Untersuchung von Strömung und Stofftransport in Mikrokapseln

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Mikrokapseln werden in der chemischen und in der biochemischen Industrie eingesetzt. Sie besitzen eine kugelförmige, semipermeable Membran und enthalten Absorberstoffe oder vitales Biomaterial. Die Membran umschließt die Stoffe oder das Biomaterial, weil die Mikrokapseln verfahrenstechnisch leichter handhabbar sind als eine Suspension. Nährstoffe und Abbauprodukte können durch einen konvektiven Strom im Umgebungsfluid leicht transportiert werden. Auch der Transport dieser Stoffe durch die semipermeable Membran in den Innenraum der Mikrokapseln stellt gewöhnlich kein Problem dar. Im Inneren der Mikrokapseln jedoch erfolgt der Transport nur durch Diffusion. Diese Diffusion begrenzt den Transport und macht den ganzen Prozeß unwirtschaftlich. Durch einen neuen Ansatz soll nunmehr eine Konvektion im Inneren der Mikrokapseln erzeugt werden: die Mikrokapseln enthalten im Inneren einen kleinen Rührkörper. Er hat eine vom Fluid abweichende Dichte und kann durch Beschleunigungsfelder relativ zur ihn umschließenden semipermeablen Membran bewegt werden. Die dadurch erzeugte Strömung im Inneren einer Mikrokapsel und ihre Auswirkung auf den Stofftransport sollen erforscht werden.