180. Toxizitätssensor zur Bioprozeßüberwachung unter Nutzung von Prozeßmikroorganismen

Abstract

1060 I A4 e B t e c h n i k I Chemie lngenieur Technik (71) 9 I 9 9 raum von drei Tagen in der 01-Rucklaufrinne aufgenommen. Durch diese Modifikation der NIR-Sonde konnte eine Verbesserung der Messung erreicht werden. Die Kenntnis der Gasverteilung in Blasenstromungen ist fur verfahrenstechnische und auch energietechnische Anwendungen von Interesse. Invasive Mesverfahren, wie die haufig venvendeten Lokalsonden, sind oft mit groRen MeRfehlern behaftet und storen die Stromung. Der neu entwickelte Rontgen-Computertomograph miRt die Gasverteilung riickwirkungsfrei mit hoher Auflosung in Bezug auf Ort und Gasgehalt. Hierzu wird ein Flachendetektor aus amorphem Silicium rnit einer aktiven Flache von 20 x 20 cm2 und einer Auflosung von 512 x 512 Pixel verwendet. Detektor und Rontgenquelle rotieren um das Rohr, in dem sich die Zweiphasenstromung befindet. Aus 200 bis 300 Projektionen, die wahrend einer Rotation gemessen werden, wird die Verteilung des Gases gleichzeitig fir 512 Schichten rekonstruiert. Hierdurch ist es moglich, die Entwicklung von Gasumverteilungen in Stromungsrichtung zu untersuchen. Durch die Rekonstruktion von Testkorpern wurde eine ortliche Auflosung von 0.4 mm festgestellt, die sich auch in Schichten, die sich weit weg von der Mittelebene befinden, nicht wesentlich verandert. Der MeBfehler zur Bestimmung der Dichte lagunter 1 %. Die Rekonstruktion der Testkorper zeigte Fluktuationen ebenfalls unter 1 %. Abbildung. Lokale Gasverteilung einer auhnrartsgerichteten Blasenstrornung in einern Rohr rnit 70 rnrn Durchrnesser. mm Bei Zweiphasenstromungen verschlechtern sich diese Werte durch den statistischen Charakter der Stromung. Zur Minimierung der hieraus resultierenden Fehler wurde eine Prozedur zur Auswahl der optimalen Zeitintegration entwickelt, die zu quasi-stationaren Bildern bei jeder Projektion fuhren. Hierzu wird das Zeitsignal einer Widerstandssonde iiber einen langen Zeitraum ausgewertet. Die optimale Zeitintegration fur die Projektionen wird uber ein reprasentatives Zeitfenster bestimmt, das Abweichungen in der GroRenordnung von 1 % aufweist. Gleichzeitig kann die Storung der Stromung durch die Sonde bestimmt und die Sonde durch den genauer messenden Tomographen kalibriert werden. Die Abbildung zeigt die lokale Gasverteilung einer Blasenstromung in einem Rohr in einer MeBebene ca. 3 m oberhalb des Blasengenerators. Ein radialer Blasentransport zur Rohrwand aufgrund von Kutta-Joukowski-Kraften fuhrt zu einem ausgepragten Peak in der Nahe der Rohnvand. Es wird deutlich, daR nur rnit einem Tomographen rnit hoher ortlicher Auflosung solche steilen Gradienten erfadt werden konnen.