Burkhard Lohrengel - Verfahrenstechnik für Dummies

»Verfahrenstechnik für Dummies« ist für drei Lesergruppen gedacht: Studierende, die sich für das Fach Verfahrenstechnik oder artverwandte Studiengebiete entschieden haben, Berufstätige, speziell Ingenieure oder technische Chemiker, die zu Fachleuten in Ihrem Spezialgebiet geworden sind, aber verfahrenstechnisch einmal wieder über den »Tellerrand« schauen möchten. Entweder aus Allgemeininteresse oder weil sie sich wieder mit anderen, neuen Aufgaben beschäftigen wollen oder müssen. Außerdem ist dieses Buch für alle gedacht, die grundlegendes Interesse an verfahrenstechnischen Fragestellungen haben oder einfach wissen wollen, was Verfahrenstechnik denn nun eigentlich ist.

Dieses Buch soll dazu dienen, einen Überblick über die wichtigen Zusammenhänge zu geben. Um dies zu erreichen, werden Sie bewusst nicht mit Formeln oder Theorie erschlagen. Hier werden grundsätzliche Fragestellungen erörtert, der Überblick bleibt immer erhalten. Dazu dienen viele Beispiele und Abbildungen. Der Verfahrenstechniker lebt und lernt mit Bildern. Hier sind nicht die Bilder moderner Künstler oder der alten holländischen Schule gemeint, dafür dürfen Sie sich auch gern interessieren, aber eine grafische Darstellung ist anschaulicher und sagt mehr aus als tausend Worte. Wie wollen Sie ohne Bilder eine komplexe Anlage beschreiben? Das können noch nicht einmal Philosophen, bei denen Bilder verpönt sind, die alles sprachlich beschreiben wollen, dabei aber manchmal ins »Schwurbeln« geraten. Der Verfahrenstechniker macht es sich so einfach wie möglich: er nutzt Bilder, stellt den Sachverhalt grafisch dar und erklärt das Bild anschaulich (na ja, meistens). Daher finden Sie in diesem Buch viele Bilder. Allerdings ist die Thematik weit von einem Comic entfernt, für einige wahrscheinlich leider.

Beispiele sind so wichtig wie das Salz in der Suppe! Daher gibt es davon in diesem Buch mehr als genug. Mit einem Beispiel wird das theoretisch Gesagte lebendig. Dabei sind die Beispiele möglichst einfach gehalten, viele kennen sie aus dem täglichen Leben. Sie werden erstaunt sein, wo die Verfahrenstechnik in Ihrem täglichen Leben Einzug gehalten hat, ohne dass Sie das bisher bewusst wahrgenommen haben.

Es wird versucht, allgemeine Phänomene, die Verfahrenstechniker interessieren, zu erläutern. Sie wissen, dass Wasser auf Straßen nicht gefriert, wenn Sie Salz streuen. Sie wissen, dass Wasser siedet, oder kocht es? Warum trocknet eigentlich Ihre Wäsche? Wie wird Whisk(e)y hergestellt? Alles Fragestellungen, die reine Verfahrenstechnik sind. All das werden Sie in diesem Buch lernen. Sie merken, die »harte« Technik wird hier anhand von möglichst einfachen Beispielen erläutert. Das soll es für Sie verständlich machen. Weiterhin besteht die berechtigte Hoffnung, dass Ihnen das Lesen des Buchs Freude bereitet und Sie merken, dass die Verfahrenstechnik eine tolle Ingenieurdisziplin ist. Hier sind selbstverständlich auch alle Ingenieurinnen gemeint. Der Autor ist in dieser Beziehung aber sehr »konservativ« und fühlt sich der deutschen Sprache verpflichtet, er möchte sich weigern, »Ingenieur*innendisziplin« zu schreiben.

Um die Verständlichkeit zu erhöhen, wird bewusst auf vertiefte mathematische Zusammenhänge verzichtet. Sie brauchen keine »höheren Weihen« der Mathematik. Selbstverständlich ist Mathematik wichtig, wie bei allen technischen Studiengängen. Darauf wird hier aber nicht der Schwerpunkt gelegt, in der Hoffnung, dass der Text leichter lesbar und damit verständlicher wird. Hier ist wichtig: ein Buch, dass keinen Lesespaß bereitet, wird auch nicht gelesen, oder nur widerwillig. Das soll verhindert werden. Daher wird bewusst auf Übungsaufgaben verzichtet. In tieferschürfenden Fachbüchern finden Sie selbstverständlich Übungsaufgaben. Sie erleichtern die Auslegung verfahrenstechnischer Maschinen und Anlagen. In diesem Buch stehen die Lesbarkeit und das Verständnis im Vordergrund, daher wird der Text nicht durch mathematisch geprägte Übungsaufgaben unterbrochen.

Dieses Buch ist in fünf Teile gegliedert. Die ersten vier Teile stehen jeweils für einen verfahrenstechnischen Schwerpunkt und sind separat strukturiert. Sie können die daher einzeln lesen, Vorwissen aus den anderen Kapiteln ist nicht erforderlich. Selbstverständlich ist es am schönsten, wenn Sie das Buch komplett von vorn bis hinten lesen! Das hat sich nicht nur bei Populärliteratur bewährt.

In diesem Teil geht es ganz allgemein um verfahrenstechnische Grundlagen. Da in der Verfahrenstechnik häufig Aggregatzustände geändert werden, lernen Sie zuerst einmal viel über Aggregatzustände, Phasen und Gemische. Um Aussagen darüber treffen zu können, wie gut eine Anlage funktioniert, brauchen Sie Konzentrationsangaben. Das meiste davon kennen Sie bereits, es kann aber nicht schaden, diesen wichtigen Punkt nochmals aufzufrischen. Die Verfahrenstechnik funktioniert nicht ohne einige thermodynamische Grundlagen, an die hier erinnert wird. Machen Sie sich aber keine Sorgen, Sie müssen nicht tief in die teils komplizierte thermodynamische Materie eintauchen. Den Abschluss dieses Teils bildet die Kennzeichnung von Partikeln. Da Partikeln unregelmäßig geformt sind, müssen Sie sie irgendwie einheitlich kennzeichnen.

Ohne Wärmeübertragung geht in der Verfahrenstechnik gar nichts! Stoffe wandeln sich nicht ohne Energiezufuhr in wertvolle Produkte um. Die notwendige Energie führen Sie meistens durch eine Änderung der Temperatur zu. Hier wird Ihnen gezeigt, auf welche Weise Sie eine Temperaturänderung herbeiführen können. Auch hier kommt es häufig zu einer Änderung des Aggregatzustands. Daher werden Sie erfahren, wie Sie etwas verdampfen oder kondensieren können.

Die thermische Verfahrenstechnik ist ein wichtiges Standbein verfahrenstechnischer Prozesse. Hier wird eine Stofftrennung erreicht, indem Sie der Anlage Energie zu- oder abführen. Bekanntestes Beispiel ist die Destillation, wo Sie Alkohol aus einer wässrigen Phase gewinnen. Aber auch die bekannten Verfahren Absorption, Adsorption, Extraktion, Membranverfahren und Kristallisation gehören in diese Gruppe. Nach Lesen dieses Kapitels verstehen Sie diese Verfahren und können Sie auslegen. Dazu lernen Sie auch den Stofftransport kennen.

Bei der mechanischen Verfahrenstechnik dreht sich alles um Partikel. Die können Sie abscheiden, kaputtmachen, wieder zusammenfügen, teilen und so weiter. Hier spielen mechanische Kräfte eine große Rolle. Ein Kräftegleichgewicht hilft Ihnen bei der Berechnung.

Hier kommen wir zum gemütlichen Abschluss. Sie lernen zehn für die Verfahrenstechnik bedeutende Wissenschaftler kennen.

In diesem Buch gibt es einige Symbole mithilfe derer ich Ihnen bestimme Inhalte markiere.

Dieses Symbol finden Sie häufig in diesem Buch. Hier werden Beispiele gezeigt, die Ihnen das jeweilige Thema veranschaulichen und vertiefen. Ohne Beispiele bleibt alles irgendwie unanschaulich.

Hier werden Begriffe definiert, also in knapper Form erklärt. Die Hauptmerkmale des Begriffs werden herausgestellt.