Entwicklung, Charakterisierung und Nutzung einer spektro-optischen Methode zur gleichzeitigen Messung von Zusammensetzung und Dichte der koexistierenden Phasen von Dampf/Flüssigkeits-Gleichgewichten bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Andreas Bräuer
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 546754490

Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer nicht-invasiven optischen Messtechnik zur gleichzeitigen Bestimmung der Dichten und Zusammensetzungen gesättigter Dampf- und Flüssigphasen von binären und ternären Dampf/Flüssig-Gleichgewichten (VLEs) bei erhöhten Drücken und Temperaturen (bis zu 25 MPa und 650 K). Aufgrund der Verfügbarkeit von Referenzdaten (Dichte und Zusammensetzung) bei wenigen erhöhten Drücken und Temperaturen aus der Literatur werden die binären Systeme aus organischen Lösungsmitteln (Ethanol, Aceton, Ethylacetat) plus CO2 bestehen, und die ternären Mischungen werden zusätzlich Wasser enthalten. Diese Mischungen sind auch für die Aerogel-Forschung des Antragstellers relevant. Das Ziel wird durch die Kombination einer selbst entwickelten Raman-Spektroskopietechnik (bereits vorhanden und etabliert) zur Messung der Zusammensetzung mit einer noch zu entwickelnden Lichtschranken-Technik zur Messung der Volumenströme der beiden koexistierenden Phasen in einer druck- und temperaturbeständigen mikrofluidischen Glaskapillare erreicht. Die Dichten der Phasen werden dann aus ihren Zusammensetzungen (mittels Raman) und ihren Volumenströmen (mittels Lichtschranken-Technik) abgeleitet. Die Leistungsfähigkeit der entwickelten Messtechnik wird anhand von Systemen charakterisiert, deren Dampf/Flüssigkeits-Gleichgewichte bekannt sind, und die entwickelte Messtechnik wird dann für die Generierung von Zusammensetzungs- und Dichtedatenpaaren anderer Systeme bei erhöhten Druck- und Temperaturbedingungen genutzt, für die solche Datenpaare nicht existieren, aber beispielsweise in der Aerogel-Forschung benötigt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen