Читать книгу Verfahrenstechnik für Dummies - Burkhard Lohrengel - Страница 16

Um hochwertige Endprodukte zu erzeugen, müssen Ausgangsstoffe umgewandelt, verändert werden. Nun wandeln sich Stoffe leider nicht von allein um, sie müssen gewissermaßen gezwungen werden. Zur Umwandlung von Rohstoffen in verkaufsfähige Produkte müssen Sie dem System daher immer Energie zuführen.

Leider fallen bei der Stoffumwandlung teilweise Nebenprodukte wie Abwasser, Abfall oder Abluft an, die behandelt werden müssen, damit sie gefahrlos an die Umwelt abgegeben werden können. Auch dies ist Aufgabe des Verfahrenstechnikers: er hält die Umwelt sauber!

Wie können Sie eine Stoffumwandlung herbeiführen?

Die Stoffumwandlung kann erfolgen durch (siehe Abbildung 1.2)

 Änderung der Stoffart durch chemische und biologische Reaktionen (zum Beispiel Herstellung von Ammoniak (NH3) aus Stickstoff und Wasserstoff, biologische Umwandlung von Zucker in Alkohol durch Gärung),

 Änderung der Zusammensetzung (zum Beispiel Trennung des Zuckersafts in Zucker und Wasser, Destillation von Alkohol aus einer wässrigen Lösung),

 Änderung der Form und Größe (zum Beispiel Zerkleinerung von Zuckerrüben, Mahlen von Getreidekörnern zu Mehl).

Während die Änderung der Stoffart durch chemische und biologische Reaktionen hervorgerufen wird, erfolgt die Änderung der Zusammensetzung beziehungsweise der Form und Größe durch physikalische Verfahren. Diese können Sie in thermische (siehe Teil III) und mechanische Prozesse (siehe Teil IV) unterteilen (Abbildung 1.2).

Abbildung 1.2 Einteilung der Stoffumwandlungsverfahren

Bei mechanischen Prozessen erfolgt, das haben Sie sicher vermutet, die Stoffumwandlung durch den Eintrag von mechanischer Energie, zum Beispiel bei der

 Zerkleinerung von Zuckerrüben in Schnitzel durch mechanisch arbeitende Messer oder der

 Zerkleinerung von Getreide in Mehl durch Mühlen.

Bei den thermischen Prozessen ist das nicht ganz so anschaulich, da die Stoffumwandlung im molekularen Bereich stattfindet. Einem Stoffgemisch muss Energie in Form von Wärme oder Kälte zu- oder abgeführt werden, damit es zu einer Stoffänderung kommt.

Beispiele sind hier die

 Trocknung eines feuchten Guts oder die

 Alkoholdestillation, wo durch Erhitzen der alkoholhaltigen Lösung der Alkohol mit der geringeren Siedetemperatur (78 °C) vor dem Wasser mit einer Siedetemperatur von 100 °C verdampft. Dadurch wird Alkohol von Wasser getrennt.