Tropfenschwarmanalytik mittels Bildverarbeitung zur Simulation von Extraktionskolonnen mit Populationsbilanzen†

摘要

Moderne Methoden auf Basis von Tropfenpopulationsbilanzen erlauben eine schnelle und przise Berechnung von wichtigen Größen in der Extraktionskolonne. Die Anstze zeigen eine gute Übereinstimmung der Experimente mit Simulationen und Abweichungen im Sauter-Durchmesser d₃₂ von unter 5 % (Rührkessel 450 mm) und 7 – 12 % (Kolonne 450 mm). Mit Hilfe optischer Messtechnik werden Tropfenschwrme transient untersucht. Die Grenze der optischen Durchlichtmesstechnik liegt bei einer Konzentration von 16 – 20 %, im Auflicht ist eine Konzentration von  30 % möglich. Die Analyse der Tropfenabbildungen erfolgt mit Hilfe der Bildalgorithmen Distanztransformation und Wasserscheiden-Segmentierung.Modern methods based on population balance methods permit a fast and accurate calculation of important quantities within extraction processes. The approaches show a good correlation between experiments and simulations with a deviation of the Sauter diameter d₃₂ smaller as 5 % (stirred vessel 450 mm) and 7 – 12 % (column 450 mm). With the help of an optical measuring technique droplet swarms are examined transiently. The current limit of the transmitted light technique is at 16 – 20 vol.-% without further optimization. The limit of incident light technique is above 30 vol.-%. Distance transformation and watershed segmentation algorithms enable the analysis of the droplet images.