Inhaltsverzeichnis Band I:
„ Zentrifugation und Filtration –Grundlagen und Labortechnik“
(Stand: Nov. 2007 – vorläufig – ohne Gewähr, Änderungen vorbehalten)

1. EINTEILUNG DER MECHANISCHEN TRENNVERFAHREN
1.1 Einleitung
1.1.1 Einteilung der mechanischen Fest/Flüssig-Trennverfahren
1.1.2 Trennung im elektrischen oder magnetischen Feld
1.1.3 Einteilung der Dichtetrennverfahren
1.1.4 Einteilung der Filtrationsverfahren
1.2 Einteilung der Kuchenfiltrationsverfahren
1.2.1 Einteilung nach dem treibenden Potential für die Filterkuchenbildung
1.3 Einteilung der Fest-Flüssig-Trennverfahren nach Betriebsart und Anordnung der Abscheidefläche am Beispiel der Kuchenfiltration
1.4 Allgemeine Aspekte zur Auswahl von Fest-Flüssig-Trennapparaten
1.5 Literatur zu Kapitel 1

2. KENNZEICHNUNG, DARSTELLUNG UND MESSUNG PARTIKULÄRER SYSTEME
2.1 Einleitung
2.1.1 Kennzeichnung von Partikeln
2.1 Darstellung von Mengenverteilungen
2.1.3 Approximationsfunktionen
2.1.4 Kennzeichnung einer Trennung
2.1.5 Messverfahren
2.2 Literatur zu Kapitel 2
3. DIE SUSPENSIONEN UND IHRE EIGENSCHAFTEN
3.1 Einleitung
3.2 Eigenschaften der reinen Flüssigkeit
3.2.1 Prozesstechnisch relevante Eigenschaften
3.2.2 Trenntechnisch relevante Eigenschaften
3.3 Kennzeichnung des Fest-, bzw. Flüssigkeitsgehaltes in Suspensionen
3.3.1. Allgemeine Definition und Abgrenzung der Begriffe
3.3.2. Konzentrationsmaße zur Beschreibung des Feststoffgehaltes in Suspensionen
3.3.3. Umrechnung der verschiedenen Konzentrationsmaße
3.4. Physikalische Eigenschaften von Suspensionen
3.4.1 Partikelgröße
3.4.2 Optische Eigenschaften
3.4.3 Akustische Eigenschaften
3.5. Stabilität von Suspensionen
3.5.1 Elektrochemische Doppelschicht; das ?-Potential
3.5.2 Elektrokinetische Effekte
3.5.3 Wechselwirkung zwischen zwei Teilchen – DLVO-Theorie
3.6. Einfluss der Agglomeration auf die Sinkgeschwindigkeit
3.7. Diffusion kontra Sedimentation
3.8. Einfluss des z?Potentials auf die Filtration
3.8.1 Auswirkung bei der kuchenbildenden Filtration
3.8.2 Auswirkung bei der Querstromfiltration
3.8.3 Wanderung von elektrisch geladenen Partikeln im elektrischen Feld bei der Querstromfiltration
3.9 Rheologisches Verhalten der Suspension mit makroskopischen Teilchen (> 20 µm)
3.9.1 Anstieg der Zähigkeit mit der Volumenkonzentration
3.9.2 Beginn der Anfangsschubspannung (Gelly Point)
3.10 Rheologisches Verhalten der Suspension mikroskopischer Teilchen
3.10.1 Anstieg der Zähigkeit und der Volumenkonzentration und Einfluss der Partikelladungen
3.10.2 Abhängigkeit der Porosität und des Widerstandes von Filterkuchen vom z?Potential
3.10.3. Fließverhalten geflockter Suspensionen mit synthetischen Flockungsmittel
3.11. Literatur zu Kapitel 3

4. DIE SEDIMENTATION VON SUSPENSIONEN
4.1. Einführung
4.1.1 Schwarm- oder Zonensedimentation
4.1.2 Konzentration am Gelpunkt
4.2 Die Vielfalt der physiko chemischen Einflüsse
4.3 Strömungswiderstand einer Partikel
4.4 Ableitung des Stockes’schen Gesetzes
4.5 Das Archimedes –Omega Diagramm
4.6 Instationäre Bewegungsvorgänge
4.7 Die Sedimentation von Tröpfchen
4.8 Hydrodynamische Wechselwirkungen zwischen Einzelteilchen; der Cluster-Effekt
4.9 Sedimentation von monodispersen Suspensionen
4.10 Sedimentation in polydispersen Systemen
4.11 Literatur zu Kapitel 4

5. VON DEN EINZELPARTIKELN ZUM HAUFWERK; PORÖSE MEDIEN
5.1. Einleitung
5.2 Integrale Volumenanteile eines Haufwerkes aus einer festen und einer fluiden Phase
5.2.1 Hohlraumvolumen
5.2.2 Hohlraumvolumenanteil, Porosität und deren Messung
5.3. Durchströmung eines porösen Körpers durch eine fluide Phase; Gesetz von DARCY
5.4. Literatur zu Kapitel 5

6. DIE FLÜSSIGKEIT IM HAUFWERK UND DIE METHODEN DER ENTFEUCHTUNG
6.1. Zweck der Entfeuchtung
6.2 Die verschiedenen Entfeuchtungsmechanismen
6.3 Definition des Flüssigkeitsgehaltes in Filter oder Zentrifugenkuchen
6.4 Die Identifizierung der unterschiedlichen Flüssigkeitsanteile in einem Filterkuchen
6.4.1 Die freie Flüssigkeit
6.4.2 Die Zwickelflüssigkeit
6.4.3 Rauhigkeitsgebundene Feuchte
6.4.4 Adsorptiv gebundene Oberflächenflüssigkeit
6.4.5 Die Innenflüssigkeit
6.4.6 Chemische Wasserbindung
6.4.7 Korrelation mit der thermischen Entfeuchtung
6.5 Porengröße und Porengrößenverteilung
6.5.1 Allgemeine Beschreibung und Definitionen
6.5.2 Zylindrische Kapillaren gleichen Durchmessers
6.5.3 Porensystem mit wechselndem Kapillardurchmesser ohne Querverbindung
6.5.4 Porensystem mit parallelen Kapillaren unterschiedlicher Durchmesser
6.5.5 Porensystem aus einem regelmäßigen Kugelhaufwerk
6.5.6 Überschlägige Bestimmung eines hydraulischen Durchmessers aus Partikel- und Haufwerksdaten
6.6. Literatur zu Kapitel 6

7. DIE KUCHENBILDENDE FILTRATION
7.1. Die Filtration; Einführung und Abgrenzung
7.2. Aufstellen der Differentialgleichung der kuchenbildenden Filtration
7.3. Die Integration der Differentialgleichung und praktische Folgerungen
7.3.1. Integration der Differentialgleichung bei konstantem Differenzdruck
7.3.2. Verwendung der theoretischen Gesetzmäßigkeiten zur Vereinfachung der Experimen-te und der Auslegung
7.3.3. Integration der Differentialgleichung bei konstant gehaltenem Suspensionsdurchfluss
7.3.4. Integration der Differentialgleichung für allgemeine Fälle
7.4. Die Anwendung des DARCY-Gesetzes auf das Zentrifugalfeld
7.4.1. Die speziellen Gegebenheiten in der Zentrifuge
7.4.2. Aufstellen der Differentialgleichung für eine durchströmte Pore im Erdfeld (Ableitung der HAGEN-POISEUILLE-Gleichung)
7.4.3. Die Übertragung des Modells ins Zentrifugalfeld
7.4.4. Kritische Betrachtung des Durchströmungsmodells
7.5. Literatur zu Kapitel 7

8. GLEICHGEWICHTSZUSTÄNDE DER FEUCHTIGKEIT IN HAUFWERKEN; DAS KAPIL-LARDRUCKDIAGRAMM
8.1 Vorstellung des Modells von SCHUBERT
8.2 Die experimentelle Bestimmung des Kapillardrucks mittels einer gasdurchlässigen Membran, die drei Informationen der Kapillardruckkurve
8.3 Der „technische“ Entfeuchtungsvorgang und der Vergleich mit der Kapillardruckapparatur
8.4 Darstellungsarten der Kapillardruckkurve
8.4.1 Bezogen auf die Oberflächenspannung
8.4.2 Bezogen auf den kapillaren Eintrittsdruck (linear und logarithmisch)
8.4.3 Doppeltlogarithmische Darstellung nach WAKEMANN, NICOLAOU

9. DIE KINETIK DER ENTFEUCHTUNG MITTELS GASDIFFERENZDRUCK
9.1. Qualitative Beschreibung des Vorgangs
9.2. Der erste Entfeuchtungsabschnitt; Verdrängung ohne Gasdurchsatz und Ermittlung der Gas-durchbruchszeit
9.3. Der zweite Entfeuchtungsabschnitt mit überlagertem Gasdurchsatz
9.3.1. Verläufe des Sättigungsgradienten
9.3.2. Der Gasdurchsatz bei der Filterkuchenentfeuchtung
9.4. Quantifizierung der relativen Permeabilitäten der Zweiphasenströmung
9.5. Modellbildung der Differenzdruckentfeuchtung
9.5.1. Das vereinfachte Modell nach SCHUBERT
9.5.2. Das erweiterte Modell von ANLAUF
9.5.3. Verifizierung des Modells von ANLAUF
9.5.4. Kritik des erweiterten Modells von ANLAUF
9.5.5. Der Lösungsweg in differentieller Form
9.5.6. Das Kapillarradienmodell von NICOLAOU
9.6. Modellbildung für den Gasdurchsatz
9.6.1. Herleitung des Berechnungsmodells nach SCHUBERT und ANLAUF
9.6.2. Kritische Betrachtung des Ansatzes
9.6.3. Modell der Kapillarradienverteilung zur Ermittlung des Gasdurchsatzes
9.7. Die Verwendung von Anpassungsfunktionen nach NICOLAOU
9.7.1. Die Entfeuchtungskinetik
9.7.2. Die Berechnung des Gasdurchsatzes über die Sättigung
9.7.3. Experimentell gestützte Gasdurchsatzberechnung als Funktion von Einstellparametern
9.7.4. Beispielrechnung
9.8. Literatur zu Kapitel 9

10. DIE ZENTRIFUGALENTFEUCHTUNG, GLEICHGEWICHTSZUSTÄNDE
10.1. Einleitung
10.2. Das Gleichgewicht der Zentrifugalenfeuchtung
10.2.1. Die Grobkapillarflüssigkeit
10.2.2. Die Feinkapillarflüssigkeit
10.3. Literatur zu Kapitel 10

11. DIE ZENTRIFUGALENTFEUCHTUNG; DIE KINETIK
11.1. Einleitung
11.2 Die Beschreibung der Kolbenverschiebung
11.3 Die Filmabströmung
11.4 Literatur zu Kapitel 11

12. GASDRUCKÜBERLAGERTE ZENTRIFUGATION

13. ANWENDUNG VON DAMPF ZUR ENTFEUCHTUNG

14. KOMPRESSIBLE HAUFWERKE
14.1 Besonderheiten der kompressiblen Haufwerke
14.2 Bildung kompressibler Filterkuchen
14.3 Leicht kompressible Filterkuchen
14.4 Stark kompressible Filterkuchen
14.5 Zur Wahl des Filtrationsdruckes bei kompressiblen Kuchen
14.6 Kombination von Kuchenbildung und Pressung
14.7 Die Kapillardruckkurve kompressibler Haufwerke
14.8 Literatur zu Kapitel 14

15. DAS SCHRUMPFUNGS- UND RISSBILDUNGSVERHALTEN
15.1. Phänomene und technische Folgen
15.2. Beschreibung des Schrumpfungsvorgangs
15.3. Schrumpfungsmechanismen
15.4. Beschreibung des Rissbildungsverhaltens
15.5. Schrumpfungsverhalten
15.5.1. Volumenschrumpfung
15.5.2. Lineare Schrumpfungsrate
15.5.3. Konsistenzänderung
15.5.4. Isotropes und anisotropes Schrumpfungsverhalten
15.6. Das Schrumpfdiagramm
15.6.1. Einfluss der Oberflächenspannung
15.6.2. Einfluss der Partikelgröße auf das Schrumpfpotential
15.6.3. Einfluss der Partikelverteilungsbreite
15.6.4. Einfluss des z-Potentials
15.7. Nachblasen konsolidierter Filterkuchen
15.8. Literatur zu Kapitel 15

16. KOMPRESSION UND SCHERUNG

17. WASCHEN VON FILTER- UND ZENTRIFUGENKUCHEN

18. ANWENDUNG VON TENSIDEN

19. FRAKTIONIERTES ENTFEUCHTEN

20. EIGENSCHAFTEN DES ABGETRENNTEN FESTSTOFFS

21. FILTERMEDIEN

22. AUSLEGUNGSMETHODEN, LABORGERÄTE UND –METHODEN FÜR FILTER UND ZENTRIFUGEN
22.1. Vorwort
22.2. Messung von Flüssigkeitseigenschaften
Viskosität und Anfangsschubspannung, Oberflächenspannung (statisch und dynamisch)
22.3. Rheologische Untersuchung von Schlämmen
Gelpunkt - Schrumpfgrenze
22.4. Reibwerte
Innere Reibung, Bruchgrenzkurven der Feststoffe
22.5. Haftungs- und Bruchuntersuchungen von Filterkuchen
22.6. Laborgeräte für die Zentrifugation
22.6.1. Ermittlung der Gleichgewichtswerte bei Sedimentation und Filtration im Zentrifugal-feld
22.6.2. Schnellanfahrzentrifugen; Aufnehmen der Kinetik der Sedimentation und Filtration
22.7. Laborgeräte
22.7.1. Die Handfilterplatte (HFP)
22.7.2. Die Vakuumnutsche
22.7.3. Die Drucknutsche
22.7.4. Die Kapillar-Drucknutsche
22.7.5. Die Hochdruck Nutsche
22.7.6. Die Wasch-Drucknutsche
22.7.7. Die Druckhandfilterplatte
22.7.8. Die C-P-F-Zelle
22.7.9. Die heiße Pressnutsche
22.7.10. Die Sattdampfapparatur
22.7.11. Die Dampfdrucknutsche
22.7.12. Die Dampfdruckentwässerungsapparatur
22.7.13. Die Pressapparatur
22.7.14. Das Kerzenfilter
22.7.15. Die Durchflusszelle
22.7.16. Das Scherspaltfilter
22.7.17. Die erforderliche Messtechnik für Nutschen
22.7.18. Fehlermöglichkeiten beim Arbeiten mit Nutschen und experimentelles Know-How
22.7.19. Fehlereinflüsse auf das Entfeuchtungsergebnis
22.7.20. Zusatzeinrichtungen zur Untersuchungen der Haufwerksstruktur bzw. der Haufwerks -eigenschaften
22.7.21. Untersuchung von Filterkuchen mit der NMR-Methode
22.7.22. Die Laborflockungsanlage
22.7.23. Festigkeitsuntersuchungen von Filterkuchen
22.7.24. Quecksilber-Druckporosimetrie