Verfahrenstechnik

Die Optimierung von Industrieprozessen bezieht sich sowohl auf das Design und die Auslegung von Anlagen und –komponenten als auch auf die Prozessführung. Hierbei treten in der Regel hohe Gasgeschwindigkeiten und Temperaturen sowie chemische Reaktionen auf. Mit der von uns eingesetzten Software können das Reaktor- oder Komponentendesign ausgelegt und der Prozess durch Variation der diversen Parameter auf eine geeignete Zielgröße optimiert werden.

Beispiel:

Während eines Flachglas-Beschichtungsprozesses wird das Prozessgas in eine Kammer eingeblasen, wo es mit einer auf Glas aufgebrachten Dünnschicht reagiert. Die Ortsverteilungen der dabei entstehenden Verbindung sind nach einer Zeitspanne von 60 s, 80 s und 100 s in der oberen Bildreihe wiedergegeben. Die untere Reihe zeigt die zugehörige Reaktionsrate bei der zu diesen Zeiten herrschenden Schichttemperaturen.

Hinter dem Einlass auf der linken Seite der Bilder kann das Gas sofort mit der Dünnschicht reagieren. Daher ist die Konzentration der entstehenden Spezies dort jeweils am höchsten. Sättigt diese Schichtbildung allerdings mit der Zeit, so nimmt die Reaktionsrate ab und es bildet sich ein Frontverlauf der höchsten Rate aus.

Die Zeit- und Temperaturabhängigkeit der Reaktion können zu großen Inhomogenitäten in der Qualität der Beschichtung führen. Mit der gezeigten Simulation des prozessbestimmenden Reaktionschritts können der Prozess und die Anlage bezüglich Schichthomogenität optimiert werden.

Verteilung der neuen Spezies in der Dünnschicht nach 60 s, 80 s, 100 s (hohe Konzentrationswerte rot) :

Verteilung der Reaktionsrate nach 60 s, 80 s, 100 s (hohe Ratenwerte rot) :