Dispersionsmodell

Das Dispersionsmodell ist ein Modell zur Beschreibung der Verweilzeit von Substanzen in chemischen Reaktoren. Damit ist es neben dem Kaskadenmodell ein Verweilzeitmodell, das in der Verfahrens- und Bioreaktortechnik angewendet werden.

Der Begriff Dispersionsmodell wird jedoch auch bei anderen Dispersionsprozessen angewendet, z. B. bei elektromagnetischen Wellen oder in der Geologie.

Das Dispersionsmodell eignet sich zur Beschreibung der Verweilzeit in Reaktoren wie Rührkesseln und Strömungsrohren, in denen annähernd eine Kolbenströmung vorliegt. In Systemen, in denen eine starke Vermischung vorliegt, kann das Modell jedoch nur schlecht zur Bestimmung der Verweilzeit dienen.

Das Dispersionsmodell bezieht sich dabei auf die einheitslose Kenngröße der Bodenstein-Zahl:

• bei hoher Bodenstein-Zahl liegt annähernd eine Kolbenströmung und daher keine axiale Rückvermischung statt.
• eine kleine Bodenstein-Zahl dagegen deutet auf ein stark (axial) rückvermischtes System hin.

Bei der Justierung eines Rührkesselreaktors sollte dabei eine möglichst niedrige Bodenstein-Zahl erreicht werden, um optimale Verhältnisse der Mischung zu erreichen. Es handelt sich dann um einen ideal rückvermischten Reaktor.

Literatur

• M. Steiner: Das Dispersionsmodell. In: Wärme- und Stoffübertragung. 10, 1977, S. 245–253, doi:10.1007/BF00998726.
• D. Wiemann, D. Mewes: Sind Dispersionsmodelle noch sinnvoll? In: Chemie Ingenieur Technik. 76, 2004, S. 1301–1302, doi:10.1002/cite.200490219.
• Michael Ulrich: Das instationäre Dispersionsmodell für Reaktionen mit beliebig vielen Reaktanden. In: Chemie Ingenieur Technik. 44, 1972, S. 904, doi:10.1002/cite.330441407.

Einzelnachweise

1. Jürgen Falbe, Manfred Regitz: RÖMPP Lexikon Chemie, 10. Auflage, 1996-1999 Band 6: T - Z. Georg Thieme Verlag, 2014, ISBN 3-13-200061-2, S. 4846 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
2. Klaus W. Kark: Antennen und Strahlungsfelder Elektromagnetische Wellen auf Leitungen, im Freiraum und ihre Abstrahlung. Springer-Verlag, 2016, ISBN 978-3-658-13965-0, S. 34 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
3. R.K. Hoffmann: Integrierte Mikrowellenschaltungen Elektrische Grundlagen, Dimensionierung, technische Ausführung, Technologien. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-662-12097-2, S. 176 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
4. Hannes Taubenböck, Michael Wurm, Thomas Esch, Stefan Dech: Globale Urbanisierung - Perspektive aus dem All. Springer-Verlag, 2015, ISBN 978-3-662-44841-0, S. 69 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
5. Gerhard Emig, Elias Klemm: Technische Chemie Einführung in die chemische Reaktionstechnik. Springer-Verlag, 2006, ISBN 978-3-540-28887-9, S. 301 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
6. Jens Hagen: Chemiereaktoren Auslegung und Simulation. John Wiley & Sons, 2012, ISBN 3-527-66060-7, S. 79 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
7. Manfred Baerns, Arno Behr, Axel Brehm, Jürgen Gmehling, Kai-Olaf Hinrichsen, Hanns Hofmann, Ulfert Onken, Regina Palkovits, Albert Renken: Technische Chemie. John Wiley & Sons, 2014, ISBN 978-3-527-67409-1, S. 189 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
8. Julia Frauke Große: Über keramische Schwämme als Kolonneneinbauten. KIT Scientific Publishing, 2011, ISBN 978-3-86644-722-6, S. 68 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).