Autor: Michael Stelter

Ausgefeilt bis ins Detail: Der Reaktor auf dem Küchentisch

Unser Räucherkerzchen selbst funktioniert nun, der weihnachtliche Rauch entwickelt sich. Doch warum braucht man einen Räuchermann, damit es richtig dampft? Und wie kommt es eigentlich, dass das Räucherkerzchen nicht verbrennt, sondern langsam verglimmt? Warum hat der Räuchermann genau diese Form und keine andere? Warum fängt der Räuchermann kein Feuer, obwohl das Kerzchen mit hoher Temperatur glüht? Und warum – das ist ja für einen Erzgebirger das Entscheidende – steigt der Rauch eigentlich an die Decke hinauf?

Abgebrannte, erkaltete Räucherkerze.
© Fraunhofer IKTS
Räucherkerze im erkalteten, abgebrannten Zustand.
Dampfender Räuchermann, Fraunhofer IKTS-Mitarbeiter im Dezember.
© Fraunhofer IKTS
Unser Pfeife rauchender Mitarbeiter des Monats Dezember. Sehe Sie, wie der Dampf nach oben steigt?
Versuchsumgebung für Dauertests zur Katalysator- und Reaktorentwicklung für die Hochtemperaturkatalyse.
© Fraunhofer IKTS
Versuchsumgebung für Dauertests zur Katalysator- und Reaktorentwicklung für die Hochtemperaturkatalyse.

Wissenschaftlich betrachtet sind dies Fragen aus der chemischen Reaktionstechnik. Bei chemischen Reaktionen im technischen Maßstab geht es sehr oft um genau solche Fragen: welche Form muss ein Reaktor haben, damit eine Reaktion optimal ablaufen kann? Wie können hohe Temperaturen und Wärmeströme bewältigt werden? Wie können gasförmige oder flüssige chemische Reaktanden optimal durch den Reaktor geleitet werden?

In seinen Geschäftsfeldern zur Energietechnik, Automobilindustrie sowie der Umwelttechnik arbeitet das Fraunhofer IKTS an solchen Reaktoren. Sehr oft kommen dabei Keramiken zum Einsatz, beispielsweise als Träger für Katalysatoren, als Filter für die Abgasreinigung, als Sensor oder als Gehäusematerial.

Schaum aus SiC-Keramik für die Katalyse
© Fraunhofer IKTS
Beschichteter Schaum aus SiC-Keramik für die Katalyse.
Reaktor für eine homogene Verbrennung.
© Fraunhofer IKTS
Reaktor für eine homogene Verbrennung mit einem Einsatz aus Schaumkeramik.
Verschiedene Reaktoren mit Keramikeinsätzen.
© Fraunhofer IKTS
Verschiedene Reaktoren mit keramischen Einsätzen.

Im zweiten Teil unseres Adventskalenders wollen wir Ihnen daher einige Methoden zur Berechnung und Auslegung sowie zum Bau von Reaktoren vorstellen. Diese werden ergänzt durch Methoden der Thermophysik und Analytik, die den Wissenschaftlern helfen, die Elementarvorgänge im Inneren zu verstehen. Wir beginnen damit morgen, ins Innere des Räuchermännchens zu blicken. Und natürlich bekommen wir mit diesen Methoden heraus, warum der Rauch an die Decke hinauf steigt.