaktionstypus 'einfache
Reaktionen'. Bei diesen sei die Geschwindigkeit der
Bildung und Menge des aus dem Edukt gebildeten Produkts nur und eindeutig mit
dem Umsatz verknüpft ( d.h. direkt und in
einer stetigen Funktion). In diesem Fall brauchen wir nur einen möglichst
hohen Umsatz wählen und ein Makrovermischungs- Verhalten (engl. contacting
pattern), das dann eine optimale Spezifische Produktleistung
bietet.. (Sie wissen ja: in diesem Fall wird eine
optimale Spezifische Produktleistung in Reaktoren ohne
vollständige Rückvermischung (d.h. nicht zugleich in Raum
und Zeit rückvermischt) erhalten:
Absatzweiser Rührkessel und Strömungsrohr
Klar ? - Nein? )
Man
nennt diese Optimierungsstrategie:
'Umsatzorientierte
Strategie' (english:'conversion orientated
strategy')
- Der zweite Reaktionstyp könnte mehr als der
'komplexe' Typ bezeichnet werden, bei dem die
Produktbildung nicht in einfacher Weise mit dem Edukt-Umsatz verknüpft
ist. Hierzu gehören alle möglichen komplexen Reaktionsnetzwerke
. Sehr oft werden bei diesen Reaktionen Selektivitätsprobleme als
Folge des Vorliegens mehrerer möglicher Reaktions-Pfade beobachtet.
Anschauliche Beispiele sind einfache
Parallelreaktionen
(snapshot) und Folgereaktionen
(snapshot) sowie Autokatalytische Reaktionen.
Beispiele
und weitere Details finden sich im Rahmen weiterer nachfolgender
Fragestellungen und in einigen Simulationsergebnissen.
Im Falle dieser
komplexen Reaktionen sind wir gezwungen, erforderliche Konzentrationspegel in
'diskreten Raumgebieten' zu 'diskreten Zeiten' aufrecht zu erhalten. Wir
müssen also die Spezifische Produktleistung durch Einhaltung von
Konzentrationspegeln optimieren. Diese Vorgehensweise ist natürlich
komplizierter, aber der Optimierungsvorgang kann auch hier mit den Mitteln der
Wahl und Einstellung des Makrovermischungs-Verhaltens (engl. contacting pattern)
bewerkstelligt werden. Man kann dabei zur Erreichung
eines geforderten Makromischverhaltens verschiedene Reaktorschaltungen
zusammenstellen. Der 'lokal' eingestellte Grad der Rückvermischung ist
dabei maßgebend.
Wir nennen diese Strategie:
'Konzentrationsführungs - Strategie'
(english:
'strategy of controlling concentration
levels')
- Kurz und bündig: Optimierung
- Schließlich sollte man natürlich nicht
vergessen, daß der Einsatz von Temperatur- und Katalysator- Effekten ein
wirksames Mittel zur Verbesserung von Produktausbeuten bietet.
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