Simulationen zur Beschreibung der Adsorption mittels Magnetseparation

Motivation und Ziele
Substanzen, wie z.B. Protein, können durch Adsorptionsprozesse an die Oberfläche mag-netischer Partikel und anschließender Magnetseparation und Zentrifugation von dem um-gebenden Fluid, wie beispielsweise der Fermentationsbrühe, abgetrennt werden. Dabei hat die Adsorption, die auf der Mikroskala stattfindet, einen wichtigen Einfluss auf die Qua-lität und Quantität der Abtrennung mittels der Magnet- und Zentrifugalkräften, was wiede-rum mit einem makroskopischen Modell beschrieben werden kann.
Die verschiedenen Skalen sollen in einem mesoskopischen Modell vereinigt werden, in-dem zur Berechnung der verschiedenen Komponenten Partikel-Verteilungsfunktionen an-statt Durchschnittswerte zugrunde gelegt werden und mittels einer Lattice Boltzmann Me-thode (LBM) beschrieben werden. Die Teilaspekte werden dann numerisch untersucht.

Ergebnisse
Der Einfluss des Magnetfelds, ausgehend von einem Einzeldraht, auf die Partikelphase und die Sedimentation von Partikeln, beschrieben mit dem Lagrange Ansatz, wurden bis-lang näher untersucht. Die bislang erzielten Ergebnisse wurden in folgenden Vorträgen und Poster Präsentationen vorgestellt.

Video:

Vorträge:
Numerical Simulation of Magnetic Particle Separation:
First Validation Results to LBM-DEM Coupling
PARTEC 2016 – International Congress on Particle Technology – 19.-21. April 2016, Nürnberg.
OpenLB: An Open Source Library for Parallel Lattice Boltzmann Fluid Flow Simulations
14th Workshop on Two-Phase Flow Predictions, 7.-10. September 2015, Halle (Saale).

Poster:
Numerische Simulationen zur Magnetseparation
Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Mechanische Flüssigkeitsabtrennung und Membrantechnik, 2. Mrz. 2016 - 3. Mrz. 2016, Kassel.