Stoffaustausch

Als Stoffaustausch oder Stoffübergang werden Diffusionsprozesse über eine Grenzfläche hinweg bezeichnet. Die Grenzfläche kann eine Phasengrenze oder eine Membran (Membrankontaktor) sein.

In der Regel findet der Stoffübergang von oder zu einem strömenden Fluid statt, dies wird auch konvektiver Austausch genannt. Wird die Strömung durch Gravitation angetrieben, so ist der Stoffaustausch abhängig vom treibenden Gefälle, in jedem Fall aber von den Diffusionsstrecken, der Phasengrenzfläche und der Kontakt- bzw. Verweilzeit.

Stoffübergangsapparate, wie Kolonnen, versuchen die Stoffübergangsfläche durch Einbauten bei gleichzeitiger Verringerung der Diffusionsstrecken zu erhöhen. Nur so können auch noch kleine treibende Gefälle genutzt oder kurze Verweilzeiten realisiert werden.

Werden technische Apparate verkleinert, so verbessert sich stets das Oberflächen-Volumen-Verhältnis. Stoff- und Wärmeübergänge werden erleichtert. Konsequenterweise zielt die technische Entwicklung daher auf mikrostrukturierte Werkstoffe und Mikroreaktionstechnik ab.