Chemie Ingenieur Technik

Auf Wasser, CO₂ und Enzymen basierende Prozesse zur Verwertung lignocellulosehaltiger Biomasse werden hinsichtlich der Parameter Temperatur, Druck und Verweilzeit verglichen. Es wird gezeigt, dass sich die Verfahren ein einem Ein-Reaktor-Konzept vereinen lassen, wodurch ein effizientes Screening der verschiedenen Bio-Reststoffe möglich ist.

Anstaupackungen sind ein neuer Typ von Strukturpackungen für nicht-reaktive und reaktive Trennapparate. Durch lokal begrenztes Fluten wird der Flüssigkeitsinhalt erhöht und die Trennleistung verbessert. Ein neues Modell zur Beschreibung der komplexen Fluiddynamik in Anstaupackungen ermöglicht die Dimensionierung industrieller Apparate.

Die charakteristischen Eigenschaften weicher Schichten wie Biofilme und Proteinablagerungen in flüssigen Systemen können mittels Fluid Dynamic Gauging bei unterschiedlichen Prozessbedingungen bestimmt werden. Dabei erlauben verschiedenen Messmodi und Düsendesigns eine ablagerungs- und geometriespezifische Untersuchung. Weiterentwicklungen dieser Methode werden vorgestellt und diskutiert.

Es wurde die Detektierbarkeit von Schäden an der Wandzustellung von Thermoprozessanlagen im laufenden Betrieb untersucht. Dabei wird eine Temperaturerhöhung der Außenwand als Hinweis auf eine Schädigung genutzt. Es konnte gezeigt werden, dass aus der Wandtemperaturverteilung auf die Tiefe einer Schädigung geschlossen werden kann.

Eine besondere Herausforderung bei der Membranfiltration ist die Abtrennung von Partikeln aus aggressiven Medien. Es wird eine Membran aus mikroporösem Polyvinylchlorid vorgestellt, die kontinuierlich von Rolle zu Rolle auf gängigen Anlagen herstellbar ist. Die Filtereigenschaften der Membran werden anhand realer Prozessabwässer diskutiert.

Durchflussreaktoren können als Alternative zu Rührkesseln für die Synthese von Nanopartikeln in Misch- und Fällungsreaktionen angesehen werden. Der Einfluss der Reaktorgeometrie auf die Mikromischqualität, die Kavitationsintensität und die Fällungsergebnisse von Bariumsulfat wurde anhand der Parameter Durchsatz und Ultraschalleintrag untersucht und die Mikromischzeit bestimmt.

Chemische Wäschen sind häufig eingesetzte Technologien zur Aufbereitung von Biogas. In dieser Arbeit werden am Beispiel der Diethanolamin-Wäsche die Einflüsse der Prozessparameter diskutiert und Optimierungspotenziale aufgezeigt. Die Untersuchung erfolgte auf Basis von Messungen und mithilfe der Software Aspen Plus.

Eine realistische Beurteilung von Verteilungen sollte nicht nur die Fluktuationen innerhalb des Feldes berücksichtigen, sondern auch deren räumliche Verteilung. Es wurde daher eine Kennzahl entwickelt, welche beide Eigenschaften abbildet. Diese Beurteilungsmöglichkeit wurde erfolgreich auf die Gasverteilung innerhalb einer Destillationskolonne mit großem Querschnitt angewendet.

Ein Online-NMR-Rheometer zur Verfolgung von Batch-Polymerisationsreaktionen wird vorgestellt und eine Methode zur Prozessanalytik umgesetzt. Es wird gezeigt, dass mittels korrigierter Relaxationskurven auch unter Fluss vergleichbare Werte für die Relaxationsraten verschiedener Komponenten ermittelt werden können.

Das Haften von Partikeln an Oberflächen spielt in vielen Bereichen der Verfahrenstechnik eine wichtige Rolle. Am Beispiel von monodispersen Glaskugeln auf unterschiedlichen Edelstahlsubstraten konnte gezeigt werden, dass die Ermittlung von Haftkraftverteilungen auf nichtidealen Oberflächen mit der Vibrationsmethode prinzipiell möglich ist.

Erstmals wurde eine Optimierung der zweiphasigen Hydroaminomethylierung des Isoprens erfolgreich durchgeführt. Neben der Abhängigkeit der n/iso-Selektivität vom pH-Wert wurde außerdem das Katalysatorrecycling des wasserlöslichen Rhodiumkatalysators mit verschiedenen Liganden untersucht.

Das Programm ms2 zur Ermittlung von thermodynamischen Stoffdaten mittels molekularer Simulation wird vorgestellt. Hauptanwendungsgebiete sind Eigenschaften homogener Phasen, Dampf/Flüssigkeits-Gleichgewichte und Transportgrößen. ms2 wurde darauf ausgelegt, dass die Stoffeigenschaften zeiteffizient berechnet werden können und dass die Bedienbarkeit des Programms einfach ist.

Es werden numerische Untersuchungen binärer Tropfenkollisionen von nicht-newtonschen Tropfen vorgestellt. Dabei wird ausführlich auf die Berücksichtigung des dünnen Fluidfilms eingegangen, der bei diesen Kollisionen entsteht. Als Modellierungsansatz wird die Kollisionsdynamik scherverdünnender und newtonscher Tropfen verglichen.

Nasswäscher werden unter anderem zum Auswaschen von Feststoffpartikeln aus Gasströmen eingesetzt. Zur Auslegung und Optimierung können neben experimentellen Daten auch CFD-Simulationen genutzt werden. Die Implementierung eines Modells zur Staubabscheidung in ein kommerzielles CFD-Programm wird vorgestellt und die Ergebnisse mit Literaturwerten verglichen.

Ausgehend von der Schmierfilmapproximation für dünne Flüssigkeitsschichten wird die Kontaktlinieninstabilität unter Wirkung von Fliehkraft modelliert. Aus einer linearen Störungsanalyse werden die instabilen Moden sowie das Einsetzen von Fingerbildung während der Ausbreitung bestimmt. Zudem wird thermische Konvektion und deren Stabilität untersucht.

Ein Nachteil von Stoffübergangsuntersuchungen an hängenden Tropfen ist der Kontakt der Tropfen mit der Kapillare. Es steht erstmals eine Messapparatur zur Verfügung, die die berührungslose Messung von Transportvorgängen und Phasenumwandlungsprozessen unter Hochdruck bis 180 bar und Temperaturen bis 200 °C ermöglicht.

Durch Verdampfungsvorgänge wird bei der überhitzten Zerstäubung in der Düsenkapillare eine Mehrphasenströmung erzeugt. Die in der Strömung enthaltenen Dampfblasen verstärken die Desintegration des Sprays. Der Einfluss der Düsengeometrie auf den Prozess wird mittels optischer Messmethoden untersucht.

In Sprühtrocknern sind enge Tropfengrößenverteilungen eine Voraussetzung für ein homogenes Produkt mit eng verteilten Partikeleigenschaften wie Korngröße, aber auch Partikelmorphologie. Am Beispiel eines Zuckers für pharmazeutische Anwendungen wird die laminar betriebene Rotationszerstäubung als geeignete Zerstäubungsmethode zur Herstellung hochwertiger homogener Pulver vorgestellt.

The Ni crystallite size of Ni-containing catalysts was determined by different techniques: XRD, H₂ TPD, volumetric chemisorption of H₂ and CO pulse chemisorption with hydrogen as carrier gas. It was shown that the most cost effective method is the pulse chemisorption of CO for quality control during catalyst manufacturing.

Aromatic amines are usually produced via catalytic hydrogenation of nitroaromatics over transition metal supported catalysts. To characterize the stability of such catalysts, the influence of the storage period of reduced and passivated Ni/SiO₂ catalysts on the catalytic activity in the hydrogenation of nitrobenzene was investigated for two different grain sizes.

Beschrieben werden Ansätze zur Herstellung größerer monolithischer Bauteile aus Glaskohlenstoff. Der Werkstoff wird mittels Hochtemperatur-Pyrolyse hergestellt, was die Wandstärke auf ca. 5 mm begrenzt. Die exzellente Korrosionsbeständigkeit gegenüber aggressiven Chemikalien macht Glaskohlenstoff sehr interessant für mikroverfahrenstechnische Anwendungen.

Kann die Lunge den Gasaustausch nicht mehr leisten, tritt schon nach einigen Minuten ein irreparabler Schaden am Gehirn und am zentralen Nervensystem ein. Im Zuge der Entwicklung eines für den Einsatz im Rettungsdienst geeigneten Systems zur extrakorporalen Membranoxygenierung werden zwei Rotorlagersysteme für Blutpumpen getestet und verglichen.