Untersuchung von Tiefenfiltrationsprozessen an einer Labortomographieanlage

Röntgentomographische Untersuchungen stellen einen relativ neuen messtechnischen Zugang bei der Erforschung von Tiefenfiltrationsprozessen dar und bieten mit räumlichen Abbildern des Filtermediums als auch der Partikelabscheidungen eine optimale Datengrundlage für weitere Analysen. Solche Experimente wurden bisher überwiegend mit monochromatischer Synchrotronstrahlung und/oder vergleichsweise großen Partikeln durchgeführt. Umfangreiche systematische Variationen der Filtrationsparameter sind jedoch nur an Laboranlagen möglich, da nur dort die erforderlich hohe Verfügbarkeit gegeben ist. Ebenso sind auch sehr kleine Partikel unterhalb der Auflösungsgrenze, wie sie in realen polydispersen Systemen vorkommen, in den Tomogrammen sichtbar, vorausgesetzt das Partikelmaterial absorbiert die Röntgenstrahlung hinreichend stark. Das Ziel der Arbeit war es zum einen durch die Gestaltung eines experimentellen Aufbaus und die Wahl eines geeigneten Modellsystems derartige Untersuchungen unter Laborbedingungen zu ermöglichen. Zum anderen lag ein besonderer Schwerpunkt in der Entwicklung eines Quantifizierungsverfahrens, welches die Zerlegung von dreidimensionalen Grauwertbildern in die Konzentrationsverteilung der darin abgebildeten Komponenten erlaubt. Diese Verfahrensentwicklung ist speziell durch die Forderung nach einer quantitativen Auswertung der Filtrationsmessungen motiviert, grundsätzlich jedoch auf beliebige Tomographiemessungen an Mehr-Material-Systemen übertragbar.