Sedimentationsbasierte

Sedimentationsbasierte Verfahren bezeichnen Methoden, die auf der Gravitationssedimentation von Partikeln in Flüssigkeiten beruhen. Ziel ist es, Partikel unterschiedlicher Größe oder Dichte zu trennen, zu konzentrieren oder zu charakterisieren, indem sie sich durch Absetzen am Boden einer Vertikal- oder Horizontalkammer ablagern.

Prinzipien und Anforderungen: Die Geschwindigkeit des Absetzens hängt von der Partikelgröße, der Partikeldichte, der Dichte des Trägermediums und der Viskosität der Flüssigkeit ab. In ruhenden Systemen lässt sich die Absetzrate häufig durch Stoke’sches Gesetz annähern, wonach sich größere oder dichtere Partikel schneller absetzen. Turbulenzen, Wechselwirkungen zwischen Partikeln und Annahmen über Form und Dichte können die Effektivität verringern. Für feine Partikel oder kolloidale Suspensionen können zusätzliche Maßnahmen wie Erhöhung der Standzeit, Nutzung von Klär- oder Zentrifugalkräften oder Vorbehandlung nötig sein.

Anwendungsgebiete: In der Umwelttechnik kommen sedimentationsbasierte Prozesse in Reinigungsanlagen zum Einsatz, etwa in Rechen- oder Klärbecken zur Abtrennung fester Stoffe aus Abwasser. In der Geologie und Bodenkunde beschreibt Sedimentation den Prozess der Bildung von Sedimentgesteinen durch das langsame Absetzen von Partikeln in Gewässern. In der Materialwissenschaft werden sedimentationsbasierte Methoden zur Trennung oder Anordnung von Partikeln oder zur Herstellung von Schichten genutzt. Auch in der Biologie und Medizin finden sedimentationsbasierte Assays Anwendung, um Zellsuspensionen oder Partikel zu analysieren.

Vor- und Nachteile: Die Verfahren sind tendenziell energiearm, skalierbar und relativ einfach umzusetzen. Nachteile bestehen in längeren Prozesszeiten für feine Partikel, begrenzter Trennungseffizienz bei engen Unterschiedsdichten und der Anfälligkeit gegenüber Störungen wie Turbulenz oder gemischten Systemen.