Lokale Analyse von Fallfilmen mithilfe der NIR- und Fluoreszenz-Bildanalysetechnik

Medina Gomez, Isabel Maria

• Verlag: Cuvillier Verlag
• Jahr: 2023
• eBook-ISBN:
  9783736968011
• ISBN drucken:
  9783736978010
• Auflage: 1

Fallfilmverdampfer sind Apparate zur Verdampfung von Stoffsystemen wie beispielsweise Zuckerlösungen, Milch oder Fruchtsäften. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein nichtinvasives Messverfahren zur Analyse von Fallfilmen in Verdampfungsprozessen aus der Kombination mehrerer Bildanalysetechniken entwickelt. In diesem Zusammenhang kombiniert das Messsystem die Fluoreszenz- und Nahinfrarot-Bildanalyse zur simultanen und sich ergänzenden experimentellen bildhaften Ermittlung der lokalen Filmdicke und der Flüssigkeitszusammensetzung in Fallfilmen. Mittels einer Kamera im visuellen Bereich, der Nutzung von Fluorescein-Natriumsalz als Fluoreszenzmarker und High-Power-LEDs bei 470 nm als Anregungslicht wurden Fluoreszenzbilder am Fallfilm aufgenommen und damit die lokale Filmdicke ausgewertet. Die lokale Flüssigkeitszusammensetzung in Form von Glycerol-Massenanteil wurde mit einer Nahinfrarotkamera und High-Power-LEDs bei den Wellenlängen 1050, 1300, 1450 und 1550 nm im nahinfraroten Bereich ermittelt. Die simultane Bildanalyse lokaler Filmdicken- und Zusammensetzungsverteilungen in Fallfilmen sollen weitere Erkenntnisse zum besseren Verständnis von Stoff- und Wärmetransports in Fallfilmen liefern und somit die Auslegung verfahrenstechnischer Apparate bzw. Fallfilmverdampfer optimieren.

Inhaltsverzeichnis

• Vorwort
• Kurzfassung
• Abstract
• Inhaltsverzeichnis
• Symbolverzeichnis
• Abbildungsverzeichnis
• Tabellenverzeichnis
• 1 Einleitung
• 2 Stand des Wissens
• 2.1 Grundlagen der Fluiddynamik von Fallfilmen
• 2.2 Verdampfung von Fallfilmen
• 2.3 Methoden für die Analyse der Filmdickenverteilung in Fallfilmen
• 2.4 Methoden für die Analyse der Flüssigkeitszusammensetzung in Fallfilmen
• 2.5 Wissenschaftliche Lücke und Folgerung für die vorliegende Arbeit
• 3 Materialien und Methoden
• 3.1 Messmethode
• 3.2 Stoffsystem
• 3.3 Versuchsanlage und -durchführung der Fallfilmexperimente
• 3.4 Optisches Messsystem für die Multiwellenlängen-Bildanalyse
• 3.5 Automatisierte Bildanalyse
• 3.6 Fehlerbetrachtung
• 4 Ergebnisse und Diskussion
• 4.1 Technische Ergebnisse des optischen Messsystems
• 4.2 Ergebnisse und Diskussion der Filmdickenmessung in Fallfilmen mittels Fluoreszenz
• 4.3 Ergebnisse und Diskussion der Messung der Filmdicke und der Flüssigkeitszusammensetzung in Fallfilmen mithilfe der Nahinfrarottechnik
• 4.4 Multiwellenlängen-Bildanalyse
• 4.5 Praxistauglichkeit in anderen Systemen
• 5 Zusammenfassung und Ausblick
• Literaturverzeichnis
• Anhang
• A.1 Ergänzung zu Materialien und Methoden