PO Version: 2016 Studiengang Master Bioingenieurwesen Master BIW SPO 2016 WS1617.pdf · Modul Gas-Partikel-Systeme I - Transport & Partikelmesstechnik * 86 Modul Fest Flüssig Trennung

ModulhandbuchStudiengang Master Bioingenieurwesen

PO Version: 2016

Modulhandbuch des Studiengangs Master BioingenieurwesenStand: 16. Februar 2017

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Inhaltsverzeichnis

Gesamtkonto 10

Modul Masterarbeit 13

Erweiterte Grundlagen 14Modul Prozess- und Anlagentechnik 15

Modul Thermodynamik III CIW-CEB-03 17

Modul Physikalische Chemie mit Praktikum CIW-CHEM-04 19

Modul Numerische Strömungssimulation CIW-MVMV-08 21

Modul Thermische Transportprozesse CIW-TVT-05 23

Modul Partikeltechnik CIW-MVMG-05 25

Modul Kinetik und Katalyse 27

Modul Biotechnologische Stoffproduktion 29

Modul Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahren 31

Modul Integrierte Bioprozesse 32

Modul Ausgewählte Formulierungstechnologien 33

Technisches Ergänzungsfach 35Modul Thermodynamik III CIW-CEB-03 38

Modul Physikalische Chemie mit Praktikum CIW-CHEM-04 40

Modul Numerische Strömungssimulation CIW-MVMV-08 42

Modul Thermische Transportprozesse CIW-TVT-05 44

Modul Partikeltechnik CIW-MVMG-05 46

Modul Kinetik und Katalyse 48

Modul Biotechnologische Stoffproduktion 50

Modul Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahren 52

Modul Integrierte Bioprozesse 53

Modul Ausgewählte Formulierungstechnologien 54

Modul Moderne Messtechniken zur Prozessoptimierung 56

Modul Entwicklung eines innovativen Lebensmittelprodukts 57

Modul Verfahrensentwicklung in der Chemischen Industrie 59

Modul Rheologie und Verfahrenstechnik disperser Systeme 60

Modul Rheologie und Verfahrenstechnik von Polymeren 62

Modul Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluide 64

Modul Rheologie in der Verfahrenstechnik 66

Modul Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen 69

Modul Beispiele mechanischer Formulierungsverfahren: Emulgieren, Dispergieren, Extrusion 71

Modul Einführung in die Agglomerationstechnik 73

Modul Mischen und Rühren 75

Modul Grundlagen der Herstellungsverfahren der Keramik und Pulvermetallurgie 77

Modul Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle I 79

Modul Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle II 81

Modul Trocknungstechnik - dünne Schichten und poröse Stoffe 83

Modul Mikrofluidik 85


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Modul Gas-Partikel-Systeme I - Transport & Partikelmesstechnik * 86

Modul Fest Flüssig Trennung 87

Modul Verarbeitung nanoskaliger Partikel 89

Modul Nanopartikel - Struktur und Funktion 90

Modul Gas-Partikel-Trennverfahren 91

Modul Verfahrenstechnische Apparate und Maschinen und ihre Prozessintegration 92

Modul Materialien für elektrochemische Speicher 93

Modul Datenanalyse und Statistik 95

Modul Instrumentelle Analytik 96

Modul Partikelmesstechnik und Anwendungen 97

Modul Kernspintomographie 99

Modul Grenzflächeneffekte in der Verfahrenstechnik 101

Modul Projektorientiertes Softwarepraktikum 102

Modul Water Technology 103

Modul Energie und Umwelt 105

Modul Process Engineering in Wastewater Treatment 106

Modul Umweltbiotechnologie 108

Modul Brennstofftechnik 110

Modul Sicherheitstechnik für Prozesse und Anlagen 112

Modul Wärmeübertragung II 115

Modul Thermische Trennverfahren II 117

Modul Stoffübertragung II 119

Modul Industrielle Kristallisation 121

Modul Wärmeübertrager 123

Modul Statistische Thermodynamik 124

Modul Thermodynamik der Phasengleichgewichte 125

Modul Theorie turbulenter Strömungen ohne und mit überlagerter Verbrennung 126

Modul Hochtemperatur-Verfahrenstechnik 128

Modul Miniaturisierte Wärmeübertrager 129

Modul Angewandte Molekulare Thermodynamik 130

Modul Messtechnik in der Themofluiddynamik 131

Modul Solare Prozesstechnik 132

Modul Produktgestaltung: Grundlagen und ausgewählte Beispiele 133

Modul Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxis 135

Modul Reaktionstechnik mehrphasiger Systeme 137

Modul Heterogene Katalyse II 139

Modul Reaktionskinetik 141

Modul Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik mit Praktikum 143

Modul Auslegung von Mikroreaktoren 144

Modul Katalytische Mikroreaktoren mit Praktikum 146

Modul Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik 148

Modul Katalytische Mikroreaktoren 149

Modul Sol-Gel-Prozesse 150

Modul Energieträger aus Biomasse 151

Modul Katalytische Verfahren der Gastechnik 153

Modul Raffinerietechnik - flüssige Energieträger 155


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Modul Technical Systems for Thermal Waste Treatment 157

Modul Grundlagen der Verbrennungstechnik 159

Modul Angewandte Verbrennungstechnik 160

Modul Chemische Verfahrenstechnik II 162

Modul Kältetechnik B - Grundlagen der industriellen Gasgewinnung 164

Modul Kryotechnik A - Physikalisch Grundlagen der Tieftemperaturtechnik 165

Modul Kryotechnik B - Konzeption von Tieftemperaturanlagen 167

Modul Grenzflächenthermodynamik 169

Modul Überkritische Fluide und deren Anwendungen 171

Modul Vakuumtechnik I 172

Modul Lebensmittelverfahrenstechnisches Praktikum 173

Modul Mikrobiologie für Ingenieure 175

Modul Grundlagen der Lebensmittelchemie 177

Modul Membranverfahren und Exkursionen 178

Modul Wasserbeurteilung 180

Modul Praktikum Wassertechnologie und Wasserbeurteilung 182

Modul Struktur und Reaktionen aquatischer Huminstoffe 184

Modul Biofilm Systems 185

Modul Verbrennung und Umwelt 187

Modul Auslegung einer Gasturbinenbrennkammer 188

Modul Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien 190

Modul Verbrennungstechnisches Praktikum 191

Modul Energietechnik 192

Modul Strömungs- und Verbrennungsinstabilitäten in technischen Feuerungssystemen 193

Modul Industrielle Biokatalyse 194

Modul Zellkulturtechnik 196

Modul Kommerzielle Biotechnologie 197

Modul Biobasierte Kunststoffe 199

Modul Industrielle Genetik 200

Modul Industrielle Prozesstechnologie, Formulierung und Darreichung biopharmazeutischer Wirkstoffe201

Modul Industrielle Prozesstechnologie und Prozessmodellierung in der Aufarbeitung 202

Modul Formulierung und Darreichung biopharmazeutischer Wirkstoffe 203

Modul Prozessmodellierung in der Aufarbeitung 204

Modul Ersatz menschlicher Organe durch technische Systeme 205

Modul Grundlagen der Medizin für Ingenieure 207

Modul BioMEMS I - Mikrosystemtechnik für Life-Sciences und Medizin 209

Modul BioMEMS II 210

Modul BioMEMS III 211

Modul BioMEMS IV 212

Modul BioMEMS V 213

Modul Lebensmitteltoxikologie 214

Modul Bioelektrochemie und Biosensoren 215

Modul Biomimetische Grenzflächen und Biokonjugation 216

Vertiefungsfach I 217


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Fach Lebensmittelverfahrenstechnik 218Modul Einführung in die Agglomerationstechnik 218



Modul Lebensmittelverfahrenstechnik 222

Modul Lebensmittelkunde und -funktionalität 223





Fach Wassertechnologie 230Modul Instrumentelle Analytik 230










Fach Technische Biologie 243Modul Umweltbiotechnologie 243






Fach Biopharmazeutische Verfahrenstechnik 250Modul Kommerzielle Biotechnologie 251











Modul BioMEMS V 259




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Vertiefungsfach II 263

Fach Angewandte Rheologie 264Modul Rheologie und Verfahrenstechnik disperser Systeme 265

Modul Rheologie und Verfahrenstechnik von Polymeren 266

Modul Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluide 268


Modul Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen 272





Modul Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle I 278

Modul Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle II 279

Modul Trocknungstechnik - dünne Schichten und poröse Stoffe 280


Fach Gas-Partikel-Systeme 283Modul Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen 283

Modul Gas-Partikel-Systeme I - Transport & Partikelmesstechnik * 285



Modul Nanopartikel - Struktur & Funktion 287

Fach Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik 288Modul Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen 289





Modul Fest Flüssig Trennung 294

Modul Verarbeitung nanoskaliger Partikel 295

Modul Nanopartikel - Struktur und Funktion 296


Modul Verfahrenstechnische Apparate und Maschinen und ihre Prozessintegration 298

Modul Materialien für elektrochemische Speicher 298


Modul Instrumentelle Analytik 301

Modul Partikelmesstechnik und Anwendungen 302

Modul Kernspintomographie 303

Modul Grenzflächeneffekte in der Verfahrenstechnik 304

Modul Projektorientiertes Softwarepraktikum 305

Fach Umweltschutzverfahrenstechnik 306Modul Gas-Partikel-Trennverfahren 306


Modul Energie und Umwelt 308


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Modul Brennstofftechnik 312


Fach Thermische Verfahrenstechnik 316Modul Trocknungstechnik - dünne Schichten und poröse Stoffe 317

Modul Wärmeübertragung II 318

Modul Thermische Trennverfahren II 319

Modul Stoffübertragung II 320


Modul Wärmeübertrager 322





Modul Miniaturisierte Wärmeübertrager 326




Fach Produktgestaltung 329Modul Ausgewählte Formulierungstechnologien 330






Modul Produktgestaltung: Grundlagen und ausgewählte Beispiele 337




Modul Sol-Gel-Prozesse mit Praktikum 342

Modul Produktentstehung - Entwicklungsmethodik 343

Modul Nanopartikel - Struktur & Funktion 344

Fach Chemische Verfahrenstechnik 345Modul Sol-Gel-Prozesse mit Praktikum 346

Modul Reaktionstechnik mehrphasiger Systeme 346

Modul Heterogene Katalyse II 347

Modul Reaktionskinetik 348

Modul Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik mit Praktikum 350

Modul Auslegung von Mikroreaktoren 350

Modul Katalytische Mikroreaktoren mit Praktikum 351

Modul Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik 353

Modul Katalytische Mikroreaktoren 353



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Fach Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie 355Modul Brennstofftechnik 356




Modul Katalytische Verfahren der Gastechnik 361

Modul Raffinerietechnik - flüssige Energieträger 362




Modul Chemische Verfahrenstechnik II 366

Fach Technische Thermodynamik 368Modul Thermische Trennverfahren II 369





Modul Sol-Gel-Prozesse mit Praktikum 373


Modul Kältetechnik B - Grundlagen der industriellen Gasgewinnung 374

Modul Kryotechnik A - Physikalisch Grundlagen der Tieftemperaturtechnik 375

Modul Kryotechnik B - Konzeption von Tieftemperaturanlagen 376

Modul Grenzflächenthermodynamik 377

Modul Überkritische Fluide und deren Anwendungen 378

Modul Vakuumtechnik I 379

Fach Lebensmittelverfahrenstechnik 380Modul Einführung in die Agglomerationstechnik 380









Fach Wassertechnologie 392Modul Instrumentelle Analytik 392









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Fach Verbrennungstechnik 405Modul Brennstofftechnik 406











Modul Verbrennungstechnisches Praktikum 415


Modul Strömungs- und Verbrennungsinstabilitäten in technischen Feuerungssystemen 417

Fach Technische Biologie 419Modul Umweltbiotechnologie 419






Fach Energieverfahrenstechnik 426Modul Brennstofftechnik 427











Fach Biopharmazeutische Verfahrenstechnik 438Modul Kommerzielle Biotechnologie 439







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Modul BioMEMS V 447




Überfachliche Qualifikationen 451Modul Überfachliche Qualifikationen 452

Modul Überfachliche Qualifikationen 453

Berufspraktikum 454Modul Berufspraktikum 455


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Fach 5005 Gesamtkontozugeordnet zu: Gesamtkonto

Allgemeine Hinweise

Der Masterstudiengang Bioingenieurwesen umfasst insgesamt vier Semester und ist Teil eines konsekutivenBachelor-Master-Studiengangs. Aufbauend auf dem Bachelorstudium erwerben die Studierenden im Fach "Erweiterte Grundlagen"einerweitertes Basiswissen. Parallel dazu wählen die Studierenden zwei Vertiefungsfächer. Hierzu werden insgesamt 15 Vertiefungsfächervon den Lehrenden aus unterschiedlichen Instituten der KIT-Fakultät angeboten. Ergänzend können die Studierenden Module ausanderen Vertiefungsfächern im "Technische Ergänzungsfach" belegen. Im Rahmen des zwölfwöchigen Berufspraktikums erhalten dieStudierenden Einblick in die Aufgaben eines Ingenieurs. In der Masterarbeit wenden die Studierenden erworbenes Wissen und erlernteTechniken an, um eigenständig ein Problem aus der aktuellen Forschung zu bearbeiten.

Studien- und Prüfungsordnung (SPO)

Rechtsgrundlage für den Studiengang ist die „Studien- und Prüfungsordnung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) für denMasterstudiengang Bioingenieurwesen“ vom 03. Mai 2016.Alle Verweise auf die SPO beziehen sich in diesem Modulhandbuch auf die o. g. SPO.

Weitere Informationen

Aktuelle Informationen zu den Studiengängen sind auf der Homepage der Fakultät zu finden.

http://www.ciw.kit.edu/studium.php

Fach- und Modulübersicht

Erweiterte Grundlagen 32 LP

• Prozess- und Anlagentechnik 8 LP, Pflicht• Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahren, 6 LP, Wahlpflicht• Biotechnolgische Stoffproduktion, 6 LP, Wahlpflicht• Integrierte Bioprozesse, 6 LP, Wahlpflicht• Ausgewählte Formulierungstechnolgien, 6 LP, Wahlpflicht• Bis zu zwei der Wahlpflichtfächer können durch Module des Fachs "Erweiterte Grundlagen" im Studiengang Master

Chemieingenieurwesen und Verfahrenstechnik ersetzt werden

Vertiefungsfach I 16 LP / Vertiefungsfach II 16 LP

• Es stehen 15 Vertiefungsfächer zur Auswahl• Pro Vertiefungsfach sind maximal 3 Module aus der Auswahlliste des jeweiligen Vertiefungsfachs zu wählen• Grundsätzlich können nur die Vertiefungsfächer, die von der KIT-Fakultät angeboten werden, gewählt werden. Ausnahmen sind nur

im Fall von Anerkennungen (Hochschulwechsel, Auslandaufenthalte) möglich.

Technisches Ergänzungsfach 10 LP

• maximal zwei Module sollten gewählt werden• es wird empfohlen, Module aus anderen Vertiefungsfächern (die nicht als VF I oder VF II belegt sind) zu wählen.

Überfachliche Qualifikationen 2 LP

• z. B. Modulangeboten des HoC oder ZaK

Berufspraktikum 14 LP

Masterarbeit 30 LP


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Empfohlener Studienablaufplan

1. Studienjahr (der Beginn ist sowohl im Wintersmester als auch im Sommersemester möglich)

Wintersemester: 1. Semester oder 2. Semester

• Prozess- und Anlagentechnik Teil I inc. Praktikum, 2 SWS + 1 SWS Praktikum• Erweiterte Grundlagen: Wahlpflichtmodul I, 4 SWS• Erweiterte Grundlagen: Wahlpflichtmodul II, 4 SWS• Technisches Ergänzungsfach: Modul I, 3 SWS• Vertiefungsfach I, 1 - 2 Module, ca. 4 SWS• Vertiefungsfach II, 1- 2 Module, ca. 4 SWS

Prüfungen:

• (Klausur Prozess und Anlagentechnik, bei Studienbeginn im SS)• Klausur Erweiterte Grundlagen, Wahlpflichtmodul I• Klausur Erweiterte Grundlagen, Wahlpflichtmodul II• Eingangsklausur + Praktikum Prozess und Anlagentechnik (unbenotet)• Mündliche Prüfung Technisches Ergänzungsfach

Sommersemester: 2. Semester oder 1. Semester

• Prozess- und Anlagentechnik Teil II, 3 SWS• Erweiterte Grundlagen: Wahlpflichtmodul III, 4 SWS• Erweiterte Grundlagen: Wahlpflichtmodul IV, 4 SWS• Technisches Ergänzungsfach: Modul II, 2 SWS• Erweiterte Grundlagen: Wahlpflichtmodul I, 4 SWS• Erweiterte Grundlagen: Wahlpflichtmodul II, 4 SWS• Überfachliche Qualifikationen, 1 SWS

Prüfungen:

• Klausur Prozess- und Anlagentechnik• Klausur Erweiterte Grundlagen, Wahlpflichtmodul III• Klausur Erweiterte Grundlagen, Wahlpflichtmodul IV• Mündliche Prüfung Technisches Ergänzungsfach• Mündliche Prüfung Überfachliche Qualifikationen (unbenotet)

2. Studienjahr

3. Semester

• Vorbereitung auf die Vertiefungsfachprüfungen• November bzw. Mai: Mündliche Modulprüfungen Vertiefungsfach I• Dezember bzw. Juni: Mündliche Modulprüfungen Vertiefungfach II• Mitte Dez - Mitte April bzw. Mitte Juni - Mitte Okt Berufspraktikum

4. Semester

• Masterarbeit

Qualifikationsziele des Studiengangs

Im Masterstudium werden vertiefte und umfangreiche ingenieurwissenschaftliche sowie mathematische und naturwissenschaftlicheKenntnisse vermittelt, die die Absolventinnen und Absolventen zu wissenschaftlicher Arbeit und verantwortlichem Handeln bei einerberuflichen Tätigkeit und in der Gesellschaft befähigen.Im Pflichtprogramm erwerben die Studierenden ein gegenüber dem Bachelorstudium wesentlich erweitertes methodisch qualifiziertesingenieur- und naturwissenschaftliches Grundlagenwissen, das exemplarisch in zwei frei zu wählenden Vertiefungsfächernweiterentwickelt wird. In der Masterarbeit erfolgt der Nachweis, dass die Absolventen ein Problem aus ihrem Fachgebiet selbstständigund in begrenzter Zeit mit wissenschaftlichen Methoden, die dem Stand der Forschung entsprechen, bearbeiten können. DasBerufspraktikum soll eine Anschauung berufspraktischer Tätigkeit auf Ingenieursniveau vermitteln.Die Absolventinnen und Absolventen sind in der Lage, Probleme mit wissenschaftlichen Methoden zu analysieren und zu lösen,komplexe Problemstellungen zu abstrahieren und zu formulieren sowie neue Methoden, Prozesse und Produkte zu entwickeln. Siekönnen Wissen aus verschiedenen Bereichen kombinieren und sich systematisch in neue Aufgaben einarbeiten sowie auch dienichttechnischen Auswirkungen der Ingenieurtätigkeit reflektieren und in ihr Handeln verantwortungsbewusst einbeziehen.


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Zugeordnet: 5009 Modul Masterarbeit5100 Erweiterte Grundlagen5200 Technisches Ergänzungsfach6000 Vertiefungsfach I6001 Vertiefungsfach II9100 Überfachliche Qualifikationen9200 Berufspraktikum


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Modul 5009 Modul Masterarbeitzugeordnet zu: 5005 Gesamtkonto

Leistungspunkte: 30.00 ECTS

Modulturnus: einmalig

Sprache : deutsch/ englisch

ModulverantwortlicherDozenten der Fakultät

Voraussetzungen/EmpfehlungenVoraussetzung für die Zulassung zum Modul Masterarbeit ist, dass die/der Studierende im Fach „Erweiterte Grundlagen“ dieModulprüfung „Prozess- und Anlagentechnik“ sowie drei weitere Modulprüfungen in diesem Fach und das Berufspraktikum erfolgreichabgelegt hat. Über Ausnahmen entscheidet der Prüfungsausschuss auf Antrag der/des Studierenden.

QualifikationszieleDie Studierenden sind in der Lage, ein Problem aus ihrem Fach selbständig und in begrenzter Zeit nach wissenschaftlichen Methoden,die dem Stand der Forschung entsprechen, zu bearbeiten.

InhaltTheoretische oder experimentelle Bearbeitung einer komplexen Problemstellung aus einem Teilbereich des Chemieingenieurwesensnach wissenschaftlichen Methoden.

ArbeitsaufwandSelbststudium: 900 h

ZugeordneteErfolgskontrollen:

5010 Masterarbeit

5010 Masterarbeit

ECTS-Punkte: 30.00 Prüfungsform: [WA] Wissenschaftliche ArbeitPrüfungsdauer: 6 Std. Prüfungsart: [MS] Master


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Fach 5100 Erweiterte Grundlagenzugeordnet zu: 5005 Gesamtkonto

NotenbildungDie Noten der Module eines Faches gehen in die Fachnote mit einem Gewicht proportional zu den ausgewiesenen Leistungspunktender Module ein.

Allgemeine Hinweise

Pflichtmodul:

Prozess- und Anlagentechnk 8 LP

Wahlpflichtmodule:

Es sind vier weitere Module im Umfang von je 6 LP zu wählen.Im Studiengang Master Bioingenieurwesen werden folgende Wahlpflichtmodule angeboten:

• Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahren• Biotechnologische Stoffproduktion• Integrierte Bioprozesse• Ausgewählte Formulierungstechnologien

Alternativ können maximal zwei Wahlpflichtmodule (je 6 LP) aus dem Fach "Erweiterte Grundlagen" des Studingangs M. Sc.Chemieingenieurwesen und Verfahrenstechnik gewählt werden:

• Kinetik und Katalyse• Partikeltechnik• Numerische Strömungssimulation• Thermodynamik III• Physikalische Chemie• Thermische Transportprozesse

Zugeordnet: 5101 Prozess- und Anlagentechnik5102 Thermodynamik III5103 Physikalische Chemie mit Praktikum5104 Numerische Strömungssimulation5105 Thermische Transportprozesse5106 Partikeltechnik5107 Kinetik und Katalyse5108 Biotechnologische Stoffproduktion5109 Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahren5110 Integrierte Bioprozesse5111 Ausgewählte Formulierungstechnologien


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Modul 5101 Prozess- und Anlagentechnikzugeordnet zu: 5100 Erweiterte Grundlagen

Leistungspunkte: 8.00 ECTS Semesterwochenstd: 6,0 Std.

Moduldauer: 2 Semester Modulturnus: Jährlich

Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. T. Kolb

Einordnung in Studiengang/ -fachPflicht im Fach "Erweiterte Grundlagen"

Voraussetzungen/Empfehlungen

Voraussetzung:Die Teilnahme am Praktikum Prozess- und Anlagentechnik ist nur nach erfolgreicher Teilnahme an der Eingangsklausur möglich.

Empfehlung:Es wird empfohlen, die Klausur erst nach Absolvieren des Praktikums zu schreiben, da Praktikumsinhalte klausurrelevant sind

QualifikationszieleDie Studierenden sind in der Lage Verfahren und die dazugehörigen verfahrenstechnischen Anlagen zu analysieren und in Form vonFließschemas darzustellen. Sie können ingenieurstechnische und verfahrenstechnische Grundlagen auf Prozesse und Verfahren derIndustrie anwenden. Sie können Prozessschritte und Prozessketten auf Basis vereinfachender Annahmen und Kennzahlen auslegenund bewerten.

Inhalt• Ingenieurstechnische Grundlagen: Fließschemata, flowsheet-Simulation, Prozessoptimierung, Sicherheitsaspekte,

Wirtschaftlichkeitsbewertung• Anwendung der ingenieurstechnischen Grundlagen im Praktikum• Anwendung verfahrenstechnischer Grundlagen auf Prozesse und Verfahren aus der Industrie

- Chemie: Steamcracker, Methanol, Schwefelsäure, Ammoniak- Grundstoffe: Zement, Zellstoff

Literatur/Lernmaterialien1) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2000. ISBN

9783527306732.2) Baerns, M., et al. Technische Chemie. 2., erw. Aufl. Weinheim: Wiley-VCH, 2013. ISBN 978-3-527-67409-1.3) Weber, K. Engineering verfahrenstechnischer Anlagen. Praxishandbuch mit Checklisten und Beispielen. Berlin: Springer Vieweg,

2014. SpringerLink : Bücher. ISBN 978-3-662-43529-8.4) Perry, R., D. Green und J. Maloney. Perry's chemical engineer's handbook. 7. ed. New York: McGraww-Hill, 1999. ISBN

0-07-049841-5.5) Levenspiel, O. Chemical reaction engineering. 3rd ed. New York: Wiley, 1999. ISBN 047125424X.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 43 hSelbststudium: 87 hPrüfungsvorbereitung: 80 hPraktikum: Präsenszeit: 9 h + Vor- & Nachbereitungszeit: 21 h

Leistungsnachweise/Prüfungen

Die Modulprüfung besteht aus drei Teilleistungen:

1) Eine schriftliche Prüfung im Umfang von 180 Minuten nach § 4 (2) Nr. 1 SPO2) Ein Praktikum Prozess- und Anlagentechnik, unbenotete Studienleistung nach § 4 (3) SPO


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3) Einer Zulassungsklausur zum Praktikum Prozess- und Anlagentechnik, unbenotete Studienleistung nach §4 (3) SPO

NotenbildungModulnote ist die Note der schriftlichen Prüfung.

Lehr- und Lernformen

22301 - Prozess- und Anlagentechnik I, Grundlagen der Ingenieurstechnik, V + Ü, 2 SWS (WS)22302 - Prozess- und Anlagentechnik II, V + Ü, 3 SWS (SS)22311 - Praktikum Prozess- und Anlagentechnik, 1 SWS (WS), Pflicht

DozentenProf. Dr.-Ing. T. Kolb


917 Prozess- und Anlagentechnik1069 Eingangsklausur zum Praktikum Prozess- und Anlagentechnik1070 Praktikum Prozess- und Anlagentechnik

917 Prozess- und Anlagentechnik

ECTS-Punkte: 6.00 Prüfungsform: [KM] Klausur/Mündliche PrüfungPrüfungsdauer: keine Angabe Prüfungsart: [FP] Fachprüfung

1069 Eingangsklausur zum Praktikum Prozess- und Anlagentechnik


1070 Praktikum Prozess- und Anlagentechnik

ECTS-Punkte: 0.00 Prüfungsform: [PR] PraktikumPrüfungsdauer: keine Angabe Prüfungsart: [FP] Fachprüfung


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Modulcode: CIW-CEB-03

Modul 5102 Thermodynamik IIIzugeordnet zu: 5100 Erweiterte Grundlagen


Moduldauer: 1 Semester Modulturnus: jedes 2. Semester, WS

Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Sabine Enders

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Fach "Erweiterte Grundlagen" des Studiengangs M. Sc. Chemieingenieurwesen und Verfahrenstechnik SPO 2016.


Voraussetzungen: keine

Empfehlungen: Thermodynamik I und II

QualifikationszieleDie Studierenden sind vertraut mit den grundlegenden Prinzipien zur Beschreibung von komplexen Mischphasen und vonGleichgewichten einschließlich Gleichgewichten mit chemischen Reaktionen. Sie sind in der Lage, geeignete Stoffmodelle auszuwählenund die Zustandsgrößen realer Mehrstoffsysteme zu berechnen.

InhaltPhasen- und Reaktionsgleichgewichte realer Systeme, Zustandsgleichungen für reale Mischungen, Aktivitätskoeffizientenmodelle,Polymerlösungen, Proteinlösungen, Elektrolytlösungen.

Literatur/Lernmaterialien1) Stephan, P., Schaber, K., Stephan, K., Mayinger, F.: Thermodynamik, Band 2, 15. Auflage, Springer Verlag, 2010. 2) Sandler, S. I.: Chemical, Biochemical and Engineering Thermodynamics, J. Wiley & Sons, 2008.3) Gmehling, J, Kolbe, B., Kleiber, M., Rarey, J.: Chemical Thermodynamics for Process Simulations, Wiley-VCG Verlag, 2012

Arbeitsaufwand

Präsenzzeit: 60 hSelbststudium: 90 hPrüfungsvorbereitung: 30 h

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine schriftliche Prüfung im Umfang von 90 Minuten nach § 4 (2) Nr. 1 SPO.



22008 Thermodynamik III22009 Übung zu Thermodynamik III


1071 Thermodynamik III


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ECTS-Punkte: 6.00 Prüfungsform: [KL] KlausurPrüfungsdauer: keine Angabe Prüfungsart: [FP] Fachprüfung


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Modulcode: CIW-CHEM-04

Modul 5103 Physikalische Chemie mit Praktikumzugeordnet zu: 5100 Erweiterte Grundlagen



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherPD Dr. Detlef Nattland

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Fach "Erweiterte Grundlagen"

Voraussetzungen/EmpfehlungenZur Klausurteilnahme ist das erfolgreich bestandene Praktikum Voraussetzung. Ausnahmen sind nur in begründeten Einzelfällenmöglich.

Qualifikationsziele

V+Ü: Die Studierenden verstehen die wesentlichen Grundlagen der Quantenmechanik, die für die Anwendung der spektroskopischenMethoden erforderlich sind. Sie können die ausgewählten spektroskopischen Methoden verstehen, anwenden und zur Beurteilung,Analyse und Lösung ingenieurwissenschaftlicher Problemstellungen einsetzen.

Sie verstehen den thermodynamischen Formalismus zur Beschreibung von Grenzflächenphänomenen. Sie können Vorgänge der Be-und Entnetzung, der Keimbildung und der Ad- und Desorption im Rahmen dieses Formalismus analysieren.

Sie können elektrochemische Zellen im Rahmen der Thermodynamik heterogener Systeme mit geladenen Teilchen verstehenund analysieren. Sie verstehen das Transportverhalten geladener Teilchen in Lösung. Sie können die Debye-Hückel-Theorie aufthermodynamische und Transport-Phänomene anwenden. Mit Hilfe dieser Kenntnisse können sie sich komplexere elektrochemischeFragestellungen wie z. B. Batterien, Brennstoffzellen und Korrosionsprozesse erarbeiten.

P: Im Rahmen des Praktikums führen sie ausgewählte Projekte durch. Angefangen von vorbereitender Einarbeitung, über diepraktische Bearbeitung, bis hin zur Auswertung der erhaltenen Daten und der schriftlichen Darstellung vertiefen sie Kenntnisse anhandausgewählter experimenteller Beispiele. Sie können die experimentellen Ergebnisse interpretieren in Hinblick auf die wissenschaftlicheAussagekraft und die Genauigkeit.

Inhalt

V+Ü: Darstellung von Grundlagen und Anwendung von chemieingenieurwissenschaftlich relevanten physikalisch-chemischenProblemen:

Grundlagen der Quantenmechanik und ihre Anwendung auf die Spektroskopie, FTIR-Absorptionsspektroskopie, UV-VIS Spektroskopie,Ramanspektroskopie, NMR-Spektroskopie;

Thermodynamik der Grenzflächen, Gibbssche Adsorptionsisotherme, Adsorption an festen Oberflächen, Langmuir- und BET-Isotherme,Keimbildung und Nukleation;

Elektrochemie, Thermodynamik heterogener Systeme unter Einschluss geladener Teilchen, Elektrochemische Zellen,Debye-Hückel-Theorie, Wanderung von Ionen im elektrischen Feld, technische Anwendungsbeispiele der Elektrochemie.

P: Durchführung ausgewählter Versuche aus dem Bereich Physikalische Chemie, Vertiefung der theoretischen Kenntnisse anausgewählten Beispielen.

Literatur/Lernmaterialien1) P. W. Atkins, J. de Paula, Physikalische Chemie (aktuelle Ausgabe), Wiley-VCH, Weinheim2) G. Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie (aktuelle Ausgabe), Wiley-VCH, Weinheim3) Begleitend zu Vorlesung und Übung wird ein kompaktes Skriptum zur Verfügung gestellt.


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Arbeitsaufwand

Präsenszeit V + Ü: 3 SWS; 45 hSelbststudium V+Ü: 45 hPrüfungsvorbereitung: 30 hPraktikum: 4 Versuche; 16 hPraktikum Vor- und Nachbereitung; 44 h


Erfolgskontrolle besteht aus zwei Teilleistungen:

1) Schriftliche Prüfung im Umfang von 90 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 1 SPO.2) Praktikum; unbenotete Studienleistung nach § 4 Abs. 3 SPO.

NotenbildungDie Modulnote ist die Note der schriftlichen Prüfung.


5209 - Physikalische Chemie für Chemieingenieure 2V5210 - Übung zu Physikalische Chemie 1Ü5229 - Physikalisch-chemisches Praktikum für Chemieingenieure

DozentenPD Dr. Detlef Nattland


942 Physikalische Chemie mit Praktikum




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Modulcode: CIW-MVMV-08

Modul 5104 Numerische Strömungssimulationzugeordnet zu: 5100 Erweiterte Grundlagen



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. H. Nirschl


Voraussetzungen/EmpfehlungenVorlesung Fluiddynamik

QualifikationszieleErarbeitung der Grundlagen der Numerischen Strömungstechnik um selbständig Berechnungen durchführen zu können

InhaltNavier-Stokes Gleichungen, numerische Lösungsverfahren, Turbulenz, Mehrphasenströmungen

Literatur/LernmaterialienNirschl: Skript zur Vorlesung CFDFerziger, Peric: Numerische StrömungsmechanikOertel, Laurien: Numerische Strömungsmechanik

Arbeitsaufwand

Präsenzzeit: 64 h Selbststudium: 56 hPrüfungsvorbereitung: 60 h




22958 - Numerische Strömungssimulation, 2V22959 - Übung zu Numerische Strömungssimulation, 1Ü

DozentenProf. Dr.-Ing. H. Nirschl


941 Numerische Strömungssimulation



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Modulcode: CIW-TVT-05

Modul 5105 Thermische Transportprozessezugeordnet zu: 5100 Erweiterte Grundlagen


Moduldauer: 1 Semester Modulturnus: jedes 2. Semester, SS

Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. M. Kind


Voraussetzungen/Empfehlungenkeine

QualifikationszieleDie Studierenden können wissenschaftliche Methoden zur systematischen physikalischen Beschreibung thermischer Transportprozessebei der Modellierung und Simulation verfahrenstechnischer Grundoperationen anwenden. Ferner können die Studierenden dieAnwendung dieser Werkzeuge auf für sie neue Prozesse und Fragestellungen übertragen. Dabei besitzen sie Fertigkeiten in derquantifizierenden Anwendung des erlernten Fachwissens mit Hilfe von numerischen Rechenwerkzeugen

InhaltVertiefte Wärme- und Stoffübertragung und Grundlagen der Prozesssimulation mit Bezug zu thermischen Trennverfahren

Literatur/Lernmaterialien1) v. Böckh/Wetzel: Wärmeübertragung2) Mersmann/Kind/Stichlmair: Thermische Verfahrenstechnik

Arbeitsaufwand




Lehr- und Lernformen22824 - Thermische Transportprozesse, 2V22825 - Übung zu Thermische Transportprozesse 2Ü

DozentenProf. Dr.-Ing. M. Kind, Prof. Dr.-Ing. Th. Wetzel


920 Thermische Transportprozesse



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Modulcode: CIW-MVMG-05

Modul 5106 Partikeltechnikzugeordnet zu: 5100 Erweiterte Grundlagen



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. G. Kasper


Voraussetzungen/EmpfehlungenEmpfehlung: Vorlesung Mechanische Verfahrenstechnik oder gleichwertige Lehrveranstaltung

QualifikationszieleStudierende entwickeln ein fortgeschrittenes Verständnis des Verhaltens von Partikeln und Partikelsystemen in wichtigenIngenieuranwendungen; sie können dieses Verständnis für die Berechnung und Auslegung ausgewählter Prozesse nutzen.

InhaltVerhalten von Partikeln und dispersen Systemen anhand technisch relevanter Problemstellungen und wichtiger Grundoperationen derPartikeltechnik.

Literatur/LernmaterialienSkript, Fachbücher

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine schriftliche Prüfung im Umfang von 120 Minuten nach § 4 (2) Nr. 1 SPO


Lehr- und Lernformen22975 Partikeltechnik, 2V 22976 Übung zu Partikeltechnik, 2 Ü

DozentenProf. Dr. G. Kasper


940 Partikeltechnik

940 Partikeltechnik


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Modul 5107 Kinetik und Katalysezugeordnet zu: 5100 Erweiterte Grundlagen



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. B. Kraushaar-Czarnetzki



QualifikationszieleStudierende werden in die Kinetik von molekularem Transport und chemischen Reaktionen eingeführt. Sie lernen die Katalyseals kinetisches Phänomen kennen und verstehen. Sie sind in der Lage, die Kinetiken von homogen, enzymatisch und heterogenkatalysierten Prozessen zu analysieren und zu deuten.

InhaltKinetische Gastheorie; molekularer Transport in Gasen und Flüssigkeiten; Diffusivität in porösen Feststoffen; molekulareWechselwirkungen und Lennard-Jones Potenzial; Kinetik von Homogenreaktionen; Adsorption an Feststoffoberflächen undSorptionskinetik; Elemente der Kinetik katalysierter Reaktionen (homogene Säure-Base-Katalyse, Enzymkatalyse, heterogeneKatalyse).

Literatur/Lernmaterialien1) B. Kraushaar-Czarnetzki: Skript (https://ilias.studium.kit.edu); 2) P.W. Atkins: Physical Chemistry (Oxford University Press, 1998); 3) R.B. Bird, W.E. Stewart, E.N. Lightfoot: Transport Phenomena (Wiley, 2007)4) B.C. Gates: Catalytic Chemistry (Wiley, 1992)5) G. Ertl: Reactions at Solid Surfaces (Wiley, 2009)

Arbeitsaufwand

Präsenzzeit: 42 hRepetitorium: 28 hSelbststudium: 80 hPrüfungsvorbereitung: 30 h




22119 - Kinetik und Katalyse, 2V22120 - Übung zu Kinetik und Katalyse, 1Ü22121 - Repetitorium zu Kinetik und Katalyse, 2Ü

DozentenProf. Dr. B. Kraushaar-Czarnetzki

939 Kinetik und Katalyse


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Modul 5108 Biotechnologische Stoffproduktionzugeordnet zu: 5100 Erweiterte Grundlagen



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Christoph Syldatk



QualifikationszieleDie Studierenden sind dazu in der Lage, das Wissen über Prozesse zur biotechnologischen Stoffproduktion auf Fragestellungen zuneuen Produktionsprozessen anzuwenden. Sie erkennen gemeinsame Prinzipien und Gesetzmäßigkeiten der verschiedenen Prozesse.Sie können selbstständig Aufgabenstellungen zur Entwicklung von Prozessschemata lösen und dazu das in der Vorlesung vermittelteWissen gebrauchen.

InhaltNach einem Überblick über die geschichtliche Entwicklung der Biotechnologie werden zunächst gemeinsame Grundprinzipienbiotechnologischer Produktionsverfahren vorgestellt. An aktuellen Beispielen werden zunächst mikrobielle Verfahren der IndustriellenBiotechnologie, der Naturstoffproduktion mit pflanzlichen Zellkulturen und der pharmazeutischen Biotechnologie mit tierischenZellkulturen sowie wichtige enzymatische Verfahren vorgestellt. Dieses beinhaltet u.a. die Herstellung mikrobieller Biomasse,organischer Säuren, von Alkoholen und Ketonen, Aminosäuren, Vitaminen, Antibiotika, Enzymen, Biopolymeren, Aromastoffen sowievon Naturstoffen mit pflanzlichen Zellkulturen sowie von monoklonalen Antikörpern und Biopharmazeutika mit tierischen Zellkulturen imindustriellen Maßstab.

Literatur/Lernmaterialien1) H. Sahm, G. Antranikian, K.-P. Stahmann, R. Takors (Eds.): Industrielle Mikrobiologie, Springer-Spektrum-Verlag 2012 (ISBN

978-3-8274-3039-7)2) H. Chmiel (Ed.): Bioprozesstechnik, Springer-Spektrum-Verlag 3. Auflage 2011 (ISBN 978-3-8274-2476-1

Arbeitsaufwand

Präsenzzeit: 60 h Selbststudium: 40 hVorbereitung Referat im Rahmen des Seminars: 20 hPrüfungsvorbereitung: 60 h



Lehr- und Lernformen22410 - Biotechnologische Stoffproduktion, 4V mit integriertem Seminar

DozentenProf. Dr. Christoph Syldatk


1074 Biotechnologische Stoffproduktion


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Modul 5109 Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahrenzugeordnet zu: 5100 Erweiterte Grundlagen



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Jürgen Hubbuch



QualifikationszieleProzessentwicklung biopharmazeutischer Aufarbeitungsprozesse

InhaltDetaillierte Diskussion biopharmazeutischer Aufarbeitungsprozesse

Literatur/LernmaterialienVorlesungsskript

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine schriftliche Prüfung

NotenbildungModulnote ist die Note der schriftlichen Prüfung

Lehr- und Lernformen22705 - Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahren, 3V22706 - Übung zu Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahren, 1Ü

DozentenProf. Dr.-Ing. Jürgen Hubbuch


915 Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahren




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Modul 5110 Integrierte Bioprozessezugeordnet zu: 5100 Erweiterte Grundlagen



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Clemens Posten



QualifikationszieleDie Studierenden können neue Bioprozesse kreativ und vernetzt entwickeln

InhaltVorstellung und Diskussion aktueller Bioprozesse im technischen und gesellschaftlichen Zusammenhang

Literatur/LernmaterialienC. Posten: Integrated Bioprocesses, De Gruyter, Berlin; Skript

Arbeitsaufwand




Lehr- und Lernformen2 * 2 h Vorlesung / Woche im Sommersemester

DozentenProf. Dr.-Ing. Clemens Posten

Allgemeine HinweiseDie mündliche Prüfung "integrierte Bioprozesse" im Rahmen des Vertiefungsfachs "Bioverfahrenstechnik" (SPO 2012) kann NICHT imFach "Erweiterte Grundlagen" angerechnet werden!


1072 Integrierte Bioprozesse




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Modul 5111 Ausgewählte Formulierungstechnologienzugeordnet zu: 5100 Erweiterte Grundlagen



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Heike P. Schuchmann

Einordnung in Studiengang/ -fach

Wahlpflicht im Fach "Erweiterte Grundlagen"


Qualifikationsziele

Die Studierenden verstehen die Anforderungen an Formulierungen aus dem Bereich Life Sciences. Sie können geeignete Matrix- undHilfsstoffe auswählen. Sie kennen die Grundlagen zur Herstellung von flüssigen und festen Formulierungen und können ausgewählteVerfahren (s. Inhalte) auslegen. Sie kennen geeignete konventionelle und innovative Apparate. Sie identifizieren Zusammenhängezwischen Prozessparametern und qualitätsbestimmenden Eigenschaften von Formulierungen. Sie können Prozesswissen zwischeneinzelnen Produktgruppen übertragen.Die Studierenden sind in der Lage, relevante Produkteigenschaften zu benennen und kennen Methoden, diese mit wissenschaftlichenMethoden zu charakterisieren. Sie können den Zusammenhang zwischen physikalischen Eigenschaften einer Formulierung undQualitätsparametern erläutern. Darauf aufbauend können sie geeignete Messmethoden für die Beurteilung relevanter Eigenschaftenauswählen und kennen Möglichkeiten und Grenzen der Anwendung.

Inhalt

Hilfs- und Effektstoffe: (LV FT1: U. van der Schaaf/LVT) Stoffklassen: Molekularer Aufbau und Eigenschaften;Aufgaben und Funktionen: z.B. Grenzflächenaktivität und Modulation der Fließeigenschaften; Messverfahren und neue Entwicklungen

Emulgieren und Dispergieren: (LV FT2: H.P. Schuchmann/LVT) Besonderheiten flüssiger Formulierungen; Ziele der Verfahren; Grundlagen der Zerkleinerung und Stabilisierung von Tropfenund Partikeln in flüssiger Umgebung; Apparatetechnische Umsetzung: Anlagenaufbau und Prozessauslegung; Prozess- undEigenschaftsfunktionen; Beurteilung der Produktqualität: Grundlagen und Messverfahren; neue Entwicklungen.

Trocknen von Dispersionen: (LV FT3: H.P. Schuchmann/LVT) Ziele der Trocknung, Grundlagen der Haltbarkeit; Verfahren am Beispiel Sprühtrocknung, Walzentrocknung, Gefriertrocknung:Verfahrensprinzip, Anlagenaufbau und -auslegung, Prozessfunktionen. Beurteilung der Qualität von Pulvern, Instanteigenschaften:Grundlagen und Messverfahren. Agglomeration zur Verbesserung der Instanteigenschaften.

Extrusionstechnik: (LV FT4: M. A. Emin/LVT) Grundlagen der Extrusionstechnik und der Gestaltung von extrudierten Produkten: Apparateaufbau, Verfahrensauslegung,Charakterisierung des Prozesses und der Produkte (Grundlagen der Mess- und Modellierungstechnik). Vorlesung ist Voraussetzung fürein Praktikum, das im Rahmen des NF oder VF LVT gewählt werden kann

Literatur/Lernmaterialien• Vorlesungsskript (KIT Studierendenportal)• Köhler, K., Schuchmann, H. P.: Emulgiertechnik, 3. Auflage, Behr's Verlag, Hamburg, 978-3-89947-869-3, 2012.• Bouvier, J., Campanella, O.H.: Extrusion Processing Technology: Food and Non-Food Biomaterials, Wiley-Blackwell, 2014• McClements, D. J.: Food Emulsions, 3. Auflage, CRC Press, 978-1-49872-668-9, 2015• Mezger, T.G.: Das Rheologie Handbuch, 4. Auflage, Vincentz Network, 978-3866308633, 2012

Arbeitsaufwand


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22209 - Hilfs- und Effektstoffe, V 1 SWS22229 - Emulgieren und Dispergieren, V 1 SWS22226 - Trocknen von Dispersionen, V 1 SWS22246 - Extrusionstechnik, V 1 SWS

DozentenProf. Dr.-Ing. Heike P. Schuchmann, Dr.-Ing. Ulrike van der Schaaf, Dr.- Ing. Azad Emin

Grundlage fürVertiefungsfach Lebensmittelverfahrenstechnik

Allgemeine HinweiseDas Modul kann alternativ im Vertiefungsfach "Produktgestaltung" gewählt werden (mit abweichender Erfolgskontrolle undabweichenden LPs)


1073 Klausur Ausgewählte Formulierungstechnologien




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Fach 5200 Technisches Ergänzungsfachzugeordnet zu: 5005 Gesamtkonto


Erfolgskontrolle in allen Modulen ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 30 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO MasterBioingenieurwesen 2016.

Wichtig: Für Module der Vertiefungsfächer ist teilweise eine abweichende Prüfungsdauer angegeben. Insbesondere inVertiefungsfächern, die mit einer Blockprüfung über alle Module abgeschlossen werden, ist die Prüfungsdauer für die einzelnen Modulehäufig geringer. Im Technische Ergänzungsfach beträgt die Prüfungsdauer in der Regel 30 Minuten!

Allgemeine Hinweise

Im Technischen Ergänzungsfach sollten zwei Module gewählt werden. Neben Module, die im Folgenden aufgeführt sind, sind alleModule aus den 15 Vertiefungsfächern auch im Technische Ergänzungsfach wählbar.

Es wird empfohlen Module aus Vertiefungsfächern zu belegen, die NICHT Bestandteil der zwei gewählten Vertiefungsfächern sind.

Zugeordnet: 5102 Thermodynamik III5103 Physikalische Chemie mit Praktikum5104 Numerische Strömungssimulation5105 Thermische Transportprozesse5106 Partikeltechnik5107 Kinetik und Katalyse5108 Biotechnologische Stoffproduktion5109 Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahren5110 Integrierte Bioprozesse5111 Ausgewählte Formulierungstechnologien5201 Moderne Messtechniken zur Prozessoptimierung5202 Entwicklung eines innovativen Lebensmittelprodukts5203 Verfahrensentwicklung in der Chemischen Industrie6101 Rheologie und Verfahrenstechnik disperser Systeme6102 Rheologie und Verfahrenstechnik von Polymeren6103 Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluide6104 Rheologie in der Verfahrenstechnik6105 Dimensionsanalyse strömungsmechanischer

Fragestellungen6106 Beispiele mechanischer Formulierungsverfahren:

Emulgieren, Dispergieren, Extrusion6107 Einführung in die Agglomerationstechnik6108 Mischen und Rühren6109 Grundlagen der Herstellungsverfahren der Keramik und

Pulvermetallurgie6110 Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle I6111 Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle II6112 Trocknungstechnik - dünne Schichten und poröse Stoffe6113 Mikrofluidik6201 Gas-Partikel-Systeme I - Transport & Partikelmesstechnik *6301 Fest Flüssig Trennung6302 Verarbeitung nanoskaliger Partikel


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6303 Nanopartikel - Struktur und Funktion6304 Gas-Partikel-Trennverfahren6305 Verfahrenstechnische Apparate und Maschinen und ihre

Prozessintegration6306 Materialien für elektrochemische Speicher6307 Datenanalyse und Statistik6308 Instrumentelle Analytik6309 Partikelmesstechnik und Anwendungen6310 Kernspintomographie6311 Grenzflächeneffekte in der Verfahrenstechnik6312 Projektorientiertes Softwarepraktikum6401 Water Technology6402 Energie und Umwelt6403 Process Engineering in Wastewater Treatment6404 Umweltbiotechnologie6405 Brennstofftechnik6406 Sicherheitstechnik für Prozesse und Anlagen6501 Wärmeübertragung II6502 Thermische Trennverfahren II6503 Stoffübertragung II6504 Industrielle Kristallisation6505 Wärmeübertrager6506 Statistische Thermodynamik6507 Thermodynamik der Phasengleichgewichte6508 Theorie turbulenter Strömungen ohne und mit überlagerter

Verbrennung6509 Hochtemperatur-Verfahrenstechnik6510 Miniaturisierte Wärmeübertrager6511 Angewandte Molekulare Thermodynamik6512 Messtechnik in der Themofluiddynamik6513 Solare Prozesstechnik6601 Produktgestaltung: Grundlagen und ausgewählte Beispiele6602 Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxis6701 Reaktionstechnik mehrphasiger Systeme6702 Heterogene Katalyse II6703 Reaktionskinetik6704 Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik mit

Praktikum6705 Auslegung von Mikroreaktoren6706 Katalytische Mikroreaktoren mit Praktikum6707 Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik6708 Katalytische Mikroreaktoren6709 Sol-Gel-Prozesse6801 Energieträger aus Biomasse6803 Katalytische Verfahren der Gastechnik6804 Raffinerietechnik - flüssige Energieträger6805 Technical Systems for Thermal Waste Treatment6806 Grundlagen der Verbrennungstechnik6807 Angewandte Verbrennungstechnik6808 Chemische Verfahrenstechnik II6901 Kältetechnik B - Grundlagen der industriellen Gasgewinnung


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6902 Kryotechnik A - Physikalisch Grundlagen derTieftemperaturtechnik

6903 Kryotechnik B - Konzeption von Tieftemperaturanlagen6904 Grenzflächenthermodynamik6905 Überkritische Fluide und deren Anwendungen6906 Vakuumtechnik I7001 Lebensmittelverfahrenstechnisches Praktikum7002 Mikrobiologie für Ingenieure7003 Grundlagen der Lebensmittelchemie7004 Membranverfahren und Exkursionen7101 Wasserbeurteilung7102 Praktikum Wassertechnologie und Wasserbeurteilung7103 Struktur und Reaktionen aquatischer Huminstoffe7104 Biofilm Systems7201 Verbrennung und Umwelt7202 Auslegung einer Gasturbinenbrennkammer7203 Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien7204 Verbrennungstechnisches Praktikum7205 Energietechnik7206 Strömungs- und Verbrennungsinstabilitäten in technischen

Feuerungssystemen7301 Industrielle Biokatalyse7302 Zellkulturtechnik7303 Kommerzielle Biotechnologie7304 Biobasierte Kunststoffe7305 Industrielle Genetik7501 Industrielle Prozesstechnologie, Formulierung und

Darreichung biopharmazeutischer Wirkstoffe7502 Industrielle Prozesstechnologie und Prozessmodellierung in

der Aufarbeitung7503 Formulierung und Darreichung biopharmazeutischer

Wirkstoffe7504 Prozessmodellierung in der Aufarbeitung7505 Ersatz menschlicher Organe durch technische Systeme7506 Grundlagen der Medizin für Ingenieure7507 BioMEMS I - Mikrosystemtechnik für Life-Sciences und

Medizin7508 BioMEMS II7509 BioMEMS III7510 BioMEMS IV7511 BioMEMS V7512 Lebensmitteltoxikologie7706 Bioelektrochemie und Biosensoren7707 Biomimetische Grenzflächen und Biokonjugation


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Modulcode: CIW-CEB-03

Modul 5102 Thermodynamik IIIzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch




Voraussetzungen: keine

Empfehlungen: Thermodynamik I und II

QualifikationszieleDie Studierenden sind vertraut mit den grundlegenden Prinzipien zur Beschreibung von komplexen Mischphasen und vonGleichgewichten einschließlich Gleichgewichten mit chemischen Reaktionen. Sie sind in der Lage, geeignete Stoffmodelle auszuwählenund die Zustandsgrößen realer Mehrstoffsysteme zu berechnen.

InhaltPhasen- und Reaktionsgleichgewichte realer Systeme, Zustandsgleichungen für reale Mischungen, Aktivitätskoeffizientenmodelle,Polymerlösungen, Proteinlösungen, Elektrolytlösungen.

Literatur/Lernmaterialien1) Stephan, P., Schaber, K., Stephan, K., Mayinger, F.: Thermodynamik, Band 2, 15. Auflage, Springer Verlag, 2010. 2) Sandler, S. I.: Chemical, Biochemical and Engineering Thermodynamics, J. Wiley & Sons, 2008.3) Gmehling, J, Kolbe, B., Kleiber, M., Rarey, J.: Chemical Thermodynamics for Process Simulations, Wiley-VCG Verlag, 2012

Arbeitsaufwand





22008 Thermodynamik III22009 Übung zu Thermodynamik III




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Modulcode: CIW-CHEM-04

Modul 5103 Physikalische Chemie mit Praktikumzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherPD Dr. Detlef Nattland


Voraussetzungen/EmpfehlungenZur Klausurteilnahme ist das erfolgreich bestandene Praktikum Voraussetzung. Ausnahmen sind nur in begründeten Einzelfällenmöglich.

Qualifikationsziele

V+Ü: Die Studierenden verstehen die wesentlichen Grundlagen der Quantenmechanik, die für die Anwendung der spektroskopischenMethoden erforderlich sind. Sie können die ausgewählten spektroskopischen Methoden verstehen, anwenden und zur Beurteilung,Analyse und Lösung ingenieurwissenschaftlicher Problemstellungen einsetzen.

Sie verstehen den thermodynamischen Formalismus zur Beschreibung von Grenzflächenphänomenen. Sie können Vorgänge der Be-und Entnetzung, der Keimbildung und der Ad- und Desorption im Rahmen dieses Formalismus analysieren.

Sie können elektrochemische Zellen im Rahmen der Thermodynamik heterogener Systeme mit geladenen Teilchen verstehenund analysieren. Sie verstehen das Transportverhalten geladener Teilchen in Lösung. Sie können die Debye-Hückel-Theorie aufthermodynamische und Transport-Phänomene anwenden. Mit Hilfe dieser Kenntnisse können sie sich komplexere elektrochemischeFragestellungen wie z. B. Batterien, Brennstoffzellen und Korrosionsprozesse erarbeiten.

P: Im Rahmen des Praktikums führen sie ausgewählte Projekte durch. Angefangen von vorbereitender Einarbeitung, über diepraktische Bearbeitung, bis hin zur Auswertung der erhaltenen Daten und der schriftlichen Darstellung vertiefen sie Kenntnisse anhandausgewählter experimenteller Beispiele. Sie können die experimentellen Ergebnisse interpretieren in Hinblick auf die wissenschaftlicheAussagekraft und die Genauigkeit.

Inhalt

V+Ü: Darstellung von Grundlagen und Anwendung von chemieingenieurwissenschaftlich relevanten physikalisch-chemischenProblemen:

Grundlagen der Quantenmechanik und ihre Anwendung auf die Spektroskopie, FTIR-Absorptionsspektroskopie, UV-VIS Spektroskopie,Ramanspektroskopie, NMR-Spektroskopie;

Thermodynamik der Grenzflächen, Gibbssche Adsorptionsisotherme, Adsorption an festen Oberflächen, Langmuir- und BET-Isotherme,Keimbildung und Nukleation;

Elektrochemie, Thermodynamik heterogener Systeme unter Einschluss geladener Teilchen, Elektrochemische Zellen,Debye-Hückel-Theorie, Wanderung von Ionen im elektrischen Feld, technische Anwendungsbeispiele der Elektrochemie.

P: Durchführung ausgewählter Versuche aus dem Bereich Physikalische Chemie, Vertiefung der theoretischen Kenntnisse anausgewählten Beispielen.

Literatur/Lernmaterialien1) P. W. Atkins, J. de Paula, Physikalische Chemie (aktuelle Ausgabe), Wiley-VCH, Weinheim2) G. Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie (aktuelle Ausgabe), Wiley-VCH, Weinheim3) Begleitend zu Vorlesung und Übung wird ein kompaktes Skriptum zur Verfügung gestellt.


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Arbeitsaufwand

Präsenszeit V + Ü: 3 SWS; 45 hSelbststudium V+Ü: 45 hPrüfungsvorbereitung: 30 hPraktikum: 4 Versuche; 16 hPraktikum Vor- und Nachbereitung; 44 h


Erfolgskontrolle besteht aus zwei Teilleistungen:

1) Schriftliche Prüfung im Umfang von 90 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 1 SPO.2) Praktikum; unbenotete Studienleistung nach § 4 Abs. 3 SPO.

NotenbildungDie Modulnote ist die Note der schriftlichen Prüfung.


5209 - Physikalische Chemie für Chemieingenieure 2V5210 - Übung zu Physikalische Chemie 1Ü5229 - Physikalisch-chemisches Praktikum für Chemieingenieure

DozentenPD Dr. Detlef Nattland






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Modulcode: CIW-MVMV-08

Modul 5104 Numerische Strömungssimulationzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch



Voraussetzungen/EmpfehlungenVorlesung Fluiddynamik

QualifikationszieleErarbeitung der Grundlagen der Numerischen Strömungstechnik um selbständig Berechnungen durchführen zu können

InhaltNavier-Stokes Gleichungen, numerische Lösungsverfahren, Turbulenz, Mehrphasenströmungen

Literatur/LernmaterialienNirschl: Skript zur Vorlesung CFDFerziger, Peric: Numerische StrömungsmechanikOertel, Laurien: Numerische Strömungsmechanik

Arbeitsaufwand





22958 - Numerische Strömungssimulation, 2V22959 - Übung zu Numerische Strömungssimulation, 1Ü

DozentenProf. Dr.-Ing. H. Nirschl





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Modulcode: CIW-TVT-05

Modul 5105 Thermische Transportprozessezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. M. Kind



QualifikationszieleDie Studierenden können wissenschaftliche Methoden zur systematischen physikalischen Beschreibung thermischer Transportprozessebei der Modellierung und Simulation verfahrenstechnischer Grundoperationen anwenden. Ferner können die Studierenden dieAnwendung dieser Werkzeuge auf für sie neue Prozesse und Fragestellungen übertragen. Dabei besitzen sie Fertigkeiten in derquantifizierenden Anwendung des erlernten Fachwissens mit Hilfe von numerischen Rechenwerkzeugen

InhaltVertiefte Wärme- und Stoffübertragung und Grundlagen der Prozesssimulation mit Bezug zu thermischen Trennverfahren

Literatur/Lernmaterialien1) v. Böckh/Wetzel: Wärmeübertragung2) Mersmann/Kind/Stichlmair: Thermische Verfahrenstechnik

Arbeitsaufwand




Lehr- und Lernformen22824 - Thermische Transportprozesse, 2V22825 - Übung zu Thermische Transportprozesse 2Ü

DozentenProf. Dr.-Ing. M. Kind, Prof. Dr.-Ing. Th. Wetzel





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Modulcode: CIW-MVMG-05

Modul 5106 Partikeltechnikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. G. Kasper


Voraussetzungen/EmpfehlungenEmpfehlung: Vorlesung Mechanische Verfahrenstechnik oder gleichwertige Lehrveranstaltung

QualifikationszieleStudierende entwickeln ein fortgeschrittenes Verständnis des Verhaltens von Partikeln und Partikelsystemen in wichtigenIngenieuranwendungen; sie können dieses Verständnis für die Berechnung und Auslegung ausgewählter Prozesse nutzen.

InhaltVerhalten von Partikeln und dispersen Systemen anhand technisch relevanter Problemstellungen und wichtiger Grundoperationen derPartikeltechnik.

Literatur/LernmaterialienSkript, Fachbücher

Arbeitsaufwand




Lehr- und Lernformen22975 Partikeltechnik, 2V 22976 Übung zu Partikeltechnik, 2 Ü

DozentenProf. Dr. G. Kasper


940 Partikeltechnik

940 Partikeltechnik


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Modul 5107 Kinetik und Katalysezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. B. Kraushaar-Czarnetzki



QualifikationszieleStudierende werden in die Kinetik von molekularem Transport und chemischen Reaktionen eingeführt. Sie lernen die Katalyseals kinetisches Phänomen kennen und verstehen. Sie sind in der Lage, die Kinetiken von homogen, enzymatisch und heterogenkatalysierten Prozessen zu analysieren und zu deuten.

InhaltKinetische Gastheorie; molekularer Transport in Gasen und Flüssigkeiten; Diffusivität in porösen Feststoffen; molekulareWechselwirkungen und Lennard-Jones Potenzial; Kinetik von Homogenreaktionen; Adsorption an Feststoffoberflächen undSorptionskinetik; Elemente der Kinetik katalysierter Reaktionen (homogene Säure-Base-Katalyse, Enzymkatalyse, heterogeneKatalyse).

Literatur/Lernmaterialien1) B. Kraushaar-Czarnetzki: Skript (https://ilias.studium.kit.edu); 2) P.W. Atkins: Physical Chemistry (Oxford University Press, 1998); 3) R.B. Bird, W.E. Stewart, E.N. Lightfoot: Transport Phenomena (Wiley, 2007)4) B.C. Gates: Catalytic Chemistry (Wiley, 1992)5) G. Ertl: Reactions at Solid Surfaces (Wiley, 2009)

Arbeitsaufwand

Präsenzzeit: 42 hRepetitorium: 28 hSelbststudium: 80 hPrüfungsvorbereitung: 30 h




22119 - Kinetik und Katalyse, 2V22120 - Übung zu Kinetik und Katalyse, 1Ü22121 - Repetitorium zu Kinetik und Katalyse, 2Ü

DozentenProf. Dr. B. Kraushaar-Czarnetzki



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Modul 5108 Biotechnologische Stoffproduktionzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Christoph Syldatk



QualifikationszieleDie Studierenden sind dazu in der Lage, das Wissen über Prozesse zur biotechnologischen Stoffproduktion auf Fragestellungen zuneuen Produktionsprozessen anzuwenden. Sie erkennen gemeinsame Prinzipien und Gesetzmäßigkeiten der verschiedenen Prozesse.Sie können selbstständig Aufgabenstellungen zur Entwicklung von Prozessschemata lösen und dazu das in der Vorlesung vermittelteWissen gebrauchen.

InhaltNach einem Überblick über die geschichtliche Entwicklung der Biotechnologie werden zunächst gemeinsame Grundprinzipienbiotechnologischer Produktionsverfahren vorgestellt. An aktuellen Beispielen werden zunächst mikrobielle Verfahren der IndustriellenBiotechnologie, der Naturstoffproduktion mit pflanzlichen Zellkulturen und der pharmazeutischen Biotechnologie mit tierischenZellkulturen sowie wichtige enzymatische Verfahren vorgestellt. Dieses beinhaltet u.a. die Herstellung mikrobieller Biomasse,organischer Säuren, von Alkoholen und Ketonen, Aminosäuren, Vitaminen, Antibiotika, Enzymen, Biopolymeren, Aromastoffen sowievon Naturstoffen mit pflanzlichen Zellkulturen sowie von monoklonalen Antikörpern und Biopharmazeutika mit tierischen Zellkulturen imindustriellen Maßstab.

Literatur/Lernmaterialien1) H. Sahm, G. Antranikian, K.-P. Stahmann, R. Takors (Eds.): Industrielle Mikrobiologie, Springer-Spektrum-Verlag 2012 (ISBN

978-3-8274-3039-7)2) H. Chmiel (Ed.): Bioprozesstechnik, Springer-Spektrum-Verlag 3. Auflage 2011 (ISBN 978-3-8274-2476-1

Arbeitsaufwand

Präsenzzeit: 60 h Selbststudium: 40 hVorbereitung Referat im Rahmen des Seminars: 20 hPrüfungsvorbereitung: 60 h



Lehr- und Lernformen22410 - Biotechnologische Stoffproduktion, 4V mit integriertem Seminar

DozentenProf. Dr. Christoph Syldatk




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Modul 5109 Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahrenzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Jürgen Hubbuch



QualifikationszieleProzessentwicklung biopharmazeutischer Aufarbeitungsprozesse

InhaltDetaillierte Diskussion biopharmazeutischer Aufarbeitungsprozesse

Literatur/LernmaterialienVorlesungsskript

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine schriftliche Prüfung


Lehr- und Lernformen22705 - Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahren, 3V22706 - Übung zu Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahren, 1Ü

DozentenProf. Dr.-Ing. Jürgen Hubbuch






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Modul 5110 Integrierte Bioprozessezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Clemens Posten



QualifikationszieleDie Studierenden können neue Bioprozesse kreativ und vernetzt entwickeln

InhaltVorstellung und Diskussion aktueller Bioprozesse im technischen und gesellschaftlichen Zusammenhang

Literatur/LernmaterialienC. Posten: Integrated Bioprocesses, De Gruyter, Berlin; Skript

Arbeitsaufwand




Lehr- und Lernformen2 * 2 h Vorlesung / Woche im Sommersemester

DozentenProf. Dr.-Ing. Clemens Posten

Allgemeine HinweiseDie mündliche Prüfung "integrierte Bioprozesse" im Rahmen des Vertiefungsfachs "Bioverfahrenstechnik" (SPO 2012) kann NICHT imFach "Erweiterte Grundlagen" angerechnet werden!






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Modul 5111 Ausgewählte Formulierungstechnologienzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch



Wahlpflicht im Fach "Erweiterte Grundlagen"


Qualifikationsziele

Die Studierenden verstehen die Anforderungen an Formulierungen aus dem Bereich Life Sciences. Sie können geeignete Matrix- undHilfsstoffe auswählen. Sie kennen die Grundlagen zur Herstellung von flüssigen und festen Formulierungen und können ausgewählteVerfahren (s. Inhalte) auslegen. Sie kennen geeignete konventionelle und innovative Apparate. Sie identifizieren Zusammenhängezwischen Prozessparametern und qualitätsbestimmenden Eigenschaften von Formulierungen. Sie können Prozesswissen zwischeneinzelnen Produktgruppen übertragen.Die Studierenden sind in der Lage, relevante Produkteigenschaften zu benennen und kennen Methoden, diese mit wissenschaftlichenMethoden zu charakterisieren. Sie können den Zusammenhang zwischen physikalischen Eigenschaften einer Formulierung undQualitätsparametern erläutern. Darauf aufbauend können sie geeignete Messmethoden für die Beurteilung relevanter Eigenschaftenauswählen und kennen Möglichkeiten und Grenzen der Anwendung.

Inhalt

Hilfs- und Effektstoffe: (LV FT1: U. van der Schaaf/LVT) Stoffklassen: Molekularer Aufbau und Eigenschaften;Aufgaben und Funktionen: z.B. Grenzflächenaktivität und Modulation der Fließeigenschaften; Messverfahren und neue Entwicklungen


Trocknen von Dispersionen: (LV FT3: H.P. Schuchmann/LVT) Ziele der Trocknung, Grundlagen der Haltbarkeit; Verfahren am Beispiel Sprühtrocknung, Walzentrocknung, Gefriertrocknung:Verfahrensprinzip, Anlagenaufbau und -auslegung, Prozessfunktionen. Beurteilung der Qualität von Pulvern, Instanteigenschaften:Grundlagen und Messverfahren. Agglomeration zur Verbesserung der Instanteigenschaften.

Extrusionstechnik: (LV FT4: M. A. Emin/LVT) Grundlagen der Extrusionstechnik und der Gestaltung von extrudierten Produkten: Apparateaufbau, Verfahrensauslegung,Charakterisierung des Prozesses und der Produkte (Grundlagen der Mess- und Modellierungstechnik). Vorlesung ist Voraussetzung fürein Praktikum, das im Rahmen des NF oder VF LVT gewählt werden kann

Literatur/Lernmaterialien• Vorlesungsskript (KIT Studierendenportal)• Köhler, K., Schuchmann, H. P.: Emulgiertechnik, 3. Auflage, Behr's Verlag, Hamburg, 978-3-89947-869-3, 2012.• Bouvier, J., Campanella, O.H.: Extrusion Processing Technology: Food and Non-Food Biomaterials, Wiley-Blackwell, 2014• McClements, D. J.: Food Emulsions, 3. Auflage, CRC Press, 978-1-49872-668-9, 2015• Mezger, T.G.: Das Rheologie Handbuch, 4. Auflage, Vincentz Network, 978-3866308633, 2012

Arbeitsaufwand


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22209 - Hilfs- und Effektstoffe, V 1 SWS22229 - Emulgieren und Dispergieren, V 1 SWS22226 - Trocknen von Dispersionen, V 1 SWS22246 - Extrusionstechnik, V 1 SWS

DozentenProf. Dr.-Ing. Heike P. Schuchmann, Dr.-Ing. Ulrike van der Schaaf, Dr.- Ing. Azad Emin

Grundlage fürVertiefungsfach Lebensmittelverfahrenstechnik

Allgemeine HinweiseDas Modul kann alternativ im Vertiefungsfach "Produktgestaltung" gewählt werden (mit abweichender Erfolgskontrolle undabweichenden LPs)






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Modul 5201 Moderne Messtechniken zur Prozessoptimierungzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Marc Regier

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Fach „Technisches Ergänzungsfach“


QualifikationszieleDie Studenten können typische Produktionsprobleme identifizieren und entsprechende Messgrößen zur Ursachenfindung auswählen.Sie sind dazu fähig, zu entscheiden, welche Messmethode geeignet ist, die Messaufgabe mit der erforderlichen Genauigkeit undReproduzierbarkeit zu lösen, um zur Prozessoptimierung beizutragen.

InhaltTypische Produktionsprobleme bei der Lebensmittelherstellung anhand von Fallbeispielen und Lösungsmöglichkeiten. Messmethodikenfür Temperatur, Masse, Dichte, Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit, 'Stoffleitfähigkeit', Sorptionsisotherme, (Di)elektrischeEigenschaften, Magnetische Eigenschaften (NMR, MRI), Nutzen der Modellierung zur Optimierung.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 15 h (Blockvorlesung)Selbststudium: 30 hPrüfungsvorbereitung: 15h

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 15-20 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO

NotenbildungModulnote ist die Note der mündlichen Prüfung.

Lehr- und Lernformen22218 – Moderne Messtechniken zur Prozessoptimierung

DozentenProf. Dr.-Ing. Marc Regier

Allgemeine HinweiseBlockveranstaltung, Termin nach Absprache


375 Moderne Messtechniken zur Prozessoptimierung

375 Moderne Messtechniken zur Prozessoptimierung

ECTS-Punkte: 4.00 Prüfungsform: [M] Mündliche PrüfungPrüfungsdauer: keine Angabe Prüfungsart: [FP] Fachprüfung


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Modul 5202 Entwicklung eines innovativen Lebensmittelproduktszugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherDr.-Ing. Ulrike van der Schaaf

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Fach "Technisches Ergänzungsfach"

Voraussetzungen/EmpfehlungenDer Besuch von Vorlesungen der Vertiefungsfächer Lebensmittelverfahrenstechnik und/oder Produktgestaltung wird empfohlen.

Qualifikationsziele

Die Studierenden können ihr bisheriges Wissen über Lebensmittel und ihre Herstellung nutzen, um selbst ein innovativesLebensmittelprodukt sowie einen sinnvollen Herstellungsprozess unter Berücksichtigung der Aspekte Energieeffizienz undNachhaltigkeit zu entwickeln. Die Studierenden können Grundprinzipien des Scale ups in der Lebensmittelherstellung sowie Strategienzur großmaßstäblichen Gewährleistung der Lebensmittelqualität und –sicherheit anwenden und in Bezug auf ihr eigenes Produktevaluieren. Sie sind mit den grundlegenden Konzepten des Marketings und der Verpackungstechnologie vertraut, können dieseanwenden und bezogen auf ihr Produkt analysieren.

Die Studierenden können Grundprinzipien des Projektmanagements am Beispiel der Entwicklung eines Lebensmittelproduktsanwenden und evaluieren.

InhaltEntwicklung eines Lebensmittelprodukts bis zur Marktreife (dies beinhaltet u.a. Lebensmittelqualität und –sicherheit, Scale-up,Marketing, Verpackung, Energieeffizienz, Nachhaltigkeit etc.); Projektmanagement

Arbeitsaufwand

Praktische Arbeit: 100 hSelbststudium: 30 hAusarbeitung des Exposés: 30 hVorbereitung auf das Kolloquium: 20 h


Erfolgskontrolle ist

1) eine mündliche Prüfung (Kolloquium) im Umfang von 20 Minuten2) eine schriftliche Ausarbeitung

NotenbildungDie Modulnote setzt sich zusammen aus der Note der mündlichen Prüfung und der Note des auszuarbeitenden Exposés.

DozentenDr.-Ing. Ulrike van der Schaaf

Allgemeine HinweiseEs besteht die Möglichkeit zur Teilnahme am Wettbewerb „EcoTrophelia“.


354 Entwicklung eines innovativen Lebensmittelprodukts


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354 Entwicklung eines innovativen Lebensmittelprodukts



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Modul 5203 Verfahrensentwicklung in der Chemischen Industriezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherDr. Jürgen Dahlhaus

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlfplficht im Fach "Technisches Ergänzungsfach"

Voraussetzungen/EmpfehlungenDas Modul wird Studierenden empfohlen, die bereits weit im Studium fortgeschritten sind.

QualifikationszieleDie Studierenden haben einen praxisnahen Einblick in die Erfordernisse und Vorgehensweisen bei der Prozessgestaltung in derChemischen Industrie gewonnen. Sie sind in der Lage, einfache Zusammenhänge und Fragestellungen mit industriellem Kontext zuverstehen und kompetent zu beurteilen und dabei ihr im Studium erlerntes Wissen an praktischen Beispielen zu spiegeln.

InhaltIn der Vorlesung werden anhand von Vorträgen, praktischen Beispielen, Übungen und Betriebsbesichtigungen die Erfordernisse an unddie Vorgehensweise bei der Verfahrensentwicklung in der Chemischen Industrie behandelt.

Literatur/LernmaterialienSkript

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist ein schriftlicher Test, der zum Ende der Veranstaltung durchgeführt wird.

NotenbildungModulnote ist die Note des schriftlichen Tests.

Lehr- und Lernformen22820 Blockveranstaltung

DozentenDr. Jürgen Dahlhaus

Allgemeine HinweiseTäglicher Bustransport von KIT-CS nach Ludwigshafen und zurück


1110 Verfahrensentwicklung in der Chemischen Industrie

1110 Verfahrensentwicklung in der Chemischen Industrie



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Modul 6101 Rheologie und Verfahrenstechnik disperser Systemezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. N. Willenbacher, Dr.-Ing. B. Hochstein, Dr. C. Oelschlaeger

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlfplicht im Vertiefungsfach "Angewandte Rheologie"


QualifikationszieleDie Studierenden können das rheologische Verhalten jeglicher Fluide (Lösungen, Schmelzen, Suspensionen, Emulsionen, Schäumen)beschreiben; kennen die relevanten rheologischen Materialfunktionen und deren Temperaturabhängigkeit. Die Studierenden kennendie zur Verfügung stehenden Rheometer und können deren Einsatzgebiete, deren Vor- und Nachteile bei der Bestimmung derrheologischen Funktionen für bestimmte Stoffsysteme beurteilen.

Die Studierenden können wesentliche Grundlagen zur Struktur und zur Herstellung von Dispersionen und Emulsionen erläutern. Siekönnen diese zur Erreichung bestimmter rheologischer Eigenschaften von komplexen Fluiden in verfahrenstechnischen Prozesseanwenden.Sie können das Fließverhalten und die kolloidale Stabilität disperser Systeme in Hinblick auf Anwendungs- undVerarbeitungseigenschaften analysieren und kritisch bewerten.

Inhalt

„Rheologie und Rheometrie“ Rheologische Materialfunktionen; Relevanz rheologischer Größen in Produktentwicklung, Qualitätsmanagement und Verarbeitung;Praxisrelevante Schergeschwindigkeiten; allgemeiner Spannungszustand, Extraspannungen, Definition des hydrostatischen Druckes,viskometrische Strömung; Rheologische Grundkörper; Rheometer (Kugelfall- und Auslaufviskosimeter, Kegel-Platte-, Platte-Platte-,koaxiales Zylinderrheometer, Hochdruck-Kapillarrheometer); Energiedissipation bei einer Scherung; thermo-rheologisches Verhalten;Versuchsführungen; Schwingungsrheologie, Cox-Merz Beziehung, Time-Temperature Superposition, Strain rate frequencySuperposition, Einführung in die Dehnrheologie (CaBER-Experiment); Anwendungsbeispiele: Auslegung eines Spenders fürkosmetische Produkte, Ermittlung der (Temperatur-) Stabilität von Emulsionen mittels Schwingungsanalyse, Bestimmung derMolmassenverteilung eines Polymers aus der Viskositätsfunktion, Rheologisches Verhalten linearer unvernetzter Polymere.

„Stabilität disperser Systeme – Grundlagen und ausgewählte Kapitel“ Rheologie disperser Systeme: kolloidale Partikel-Wechselwirkung, hydrodynamische Wechselwirkungen, Partikelgrößenverteilung,Partikelform, Viskosität und Volumenanteil / Feststoff, Suspensionen repulsiv und attraktiv wechselwirkender Partikel, Scherverdickung,Thixotropie, Fließgrenze.DLVO-Theorie, Polymeradsorption und sterische Wechselwirkungen, sog. Verarmungs- (depletion) Wechselwirkung.Dispersionen: elektrostatische und sterische Stabilisierung, Flockung und Koagulation, schnelle Koagulation (Smoluchowski-Gleichung),langsame Koagulation, strömungsinduzierte Koagulation.Emulsionen: Herstellung von Emulsionen, mechanische Beanspruchung, Stabilisierung durch Tenside, Thermodynamik vonOberflächen, Gibbs Adsorptionsgleichung, Grenz- und Oberflächenspannung/ Benetzung, Aufrahmung und Sedimentation, Koaleszenz,Ostwald-Reifung, Stabilisierung durch Polymere, Proteine, feste Partikel (Pickering Emulsionen)Schäume: Struktur- und Topologie, Koaleszenz, Disproportionierung, Drainage, Filmstabilität und -kollaps, EntschäumenMessmethoden: optische Methoden: statische und dynamische Lichtstreuung, Trübung, DWSZentrifugation, Elektrokinetik, dielektrische Spektroskopie, Leitfähigkeit, Ultraschall, Rheologie, Kalorimetrie, statische und dynamischeSchäumtestsPraxisbeispieleRheologie disperser Systeme

Arbeitsaufwand


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Präsenszeit: 60 hSelbststudium: 140 hPrüfungsvorbereitung: 40 h

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 30 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO



22949 – Rheologie und Rheometrie; 2 V22916 – Stabilität disperser Systeme – Grundlagen; 1 V22926 – Stabilität disperser Systeme - ausgewählte Kapitel; 1 V

DozentenProf. Dr. N. Willenbacher, Dr.-Ing. B. Hochstein, Dr. C. Oelschlaeger


1075 Rheologie und Verfahrenstechnik disperser Systeme




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Modul 6102 Rheologie und Verfahrenstechnik von Polymerenzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. N. Willenbacher, Dr. C. Oelschlaeger

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Angewandte Rheologie"


Qualifikationsziele

Die Studierenden kennen die wichtigsten rheologischen Phänomene und sind mit deren Bestimmung vertraut. Die Studierendenkennen die wesentlichen Merkmale und Eigenschaften von Polymermolekülen und die molekularen Ursachen für das makroskopischeviskoelastische Verhalten. Die Studierenden sind mit den wichtigsten Modellen zur Beschreibung des Fließverhaltens vonPolymerschmelzen, -lösungen und –gelen vertraut. Aus rheologischen Daten können sie auf den molekularen Aufbau derentsprechenden Polymere zurückschließen. Die Studierenden können das Verarbeitungsverhalten von Polymeren an Handrheologischer Daten beurteilen.

Die Studierenden kennen das Prinzip der Mikrorheologie und die verschiedenen Methoden, welche in Abhängigkeit vom Stoffsystemverwendet werden können. Die Studierenden sind insbesondere mit Diffusing Wave Spectroscopy und Multiple Particle TrackingMethoden vertraut. Aus rheologischen Daten der DWS können sie auf die Biegesteifigkeit semiflexibler Objekte (Mizellen, Polymere,Fasern) zurückschließen. Mit der MPT können die Studierenden rheologische Eigenschaften ortsaufgelöst auf mikroskopischer Ebeneerfassen. Die Studierenden sind mit den verschiedenen Hochfrequenz Methoden vertraut. Sie können aus den linear-viskoelastischenEigenschaften bei hohen Frequenzen auf den Stabilisierungsmechanismus konzentrierter Dispersionen und auf Informationen überStruktur und Dynamik komplexer Fluide zurückschließen.

Inhalt

„Rheologie von Polymeren“ Grundlagen der (Scher)-Rheometrie & Rheologische Phänomene, Lineare Viskoelastizität, Polymere in Natur und Technik, Was ist einPolymer? Kettenmodelle und -statistik, verdünnte und mäßig konzentrierte Lösungen, Rouse-Modell - vom Molekül zum Modul!Zimm-Modell - Intrinsische Viskosität, Molmasse, Molekülarchitektur, Einfluss von Polymerkonzentration und Lösemittelgüte,konzentrierte Lösungen und Schmelzen, Entanglement-Konzept, Röhrenmodelle und Reptation, Einfluss von Molmassenverteilung undGlastemperatur, Zeit-Temperatur Superposition, Gele und Netzwerke, Verdickerlösungen.Dehnrheologie und Beschichtungsprozesse, Technische Bedeutung - Beispiele aus der industriellen Praxis.

„Mikrorheologie und Hochfrequenzrheometrie“ Grundlagen und experimentelle Methoden. Aktive Mikrorheologie: Optische und magnetische Pinzetten - Atomic-force Mikroskopie.Passive Mikrorheologie: Dynamische Lichtstreuung - Diffusing Wave Spectroscopy (DWS) - Multiple Particle Tracking (MPT).Vergleich der Frequenz- und Moduli- Bereiche. Einführung in die Brownsche Bewegung und die mittlere quadratische Verschiebungvon Tracer-Partikeln. Partikel Bewegung in einem rein viskosen, viskoelastichen und rein elastischem Medium. Diffusion undverallgemeinerte Stokes-Einstein Gleichungen. Anwendungsbeispiele: DWS: Tenside, Polysaccharid- (Hyaluronsäure) Lösungen. Bestimmung der Biegefestigkeit.MPT: Polymere Verdicker - Polystyrol Dispersionen - Hyaluronsäure-Collagen Cryogele für Tissue Engineering. Untersuchungmikro-struktureller, mikro-mechanischer Eigenschaften und Heterogenitäten.Hochfrequenzrheologie: Mechanische Methoden: Oszillatorische Scherung (PRV) und Quetschströmung (PAV) –Torsionsresonanzoszillation - Ultraschall Scherrheometer. Anwendungsbeispiele: Tensidlösungen - konzentrierte Suspensionen.

Literatur/LernmaterialienWird in den Vorlesungen bekannt gegeben.

Arbeitsaufwand


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Präsenszeit: 60Selbststudium: 140Prüfungsvorbereitung: 40

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 30 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO.



22924 – Rheologie von Polymeren; 2 V22968 – Mikrorheologie und Hochfrequenzrheometrie; 1 V22969 – Mikrorheologie und Hochfrequenzrheometrie; 1 Ü

DozentenProf. Dr. N. Willenbacher, Dr. C. Oelschlaeger


1076 Rheologie und Verfahrenstechnik von Polymeren




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Modul 6103 Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluidezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherDr.-Ing. B. Hochstein



Qualifikationsziele

Die Studierenden sind fähig strömungsmechanische Fragestellungen, mit Hilfe der Dimensionsanalyse zu analysieren und die fürdas Problem relevanten dimensionslosen Kennzahlen zu ermitteln. Zudem ist der Studierende fähig für konkrete Fragestellungenexakte mathematische Beschreibungen und für „Klassen von Problemen“ allgemein gültige mathematische Formulierungen herzuleitenund das Ergebnis kritisch zu beurteilen. Die Studierenden sind in der Lage die Eigenschaften nicht-Newtonscher Fluide ebenso zuberücksichtigen wie temperaturabhängige Stoffgrößen und somit die Auswirkungen von Temperaturänderungen. Die Studierenden sindfähig Ähnlichkeitsgesetze – nicht nur auf Größenänderungen – anzuwenden.

Die Studierenden sind fähig beliebige Strömungen und deren Eigenschaften mathematisch zu beschreiben. Die Studierendenkennen die rheologischen Materialgesetze zur Beschreibung beliebiger (dreidimensionaler) Strömungen von Newtonschen- undnicht-Newtonschen Fluiden in differenzieller und integraler Form. Sie sind in der Lage zu beurteilen welche nicht-NewtonschenEigenschaften der Flüssigkeit für den konkreten (Strömungs-) Vorgang relevant sind. Die Studierenden können die Bilanzgleichungenunter Verwendung der nicht-Newtonschen Materialgesetze formulieren und so für eine (in der Regel numerische) Lösung bereitstellen.

Inhalt

„Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen“ Dimensionsanalyse als exakte Wissenschaft, Voraussetzungen, Möglichkeiten, - Theorem, dimensionslose Kennzahlen ( -Produkte),Vorgehensweise zur Ermittlung aller relevanten Daten eines Problems. Beispiele: Schleppwiderstand eines Schiffes, Widerstandeines umströmter Körper, Druckverlust einer Rohrströmung bei glatten und rauhen Wänden, Durchströmung einer Packung (Gesetzevon Darcy, Molerus u.a., Karman & Kozeny, Ergun); Leistungsbedarf eines Rührkessels; Rühren nicht-Newtonscher Fluide; Kennlinieeiner Kreiselpumpe; Zerstäuben einer Flüssigkeit in einer Einstoffdüse, Suspendieren in einem Rührwerk, Herstellen von flüssig/flüssigEmulsionen, Konvektiver Wärmeübergang an einer überströmten Platte.

„Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluide“ Newtonsches Fluid, nicht-Newtonsches Fluid, rheologisch einfaches Fluid, integrale und differenzielle Stoffgesetzte, empirischeStoffgesetze, nicht lineares Fließen, Normalspannungsdifferenzen, Dehnviskosität, Relaxationszeit. Kinematische Konzepte:Strom-, Bahn- und Streichlinie, Eigenschaften und Beschreibung von Strömungen, Schichtenströmungen, Dehnströmungen.Kontinuumsmechanische Konzepte: Massen- und Volumenkräfte, Extraspannungen, thermodynamischer Druck, Masse-,Energie und Impulsbilanz, Erhaltungssätze. Strömungen die durch die Fließfunktion kontrolliert werden (Rohr-, Schlepp-Druck-,Schraubenströmung); Strömungen die durch die Normalspannungsdifferenz kontrolliert werden (Weissenberg-Effekt,Strangaufweitung); Dehnströmungen (Ziehen eines Fadens, Dehnen einer Lamelle, pulsierende Blase)

Literatur/LernmaterialienWird in der Vorlesung bekanntgegeben.

Arbeitsaufwand



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22927 – Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen; 2 V; SS22962 – Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluide; 2V; WS

DozentenDr.-Ing. B. Hochstein


1077 Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluide




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Modul 6104 Rheologie in der Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. N. Willenbacher; Dr.-Ing. B. Hochstein; Dr. C. Oehlschläger

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht in den Vertiefungsfächern• Angewandte Rheologie• Produktgestaltung


Qualifikationsziele

Die Qualifizierungsziele hängen von der Fächerkombination ab.

Zu 1) Die Studierenden sind in der Lage das rheologische Verhalten komplexer Fluide wie Suspensionen und Emulsionen zubeschreiben und kennen die zur Verfügung stehenden Meßmethoden und Rheometer für die Ermittlung der rheologischenMaterialfunktionen sowie deren Anwendungsgebiete. Sie kennen den Zusammenhang zwischen dem Fließ- und demverfahrenstechnischen Verhalten der komplexen Fluide und die Möglichkeiten spezielles Verhalten einzustellen.

Zu 2) Die Studierenden kennen die Phänomene, die zur der De-Stabilisierung kolloidaler Systeme führen und können diese Vorgängequantitativ beschreiben. Sie kennen die wichtigsten Mechanismen zur Stabilisierung von Dispersionen, Emulsionen und Schäumen undkönnen Produkteigenschaften entsprechend gestalten.

Zu 3) Die Studierenden kennen die wesentlichen Merkmale und Eigenschaften von Polymermolekülen und die molekularen Ursachenfür das makroskopische viskoelastische Verhalten.Die Studierenden sind mit den wichtigsten Modellen zur Beschreibung des Fließverhaltens von Polymerschmelzen, -lösungen und–gelen vertraut. Aus rheologischen Daten können sie auf den molekularen Aufbau der entsprechenden Polymere zurückschließen.Die Studierenden können das Verarbeitungsverhalten von Polymeren an Hand rheologischer Daten beurteilen.

Zu 4) Die Studierenden kennen das Prinzip der Mikrorheologie und die verschiedenen Methoden, welche in Abhängigkeit vomStoffsystem verwendet werden können. Die Studierenden sind insbesondere mit Diffusing Wave Spectroscopy und MultipleParticle Tracking Methoden vertraut. Aus rheologischen Daten der DWS können sie auf die Biegesteifigkeit semiflexibler Objekte(Mizellen, Polymere, Fasern) zurückschließen. Mit der MPT können die Studierenden rheologische Eigenschaften ortsaufgelöst aufmikroskopischer Ebene erfassen.Die Studierenden sind mit den verschiedenen Hochfrequenz Methoden vertraut. Sie können aus den linear-viskoelastischenEigenschaften bei hohen Frequenzen auf den Stabilisierungsmechanismus konzentrierter Dispersionen und auf Informationen überStruktur und Dynamik komplexer Fluide zurückschließen.

Zu 5) Die Studierenden sind fähig strömungsmechanische Fragestellungen, mit Hilfe der Dimensionsanalyse zu analysieren und diefür das Problem relevanten dimensionslosen Kennzahlen zu ermitteln. Zudem ist der Studierende fähig für konkrete Fragestellungenexakte mathematische Beschreibungen und für „Klassen von Problemen“ allgemein gültige mathematische Formulierungen herzuleitenund das Ergebnis kritisch zu beurteilen. Die Studierenden sind in der Lage die Eigenschaften nicht-Newtonscher Fluide ebenso zuberücksichtigen wie temperaturabhängige Stoffgrößen und somit die Auswirkungen von Temperaturänderungen. Die Studierenden sindfähig Ähnlichkeitsgesetze – nicht nur auf Größenänderungen – anzuwenden.

Zu 6) Die Studierenden sind fähig beliebige Strömungen und deren Eigenschaften mathematisch zu beschreiben. Die Studierendenkennen die rheologischen Materialgesetze zur Beschreibung beliebiger (dreidimensionaler) Strömungen von Newtonschen- undnicht-Newtonschen Fluiden in differenzieller und integraler Form. Sie sind in der Lage zu beurteilen welche nicht-NewtonschenEigenschaften der Flüssigkeit für den konkreten (Strömungs-) Vorgang relevant sind. Die Studierenden können die Bilanzgleichungenunter Verwendung der nicht-Newtonschen Materialgesetze formulieren und so für eine (in der Regel numerische) Lösung bereitstellen.

Inhalt


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Inhalte der Vorlesungen:

1) „Rheologie und Rheometrie“ Rheologische Materialfunktionen; Relevanz rheologischer Größen in Produktentwicklung, Qualitätsmanagement und Verarbeitung;Praxisrelevante Schergeschwindigkeiten; allgemeiner Spannungszustand, Extraspannungen, Definition des hydrostatischenDruckes, viskometrische Strömung; Rheologische Grundkörper; Kugelfall- und Auslaufviskosimeter, Kegel-Platte-, Platte-Platte-,koaxiales Zylinderrheometer, Hochdruck-Kapillarrheometer; Energiedissipation bei einer Scherung; thermo-rheologisches Verhalten;Versuchsführungen; Schwingungsrheologie, Cox-Merz Beziehung, Time-Temperature Superposition, Strain rate frequencySuperposition, Einführung in die Dehnrheologie (CaBER-Experiment); Anwendungsbeispiele: Auslegung eines Spenders fürkosmetische Produkte, Ermittlung der (Temperatur-) Stabilität von Emulsionen mittels Schwingungsanalyse, Bestimmung derMolmassenverteilung eines Polymers aus der Viskositätsfunktion, Rheologisches Verhalten linearer unvernetzter Polymere.

2) „Stabilität disperser Systeme – Grundlagen und ausgewählte Kapitel“ Rheologie disperser Systeme: kolloidale Partikel-Wechselwirkung, hydrodynamische Wechselwirkungen, Partikelgrößenverteilung,Partikelform, Viskosität und Volumenanteil / Feststoff, Suspensionen repulsiv und attraktiv wechselwirkender Partikel, Scherverdickung,Thixotropie, Fließgrenze.DLVO-Theorie, Polymeradsorption und sterische Wechselwirkungen, sog. Verarmungs- (depletion) Wechselwirkung.Dispersionen: elektrostatische und sterische Stabilisierung, Flockung und Koagulation, schnelle Koagulation (Smoluchowski-Gleichung),langsame Koagulation, strömungsinduzierte KoagulationEmulsionen: Herstellung von Emulsionen, mechanische Beanspruchung, Stabilisierung durch Tenside, Thermodynamik vonOberflächen, Gibbs Adsorptionsgleichung, Grenz- und Oberflächenspannung/ Benetzung, Aufrahmung und Sedimentation, Koaleszenz,Ostwald-Reifung,Stabilisierung durch Polymere, Proteine, feste Partikel (Pickering Emulsionen)Schäume: Struktur- und Topologie, Koaleszenz, Disproportionierung, Drainage, Filmstabilität und -kollaps, EntschäumenMessmethoden: optische Methoden: statische und dynamische Lichtstreuung, Trübung, DWSZentrifugation, Elektrokinetik, dielektrische Spektroskopie, Leitfähigkeit, Ultraschall, Rheologie, Kalorimetrie, statische und dynamischeSchäumtestsPraxisbeispieleRheologie disperser Systeme

3) „Rheologie von Polymeren“ Grundlagen der (Scher)-Rheometrie & Rheologische Phänomene, Lineare Viskoelastizität, Polymere in Natur und Technik, Was ist einPolymer? Kettenmodelle und -statistik, verdünnte und mäßig konzentrierte Lösungen, Rouse-Modell - vom Molekül zum Modul !Zimm-Modell - Intrinsische Viskosität, Molmasse, Molekülarchitektur, Einfluss von Polymerkonzentration und Lösemittelgüte,konzentrierte Lösungen und Schmelzen, Entanglement-Konzept, Röhrenmodelle und Reptation, Einfluss von Molmassenverteilung undGlastemperatur, Zeit-Temperatur Superposition, Gele und Netzwerke, Verdickerlösungen.Dehnrheologie und Beschichtungsprozesse, Technische Bedeutung - Beispiele aus der industriellen Praxis.

4) „Mikrorheologie und Hochfrequenzrheometrie“ Grundlagen und experimentelle Methoden. Aktive Mikrorheologie: Optische und magnetische Pinzetten - Atomic-force Mikroskopie.Passive Mikrorheologie: Dynamische Lichtstreuung - Diffusing Wave Spectroscopy (DWS) - Multiple Particle Tracking (MPT).Vergleich der Frequenz- und Moduli- Bereiche. Einführung in die Brownsche Bewegung und die mittlere quadratische Verschiebungvon Tracer-Partikeln. Partikel Bewegung in einem rein viskosen, viskoelastichen und rein elastischem Medium. Diffusion undverallgemeinerte Stokes-Einstein Gleichungen. Anwendungsbeispiele: DWS: Tenside, Polysaccharid- (Hyaluronsäure) Lösungen. Bestimmung der Biegefestigkeit.MPT: Polymere Verdicker - Polystyrol Dispersionen - Hyaluronsäure-Collagen Cryogele für Tissue Engineering. Untersuchungmikro-struktureller, mikro-mechanischer Eigenschaften und Heterogenitäten.Hochfrequenzrheologie: Mechanische Methoden: Oszillatorische Scherung (PRV) und Quetschströmung (PAV) –Torsionsresonanzoszillation - Ultraschall Scherrheometer. Anwendungsbeispiele: Tensidlösungen - konzentrierte Suspensionen.

5) „Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen“ Dimensionsanalyse als exakte Wissenschaft, Voraussetzungen, Möglichkeiten, - Theorem, dimensionslose Kennzahlen ( -Produkte),Vorgehensweise zur Ermittlung aller relevanten Daten eines Problems. Beispiele: Schleppwiderstand eines Schiffes, Widerstandeines umströmter Körper, Druckverlust einer Rohrströmung bei glatten und rauhen Wänden, Durchströmung einer Packung (Gesetzevon Darcy, Molerus u.a., Karman & Kozeny, Ergun); Leistungsbedarf eines Rührkessels; Rühren nicht-Newtonscher Fluide; Kennlinieeiner Kreiselpumpe; Zerstäuben einer Flüssigkeit in einer Einstoffdüse, Suspendieren in einem Rührwerk, Herstellen von flüssig/flüssigEmulsionen, Konvektiver Wärmeübergang an einer überströmten Platte.

6) „Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluide“ Newtonsches Fluid, nicht-Newtonsches Fluid, rheologisch einfaches Fluid, integrale und differenzielle Stoffgesetzte, empirischeStoffgesetze, nicht lineares Fließen, Normalspannungsdifferenzen, Dehnviskosität, Relaxationszeit. Kinematische Konzepte:Strom-, Bahn- und Streichlinie, Eigenschaften und Beschreibung von Strömungen, Schichtenströmungen, Dehnströmungen.Kontinuumsmechanische Konzepte: Massen- und Volumenkräfte, Extraspannungen, thermodynamischer Druck, Masse-,Energie und Impulsbilanz, Erhaltungssätze. Strömungen die durch die Fließfunktion kontrolliert werden (Rohr-, Schlepp-Druck-,Schraubenströmung); Strömungen die durch die Normalspannungsdifferenz kontrolliert werden (Weissenberg-Effekt,Strangaufweitung); Dehnströmungen (Ziehen eines Fadens, Dehnen einer Lamelle, pulsierende Blase).

Literatur/Lernmaterialien


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Wird in der Vorlesung angegeben

Arbeitsaufwand





2 der Folgenden Lehrveranstaltungen müssen gewählt werden:

22949 – Rheologie und Rheometrie; 2 V; WS22916/22926 – Stabilität disperser Systeme – Grundlagen und ausgewählte Kapitel; 2 V; WS22924 – Rheologie von Polymeren; 2 V; SS22968/22969 – Mikrorheologie und Hochfrequenzrheometrie; 1 V, 1 Ü; SS22927 – Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen; 2 V; SS22962 – Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluide; 2 V; WS

DozentenProf. Dr. N. Willenbacher; Dr.-Ing. B. Hochstein; Dr. C. Oehlschläger


1078 Rheologie in der Verfahrenstechnik




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Modul 6105 Dimensionsanalyse strömungsmechanischerFragestellungenzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch



Wahlpflicht in den Vertiefungsfächern

• Angewandte Rheologie• Gas-Partikel-Systeme• Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik


QualifikationszieleDie Studierenden sind fähig strömungsmechanische Fragestellungen, mit Hilfe der Dimensionsanalyse zu analysieren und die fürdas Problem relevanten dimensionslosen Kennzahlen zu ermitteln. Zudem ist der Studierende fähig für konkrete Fragestellungenexakte mathematische Beschreibungen und für „Klassen von Problemen“ allgemein gültige mathematische Formulierungen herzuleitenund das Ergebnis kritisch zu beurteilen. Die Studierenden sind in der Lage die Eigenschaften nicht-Newtonscher Fluide ebenso zuberücksichtigen wie temperaturabhängige Stoffgrößen und somit die Auswirkungen von Temperaturänderungen. Die Studierenden sindfähig Ähnlichkeitsgesetze – nicht nur auf Größenänderungen – anzuwenden.

InhaltDimensionsanalyse als exakte Wissenschaft, Voraussetzungen, Möglichkeiten, - Theorem, dimensionslose Kennzahlen ( -Produkte),Vorgehensweise zur Ermittlung aller relevanten Daten eines Problems. Ermittlung und Anwendung von Ähnlichkeitsgesetzen(Scale-up). Beispiele: Schleppwiderstand eines Schiffes, Widerstand eines umströmter Körper, Druckverlust einer Rohrströmungbei glatten und rauhen Wänden, Durchströmung einer Packung (Gesetze von Darcy, Molerus u.a., Karman & Kozeny, Ergun);Leistungsbedarf eines Rührkessels; Rühren nicht-Newtonscher Fluide; Kennlinie einer Kreiselpumpe; Zerstäuben einer Flüssigkeit ineiner Einstoffdüse, Suspendieren in einem Rührwerk, Herstellen von flüssig/flüssig Emulsionen, Konvektiver Wärmeübergang an einerüberströmten Platte.


Arbeitsaufwand




Lehr- und Lernformen22927 – Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen; 2 V


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981 Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen




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Modul 6106 Beispiele mechanischer Formulierungsverfahren:Emulgieren, Dispergieren, Extrusionzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. H. P. Schuchmann



• Angewandte Rheologie• Produktgestaltung• Prozesse der mechanischen Verfahrenstechnik

Voraussetzungen/EmpfehlungenDas Modul kann nicht in Kombination mit dem Wahlpflichtmodul „Ausgewählte Formulierungstechnologien“ gewählt werden.

QualifikationszieleDie Studierenden kennen die Grundlagen zur Herstellung von flüssigen und festen Formulierungen und können ausgewählteVerfahren auslegen. Sie kennen geeignete konventionelle und innovative Apparate. Sie identifizieren Zusammenhänge zwischenProzessparametern und qualitätsbestimmenden Eigenschaften von Formulierungen. Sie können Prozesswissen zwischen einzelnenProduktgruppen übertragen

Inhalt


Extrusionstechnik: (LV FT4: M.A. Emin/LVT) Grundlagen der Extrusionstechnik und der Gestaltung von extrudierten Produkten: Apparateaufbau, Verfahrensauslegung,Charakterisierung des Prozesses und der Produkte (Grundlagen der Mess- und Modellierungstechnik).Vorlesung ist Voraussetzung für ein Praktikum, das im Rahmen des NF oder VF LVT gewählt werden kann

Literatur/Lernmaterialien1) Köhler, K., Schuchmann, H. P.: Emulgiertechnik, 3. Auflage, Behr's Verlag, Hamburg, 978-3-89947-869-3, 2012.2) Bouvier, J., Campanella, O.H.: Extrusion Processing Technology: Food and Non-Food Biomaterials, Wiley-Blackwell, 2014

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 15 - 20 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO.




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22229 - Emulgieren und Dispergieren22246 - Extrusionstechnik

DozentenProf. Dr.-Ing. H. P. Schuchmann, Dr.-Ing. A. Emin


1079 Beispiele mechanischer Formulierungsverfahren: Emulgieren,Dispergieren, Extrusion

1079 Beispiele mechanischer Formulierungsverfahren: Emulgieren, Dispergieren,Extrusion



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Modul 6107 Einführung in die Agglomerationstechnikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherDr.-Ing. Harald Anlauf



• Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik• Angewandte Rheologie• Lebensmittelverfahrenstechnik• Produktgestaltung


QualifikationszieleDie Studierenden können die grundlegenden Gesetze und daraus folgende physikalische Prinzipien der Agglomeration vonPartikeln erläutern und nicht nur den dazu geeigneten Verfahren zuordnen, sondern auch ausgewählten Apparaten. Sie sind inder Lage, den Zusammenhang zwischen Produkt-, Betriebs- und Konstruktionsparametern herzustellen und auf verschiedeneAgglomerationsverfahren anzuwenden. Sie können Agglomerationsaufgaben mit wissenschaftlichen Methoden analysieren undalternative Lösungsvorschläge angeben. Auf der Basis des Gelernten können die Studierenden beurteilen, ob und gegebenenfalls inwelcher Form ein erfolgversprechender Agglomerationsprozess gestaltet werden kann.

InhaltGrundlagen und Anwendungen; Haftkräfte zwischen Partikeln; Agglomerateigenschaften; Charakterisierung von Agglomeratenbezüglich Größe, Größenverteilung, Porosität, Dichte, Festigkeit, Fließverhalten und Instatisiereigenschaften; Agglomerationsprozesse,wie Rollagglomeration in Tellern und Trommeln, Mischagglomeration, Wirbelschicht- und Sprühagglomeration, Agglomeration inFlüssigkeiten durch Koagulation, Flockung oder Umbenetzung, Pressagglomeration durch Tablettierung, Walzenkompaktierung oderExtrusion durch Matrizen sowie Nachverfestigung von Agglomeration durch Sintern.


Anlauf: Skriptum „Einführung in die Agglomerationstechnik“

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h (Vorlesung 2 SWS)Selbststudium: 50 hPrüfungsvorbereitung: 40 h

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 30 Minuten nach § 4 (2) Nr. 2 SPO 2016

NotenbildungDie Modulnote ist die Note der mündlichen Prüfung.

Lehr- und Lernformen22935 - Einführung in die Agglomerationstechnik.

961 Einführung in die Agglomerationstechnik


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Modul 6108 Mischen und Rührenzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch



Wahlpflicht in den Vertiefungsfächern- Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik- Angewandte Rheologie


QualifikationszieleDie Studierenden können die grundlegenden Gesetze und daraus folgende physikalische Prinzipien des Mischens und Rührenserläutern und nicht nur den dazu geeigneten Verfahren zuordnen, sondern auch ausgewählten Apparaten. Sie sind in der Lage,den Zusammenhang zwischen Produkt-, Betriebs- und Konstruktionsparametern herzustellen und auf verschiedene Misch- undRühraufgaben anzuwenden. Sie können Misch- und Rühraufgaben mit wissenschaftlichen Methoden analysieren und alternativeLösungsvorschläge angeben. Auf der Basis des Gelernten können die Studierenden beurteilen, ob und gegebenenfalls in welcher Formein erfolgversprechender Misch- und Rührprozess gestaltet werden kann.

InhaltStatistische Methoden zur Charakterisierung der Mischgüte; Charakterisierung der Fließeigenschaften von Schüttgütern undFlüssigkeiten; Einführung in die Dimensionsanalyse zur Ermittlung von mischtechnisch wichtigen Kennzahlen; Scale-up Verfahrenfür spezifische Mischprozesse auf der Basis der Ähnlichkeitstheorie; Feststoffmischverfahren, wie Freifall-, Schub-, Intensivmischer,Wirbelschicht-, Luftstrahl- und Umwälzmischer, Haldenmischverfahren; Fluidmischverfahren, wie Homogenisierung, Suspendierung,Emulgierung, Begasung und Wärmeübertragung; Statische Mischer und Kneter.

Literatur/Lernmaterialien22967 – Mischen und Rühren

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 30 Minuten nach § 4 (2) Nr. 2 SPO.


Lehr- und Lernformen22967 – Mischen und Rühren

DozentenDr.-Ing. Harald Anlauf


834 Mischen und Rühren


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Modul 6109 Grundlagen der Herstellungsverfahren der Keramik undPulvermetallurgiezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherDr.-Ing. Rainer Oberacker



• Angewandte Rheologie• Produktgestaltung

Voraussetzungen/EmpfehlungenVoraussetzungen: keineEmpfehlung: Es werden Kenntnisse der allgemeinen Werkstoffkunde vorausgesetzt

Qualifikationsziele

Die Studierenden haben grundlegende Kenntnisse zur Charakterisierung von Pulvern, Pasten uns Suspensionen. Sie kennen dieverfahrenstechnischen Grundlagen, die für die Verarbeitung von Partikelsystemen zu Formkörpern relevant sind. Sie können dieseGrundlagen zur Auslegung von ausgewählten Verfahren der Nass- und Trockenformgebung anwenden.

Inhalt

Die Vorlesung vermittelt verfahrenstechnisches Grundlagenwissen zur Herstellung von Formkörpern aus Keramik-undMetall-Partikelsystemen. Sie gibt einen Überblick über die wichtigsten Formgebungsverfahren und ausgewählte Werkstoffgruppen.Schwerpunkt bilden die Themenbereiche Charakterisierung und Eigenschaften von partikulären Systemen und insbesondere dieGrundlagen der Formgebungsverfahren für Pulver, Pasten und Suspensionen

Literatur/Lernmaterialien• Folien zur Vorlesung: verfügbar unter http://ilias.studium.kit.edu• R.J. Brook: Processing of Ceramics I+II, VCH Weinheim, 1996• M.N. Rahaman: Cermamic Processing and Sintering, 2nd Ed., Marcel Dekker, 2003• W. Schatt ; K.-P. Wieters ; B. Kieback. „Pulvermetallurgie: Technologien und Werkstoffe“, Springer, 2007• R.M. German. “Powder metallurgy and particulate materials processing. Metal Powder Industries Federation, 2005• F. Thümmler, R. Oberacker. “Introduction to Powder Metallurgy”, Institute of Materials, 1993

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 20 – 30 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO.


Lehr- und Lernformen2193010 - Grundlagen der Herstellungsverfahren der Keramik und Pulvermetallurgie


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DozentenDr.-Ing. Rainer Oberacker


506 Grundlagen der Herstellungsverfahren der Keramik undPulvermetallurgie

506 Grundlagen der Herstellungsverfahren der Keramik und Pulvermetallurgie



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Modul 6110 Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle Izugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Manfred Wilhelm



Qualifikationsziele

Die Studierenden erwerben ein umfangreiches Verständnis der Polymerchemie, das die Herstellung, die physikalische Grundlagensowie einfache Charakterisierung umfasst.Sie verfügen über Wissen in diesen Bereichen:

• Herstellung von Polymeren• Physikalische Eigenschaften von Polymeren und der Zusammenhang mit der Herstellungsmethode• Grundlegende Charakterisierung

Inhalt

Chemie und Synthese der PolymerePhysik der PolymereMakromoleküle: Molekulargewichtsverteilung und Standardcharakterisierung


Vorlesungsskript”Makromolekulare Chemie”, B. Tieke, Wiley-VCH, 2005Makromolekulare Chemie”, Lechner, Gehrke, Nordmeier, Birkhäuser Verlag, 2003+ weitere Literatur in Skript/Vorlesung

Arbeitsaufwand




Lehr- und Lernformen5501 – Chemie und Physik der Makromoleküle

DozentenProf. Dr. Manfred Wilhelm


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984 Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle I




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Modul 6111 Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle IIzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch



Voraussetzungen/Empfehlungennur in Kombination mit "Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle I" möglich.

Qualifikationsziele

Die Studierenden erwerben ein umfangreiches Verständnis der Polymerchemie, das die Herstellung, die Charakterisierung und dieAnwendung von Polymeren umfasst.

• Sie verfügen über Wissen in diesen Bereichen:• Herstellung von Polymeren• Charakterisierung von Polymeren• Einsatzgebiete von Kunststoffen• Verarbeitung von Kunststoffen• Zusammenhang zwischen Herstellungsmethoden und resultierenden Werkstoffeigenschaften.

Inhalt• Chemie und Synthese der Polymere• Physik der Polymere• Makromoleküle und ihre Charakterisierung• Polymerverarbeitung• Spezielle Themen, z.B. Polyelektrolyte & Polymer blends

Literatur/LernmaterialienVorlesungsskript”Makromolekulare Chemie”, B. Tieke, Wiley-VCH, 2005Makromolekulare Chemie”, Lechner, Gehrke, Nordmeier, Birkhäuser Verlag, 2003+ weitere Literatur in Skript/Vorlesung

Arbeitsaufwand





Dozenten


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Prof. Dr. Manfred Wilhelm

Allgemeine HinweiseDie Inhalte der Module "Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle I" und "Einführung in die Chemie und Physik derMakromoleküle II" werden in einer gemeinsamen mündlichen Prüfung abgeprüft.


985 Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle II




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Modul 6112 Trocknungstechnik - dünne Schichten und poröse Stoffezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Dr. h.c. Wilhelm Schabel


Wahlpflicht in den Vertiefungsfächern- Thermische Verfahrenstechnik- Angewandte Rheologie


Qualifikationsziele

Die Studierenden sind in der Lage Anforderungen an ein geeignetes Trocknungsverfahren zu identifizieren. Sie haben einen Überblicküber den Stand des Wissenschaft und Technik und sind in der Lage ein solches Verfahren auszulegen, zu bewerten und auszuwählen.Das Qualifikationsziel ist es eine methodische Vorgehensweise zu erlernen, um die grundlegenden Erkenntnisse auf neue Prozesseund Apparate zu übertragen.

InhaltEinführung und industrielle Anwendungen zur Trocknungstechnik; Trocknungsverfahren und Modellbildung; Modellierung derWärme- Stoffübertragung bei der Trocknung; Bestimmung von Materialeigenschaften, Feuchteleitung, Sorption, Diffusion;Trocknungsverlaufskurve, Trocknungsabschnitte; Anwendung der Grundlagen auf die Trocknung dünner Schichten und poröser Stoffe;Prinzipien der Sprüh-, Wirbelschicht-, Mikrowellen-, Infrarot- und Gefriertrocknung.

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 20 - 30 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO 2016.



22811 – Trocknungstechnik - poröse Stoffe und dünne Schichten, Vorlesung, 2 SWS

– Übung und Beispiele zu 22811, 1 SWS

DozentenProf. Dr.-Ing. Dr. h.c. Wilhelm Schabel


1003 Trocknungstechnik - dünne Schichten und poröse Stoffe


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Modul 6113 Mikrofluidikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherDr. Gero Leneweit



• Angewandte Rheologie• Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik


InhaltDefinition des Begriffes „Mikrofluidik“; Physik der Miniaturisierung, Größenskalen der Mikrofluidik; Einführung in dieMikrofabrikationstechniken; Fluiddynamik mikrofluidischer Systeme, Grundgleichungen der Strömungsmechanik, reibungsdominierteStrömungen; Elektrohydrodynamik von Mikrosystemen, Elektroosmose, Elektrophorese und DNA-Sequenzierung; Diffusion, Mischenund Trennen in Mikrosystemen; Grenzflächenphänomene und Mehrphasenströmungen in Mikrosystemen; Digitale Mikrofluidik undmikrofluidische Systeme.


22964 - Mikrofluidik - Grundlagen und Anwendungen22971 - Fallstudien zur Mikrofluidik (Praktikum zu 22964)

DozentenDr. Gero Leneweit


993 Mikrofluidik

993 Mikrofluidik



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Modul 6201 Gas-Partikel-Systeme I - Transport & Partikelmesstechnik *zugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Einordnung in Studiengang/ -fachPflicht im Vertiefungsfach „Gas-Partikel-Systeme"

InhaltStrömungswiderstand und Partikelmobilität; Trägheitseffekte, Stokes-Zahl; Impaktoren, Flugzeitspektrometer;Partikeldiffusion,Peclet-Zahl, Diffusionsbatterie; elektrische Aufladung von Partikeln und Modelle; Mobilitätsspektrometrie;Gesetzmässigkeiten von Lichtstreuung und Lichtextinktion, optische Partikelzähler, Extinktionsmessverfahren, Beugungssspektrometer.

Lehr- und Lernformen22917 – Gas-Partikel Systeme I, Vorlesung 2 SWS22918 – Übungen zu 22917, Übung 1 SWS

DozentenProf. Dr. Gerhard Kasper


986 Gas-Partikel-Systeme I - Transport & Partikelmesstechnik




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Modul 6301 Fest Flüssig Trennungzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch


Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach „Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik“

Voraussetzungen/EmpfehlungenEin Wahlpflichtfach wird für das Vertiefungsfach nicht gefordert

QualifikationszieleDie Studierenden können die grundlegenden Gesetze und daraus folgende physikalischen Prinzipien der Abtrennung vonPartikeln aus Flüssigkeiten anwenden und nicht nur den prinzipiell dafür geeigneten Trennapparaten zuordnen, sondern auchspeziellen Varianten. Sie sind in der Lage, den Zusammenhang zwischen Produkt-, Betriebs- und Konstruktionsparametern auf verschiedene Trenntechniken anzuwenden. Sie können Trennprobleme mit wissenschaftlichen Methoden analysieren und alternativeLösungsvorschläge angeben.

InhaltPhysikalische Grundlagen, Apparate, Anwendungen, Strategien; Charakterisierung von Partikelsystemen und Suspensionen;Vorbehandlungsmethoden zur Verbesserung der Trennbarkeit von Suspensionen; Grund-lagen, Apparate und Anlagentechnikder statischen und zentrifugalen Sedimentation, Flotation, Tiefenfiltration, Querstrom-filtration, Kuchenbildenden Vakuum-und Gasüberdruckfiltration, Filterzentrifugen und Pressfilter; Filtermedien; Auswahlkriterien und Dimensionierungsmethodenfür trenntechnische Apparate und Maschinen; Kombinationsschaltungen; Rechenbeispiele zur Lösung trenntechnischerAufgabenstellungen.

Literatur/LernmaterialienAnlauf: Skriptum "Mechanische Separationstechnik - Fest/Flüssig-Trennung"

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 60 H (Vorlesung 3 SWS, Übung 1SWS)

Selbststudium: 80 h

Prüfungsvorbereitung: 100h




22987- Mechanische Separationstechnik, Vorlesung 3 SWS

22988 - Übung zu 22987, Übung 1 SWS


992 Fest Flüssig Trennung


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Modul 6302 Verarbeitung nanoskaliger Partikelzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach




Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Fach „Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik“

Voraussetzungen/EmpfehlungenKeine.

QualifikationszieleFähigkeit zur Entwicklung eines Verarbeitungsprozesses für die Herstellung und Verarbeitung von nanoskaligen Partikeln.

InhaltIdeenfindung für technische Prozesse; Toxizität, Messtechnische Methoden, Grenzflächeneffekte, Partikelsynthese,Verarbeitungsverfahren: Zerkleinern, Separieren, selektive Separation, Klassierung, Mischen, Granulieren; ApparatetechnischeGrundlagen, Produktformulierung, Grundlagen der Simulation partikulärer Prozesse (SolidSim), Diskrete Simulationsmethoden.

Literatur/LernmaterialienSkriptum zur Vorlesung.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 60 h

Selbststudium: 60 h

Prüfungsvorbereitung: 60 h

(Summe 180 h)

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von xxx Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO Master 2016



22921-Verfahrenstechnik nanoskaliger Partikelsysteme

22965-Übungen zu 22921-Verfahrenstechnik nanoskaliger Partikelsysteme


991 Verarbeitung nanoskaliger Partikel




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Modul 6303 Nanopartikel - Struktur und Funktionzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Gerhard Kasper, Dr.-Ing. J. Meyer



• Gas-Partikel-Systeme• Produktgestaltung



22936 Nanopartikel Struktur und Funktion, Vorlesung 2 SWS22937 Übungen zu Nanopartikel Struktur und Funktion, Übung 2 SWS


995 Nanopartikel - Struktur und Funktion




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Modul 6304 Gas-Partikel-Trennverfahrenzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherDr.-Ing. J. Meyer



• Gas-Partikel-Systeme• Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik• Umweltschutzverfahrenstechnik


InhaltGrundlagen: Kennzeichnung einer Trennung, Elementartheorie für Sichter und Abscheider, Auswahlkriterien und Bewertungvon Trennapparaten, Gesetzliche Rahmenbedingungen. Trennapparate für Gas-Partikel-Systeme: Sichter im Erdschwerefeld u.Fliehkraftfeld, Fliehkraftabscheider (Gaszyklon), Filternde Abscheider, Nassabscheider (Wäscher), Elektrische Abscheider (Elektrofilter).Funktionsweise, Bauformen, Einsatzbereiche, Praxisbeispiele. Näherungsrechnungen zur Quantifizierung von Abscheideleistung undEnergieaufwand bei exemplarischen Abscheideaufgaben


22939 – Gas-Partikel- Trennverfahren, Vorlesung 2 SWS22940 – Übungen zu 22939, Übung 1 SWS


988 Gas-Partikel-Trennverfahren




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Modul 6305 Verfahrenstechnische Apparate und Maschinen und ihreProzessintegrationzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Herbert Riemenschneider

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im "Prozesse der mechanischen Verfahrenstechnik"


InhaltVermittlung von Methoden und die Sensibilisierung für Randbedingungen zur Systematik der ingenieurwissenschaftlichenVerfahrensentwicklung. Vor dem Vordiplom und in den verfahrenstechnischen Grundlagenfächern wurde die Beschreibung/Analyseseparater physikalischer Vorgänge behandelt. Ihre Verknüpfung bei der Auswahl, Dimensionierung, Verschaltung und Optimierunggeeigneter Apparate und Maschinen und deren Integration bei der verfahrens-technischen Prozessentwicklung soll dargelegt undanhand verschiedenster Beispiele aus der Praxis untermauert werden.

Lehr- und Lernformen22941 Verfahrenstechnische Apparate und Maschinen und ihre Prozessintegration (Blockvorlesung der Evonik Industries AG)


994 Verfahrenstechnische Apparate und Maschinen und ihreProzessintegration

994 Verfahrenstechnische Apparate und Maschinen und ihre Prozessintegration



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Modul 6306 Materialien für elektrochemische Speicherzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Jens Tübke

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik.


Qualifikationsziele

Die Studierenden kennen die Funktionsweise elektrochemischer Speicher und die dazu erforderlichen elektrochemischen Grundlagen.Sie sind in der Lage selbständig bei vorgegebenen Materialkombinationen für eine elektrochemische Zelle die zu erwartendenEigenschaften und Betriebsparameter zu berechnen.Die Studierenden sind in der Lage, geeignete Materialien und verfahrenstechnische Prozesse für zukünftige Batteriechemien kritisch zubewerten und mögliche Anwendungsfelder für daraus aufgebaute elektrochemische Speicher anzugeben.Für unterschiedliche Anwendungen elektrochemischer Speicher können die Studierenden aus den möglichen Batterietypen geeigneteauswählen und sind in der Lage eine geeignete Systemkonfiguration vorzuschlagen.

Inhalt

Elektrochemische Grundlagen Einführung in die Elektrochemie, Elektrochemische Potentiale, Konzentrationsabhängigkeit, Elektrochemische Methoden

Grundlagen elektrochemischer Speichersysteme Aufbau und Funktionsweise von primären und sekundären BatterienVolta-Batterie / Leclanche-Element, Alkali-Mangan, Zink-Kohle, Blei-Säure, Zink-Luft, Nickel-Cadmium, Nickel-Metallhydrid,Redox-Flow-Batterien, Hochtemperaturbatterien, Lithium Ionen Batterien, Neue Speichersysteme (z.B. Li-O, Li-S)Aufbau und Funktionsweise von Superkondensatoren, Aufbau von hybriden Systemen

Werkstoffe und Verfahren für elektrochemische Speicher Einlagerungs- und Konversionselektroden, Polymere und keramische SeparatorenElektrolytadditive und ElektrodenbeschichtungeFlüssige und feste ElektrolytsystemeAbleitermaterialien (Metalle, modifizierte Kunststoffe), GehäusematerialienStackaufbau und verwendete Materialien in Redox-Flow-Batterien

Produktionsverfahren und Prozesse zur Fertigung von Batteriezellen Aufbauprinzipien und Produktionsverfahren für wasserbasierte Batteriesysteme (Blei-Säure, Nickel-Metallhydrid)Aufbauprinzipien und Produktionsverfahren für Lithium-basierte BatteriesystemeElektrodenfertigung im Pastierverfahren (Pastenherstellung, Applikation, Trocknungsverfahren)Herstellungsverfahren für Separationsfolien für unterschiedliche BatteriesystemeNeue Herstellungsverfahren für post-Lithium-Ionen Batterien (Li-O, Li-S) und Legierungs-basierte AnodenQualitätssicherungsverfahren in der ZellenproduktionZellenformierung und Testverfahren für ZellenHerstellungsverfahren für Stackkomponenten für Redox-Flow-Batterien

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 hSelbststudium: 80Prüfungsvorbereitung: 10


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Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 30 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO Master 2016


Lehr- und Lernformen22990 - Materialien für elektrochemische Speicher und Wandler


1060 Materialien für elektrochemische Speicher




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Modul 6307 Datenanalyse und Statistikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherDr. Gisela Guthausen


Wahlpflicht in den Vertiefungsächern

• Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik• Gas-Partikel Systeme

Voraussetzungen/EmpfehlungenKeine

QualifikationszieleDie Studierenden können statistische Angaben verstehen und beurteilen. Sie können aus der Vielfalt der neuen statistischen Methodender Datenauswertung die für eine konkrete Fragestellung geeignete Methode finden und vergleichend mit anderen Ansätzen beurteilen.

InhaltEinführung in die Statistik und Anwendung auf die Datenanalyse in der Analytik. Einfache beschreibende Statistik mit Größen, wieStandardabweichung, typischen Verteilungen und deren Anwendungen. Die Anwendung dieser Werkzeuge führt zu statistischen Tests,die zur Approximation und Regression benötigt werden. Chemometrische Datenverarbeitung und statistische Behandlung großerDatensätze werden am Beispiel von multivarianten Näherungen zur Aufdeckung von Korrelationen studiert.

Literatur/LernmaterialienAngaben während der Vorlesung.

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 30 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO 2016.


Lehr- und Lernformen22943 – Datenanalyse und Statistik, Vorlesung 2 SWS


990 Datenanalyse und Statistik




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Modul 6308 Instrumentelle Analytikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch oder englisch beiBedarf.


Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht in den Vertiefungsfächern „Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik“ und „Wassertechnologie“.


QualifikationszieleAm Ende der Lehrveranstaltung sollen die Studierenden befähigt sein, die verschiedenen Verfahren zu beschreiben und kritisch zuvergleichen. Der Einsatz der Verfahren zur Beantwortung einer konkreten Fragestellung kann vergleichend kritisch abgewogen undbeurteilt werden.

InhaltEinführung in ausgewählte Methoden der instrumentellen Analytik wie beispielsweise optische Methoden und magnetischeResonanzverfahren. Analytik über bildgebende Verfahren wie die MRI, µCT und optische Mikroskopie (CLSM und OCT) undGrundlagen der Daten- und Bildanalyse werden vorgestellt. Der Fokus liegt dabei auf einer anschaulichen Darstellung derphysikalisch-chemischen Grundlagen und den zugrundeliegenden Prinzipien sowie der Anwendungsfelder.

Literatur/LernmaterialienHinweise werden im jeweiligen Kontext in der Vorlesung angegeben.

Arbeitsaufwand




Lehr- und Lernformen22942 – Instrumentelle Analytik, Vorlesung 2 SWS


996 Instrumentelle Analytik




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Modul 6309 Partikelmesstechnik und Anwendungenzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherDr. Xiaoai Guo

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik


Qualifikationsziele

Die Studierenden sind fähig, die unterschiedlichen Messverfahren zur Partikelanalyse bzw. on-line/in-situ Prozessüberwachung inder Verfahrens- und Umwelttechnik auszuwählen. Die Studierenden können die technischen Vor- und Nachteile beurteilen und damitpraktische Lösungen finden.

Inhalt

Einführung in die Partikelmesstechnik; Beschreibung der Partikeleigenschaften (Pulver, Suspensionen und Aerosole), Messungenan Einzelpartikeln und Partikelkollektive, Darstellung von Partikelgrößen und Partikelgrößenverteilungen (PGV), Bedeutung undAnwendungsbeispiele.

Moderne on-line/off-line/in-situ Messverfahren und -geräte; Probennahme und Probenvorbereitung, Elektronenmikroskopie (REM/TEM)zur Bildanalyse der Partikelgröße und Morphologie, Gas Adsorption (BET) zur Analyse poröser Materialien, Atomic Force Microscope(AFM) zur Messung von Oberflächenrauigkeit und Haftkräften, Niederdruckimpaktor (LPI) und Zentrifugation zur Bestimmungvon PGV, Lichtstreuung (LS) und Laserbeugung zur Messung von PGV, Tapered Element Oscillating Microbalance (TEOM) zurBestimmung der Partikelmassenkonzentration, Coulter Counter, Optical Particle Counter (OPC) und Condensation Particle Counter(CPC) zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration, Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS) zur Messung von PGV undPartikelkonzentration, Röntgenstreuung (SAXS/WAXS/XRD) zur Charakterisierung von Kristallen, Primärpartikeln und Aggregaten.

Ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Verfahrens- und Umwelttechnik; In-situ zeit- bzw. ortsaufgelöste Nanostrukturanalysebei Syntheseprozessen in der Gas- und Flüssigphase, Produktentwicklung und Qualitätskontrolle, Überwachung der Innen- undAußenluftqualität.

Praktikumsversuch: Charakterisierung von Nanopartikeln mittels der SWAXS Laborkamera.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit:30 h

Selbststudium: 50h


(Summe: 120 h)


Notenbildung


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Modulnote ist die Note der mündlichen Prüfung.

Lehr- und Lernformen22938 - Partikelmesstechnik und Anwendungen.


1048 Partikelmesstechnik und Anwendungen




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Modul 6310 Kernspintomographiezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

Modulverantwortlicher

PD Dr. Edme H. Hardy

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik"


QualifikationszieleDie Studierenden sind in der Lage, geeignete Methoden der kernmagnetischen Resonanz für ingenieurwissenschaftliche Anwendungenzu identifizieren, zu beschreiben und die Ergebnisse zu Analysieren

InhaltBemerkungen zu der Quantentheorie; kurze Einführung in die kernmagnetische Resonanz; Grundlagen der Fourier-Bildgebung inTheorie, Simulation und Experiment; Ortsauflösung in zwei und drei Dimensionen; Schichtselektion; Kontrastparameter Relaxation,chemische Verschiebung, Diffusion, Strömung; Ausgewählte ingenieurwissenschaftliche Anwendungen aus der mechanischenVerfahrenstechnik und Lebensmittelverfahrenstechnik.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit:30 hSelbststudium: 60 hPrüfungsvorbereitung: 30 h


NotenbildungModulnote ist die Note der mündlichen Prüfung

Lehr- und Lernformen22954 - Kernspintomographie: Grundlagen und ingenieurwissenschaftliche Anwendungen

Dozenten


Allgemeine Hinweise!! Modul läuft aus: Letzmals im WS 16/17 !!


1040 Kernspintomographie



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Modul 6311 Grenzflächeneffekte in der Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach




Prof. Dr.-Ing. Ioannis Nicolaou

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Prozesse der mechanischen Verfahrenstechnik"

InhaltDefinitions, Applications and stability of dispersions;Molecular – kinetic properties of dispersions:Thermal molecular motion andBrownian motion, Diffusion in solutions and dispersions, sedimentation stability; Adsorption at solid-gas interface: Nature of adsorptionforces, Langmuir monomolecular adsorption theory, polymolecular theory of Polany and BET-theory, capillary condensation, chemicaladsorption, kinetic of adsorption, influence of the properties of adsorpent and adsorptive on adsorption; Adsorption at solution-gasinterface: Surface tension, surface active and inactive substances, Adsorption equation of Gibbs, Shishkovsky-equation and thederivation of Langmuir-equation , effects of the structure and size of tenside molecules, structure of the adsorbed layer;Adsorption atsolid-solution interface:Molecular adsorption from the solution, ionic adsorption, wetting phenomena;Electrical properties of dispersions,Introduction to electrokinetic phenomena, structure of the electric double layer (Theories of Helmholz – Perrin, Gouy-Chapman andStern), Effects of electrolytes on zeta-potential, Electrophoresis and Electroosmosis, Measurement of zeta-potential;Stability andCoagulation of dispersions:Kinetic of coagulation, interparticle energy potential, solvation, structural-mechanical and entropy effects,coagulation through electrolytes, adsorption phenomena and coagulation;Applications in Crystallization and Solid – Liquid Separation.

Lehr- und Lernformen22948 - Grenzflächeneffekte in der Verfahrenstechnik


1041 Grenzflächeneffekte in der Verfahrenstechnik




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Modul 6312 Projektorientiertes Softwarepraktikumzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch/Englisch

ModulverantwortlicherDr. Mathias Krause



QualifikationszieleDie Studierenden können über die eigene Fachdisziplin hinaus Probleme gemeinsam modellieren und simulieren. Sie haben einekritische Distanz zu Ergebnissen und deren Darstellung erworben. Sie können die Ergebnisse der Projekte im Disput verteidigen. Siehaben die Bedeutung von Stabilität und Konvergenz von numerischen Verfahren aus eigener Erfahrung verstanden und sind in derLage, Fehler aus der Modellbildung, der Approximation, der Berechnung und in der Darstellung zu bewerten.

Inhalt

Vorlesungsanteil: Einführung in Modellbildung und Simulationen von Strömungen, Wiederholung zugehöriger numerischer Verfahren,Einführung in zugehörige Software

Eigene Gruppenarbeit: Bearbeitung von 1-2 Projekten in denen Modellbildung, Diskretisierung, Simulation und Auswertung (z.B.Visualisierung) für konkrete Themen aus dem Bereich Strömungssimulation.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 60 h

Selbststudium: 60 h

(Summe: 120 h)

Leistungsnachweise/PrüfungenSchriftliche Ausarbeitung zu jedem Projekt.

NotenbildungModulnote ist die Note Ausarbeitung.

Lehr- und Lernformen0161700 - Projektorientiertes Softwarepraktikum


315 Projektorientiertes Softwarepraktikum


ECTS-Punkte: 4.00 Prüfungsform: [S] ScheinPrüfungsdauer: keine Angabe Prüfungsart: [FP] Fachprüfung


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Modul 6401 Water Technologyzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Englisch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Harald Horn


Pflicht im Vertiefungsfach „Wassertechnologie“;


- Lebensmittelverfahrenstechnik

- Umweltschutzverfahrenstechnik


QualifikationszieleDie Studierenden sind mit den Grundlagen der Wasserchemie hinsichtlich Art und Menge der Wasserinhaltstoffe vertraut undkönnen deren Wechselwirkungen und Reaktionen in aquatischen Systemen erläutern. Die Studierenden erhalten Kenntnisse zuden grundlegenden physikalischen und chemischen Prozessen der Trinkwasser-aufbereitung. Sie sind in der Lage Berechnungendurchzuführen, die Ergebnisse zu vergleichen und zu interpretieren. Sie sind fähig methodische Hilfsmittel zu gebrauchen, dieZusammenhänge zu analysieren und die unterschiedlichen Verfahren kritisch zu beurteilen.

InhaltWasserkreislauf, Nutzung, physikalisch-chemische Eigenschaften, Wasser als Lösemittel, Härte des Wassers,Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht; Wasseraufbereitung (Siebung, Sedimentation, Flotation, Filtration, Flockung, Adsorption,Ionenaustausch, Gasaustausch, Entsäuerung, Enthärtung, Oxidation, Desinfektion); Anwendungsbeispiele, Berechnungen.


Crittenden J. C. et al. (2005): Water Treatment, Principles and Design. Wiley & Sons, Hoboken.

DVGW-Handbuch (2004): Wasseraufbereitung-Grundlagen und Verfahren, Oldenbourg, München.

Vorlesungsskript (ILIAS Studierendenportal), Praktikumsskrip.

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 30 min Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO 2016



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22621 – Water Technology22622 – Exercises to Water Technology


1080 Water Technology




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Modul 6402 Energie und Umweltzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch/ Enlisch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Dimosthenis Trimis; Prof. Dr.-Ing. Thomas Kolb

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Umweltschutzverfahrenstechnik"


Inhalt

Vorlesung Technical Sytems for thermal waster treatment: Waste: definition, specification, potentialBasic thermo-chemical processes for waste treatment: pyrolysis, gasification, combustion

Technical systems for thermal waste treatment:

• combustion: Grate furnace, rotary kiln, fluidized bed,• gasification: fixed bed, fluidized bed, entrained flow,• pyrolysis: rotary kiln

Refractory technologyLegal aspects of waste managemantTools for critical evaluation of waste treatment technologiesExcursion to industrial sites

Vorlesung Verbrennung und Umwelt: Bedeutung des Umweltschutzes; Schadstoffe aus der Verbrennung und ihre Wirkung; Mechanismen der Schadstoffbildung;Feuerungsbezogene Maßnahmen (Primärmaßnahmen) zur Emissionsminderung; Rauchgasreinigung: Sekundärmaßnahmen zurEmissionsminderung; Emissionen bei motorischer Verbrennung und Verbrennung in Gasturbinen

Lehr- und Lernformen22516 - Technical Systems for Thermal Waste Treatment, Vorlesung 2 SWS, WS22507 – Verbrennung und Umwelt, Vorlesung 2 SWS, SS


1081 Energie und Umwelt




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Modul 6403 Process Engineering in Wastewater Treatmentzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Englisch

ModulverantwortlicherProf. h.c. Dipl-Ing. E. Hoffmann



- Wassertechnologie- Umweltschutzverfahrenstechnik


QualifikationszieleDie Studierenden verfügen über das Wissen typischer Verfahrenstechniken der Abwasserreinigung im In- und Ausland. Sie sind in derLage, diese technisch zu beurteilen und unter Berücksichtigung rechtlicher Randbedingungen flexibel zu bemessen. Die Studierendenkönnen die Anlagentechnik analysieren, beurteilen und betrieblich optimieren. Es gelingt eine energetisch effiziente Auslegungunter Berücksichtigung wesentlicher kostenrelevanter Faktoren. Die Studierenden können die Situation in wichtigen Schwellen-und Entwicklungsländern im Vergleich zu der in den Industrienationen analysieren und wasserbezogene Handlungsempfehlungenentwickeln.

Inhalt

Kommunale Abwassereinigung

Die Studierenden erlangen vertieftes Wissen über Bemessung und Betrieb typischer Verfahrenstechniken der kommunalenAbwasserreinigung in Deutschland. Behandelt werden u.a.

• verschiedene Belebungsverfahren• Anaerobtechnik und Energiegewinnung• Kofermentation und nachwachsende Rohstoffe• Filtrationsverfahren• Abwasserdesinfektion und pathogene Keime• Chem. und biologische Phosphorelimination• Spurenstoffelimination• Ressourcenschutz und Energieeffizienz

Internationale Siedlungswasserwirtschaft

Die Studierenden verfügen über das Wissen der Bemessung und des Betriebs der im internationalen Raum eingesetzten Techniken zurWasseraufbereitung. Sie können diese Techniken analysieren, beurteilen und entscheiden, wann neue, stärker ganzheitlich orientierteMethoden eingesetzt werden können. Behandelt werden:

• Belebungsverfahren• Tropf- und Tauchkörper• Teichanlagen• Bodenfilter / Wetlands• UASB / EGSB / Anaerobe Filter• Dezentrale versus zentrale Systeme• Stoffstromtrennung• Energiegewinnung aus Abwasser• Trinkwasseraufbereitung• Abfallwirtschaft


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Literatur/Lernmaterialien1) Imhoff, K. u. K.R. (1999): Taschenbuch der Stadtentwässerung, 29. Aufl., Oldenbourg Verlag, München, Wien.2) ATV-DVWK (1997): Handbuch der Abwassertechnik: Biologische und weitergehende Abwasserreinigung, Band 5, Verlag Ernst &

Sohn, Berlin.3) ATV-DVWK(1997): Handbuch der Abwassertechnik: Mechanische Abwasserreinigung, Band 6, Verlag Ernst & Sohn, Berlin.4) Sperling, M., Chernicaro, C.A.L. (2005): Biological Wastewater Treatment in warm Climate Regions, IWA publishing, London.5) Wilderer, P.A., Schroeder, E.D. and Kopp, H. (2004): Global Sustainability - The Impact of Local Cultures. A New Perspective for

Science and Engineering, Economics and Politics WILEY-VCH.

Arbeitsaufwand





Municipal Wastewater Treatment (SWS 1 + 1)International Sanitary Engineering (SWS 1 + 1)


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Modul 6404 Umweltbiotechnologiezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Andreas Tiehm



• Technische Biologie• Umweltschutzverfahrenstechnik• Wassertechnologie


QualifikationszieleDie Studierenden können die Prinzipien der Mikrobiologie und deren technische Anwendung erklären. Sie sind in der Lage technischrelevante mikrobiologische Zusammenhänge auf ökologische, bio- und umwelttechnische Prozesse zu übertragen. Sie könnenbiotechnologische Verfahren hinsichtlich leistungsbegrenzender Faktoren analysieren und Prozesskombinationen zur Steigerung derUmsatzraten unter ökologisch-ökonomischen Gesichtspunkten beurteilen.

InhaltGrundlagen Umweltbiotechnologie, Anwendungsgebiete, Stoffwechseltypen, Abbaubarkeit, Testverfahren zur Abbaubarkeit,Nährstoffe, Elektronenakzeptoren, Toxizität, Wachstumskinetik, Biologische Abwasserreinigung, Belebtschlammverfahren, Tropfkörper,Membranbioreaktoren, Klärschlammbehandlung, Biogasbildung, Desintegrationsverfahren, Mikrobiologischer Abbau von Schadstoffen(PAK, CKW), Sanierung kontaminierter Standorte, Natürlicher Abbau (Natural Attenuation), Uferfiltration, Trinkwasser-Aufbereitung,Monitoring-Methoden (Kulturverfahren, Molekularbiologie).

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 30 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO


Lehr- und Lernformen22614 - Umweltbiotechnologie

DozentenProf. Dr. Andreas Tiehm


998 Umweltbiotechnologie


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Modul 6405 Brennstofftechnikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherProf. Thomas Kolb


Pflicht in den Vertiefungsfächern

• Chemische Energieträger – Brennstofftechnologie• Energieverfahrenstechnik


• Umweltschutzverfahrenstechnik• Verbrennungstechnik


Qualifikationsziele

Die Studierenden sind fähig, Energierohstoffe und daraus erzeugte Brennstoffe / chemische Energieträger zu charakterisieren und dieProzesse und Verfahren zur Erzeugung von chemischen Energieträgern bezüglich Verfahrenstechnik, Kosten und Umweltrelevanzkritisch zu bewerten.

Inhalt• Überblick über die Energierohstoffe: Kohle, Erdöl, Ölsande, Ölschiefer, Erdgas, Biomasse - Entstehung, Vorräte, Verbrauch• Technik der Förderung• Charakterisierung und Analytik der Energierohstoffe und Brennstoffe• Grundlagen, Prozesse und Verfahren zur Wandlung von Energierohstoffen in chemische Energieträger/Brennstoffe• Prozesse und Verfahren der Brennstoff-Nutzung: Strom / Wärme, Mobilität, Synthese• Vergleichende Bewertung von Prozessketten zur Wandlung und Nutzung von Brennstoffen auf Basis von LCA, Ökoeffizienzanalyse

Literatur/Lernmaterialien1) "Die Veredlung und Umwandlung von Kohle Technologien und Projekte 1970 bis 2000 in Deutschland"; ISBN 978-3-936418-88-02) „Grundlagen der Gastechnik“; ISBN 978-34462110943) “Handbook of Fuels”; ISBN 978-3-527-30740-14) „Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry“; ISBN 978-3-5273-0673-2

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 20 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO 2016



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22305 - Grundlagen der Brennstofftechnik, Vorlesung 2 SWS22306 – Übungen und Demonstrationen zu 22305, 1 SWS


1083 Grundlagen der Brennstofftechnik




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Modul 6406 Sicherheitstechnik für Prozesse und Anlagenzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch


Professor Dr.-Ing. Jürgen Schmidt



• Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie• Energieverfahrenstechnik• Umweltschutzverfahrenstechnik


Qualifikationsziele

Die Studierenden sind in der Lage, Risiken von technischen Anlagen systematisch abzuschätzen, Auswirkungen von möglichenStörfällen zu bewerten und geeignete sicherheitstechnische Gegenmaßnahmen zu definieren. Die Vorlesung ist in Themenblöckeaufgeteilt.

Risikomanagement:

Sie können …

• mit einer technischen Risikoanalyse Gefahren einstufen• Risiken qualitativ und quantitativ definieren und einschätzen• mit dem Risikografen Anforderungen an Schutzeinrichtungen bestimmen• wesentliche Inhalte / Begriffe der Störfallverordnung wiedergeben• ein Anlagensicherheitskonzept erstellen und bewerten• eine Sicherheitsanalyse für eine Anlage durchführen

Gefahrstoffe:

Sie können …

• Wirkung / Aufnahmewege toxischer Stoffe beschreiben• Begriffe / Vorschriften einordnen• Einstufungen vornehmen von …• Gefährlichkeitsmerkmalen• Kennzeichnungen / Verpackungen• Sicherheitstechnischen Kenngrößen• Grundlagen des Arbeitsschutzes anwenden (Grenzwerte / Betriebsanweisung)

Exotherme Chemische Reaktionen:

Sie können …

• Ursachen für Durchgehreaktionen erkennen• Gesetzliche Vorgaben anwenden• Gefahren ermitteln und bewerten• Sicherheitstechnische Kenngrößen festlegen• Reaktionskalorimetrische Daten interpretieren (DTA / DWStau)


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• Wärmebilanzen von Reaktoren beurteilen

Sicherheitseinrichtungen:

Sie sollen …

• Die Bauarten und Einsatzbereiche von Sicherheitseinrichtungen kennen• Die Funktion und Charakteristiken

von Sicherheitsventilen beschreiben können• Den Weg zur Auslegung von Sicherheitseinrichtungen im Detail wiedergeben können

Rückhalteeinrichtungen:

Sie sind in der Lage …

• Die Bauarten und Einsatzbereiche von Rückhaltesystemen wiederzugeben• Zyklonabscheider und Schwerkraftabscheider

für Notentlastungssysteme auszulegen• Rückhaltesysteme für Chemieanlagen sicherheitstechnisch zu bewerten• Notkühlung und Stoppersysteme

als Alternative zu Entlastungssystemen vorzuschlagen

Ausbreitung von Gefahrstoffen:


• zu entscheiden, ob Stoffe bei Notentlastungen von Reaktoren in die Atmosphäre entlastet werden dürfen• Einflussgrößen auf die Ausbreitung von Schadstoffen zu beschreiben• Störfall-Beurteilungswerte zu benennen und zu erklären• das Vorgehen bei der Ausbreitungsrechnung zu beschreiben• Empfehlungen für die Betriebe zu geben, worauf bei der Entlastung von Gefahrstoffen zu achten ist• vorhandene Notentlastungseinrichtungen zu bewerten

PLT Schutzeinrichtungen:

Sie sollen …

• PLT-Einrichtungen klassifizieren können• die Anforderungen an eine PLT-Schutzeinrichtungen benennen können• die Vorgehensweise zur Auslegung

von PLT-Schutzeinrichtungen wiedergeben können• den Einsatz vorhandener PLT-Schutzeinrichtungen bewerten können

Explosionsschutz:


• die Voraussetzungen für das Auftreten von Explosionen zu benennen• Explosionsbereiche bei Zweistoffsystemen/Dreistoffsystemen einzugrenzen• Sicherheitstechnische Kennzahlen wie Mindestzündenergie/Zündtemperatur und

die Explosionskenngrößen (Pmax, KG) zu definieren unddie damit verbundenen Konzepte zu beschreiben

• Schutzmaßnahmen für die Vermeidung von Explosionen zu vorzuschlagen• Vorhandene Schutzmaßnahmen an Anlagen zu bewerten

Elektrostatik:


• Die verschiedenen Formen der elektrostatischen Aufladung und Entladung von Gegenständen und Einrichtungen zu beschreiben• Schutzmaßnahmen gegen Explosionen aufzuzeigen• Vorhandene Schutzmaßnahmen zu bewerten und Empfehlungen für die korrekte Ausführung bei neuen Anlagen zu geben

Inhalt


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Einführung in den Schutz von Mensch und Umwelt vor den Gefahren von technischen Anlagen in der Chemie, Petrochemie, Pharmazieund im Bereich Öl und Gas. Durch Risikomanagement lassen sich Störfälle vermeiden und die Auswirkungen von Ereignissenbegrenzen.Risikomanagement, Handhabung von Gefahrstoffen, Vermeidung von Durchgehreaktionen bei gefährlichen chemischenReaktionen, Auslegung von Schutzeinrichtungen für Notentlastungen wie Sicherheitsventile, Berstscheiben und nachgeschalteteRückhalteeinrichtungen. Moderne Prozessleittechnische Systeme, Emission und Ausbreitung von Gefahrstoffen in der Atmosphäresowie Explosionsschutz und Brandschutz.

Arbeitsaufwand



NotenbildungVorlesungsblocknote ist die Note der mündlichen Prüfung

Lehr- und Lernformen22308 – Sicherheitstechnik für Prozesse und Anlagen

Allgemeine HinweiseDie Vorlesung wird als Blockvorlesung mit Exkursion in einen Störfallbetrieb gehalten.


1050 Sicherheitstechnik für Prozesse und Anlagen




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Modul 6501 Wärmeübertragung IIzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Thomas Wetzel


Wahlpflicht im Vertiefungsfach „Thermische Verfahrenstechnik".


QualifikationszieleDie Studierenden können die grundlegenden Differentialgleichungen der Thermofluiddynamik herleiten und kennen möglicheVereinfachungen bis hin zur instationären Wärmeleitung in ruhenden Medien. Die Studierende kennen verschiedene analytischeund numerische Lösungsmethoden für die instationäre Temperaturfeldgleichung in ruhenden Medien. Die dabei eingesetztenLösungsmethoden können die Studierenden selbständig auf stationäre Wärmeleitungsprobleme wie die Wärmeübertragung in Rippenund Nadeln anwenden.

InhaltFortgeschrittene Themen der Wärmeübertragung: Thermofluiddynamische Transportgleichungen, Instationäre Wärmeleitung;Thermische Randbedingungen; Analytische Methoden (Kombinations- und Separationsansatz, Laplace-Transformation); NumerischeMethoden (Finite Differenzen- und Volumenverfahren); Wärmeübertragung in Rippen und Nadeln.

Literatur/Lernmaterialien1) Von Böckh/Wetzel: „Wärmeübertragung“, Springer, 6. Auflage 20152) VDI-Wärmeatlas, Springer-VDI, 10. Auflage, 2011

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 25 Minuten nach § 4 (2) Nr. 2 SPO Master 2016



22809 – Wärmeübertragung II, Vorlesung 2 SWS22810 – Übung zu 22809, Übung 1 SWS


1001 Wärmeübertragung II



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Modul 6502 Thermische Trennverfahren IIzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Matthias Kind



- Thermische Verfahrenstechnik

- Technische Thermodynamik


QualifikationszieleErarbeitung eines tiefen Prozessverständnisses am Beispiel der Rektifikation von Mehrkomponenten-Gemischen. Fähigkeit zurÜbertragung dieses Verständnisses in ein numerisches Modell und zur Lösung dieses Modells. Verständnis der fluiddynamischenVorgänge in Kolonnen.

InhaltGrundlagen der Modellierung und Simulation verfahrenstechnischer Prozesse am Beispiel der Rektifikation eines mehrkomponentigenGemischs: Phasengleichgewicht, Fugazitätskoeffizient, Aktivitätskoeffizienten-Modelle; Flash-Rechnung; Gleichungssystemfür die Simulation der kontinuierlichen Rektifikation von Mehrkomponenten-Gemischen; Lösung des Gleichungssystems für ein3-komponentiges System nach der Methode von Thiele und Gaddes; Kennenlernen weiterer Lösungsmethoden; Grundlagen derfluiddynamischen Auslegung einer von Boden- und Füllkörperkolonnen.

Literatur/Lernmaterialien1) Gmehling, J.; Kolbe, B.; Kleiber, M.; Rarey, J. R. Chemical thermodynamics; Wiley-VCH, 20122) Schlünder, E.-U.; Thurner, F. Destillation, Absorption, Extraktion; Lehrbuch Chemie + Technik; Vieweg, 19953) Stephan, P.; Mayinger, F.; Schaber, K.; Stephan, K. Thermodynamik. Band 2, 15th ed.; Springer, 20104) VDI-GVC, Ed. VDI-Wärmeatlas, 11., bearb. und erw. Aufl.; VDI-Buch; Springer Vieweg: Berlin, 2013

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium: 70 h



Erfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 20 Minuten nach § 4 (2) Nr. 2 SPO Master 2016



22812 – Thermische Trennverfahren II, Vorlesung 2 SWS


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22813 – Übungen zu 22812, 1 SWS


1000 Thermische Trennverfahren II




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Modul 6503 Stoffübertragung IIzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch



Wahlpflicht im Vertiefungsfach Thermische Verfahrenstechnik


QualifikationszieleDie Studierenden sind in der Lage zu fortgeschrittenen, grundlegenden Stoffübertragungsprozessen Berechnungen sowohl analytischals auch numerisch durchzuführen und eine Analyse der eigenen Versuchsergebnisse mit den Berechnungen und der Literatur imTeam zu bewerten. Das Qualifikationsziel ist es diese grundlegenden Erkenntnisse auf andere Bereiche der Stoffübertragung undProzesstechnik eigenständig zu übertragen.

Inhalt

Fortgeschrittene Themen der Stoffübertragung;

Grundlegende Versuche mit Ausarbeitung in Teamarbeit , Bewertung und Diskussion zu: Membrandiffusion; Gemischverdunstung;Diffusionsdestillation; Gemischkondensation; Physikalische Absorption; Chemische Absorption; Diffusion und Absorption in Polymeren;Ausgewählte Themen und Literaturbesprechung;

Diskussion und Vorstellung von Ergebnissen/Gruppenarbeit.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium: 90 h


(Summe 180 h)

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 20-30 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO Master 2016.



22817 –Stoffübertragung II, Vorlesung, 2 SWS

22818 – Übung und Praktikum zu 22817 Stoffübertragung II, 1 SWS


1002 Stoffübertragung II


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Modul 6504 Industrielle Kristallisationzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch



Wahlpflicht in den Vertiefungsfächern- Produktgestaltung- Thermische Verfahrenstechnik


QualifikationszieleErarbeitung von tiefem Prozessverständnisses am Beispiel der Industriellen Kristallisation. Übertragung dieses Verständnisses in einnumerisches Modell.

InhaltVerfahren und Apparate zur Kristallisation aus Lösungen; Gleichgewicht, Wachstums- und Keimbildungskinetik; Modellierung undSimulation der Kristallgrößenverteilung kontinuierlich und absatzweise betriebener Kristallisatoren; Lösung der gekoppelten Stoff- undPopulationsbilanz; Apparateauslegung, Bestimmung der Hauptabmessungen von Zwangsumlauf-Kristallisatoren.

Literatur/Lernmaterialien• Gnielinski, V.; Mersmann, A.; Thurner, F. Verdampfung, Kristallisation, Trocknung; Vieweg, 1993• Mersmann, A.; Kind, M.; Stichlmair, J. Thermische Verfahrenstechnik, 2nd ed.; Springer, 2005• Mullin, J. W. Crystallization, 3rd ed.; Butterworth-Heinemann, 1993• Randolph, A. D.; Larson, M. A. Theory of particulate processes; Academic Press, 1971

Arbeitsaufwand





22814 – Industrielle Kristallisation, Vorlesung 2 SWS22815 – Übung zu 22814, 1 SWS (als Hausaufgabe im Selbststudium)

DozentenProf. Dr.-Ing. Matthias Kind


1004 Industrielle Kristallisation


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Modul 6505 Wärmeübertragerzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch


Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach „Thermische Verfahrenstechnik“


QualifikationszieleDie Studierenden kennen wesentliche Berechnungsmethoden für die Auslegung und Nachrechnung von Wärmeübertragernund können diese selbständig auf ingenieurtechnische Problemstellungen anwenden. Die Studierenden können selbständigEntwurfsmethodiken für Wärmeübertrager einsetzen und die dafür benötigten Berechnungen von Wärmedurchgangskoeffizientendurchführen.

InhaltWärmeübertragertypen, log. Temperaturdifferenz, e-NTU-Methode, Zellenmethodik, Entwurf von Wärmeübertragern, Wärmeübergang,Wärmeübergang in Ringspalten und bei Rohrbündeln, Kompaktwärmeübertrager, Mikrokanal-Wärmeübertrager

Literatur/LernmaterialienWird in der Veranstaltung vorgestellt.

Arbeitsaufwand





22807 – Wärmeübertrager, Vorlesung 2 SWS


1005 Wärmeübertrager




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Modul 6506 Statistische Thermodynamikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Detusch.


Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach „Technische Thermodynamik“

Voraussetzungen/EmpfehlungenThermodynamik III

QualifikationszieleDie Studierenden verstehen die Grundprinzipien der statistischen Mechanik und erkennen Vor- und Nachteile bei der Anwednung in derVerfahrenstechnik.

InhaltBoltzmann-Methode, Gibbs-Methode, Reale Gase, Zustandsgleichungen, Polymere.

Literatur/Lernmaterialien1) J. Blahous, Statistische Thermodynamik, Hirzel Verlag Stuttgart, 2007.2) H.T. Davis, Statistical Mechanics of Phases, Interfaces, and Thin Films, Wiley-VCH, New York, 1996.3) G.G, Gray, K.E. Gubbins, Theory of Molecular Fluids Fundamentals. Clarendon, Press Oxford, 1984.4) J.P. Hansen, I.R. McDonald, Theory of Simple Liquids with Application to Soft Matter. Fourth Edition, Elsevier, Amsterdam, 2006.5) G.H. Findenegg, T. Hellweg, Statistische Thermodynamik, 2. Auflage,6) Springer Verlag, 2015.7) J.O. Hirschfelder, C.F. Curtis, R.B. Bird, Molecular Theory of Gases and Liquids. John-Wiley & Sons, New York, 1954.

Arbeitsaufwand




Lehr- und LernformenVorlesung und Übung


1068 Statistische Thermodynamik




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Modul 6507 Thermodynamik der Phasengleichgewichtezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Michael Türk



• Technische Thermodynamik• Thermische Verfahrenstechnik


InhaltAllgemeine Grundlagen, chemischen Potential, partielle molare Größen, Mischungs- und Exzessgrößen, Zustandsgleichungen, reineGase und Gasgemische, Berechnung von Fugazitäten und -koeffizienten, reine Flüssigkeiten und Flüssigkeitsgemische, Berechnungvon Fugazitäten und Aktivitäten; Raoultsches Gesetz, Henrysches Gesetz, Berechnung binärer und ternärer Phasengleichgewichte,Phasengleichgewichte von Polymerlösungen

Lehr- und Lernformen22016 – Thermodynamik der Phasengleichgewichte


1006 Thermodynamik der Phasengleichgewichte




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Modul 6508 Theorie turbulenter Strömungen ohne und mit überlagerterVerbrennungzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Nikolaos Zarzalis


Wahlpflicht in den Vertiefungsfächern:- Thermische Verfahrenstechnik- Verbrennungstechnik


Qualifikationsziele• Die Studenten lernen und verstehen die Ähnlichkeit zwischen Impuls-, Energie- und Stofftransport.• Die Studenten sind in der Lage aus der Anwendung der Analogie zwischen dem turbulenten und laminaren Transport die „turbulente“

Diffusion zu erklären und zu quantifizieren.• Die Studenten können gemessene Feldverteilungen von Turbulenzgrößen beurteilen.• Die Studenten können unterschiedliche Flammenstrukturen auf Grund der Wechselwirkung zwischen Turbulenz und

Wärmefreisetzung analysieren und erklären.

InhaltCharakterisierung der Turbulenz; Herleitung der Bilanzgleichungen für Masse, Impuls und Energie; Turbulenter Impuls-, Wärme-und Stofftransport; Herleitung der Bilanzgleichungen für die kinetische Energie der mittleren Strömung und der turbulentenSchwankungsbewegung; Herleitung der Bilanzgleichungen für die Enstrophie der mittleren Strömung und der turbulentenSchwankungsbewegung; Erläuterung der Energiekaskade; Wechselwirkung zwischen Turbulenz und Wärmefreisetzung bei turbulentenVormischflammen.

Literatur/Lernmaterialien• Tennekes and Lumley, A first course in turbulence• N. Peters, Turbulent combustion• T. Poinsot, D. Veynante, Theoretical and numerical combustion

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von max. 30min Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO.


Lehr- und Lernformen22514 – Theorie turbulenter Strömungen ohne und mit überlagerter Verbrennung, Vorlesung, 2 SWS

Dozenten


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Prof. Nikolaos Zarzalis


1007 Theorie turbulenter Strömungen ohne und mit überlagerterVerbrennung

1007 Theorie turbulenter Strömungen ohne und mit überlagerter Verbrennung



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Modul 6509 Hochtemperatur-Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach




1008 Hochtemperatur-Verfahrenstechnik




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Modul 6510 Miniaturisierte Wärmeübertragerzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach




1009 Miniaturisierte Wärmeübertrager




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Modul 6511 Angewandte Molekulare Thermodynamikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch



InhaltAllgemeine Grundlagen, Zwischenmolekulare Wechselwirkung, Virialkoeffizienten, Potentialfunktionen, Zustandsgleichung für realeGase; Stoßprozess, Ablenkwinkel und Stoßintegrale, Transportkoeffizienten für ein- und mehratomige Gase, Transportkoeffizienten inbinären Gasgemischen, Druckabhängigkeit der Transportkoeffizienten; Berechnung thermodynamischer Zustandsgrößen mittels derstatistischen Thermodynamik.

Lehr- und Lernformen22019 – Angewandte Molekulare Thermodynamik


1025 Angewandte Molekulare Thermodynamik




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Modul 6512 Messtechnik in der Themofluiddynamikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach




1043 Messtechnik in der Thermofluiddynamik




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Modul 6513 Solare Prozesstechnikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherDr. Martina Neises-von Puttkamer

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Thermische Verfahrenstechnik"



1096 Solare Prozesstechnik




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Modul 6601 Produktgestaltung: Grundlagen und ausgewählte Beispielezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Matthias Kind, Prof. Dr.-Ing. Heike P. Schuchmann

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Produktgestaltung"


QualifikationszieleDie Studenten haben bezüglich Produktgestaltung ein vielfältig erprobtes Verständnis für ihre Rolle und mögliche fachliche Aufgaben imindustriellen Umfeld.Die Studierenden können die wesentlichen Prinzipien der Produktgestaltung darlegen und anhand unterschiedlicher Beispiele ausder Praxis anwenden. Die Studierenden können für ausgewählte Produkte beurteilen, welche physikalischen Eigenschaften für dieGestaltung von Produkteigenschaften relevant sind. Auf dieser Grundlage können sie geeignete Herstellungsverfahren und –anlagenauswählen und wissen, welche Prozessparameter wie zu variieren sind, um das Verfahren an die Qualitätsanforderungen der Produkteanpassen. Bei den Auswahlkriterien können sie ausgewählte wirtschaftliche Aspekte mit einbeziehen.

Inhalt

Inhalte Produktgestaltung II Stetige Produktinnovationen sind eine Voraussetzung für die Wettbewerbsfähigkeit von Firmen. In dieser Lehrveranstaltung wirddas Prinzip der „Konzeptuellen Produktgestaltung“ anhand vielfältiger praxisnaher Beispiele erläutert, in Übungen und mittels einesinstruktiven Films selbst erarbeitet und schließlich auf den Gebieten „Kristallisation“ und „Kolloidale Systeme“ fachlich vertieft.Unter „Konzeptueller Produktgestaltung“ ist folgende systematische 2-stufige Vorgehensweise zu verstehen: Analyse und Nutzung desZusammenhangs zwischen den Prozessparametern und den physico-chemischen Eigenschaften des Produktes (Prozessfunktion) unddes Zusammenhangs zwischen diesen physico-chemischen Eigenschaften und der anwendungstechnischen Qualitätsmerkmalen desProduktes (Eigenschaftsfunktion).

Inhalte Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxis Anhand von ausgewählten Konsumprodukten geben verschiedene Dozenten Beispiele, wie im industriellen Alltag Produkte gestaltetwerden und was dabei zu beachten ist. Auch Aspekte außerhalb der reinen Verfahrenstechnik, wie beispielsweise zugrunde liegendeKostenkalkulationen oder Marketingüberlegungen werden diskutiert. Die Dozenten kommen entweder direkt aus der Industrie oderberichten von einer Produktentwicklung, die sie in Ihrer Berufszeit in der Industrie selber begleitet haben. Zu Beginn der Reihe wird ineiner Einführungsvorlesung das allen Teilbeiträgen zugrunde liegende Ziel und spätere Prüfungsinhalte erläutert.

Literatur/Lernmaterialien1) Product Design and Engineering – Best Practices (Ed. U. Bröckel, W. Meier, G. Wagner); Wiley VCH; Weinheim 2007; Vol. 1: Basics

and Technologies; Vol. 2: Rawmaterials, Additives and Applications2) Product Design and Engineering – Formulation of Gels and Pastes (Ed. U. Bröckel, W. Meier, G. Wagner); Wiley VCH; Weinheim

20133) Weitere Vorlesungsbegleitende Unterlagen werden durch jeweilige Dozenten bereitgestellt

ArbeitsaufwandPräsenszeit: 60 hSelbststudium: 120 hPrüfungsvorbereitung: 60 h

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 30 Minuten


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22833 – Produktgestaltung II, Vorlesung 2 SWS (WS)22215 - Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxis, Vorlesung 2 SWS (SS)

DozentenProf. Dr.-Ing. Matthias Kind, Prof. Dr.-Ing. Heike P. Schuchmann


1084 Produktgestaltung: Grundlagen und ausgewählte Beispiele




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Modul 6602 Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxiszugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch


Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht in den Vertiefungsfächern „Produktgestaltung“ und „Lebensmittelverfahrenstechnik“

Voraussetzungen/EmpfehlungenPflicht: keine

QualifikationszieleDie Studierenden können die wesentlichen Prinzipien der Produktgestaltung darlegen und anhand unterschiedlicher Beispieleaus der Praxis anwenden. Die Studierenden können für ausgewählte Produkte beurteilen, welche physikalischen und chemischenEigenschaften oder Strukturen für die Gestaltung von Produkteigenschaften relevant sind. Auf dieser Grundlage können sie geeigneteHerstellungsverfahren und –anlagen auswählen und wissen, welche Prozessparameter wie zu variieren sind, um das Verfahren andie Qualitätsanforderungen der Produkte anpassen. Bei den Auswahlkriterien können sie ausgewählte wirtschaftliche Aspekte miteinbeziehen.

InhaltAnhand von ausgewählten Konsumprodukten geben verschiedene Dozenten Beispiele, wie im industriellen Alltag Produkte gestaltetwerden und was dabei zu beachten ist. Auch Aspekte außerhalb der reinen Verfahrenstechnik, wie beispielsweise zugrunde liegendeKostenkalkulationen oder Marketingüberlegungen werden diskutiert. Die Dozenten kommen entweder direkt aus der Industrie oderberichten von einer Produktentwicklung, die sie in Ihrer Berufszeit in der Industrie selber begleitet haben. Zu Beginn der Reihe wird ineiner Einführungsvorlesung das allen Teilbeiträgen zugrunde liegende Ziel und spätere Prüfungsinhalte erläutert.


Vorlesungsbegleitende Unterlagen werden durch jeweilige Dozenten bereitgestellt

Product Design and Engineering – Best Practices (Ed. U. Bröckel, W. Meier, G. Wagner); Wiley VCH; Weinheim 2007; Vol. 1: Basicsand Technologies; Vol. 2: Rawmaterials, Additives and Applications

Product Design and Engineering – Formulation of Gels and Pastes (Ed. U. Bröckel, W. Meier, G. Wagner); Wiley VCH; Weinheim 2013

ArbeitsaufwandPräsenzzeit: 30 hSelbststudium: 60 hPrüfungsvorbereitung: 30 h

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 15 - 20 Minuten.


Lehr- und Lernformen22215 Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxis

Dozenten

Hauptverantwortlich: Prof. Dr.-Ing. Heike P. Schuchmann


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Weitere Dozenten: Dr. Peter Braun / Swiss Food Research; Prof. Dr.-Ing. Ulrich Bröckel / Universität Trier; Prof. Dr. Günter Esper /Universität Fulda; Dr. Frank Müller / BASF; Dr. Matthias Sass / Rudolf Wild; Prof.‘s Dr.-Ing. Kind, Türk, Nirschl und Schuchmann / KIT


181 Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxis




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Modul 6701 Reaktionstechnik mehrphasiger Systemezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Bettina Kraushaar-Czarnetzki

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Chemische Verfahrenstechnik2


Qualifikationsziele

Die Studierenden kennen das Filmmodell und sind in der Lage, es zur Berechnung von Stofftransport-Einflüssen in reagierendenmehrphasigen Systemen anzuwenden. Sie kennen technische Reaktoren für die Umsetzung von zwei- und dreiphasigenReaktionsgemischen und können ihre Anwendungsgebiete und technischen Einsatzgrenzen erörtern. Im Fall mehrphasiger Reaktorenmit gut definierten System-Eigenschaften sind sie auch in der Lage, eine rechnerische Auslegung der Reaktordimensionen und dergeeigneten Betriebsbedingungen vorzunehmen.

Die Studierenden kennen die Funktionen von Katalysatoren und können die Modellvorstellungen zu ihrer Wirkungsweise erörtern.Sie kennen die Methoden zur industriellen Herstellung von heterogenen Katalysatoren und können Zusammenhänge zwischenVerarbeitung und Eigenschaften aufzeigen. Die Studierenden kennen Methoden zur Bestimmung von physikalisch-chemischenund katalytischen Eigenschaften und sind dazu fähig, auf der Basis der Untersuchungsergebnisse qualifizierte Aussagen über dieAnwendungsmöglichkeit und Wirksamkeit von heterogenen Katalysatoren zu machen.

Inhalt

für zweiphasige Systeme: gasförmig-flüssig, flüssig-flüssig, gasförmig-fest; Reaktoren für dreiphasige Systeme.

Funktionen und Wirkungsweise von Katalysatoren; Aufbau, Herstellung und Formgebung von heterogenen Katalysatoren;physikalisch-chemische Eigenschaften (Zusammensetzung, morphologische und mechanische Eigenschaften, Gesamtoberflächeund partielle Oberflächen, Porosität und Porenradienverteilung, Oberflächenchemie) und ihre Charakterisierung; funktionaleCharakterisierung (Aktivität, Selektivität).


B. Kraushaar-Czarnetzki: Skript "Chemische Verfahrenstechnik II";

B. Kraushaar-Czarnetzki: Foliensammlung "Heterogene Katalyse I".

Alle Lernmaterialien und Hinweise auf Spezialliteratur sind auf der Lernplattform ILIAS (https://ilias.studium.kit.edu) abgelegt.

Arbeitsaufwand

Präsenzzeit: 70 h

Repetitorium: 30 h Selbststudium: 120 h


(Gesamt: 300 h )


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22122 Chemische Verfahrenstechnik II, 2V

22125 Heterogene Katalyse I, 1V

22123 Übungen und Repetitorium, 2Ü


1085 Reaktionstechnik mehrphasiger Systeme




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Modul 6702 Heterogene Katalyse IIzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch



Im Vertiefungsfach "Chemische Verfahrenstechnik" nur in Kombination mit dem Modul "Reaktionstechnik mehrphasiger Systeme"

wählbar1).

1) Die Kombination mit dem Modul "Reaktionstechnik mehrphasiger Systeme" entfällt bzw. ist ausgeschlossen, wenn imBachelor-Studium das Profilfach "Katalytische Reaktionstechnik" absolviert wurde.

QualifikationszieleStudierende kennen die Einflüsse von Stoff- und Wärmetransport-hemmungen auf Aktivität und Selektivität sowie auf das Auftretenvon Partikel-/Film-Überhitzung und multiplen Betriebszuständen. Sie können Konzepte zur Gestaltung von Katalysatoren entwickeln,mit denen Transporthemmungen und hohe Druckverluste vermieden werden. Sie sind fähig, Reaktoren und Betriebsbedingungenauszuwählen, die eine optimale Nutzung der Leistungsmerkmale eines Katalysators ermöglichen.

InhaltEinflüsse von Stoff- und Wärmetransport auf die Wirksamkeit von Katalysatoren (Aktivität, Selektivität, Überhitzungsphänomene,multiple Zustände); moderne Formulierungs- und Formgebungstechniken zur Leistungsmaximierung von technischen Kontakten;Konzepte für katalytische Reaktoren; aktuelle Fallstudien zur Entwicklung und Anwendung von heterogenen Katalysatoren.

Literatur/LernmaterialienSiehe Lernplattform ILIAS (https://ilias.studium.kit.edu).

Arbeitsaufwand

Präsenzzeit: 32 h






22134 - Heterogene Katalyse II, 2V

22135 - Übung/Repetitorium zu Het. Kat. II, 1Ü


1015 Heterogene Katalyse II


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Modul 6703 Reaktionskinetikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherDr.-Ing. Steffen Peter Müller

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach Chemische Verfahrenstechnik.


Qualifikationsziele

Die Studierenden können die Ursachen und die unterschiedlichen elementaren Schritte von chemisch homogenen Reaktionengrundlegend erörtern. Ferner sind sie mit diesen Grundlagen befähigt, Berechnungen von chemischen Reaktionen mittels Ergebnissenaus kinetischen Versuchen durchzuführen. Anhand verschiedener Beispiele können die Studierenden Reaktionen unterschiedlicherElementarschritte identifizieren sowie analysieren und daher die Sachverhalte chemisch homogener Reaktionen beurteilen und kritischbewerten.

InhaltGrundlagen: Theorie des aktivierten Komplexes, thermodynamische Aspekte, aktive Zentren, Kettenreaktionen. Anwendungen:Photochemie, Reaktionen in Lösungen, Poly-Reaktionen, Autokatalyse, Explosionen

Arbeitsaufwand



Notenbildung



22106 - Vorlesung Reaktionskinetik22107 - Übung zu 22106

DozentenDr.-Ing. Steffen Peter Müller

Allgemeine HinweiseDie Übung findet 14-tätig statt.


1017 Reaktionskinetik


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Modul 6704 Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik mitPraktikumzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach




1022 Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik1023 Praktikum Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik

1022 Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik


1023 Praktikum Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik



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Modul 6705 Auslegung von Mikroreaktorenzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Peter Pfeifer



QualifikationszieleDie Studentinnen und Studenten können die Methoden der Prozessintensivierung durch Mikrostrukturierung des Reaktionsraumesanwenden und sind in der Lage die Vorteile und Nachteile einer Übertragung von gegebenen Prozessen in mikroverfahrenstechnischeApparate zu analysieren. Mit Kenntnis über spezielle Herstellverfahren für Mikroreaktoren sind die Studentinnen und Studenten in derLage Auslegungsmethoden auf mikrostrukturierte Systeme hinsichtlich des Wärmetauschs anzuwenden und die Möglichkeiten zurÜbertragung von Prozessen aus konventioneller Verfahrenstechnik in den Mikroreaktor hinsichtlich der Wärmeübertragungsleistungzu analysieren. Sie verstehen außerdem, wie die Mechanismen von Stofftransport und Mischung in strukturierten Strömungsmischernzusammenspielen, und sind in der Lage diese Kenntnisse auf die Kombination von Mischung und Reaktion anzuwenden. Darüberhinaus können sie mögliche Limitierungen bei der Prozessumstellung analysieren und so mikrostrukturierten Reaktoren für homogeneReaktionen angemessen auslegen. Die Studentinnen und Studenten verstehen die Bedeutung der Verweilzeitverteilung für Umsatzund Selektivität und sind in der Lage das Zusammenspiel von Stofftransport durch Diffusion und hydrodynamischer Verweilzeit inmikroverfahrenstechnischen Apparaten in gegebenen Anwendungsfällen zu analysieren.

InhaltBasiswissen zu mikroverfahrenstechnischen Systemen: Herstellung von mikrostrukturierten Systemen und Wechselwirkung mitProzessen, Intensivierung von Wärmetausch und spezielle Effekte durch Wärmeleitung, Verweilzeitverteilung in Reaktoren undBesonderheiten in mikrostrukturierten Systemen, strukturierte Strömungsmischer (Bauformen und Charakterisierung) und Auslegungvon strukturierten Reaktoren hinsichtlich Stoff- und Wärmetransport


Skript (Foliensammlung), Fachbücher:

Kockmann, Norbert (Hrsg.), Micro Process Engineering, Fundamentals, Devices, Fabrication, and Applications, ISBN-10:3-527-31246-3

Micro Process Engineering - A Comprehens (Hardcover), Volker Hessel (Editor), Jaap C. Schouten (Editor), Albert Renken (Editor),Yong Wang (Editor), Junichi Yoshida (Editor), 3 Bände, 1500 Seiten, Wiley VCH, ISBN-10: 3527315500

Winnacker-Küchler: Chemische Technik, Prozesse und Produkte, BAND 2: NEUE TECHNOLOGIEN, Kapitel Mikroverfahrenstechnik S.759-819, ISBN-10: 3-527-30430-4

Emig, Gerhard, Klemm, Elias, Technische Chemie, Einführung in die chemische Reaktionstechnik, Springer-Lehrbuch, 5., aktual. u. erg.Aufl., 2005, 568 Seiten, ISBN-10: 3-540-23452-7 (Kapitel Mikroreaktionstechnik S. 444-467)

Chemical Kinetics, ISBN 978-953-51-0132-1 "Application of Catalysts to Metal Microreactor Systems", P. Pfeifer,http://www.intechopen.com/books/chemical-kinetics/application-of-catalysts-to-metal-microreactor-systems

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium u. Prüfungsvorbereitung: 135 h


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Lehr- und Lernformen22145 – Auslegung von Mikroreaktoren

DozentenProf. Dr.-Ing. Peter Pfeifer


1065 Auslegung von Mikroreaktoren




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Modul 6706 Katalytische Mikroreaktoren mit Praktikumzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch




QualifikationszieleDie Studentinnen und Studenten können die Methoden der Prozessintensivierung mittels katalytischer Mikroreaktoren anwenden undsind in der Lage die Vorteile und Nachteile einer Übertragung von gegebenen Prozessen in katalytisch funktionalisierten Mikroreaktorenzu analysieren. Zusammen mit der Kenntnis über spezielle Herstellverfahren für Mikroreaktoren sind die Studentinnen und Studenten inder Lage Auslegungsmethoden auf mikrostrukturierte Systeme hinsichtlich des Stoff- und Wärmetauschs in katalytisch funktionalisiertenMikroreaktoren anzuwenden und die Vor- und Nachteile sowie die Anwendbarkeit des Typs Mikroreaktor zu analysieren. Sie verstehenaußerdem, wie die Mechanismen von Stofftransport und heterogen katalysierter Reaktion in strukturierten Reaktoren zusammenspielen,und sind in der Lage diese Kenntnisse auf reale Probleme anzuwenden. Darüber hinaus können sie mögliche Einsparungen beimDesign der Mikroreaktoren erkennen und in die Praxis umsetzen bzw. die Fahrweise der Reaktoren so optimieren, dass sowohlCAPEX als auch OPEX durch den Einsatz katalytischer Mikroreaktoren reduziert wird.

InhaltMethoden der Herstellung von Mikroreaktoren; Verbindungstechniken für Mikrostrukturapparate; Grundlagen des Wärme- undStofftransports in Mikrokanälen sowie der Verweilzeitverteilung in Einkanal- und Mehrkanalanordnungen. Schwerpunktthemenauf der Katalysatorintegration in Mikrostrukturreaktoren und Vergleich zu konventionellen katalytischen Reaktoren; experimentelleund mathematische Kriterien zur Beurteilung von Wärme- und Stofftransportlimitierungen in katalytischen Mikrostrukturreaktorensowie die dazugehörigen Stoff- und Wärmebilanzen; Einstellungen isothermer Bedingungen , Fahrweisen mit erzwungenenTemperaturgradienten für exotherme Gleichgewichtsreaktionen sowie Kombination exothermer und endothermer Reaktionen in einemMikroreaktor.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Praktikum: 60 h: 3 Praktikumsversuche (je 0.5-1 Tag) plus Ausarbeitung

Selbststudium/ Prüfungsvorbereitung: 90 h




22136 – Katalytische Mikroreaktoren

22137 – Praktikum zu Grundlagen der Mikroverfahrenstechnik

Dozenten


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Prof. Dr.-Ing. Peter Pfeifer

Allgemeine Hinweise

Das Modul kann auch ohne Praktikum mit einem Umfang von 4 LP gewählt werden.

--> Modul 6708 "Katalytische Mikroreaktoren"


1066 Katalytische Mikroreaktoren1067 Praktikum zu Katalytische Mikroreaktoren

1066 Katalytische Mikroreaktoren


1067 Praktikum zu Katalytische Mikroreaktoren



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Modul 6707 Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach








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Modul 6708 Katalytische Mikroreaktorenzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach




Allgemeine Hinweise--> siehe Modul "Katalytische Mikroreaktoren mit Praktikum"






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Modul 6709 Sol-Gel-Prozessezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch


Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Chemische Verfahrenstechnik"


QualifikationszieleDie Studierenden sind befähigt das komplette Verfahren, ausgehend von der chemischen Sol-Bildung (Sol = Dispersionskolloid) bis hinzum fertigen Produkt, wie etwa einer Keramik, zu beschreiben und zu analysieren. Sie sind befähigt die einzelnen Schritte bis dorthinkritisch zu beurteilen und zu bewerten.

InhaltHerstellung von funktionalen Materialien durch Sol-Gel-Prozesse; Sol-Bildung: Hydrolyse und Kondensation; Vernetzung, Gelierung undAlterung; Deformation und Fließen von Gelen; Trocknung und Rissbildung; Struktur von Aero- und Xerogelen; Oberflächenchemie undModifikation; Sinterung; Anwendungen: Pulver, Keramiken, Gläser, Filme, Membranen.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 22,5 hSelbststudium: 16 hPrüfungsvorbereitung: 80 h




22110 – Sol-Gel-Prozesse

Allgemeine Hinweise--> Siehe Modul "Sol-Gel-Prozesse mit Praktikum"


1011 Sol-Gel-Prozesse




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Modul 6801 Energieträger aus Biomassezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherDr.-Ing. Siegfried Bajohr



• Chemischen Energieträger - Brennstofftechnologie• Energieverfahrenstechnik• Verbrennungstechnik


QualifikationszieleDie Studierenden entwickeln Prozessverständnis für Prozesse zur Umwandlung und Nutzung von Biomasse. Sie könnenentsprechende Prozesse bilanzieren, bewerten und weiter entwickeln. Die Betrachtung ethischer, ökonomischer und ökologischerRahmenbedingungen hilft den Studierenden bei der kritischen Bewertung von (neuen) Prozessen und bei deren Weiterentwicklung.

Inhalt

Grundlagen der Biomasseentstehung und der Umwandlungspfade hin zu chemischen Energieträgern wie Biodiesel, Ethanol oder SNG.

Charakterisierungsmethoden und Unterscheidungskriterien für Biomasse, nutzbare Potenziale global/national, Nachhaltigkeitsaspekte,CO2-Vermeidungspotenziale.

Nutzung und Umwandlung von Pflanzenölen und -fetten.

Biochemische Umwandlungsprozesse zu Ethanol und Biogas, Nutzung- und Aufbereitungsprozesse für Biogas.

Thermochemische Biomasseumwandlung durch Pyrolyse und Vergasung; ausgewählte Synthesen (FT-, CH4-, CH3OH-,DME-Synthese).


Kaltschmitt, M.; Hartmann (Ed.): Energie aus Biomasse, 2. Aufl., Springer Verlag 2009.

Graf, F.; Bajohr, S. (Hrsg.): Biogas: Erzeugung – Aufbereitung – Einspeisung, 2. Aufl., Oldenbourg Industrieverlag 2013.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium:75 h



Notenbildung


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22320 - Vorlesung: Energieträger aus Biomasse / Biomass based Energy Carriers

22321 - Übung: Übung zu Energieträger aus Biomasse / Exercise Biomass based Energy Carriers

DozentenDr.-Ing. Siegfried Bajohr


1086 Energieträger aus Biomasse




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Modul 6803 Katalytische Verfahren der Gastechnikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherDr. -Ing. Siegfried Bajohr

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach „Chemische Energieträger – Brennstofftechnologie“


QualifikationszieleDie Studierenden kennen die wesentlichen katalytischen Verfahren in der Gastechnik. Das an den konkreten Beispielen der Vorlesungerlernte Zusammenspiel aus Thermodynamik, Stoff-/Wärmetransport und Reaktionskinetik liefert ihnen das notwendige Wissen zurReaktorauswahl und weiteren Verfahrensentwicklung anderer katalytischer Prozesse.

Inhalt

Quellen, Nutzung, Bedarf und Charakterisierung gasförmiger chemischer Energieträger.

Übersicht über katalytische Verfahren und Prozesse zur Erzeugung, Aufbereitung und Nutzung gasförmiger Energieträger.

Erzeugung und Nutzung am Beispiel Methanisierung / Steamreforming => Reaktorkonzepte für exotherme und endotherme Prozesse.

Gasaufbereitung bzw. katalytische Prozesse zur Gasreinigung und Gaskonditionierung.


Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH 2000.

Jess, A.; Wasserscheid, P.: Chemical Technology. An Integral Textbook, Wiley-VCH 2013.

Weber, K.: Engineering verfahrenstechnischer Anlagen. Praxishandbuch mit Checklisten und Beispielen. Springer Vieweg 2014.

Froment, G. F.; Waugh, K. C.: Reaction Kinetics and the Development and Operation of Catalytic Processes, Elsevier 1999.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 50 h




Lehr- und LernformenVorlesung „Katalytische Verfahren der Gastechnik“


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DozentenDr. -Ing. Siegfried Bajohr


1088 Katalytische Verfahren der Gastechnik




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Modul 6804 Raffinerietechnik - flüssige Energieträgerzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch




QualifikationszieleDie Studierenden können Prozesse und Verfahren zur Erzeugung flüssiger Energieträger bilanzieren und wesentlicheZusammenhänge und Herausforderungen im modernen Raffinerieverbund erkennen. Das hieraus ableitbare Wissen kann auf andereverfahrenstechnische Prozesse übertragen werden und hilft bei deren Bewertung und Weiterentwicklung.

Inhalt

Einführung in die flüssigen chemischen Brennstoffe: Quellen, Ressourcen/Reserven, Verbrauch, charakteristische Eigenschaften vonRohstoffen und Produkten, Verfahrensübersicht.

Erdöl und Erdölverarbeitung: Charakterisierung von Erdöl und Erdölprodukten, physikalische Trennverfahren, chemischeUmwandlungsverfahren (chemische Gleichgewichte, Reaktionstechnik etc.), Raffineriestrukturen.

Nicht-konventionelle flüssige Brennstoffe z. B. aus Syntheseprozessen oder nachwachsenden Rohstoffen (Fettsäureester, Alkohole,synthetische Kraftstoffe).


Elvers, B. (Ed.): Handbook of Fuels, Energy Sources for Transportation,Wiley VCH 2008.

Lucas, A. G. (Ed.): Modern Petroleum Technology, Vol. 2 Downstream, John Wiley 2000.

Gary, J.; Handwerk, G., Kaiser, M. J.: Petroleum Refining, Technology and Economics, Fifth Edition, CRC Press 2007

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium: 75 h






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22310 - Vorlesung: Raffinerietechnik – flüssige Energieträger / Refinery Technology – Liquid Fuels

Übung: Übung zu Raffinerietechnik – flüssige Energieträger / Exercise Refinery Technology – Liquid Fuels



1089 Raffinerietechnik - flüssige Energieträger




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Modul 6805 Technical Systems for Thermal Waste Treatmentzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Englisch




- Chemische Energieträger Brennstofftechnologie

- Verbrennungstechnik


Qualifikationsziele

The students are enabled to characterize different waste fractions and select suitable technologies for waste to energy conversionbased on detailed process understanding and by application of evaluation tool combining economical and ecological aspects.

The students gain a profound inside into process operation.

Inhalt• Waste: definition, specification, potential• Basic thermo-chemical processes for waste treatment: pyrolysis, gasification, combustion• Technical systems for thermal waste treatment:

- combustion: Grate furnace, rotary kiln, fluidized bed, - gasification: fixed bed, fluidized bed, entrained flow, - pyrolysis: rotary kiln• Refractory technology• Legal aspects of waste managemant• Tools for critical evaluation of waste treatment technologies• Excursion to industrial sites

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 50

Prüfungsvorbereitung: 40(Summe 120 h)



Lehr- und Lernformen22516 - Technical Systems for Thermal Waste Treatment, Vorlesung 2 SWS


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Allgemeine HinweiseDie Exkursion ist ein prüfungsrelevantes Element der Vorlesung.


999 Technical Systems for Thermal Waste Treatment




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Modul 6806 Grundlagen der Verbrennungstechnikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach




389 Grundlagen der Verbrennungstechnik




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Modul 6807 Angewandte Verbrennungstechnikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch



Wahlpflicht in den Vertiefungsfächern:- Chemische Energieträger – Brennstofftechnologie- Energieverfahrenstechnik- Verbrennungstechnik


Qualifikationsziele• Die Studenten können die die verbrennungstechnischen Kennzahlen und die Eigenschaften von unterschiedlichen Flammen

beschreiben und erklären.• Die Studenten sind in der Lage die verbrennungstechnischen Kennzahlen zu benutzen, um Brenner auszulegen.• Die Studenten sind in der Lage Brenner hinsichtlich ihrer Operabilität zu untersuchen und die erzielten Ergebnisse zu analysieren.• Die Studenten sind in der Lage das Brennverhalten im Hinblick auf die jeweilige Anwendung zu beurteilen.

InhaltGrundlagen der Verbrennungsvorgänge; Brennstoffe; Verbrennungstechnische Kenngrößen; Laminare Flammenfortpflanzung;Struktur und Eigenschaften stationärer laminarer und turbulenter Flammen; Flammenstabilität; Ähnlichkeitsgesetze und Skalierungvon Brennern; Verbrennung von flüssigen Brennstoffen; Heterogene Verbrennung von festen Brennstoffen; Beispiele praktischerVerbrennungssysteme.


F. Joos, Technische Verbrennung;

J. Warnatz, U. Maas, Technische Verbrennung;

S. R. Turns, An Introduction to Combustion

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von max. 30 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO.



22503 – Angewandte Verbrennungstechnik, Vorlesung, 2 SWS


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22504 – Übung zu 22503 Angewandte Verbrennungstechnik, 1 SWS

DozentenProf. Nikolaos Zarzalis


1033 Angewandte Verbrennungstechnik (Strömung, Mischung undVerbrennung)

1033 Angewandte Verbrennungstechnik (Strömung, Mischung und Verbrennung)



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Modul 6808 Chemische Verfahrenstechnik IIzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch


Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie"


QualifikationszieleDie Studierenden kennen das Filmmodell und sind in der Lage, es zur Berechnung von Stofftransport-Einflüssen in reagierendenmehrphasigen Systemen anzuwenden. Sie kennen technische Reaktoren für die Umsetzung von zwei- und dreiphasigenReaktionsgemischen und können ihre Anwendungsgebiete und technischen Einsatzgrenzen erörtern. Im Fall mehrphasiger Reaktorenmit gut definierten System-Eigenschaften sind sie auch in der Lage, eine rechnerische Auslegung der Reaktordimensionen und dergeeigneten Betriebsbedingungen vorzunehmen.

InhaltTheorie von Stofftransport und Reaktion in mehrphasigen Reaktionssystemen (Filmmodell); technische Reaktoren für zweiphasigeSysteme: gasförmig-flüssig, flüssig-flüssig, gasförmig-fest; Reaktoren für dreiphasige Systeme.





Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 20 Minuten nach § 4 (2) Nr. 2 SPO Master 2016.


Lehr- und Lernformen22122 Chemische Verfahrenstechnik II, 2V


1013 Chemische Verfahrenstechnik II



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Modul 6901 Kältetechnik B - Grundlagen der industriellenGasgewinnungzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Steffen Grohmann

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach „Technische Thermodynamik“.


QualifikationszieleVerstehen der Prinzipien unterschiedlicher Verfahren zur Gasverflüssi-gung und zur Gaszerlegung; Analysieren von Prozessen zurErmittlung der Ursachen des Energiebedarfs; Anwenden von Prinzipien der Gemisch-Thermodynamik und Analysieren der Zuständevon Stoffströmen in Rektifikationskolonnen; Beurteilen des Potenzials von technischen Lösungsansätzen aus Sicht der Thermodynamik.

InhaltVerfahren der Gasverflüssigung, Prozessanalyse, Refrigeratoren und Gemischkälteanlagen, Gaszerlegung durchTieftemperaturrektifikation, Luftzerlegung und Gewinnung von Edelgasen, Aufbereitung und Zerlegung von Erdgas, Gewinnung vonEthylen, Verarbeitung H2-reicher Gasgemische, Lagerung und Transport verflüssigter Gase.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium: 45 h


(Summe 180 h)

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 30 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO 2016.

NotenbildungModulnote ist die Note der mündlichen Prüfung .


22014 – Kältetechnik B

22015 – Übungen zu 22014


964 Kältetechnik B

964 Kältetechnik B



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Modul 6902 Kryotechnik A - Physikalisch Grundlagen derTieftemperaturtechnikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch (Folien/SkriptEnglisch)




QualifikationszieleVerstehen der Mechanismen der Entropieerzeugung und des Zusammenwirkens von erstem und zweitem Hauptsatz inthermo-dynamischen Prozessen; Verstehen von Festkörpereigenschaften bei kryogenen Temperaturen; Anwenden, Analysieren undBeurteilen von Realgasmodellen für klassisches Helium I; Verstehen der Quantenfluid-Eigenschaften von Helium II auf Basis derBose-Einstein-Kondensation; Verstehen der Funktion von Kühlmethoden bei tiefsten Temperaturen.

InhaltBeziehung zwischen Energie und Temperatur, Energietransformation auf mikroskopischer und makroskopischer Ebene, physikalischeDefinition von Entropie und Temperatur, thermodynamische Gleich-gewichte, Reversibilität thermodynamischer Prozesse, Helium alsklassisches Fluid und als Quantenfluid, Materialeigenschaften bei tiefen Temperaturen, Kühlverfahren bei Temperaturen unter 1 K.


Schroeder, D.V.: An introduction to thermal physics. Addison Wesley Longman (2000)

Pobell, F.: Matter and methods at low temperatures. 3rdEdition, Springer (2007)

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium: 45 h


(Summe 180 h)




22030 – Kryotechnik A

22031 – Übungen zu 22030 Kyrotechnik A


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1026 Kryotechnik A

1026 Kryotechnik A



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Modul 6903 Kryotechnik B - Konzeption von Tieftemperaturanlagenzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach




ModulverantwortlicherProf. Dr. –Ing. Steffen Grohmann



QualifikationszieleVerstehen der Funktion und Modellierung regenerativer Kryokühler; Verstehen und Anwenden der wichtigsten verfahrenstechnischenMethoden und Komponenten zur Konzeption und Auslegung von Tief-temperaturanlagen und Kryostatsystemen; Verstehen vonPrinzipien der Labormesstechnik, Beurteilen und Anwenden von Sensoren und Messgeräten für kryotechnische Messaufgaben undAnalysieren von Messunsicherheiten.

InhaltKryotechnische Anwendungen; Regenerative Kälteerzeugung mit Kryokühlern; Grundlegende Aspekte der Konzeption vonTieftemperaturanlagen und Kryostaten, einschließlich Fluidmechanik und Wärmeübertragung, thermische Kontaktierung und thermischeIsolation, kryogenes Pumpen von Gasen, Regularien und Konstruktionselemente für Kryostate sowie deren Sicherheit; AllgemeineGrundlagen der Messtechnik und der Messunsicherheit sowie kryogene Temperatur-, Druck- und Durchflussmessung .

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium: 45 h


(Summe 180 h)




22053 – Kryotechnik B

22054 – Übungen zu 22053 Kyrotechnik B


1029 Kryotechnik B

1029 Kryotechnik B


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Modul 6904 Grenzflächenthermodynamikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch



Voraussetzungen/EmpfehlungenThermodynamik III, Programmierkenntnisse

QualifikationszieleDie Studierenden sind vertraut mit Besonderheiten von fluid-fluid und von fluid-solid Grenzflächeneigenschaften. Sie sind in derLage die Grenzflächeneigenschaften (Grenzflächenspannung, Dichte- und Konzentrationsprofile, Adsorptionsisotherme) mitmakroskopischen und ortsaufgelösten Methoden zu berechnen.

Inhalt

Gibbs-Methode, Dichtefunktionaltheorie, experimentelle Methoden zur Charakterisierung von Grenzflächen, Adsorption


H. T. Davis , Statistical Mechanics of Phases, Interfaces and

Thin Films, Wiley-VCH Verlag, 1995.

J.P. Hansen, I.R. McDonald, Theory of simple liquids, Elsevier, 2014

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 60 h




Lehr- und LernformenIntegrierte Lehrveranstaltung


1090 Grenzflächenthermodynamik



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Modul 6905 Überkritische Fluide und deren Anwendungenzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Technische Thermodynamik"


InhaltAllgemeine Grundlagen, Darstellung thermodynamischer Eigenschaften, reine überkritische Fluide, binäre und ternäre Systeme incl.Polymerlösungen, Überkritische Fluide als Lösungs-, Separations- und Reaktionsmedium, Herstellung von organischen, anorganischenmetalloxidischen Nanopartikeln, Eigenschaften von Polymerlösungen, Wirtschaftliche Aspekte von Hochdruckprozessen.

Lehr- und Lernformen22021 – Überkritische Fluide und deren Anwendungen

DozentenProf. Dr.-Ing. Michael Türk


1027 Überkritische Fluide und deren Anwendungen




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Modul 6906 Vakuumtechnik Izugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



ModulverantwortlicherDr. Christian Day



QualifikationszieleDie Studierenden besitzen ein Verständnis der grundlegenden physikalischen Zusammenhänge in der Vakuumwissenschaft und die Fähigkeit ein komplexes Vakuumsystem richtig und spezifikationsgerecht auszulegen.

InhaltGrundlegende Begriffe; Vakuumpumpen; Praktische Vakuumlimits; Ausgasung und deren Minimierung; Sauberkeitsanforderungen;Vakuuminstrumente, Totaldruckmessung; Restgasanalyse; Lecksuche; Vakuumströmung; Auslegung von Vakuumsystemen;Technische Spezifikationen, Qualität; Beispiele großer Vakuumsysteme; Industrielle Anwendungen in der Verfahrenstechnik.

Literatur/LernmaterialienK. Jousten (Ed.) - Wutz Handbuch Vakuumtechnik, 11. Auflage, Springer, 2013.

Arbeitsaufwand





22033 - Übung zu Vakuumtechnik22034 - Vakuumtechnik


1028 Vakuumtechnik I




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Modul 7001 Lebensmittelverfahrenstechnisches Praktikumzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach


Moduldauer: 1 Semester Modulturnus: jedes Semester

Sprache : Detusch

ModulverantwortlicherDr. Ulrike Schmidt, Dr. M. Azad Emin

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht in den Vertiefungsfächern


Folgende Inhalte werden vorausgesetzt:

Für das Praktikum Lebensmittelextrusion: Teilnahme an der Vorlesung „22246 - Extrusionstechnik“

Für die Einführung in die Sensorik mit Praktikum: Teilnahme an der Vorlesung „22209 - Hilfs- und Effektstoffe“

Für das Seminar Lebensmittelverarbeitung in der Praxis mit Exkursion: Teilnahme an den Vorlesungen „22226- Trocknen vonDispersionen“ und „22229 – Emulgieren und Dispergieren“.

QualifikationszieleDie Studierenden können ihr bisher erworbenes Wissen bezüglich der Herstellung und Charakterisierung von Lebensmitteln aufpraxisrelevante Verfahren übertragen und diese Verfahren evaluieren. Außerdem sind die Studierenden in der Lage komplexeFragestellungen zur Herstellung und Bewertung von Lebensmitteln aus der beruflichen Praxis in Kleingruppen zu bearbeiten und zudiskutieren und die Ergebnisse ihrer Arbeit einem Fachpublikum verständlich vorzustellen.

Inhalt

Es steht eine der folgenden Veranstaltungen zur Auswahl:

Praktikum Lebensmittelextrusion

Im Rahmen eines Praktikums wird Grundlagenwissen zum Herstellen von Extrudaten vermittelt und in Form von selbst herzustellendenund zu beurteilenden Produkten direkt umgesetzt. Die Analyse, Auswertung und Interpretation der experimentellen Ergebnisse werdenin Kleingruppen durchgeführt und im Plenum vorgestellt.

Einführung in die Sensorik mit Praktikum

Sinnesphysiologische Grundlagen: einzelne Sinne, Grundgeschmacksrichtungen, Vereinheitlichung und Normung, Anforderungenan Prüfraum und Prüfer, Prüferschulung, Methoden der sensorischen Analyse: Unterschiedsprüfungen, Dreiecksprüfung,Duo-Trio-Prüfung, beschreibende Prüfungen, bewertende Prüfung mit Skale u.a.

Seminar Lebensmittelverarbeitung in der Praxis mit Exkursion

Anhand ausgewählter Herstellprozesse werden aktuelle Fragestellungen bei der industriellen Herstellung den Lebensmittelproduktenin Kleingruppen erarbeitet und im Plenum diskutiert. Begleitet wird das Seminar durch eine Exkursion zu entsprechendenlebensmittelverarbeitenden Betrieben.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 15 h



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Eine der folgenden drei Lehrveranstaltungen:

6630 – Einführung in die Sensorik mit Übungen (WS)

22248 - Seminar Lebensmittelverarbeitung in der Praxis, inkl. Exkursion (WS)

22247 - Praktikum zu 2246 Extrusionstechnik

Allgemeine Hinweise

Die Teilnehmerzahl ist begrenzt auf 20 Personen pro Veranstaltung.

Die Termine werden noch bekannt gegeben.


1091 Lebensmittelverfahrenstechnisches Praktikum




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Modul 7002 Mikrobiologie für Ingenieurezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Thomas Schwartz

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Wasstertechnologie"


QualifikationszieleDie Studierenden sind fähig, mikrobielle Prozesse in technischen und Umwelt-relevanten Bereichen zu verstehen und einzuordnen.Zudem können sie die Grundlagen von mikrobiell gesteuerten Stoffkreisläufe in technischen Prozessen beschreiben. Weiterhin sindsie mit den Anpassungsmöglichkeiten von Mikroorganismen an extreme Umweltbedingungen vertraut und können mit den Begriffen:Symbiose, Kommensalismus und Pathogenität umgehen bzw. mikrobielle Verhaltensstrukturen in ihrem jeweiligen Habitat ableiten.

InhaltDie Vorlesung soll Ingenieure aus dem Bereich Chemieingenieurwesen, Verfahrenstechnik und Bau-, Geo-, Umwelt mit den Prinzipiender Mikrobiologie und deren technischer Anwendung vertraut machen. Hierzu werden Schwerpunkte wie Aufbau und Rolle vonMikroorganismen, Wechselwirkungen mit globalen Stoffkreisläufen und anderen Organismen, der mikrobielle Einfluss auf Energie undKorrosion sowie die Bekämpfung von Mikroorganismen herausgegriffen und anhand angewandter Beispiele erläutert. Ergänzt werdendie Schwerpunkte durch Exkurse über Grundlagen wie Stoffwechsel und Genetik, die entsprechend angewandt aufbereitet werden.Die Kenntnisvermittlung von technisch relevanten biochemischen und molekularbiologischen Besonderheiten soll zum Verständnisder mikrobiologischen Grundlagen ökologischer, bio- und umwelttechnischer Prozesse beitragen. Fragen, die angesprochen werden,sind „Was sind Mikroorganismen, wie funktionieren sie und wie ist ihre Lebensweise?“, „Welche Rolle spielen Mikroorganismen inStoffkreisläufen und wie ist ihr Beitrag zur Energieversorgung?“ und andere wichtige Fragen mehr.

Arbeitsaufwand



Erfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 20 - 30 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO im Fall einer Gesamtprüfung imVertiefungsfach.(im Rahmen des Technischen Ergänzungsfachs beträgt die Prüfugsdauer in der Regel 45 Minuten)


Lehr- und Lernformen22933 - Mikrobiologie für Ingenieure

DozentenProf. Dr. Thomas Schwartz


954 Mikrobiologie für Ingenieure


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Modul 7003 Grundlagen der Lebensmittelchemiezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Die Vorlesung wird sowohlin deutscher als auch inenglischer Sprache angeboten.

ModulverantwortlicherProf. Dr. Mirko Bunzel

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Lebensmittelverfahrenstechnik"


QualifikationszieleDie Studierenden• kennen grundlegende Begriffe der Lebensmittelchemie und können diese in schriftlicher und mündlicher Form einsetzen• können die wichtigsten Komponenten von Lebensmitteln chemisch beschreiben, ihre Bedeutung in Lebensmitteln benennen und

grundlegende Reaktionen während der Lagerung, Verarbeitung etc. vorhersagen

InhaltDas Modul vermittelt einen Überblick über die Chemie von Lebensmittelinhaltsstoffen und ihren Reaktionen.Dabei werden die Gründzüge der Chemie von Wasser, Proteinen, Kohlehydraten und Lipiden als Lebensmittelhauptkomponenten sowievon Vitaminen und Mineralstoffen, Aroma- und Geschmacksstoffen und Zusatzstoffen als Minorkomponenten behandelt.

ArbeitsaufwandPräsenszeit: 30 hSelbststudium: 45 hPrüfungsvorbereitung: 45



Lehr- und Lernformen6601 – Grundlagen der Lebensmittelchemie für Studierende der Lebensmittelchemie und des Chemieingenieurwesens

DozentenProf. Dr. Mirko Bunzel


286 Grundlagen der Lebensmittelchemie




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Modul 7004 Membranverfahren und Exkursionenzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach




ModulverantwortlicherProf. Dr. Harald Horn; Dr. Florencia Saravia; Dr. Gudrun Abbt-Braun



- Wassertechnologie



QualifikationszieleDie Studierenden verfügen über grundlegende Kenntnisse der Membrantechnik in der Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung,gängige Membranverfahren (Umkehrosmose, Nanofiltration, Ultrafiltration, Mikrofiltration, Dialyse) und deren verschiedeneAnwendungen. Sie sind in der Lage solche Anlagen auszulegen.

Inhalt

Das Lösungs-Diffusions-Modell. Die Konzentrationspolarisation und die Konsequenzen für die Membranmodulauslegung.Membranherstellung und Membraneigenschaften. Membrankonfiguration und Membranmodule. Membrananlagen zurMeerwasserentsalzung und zur Brackwasserbehandlung. Membranbioreaktoren zur Abwasserbehandlung. Biofouling, Scaling undVermeidungsstrategien für beides.

Exkursionseinführung und Exkursionen: Abwasserentsorgung und Trinkwasserversorgung, Exkursionen zu kommunalen Kläranlagenund zu Wasserwerken.

Literatur/Lernmaterialien1) Melin, T. Rautenbach, R. (2007): Membranverfahren - Grundlagen der Modul- und Anlagenauslegung , Springer Verlag Berlin

Heidelberg.2) Mulder, Marcel H. (2000): Basic principles of membrane technology“, Kluwer Academic, Dordrecht.3) Schäfer, A. I. (2005): Nanofiltration: Principles and Applications. Elsevier, Oxford.4) Staude, E. (1992): Membranen und Membranprozesse, Verlag Chemie, Weinheim.5) Vorlesungsunterlagen in ILIAS

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 30 min Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO 2016.




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WS: 22605 - Membrane Technologies in Water TreatmentSS: 22609 - Abwasserentsorgung und Trinkwasserversorgung (Vorlesung und Exkursion)


1059 Membrane Technologies in Water Treatment1102 Excursions: Waste Water Disposal and Drinking Water Supply

1059 Membrane Technologies in Water Treatment


1102 Excursions: Waste Water Disposal and Drinking Water Supply



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Modul 7101 Wasserbeurteilungzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherDr. Gudrun Abbt-Braun

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach Wassertechnologie.


QualifikationszieleDie Studierenden können die Zusammenhänge des Vorkommens von geogenen und anthropogenen Stoffen sowie vonMikroorganismen in den verschiedenen Bereichen des hydrologischen Kreislaufs erklären. Sie sind in der Lage, geeignete analytischeVerfahren zu deren Bestimmung auszuwählen. Sie können Berechnungen durchführen, Daten vergleichen und interpretieren. Siesind fähig methodische Hilfsmittel zu gebrauchen, die Zusammenhänge zu analysieren und die unterschiedlichen Verfahren kritisch zubeurteilen.

InhaltWasserarten, Wasserrecht, Grundbegriffe der wasserchemischen Analytik, Analysenqualität, Probenahme, Schnelltest, allgemeineUntersuchungen, elektrochemische Verfahren, optische Charakterisierung, Trübung, Färbung, SAK, Säure-Base-Titrationen,Abdampf-, Glührückstand, Hauptinhaltsstoffe, Ionenchromatographie, Titrationen (Komplexometrie), Atomabsorptionsspektrometrie,Schwermetelle und organische Spurenstoffe und ihre analytische Bestimmung, Wasserspezifische summarische Kenngrößen,Radioaktivität, Mikrobiologie.

Literatur/Lernmaterialien1) Harris, D. C. (2010): Quantitative Chemical Analysis. W. H. Freeman and Company, New York.2) Crittenden J. C. et al. (2005): Water Treatment – Principles and Design, Wiley & Sons, Hoboken.3) Patnaik P. (2010), Handbook of Environmental Analysis: Chemical Pollutants in Air, Water, Soil, and Solid Wastes. CRC Press.4) Wilderer, P. (2011). Treatise on Water Science, Four-Volume Set, 1st Edition; Volume 3: Aquatic Chemistry and Biology. Elsevier,

Oxford.5) Vorlesungsunterlagen im ILIAS

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 30 min Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO.



22603 – Naturwissenschaftliche Grundlagen der Wasserbeurteilung22604 – Übungen und Demonstration zu 22603

Allgemeine HinweiseIst nicht wählbar nach Ablegen des Profilfachs „Wasserqualität und Verfahrenstechnik“, Bachelor.


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977 Naturwissenschaftliche Grundlagen der Wasserbeurteilung




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Modul 7102 Praktikum Wassertechnologie und Wasserbeurteilungzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Halrald Horn, Dr. Gudrun Abbt-Braun

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach „Wassertechnologie“

Voraussetzungen/EmpfehlungenModul "Water Technology".

QualifikationszieleDie Studierenden sind in der Lage, die grundlegenden wichtigen Aufbereitungsverfahren in der Wassertechnik zu erklären. Siekönnen Berechnungen durchführen, Daten vergleichen und interpretieren. Sie sind fähig methodische Hilfsmittel zu gebrauchen, dieZusammenhänge zu analysieren und die unterschiedlichen Verfahren kritisch zu beurteilen.

InhaltWassertechnologische und wasserchemische Versuche aus folgender Auswahl: Kalklöseversuch, Flockung, Adsorption an Aktivkohle,Photochemische Oxidation, Atomabsorptionsspektrometrie, Ionenchromatographie, Flüssigkeitschromatographie, Summenparameter,und Vortrag.


Harris, D. C. (2010): Quantitative Chemical Analysis. W. H. Freeman and Company, New York.

Crittenden J. C. et al. (2005): Water Treatment – Principles and Design, Wiley & Sons, Hoboken.

Patnaik P. (2010): Handbook of Environmental Analysis: Chemical Pollutants in Air, Water, Soil, and Solid Wastes. CRC Press.

Wilderer, P. (2011): Treatise on Water Science, Four-Volume Set, 1st Edition; Volume 3: Aquatic Chemistry and Biology. Elsevier,Oxford.

Vorlesungsskript im ILIAS; Praktikumsskript

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 35 h

Selbststudium: 50 h


(Summe 120 h)

Leistungsnachweise/PrüfungenDie Erfolgskontrolle des Moduls besteht aus einer Prüfungsleistung anderer Art in Form von benoteten Praktikumsprotokollen, einembenoteten Vortrag sowie einer mündlichen Teilprüfung, Dauer 15 Minuten.

NotenbildungDie Gesamtnote des Moduls wird als gewichteter Durchschnitt aus den Einzelnoten der Teilprüfungsleistungen gebildet(Pratikumsprotokolle 40 %, Vortrag 10 %, mündliche Teilprüfung 50 %).


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Allgemeine HinweiseDie Teilprüfungsleistungen in Form der benoteten Praktikumsprotokolle und dem benoteten Vortrag müssen für die Zulassung zurmündlichen Teilprüfung bestanden sein.


1031 Praktikum Wassertechnologie und Wasserbeurteilung




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Modul 7103 Struktur und Reaktionen aquatischer Huminstoffezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch




QualifikationszieleDie Studierenden können das Vorkommen und das Verhalten von aquatischen Huminstoffen bei der Wasseraufbereitung und innatürlichen Systemen beschreiben und sie können die wesentlichen Strukturmerkmale dieser Substanzen erklären. Sie sind mit dengrundlegenden Verfahren zur Charakterisierung vertraut und sie können geeignete Verfahren für die Untersuchungen von Huminstoffenin wässrigen Systemen auswählen und die Ergebnisse bewerten.

InhaltVorkommen, Definitionen, Genese, Strukturmodelle, Isolierung, Charakterisierungsverfahren, Wechselwirkung mit anderenanorganischen und organischen Wasserinhaltsstoffen, Umsetzungen im Gewässer, Reaktionen bei der Wasseraufbereitung.

Literatur/Lernmaterialien• Thurman, E. M. (1985): Organic Geochemistry of Natural Waters. Martinus Nijhoff / Dr. W. Junk Publishers, Dordrecht.• Frimmel, F. H., Abbt-Braun, G. et al. (Hrsg.) (2002): Refractory Organic Substances in the Environment. Wiley-VCH, Weinheim.• Vorlesungsunterlagen im ILIAS

Arbeitsaufwand




Lehr- und Lernformen22615 – Struktur und Reaktionen aquatischer Huminstoffe


1038 Struktur und Reaktionen aquatischer Huminstoffe




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Modul 7104 Biofilm Systemszugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Englisch




QualifikationszieleDie Studierenden können die Struktur und Funktion von Biofilmen in natürlichen Habitaten und technischen Anwendungen beschreibenund die wesentlichen Einflussfaktoren und Prozesse zur Ausbildung spezifischer Biofilme erklären. Sie sind mit Verfahren zurVisualisierung der Strukturen sowie mit Modellen für die Simulation des Biofilmwachstums vertraut. Sie können geeignete Verfahren fürdie Untersuchungen von Biofilmen auswählen und die Habitatbedingungen bewerten.

InhaltMikroorganismen organisieren sich in technischen und natürlichen aquatischen Systemen typischerweise in Form von Biofilmen.Biofilme sind aber nicht nur Anreicherungen von Mikroorganismen an Grenzflächen, darüber hinaus bildet eine Matrix ausextrazellulären polymeren Substanzen (EPS) ein Grundgerüst für den Zusammenhalt. In der Vorlesung wird die Struktur und Funktionder Biofilme in verschiedensten natürlichen Habitaten und technischen Anwendungen (Biofilmreaktoren, Biofilme in Fließgewässern,Biofouling in technischen Systemen und Biofilme zur Stromerzeugung in Mikrobiellen Brennstoffzellen) gezeigt und diskutiert.Wachstum und Abtrag der Mikroorganismen als wesentliche Prozesse zur Gestaltung der Struktur werden beschrieben und Modelle zuderen Simulation vorgestellt. Darüber hinaus werden mikroskopische Verfahren zur Visualisierung der Biofilmstrukturen gezeigt.

Literatur/LernmaterialienVorlesungsunterlagen im ILIAS

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 20 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO Master 2016.


Lehr- und Lernformen22617 – Biofilm Systems

DozentenProf. Dr. H. Horn; Prof. Dr. J. Gescher; Dr. A. Hille-Reichel, Dr. M. Wagner


1107 Biofilm Systems


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Modul 7201 Verbrennung und Umweltzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Dimosthenis Trimis



• Energieverfahrenstechnik• Verbrennungstechnik

InhaltBedeutung des Umweltschutzes; Schadstoffe aus der Verbrennung und ihre Wirkung; Mechanismen der Schadstoffbildung;Feuerungsbezogene Maßnahmen (Primärmaßnahmen) zur Emissionsminderung; Rauchgasreinigung: Sekundärmaßnahmen zurEmissionsminderung; Emissionen bei motorischer Verbrennung und Verbrennung in Gasturbinen

Lehr- und Lernformen22507 – Verbrennung und Umwelt


1042 Verbrennung und Umwelt




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Modul 7202 Auslegung einer Gasturbinenbrennkammerzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach






Wahlpflicht in den Vertiefungsfächern:- Energieverfahrenstechnik- Verbrennungstechnik


Qualifikationsziele• Die Studenten sind fähig die relevanten Designparameter anzuwenden, um eine Triebwerksbrennkammer auszulegen. •• Die Studenten sind in der Lage die Auswirkung von Designänderungen bezüglich der Funktionalität, der Betriebssicherheit und des

Emissionsausstoßes zu beurteilen. • Die Studenten sind in der Lage Literaturergebnisse zu bewerten und für Ihre eigene Zwecke zu nutzen.• Die Studenten lernen zielorientiert gemäß eines vorgegebenen Zeitplans zu arbeiten.• Die Studenten lernen in Gruppen zu arbeiten und Informationen zwischen den Gruppen durch die Definition von Schnittstellen

auszutauschen.• Die Studenten lernen den Arbeitsfortschritt und die wichtigsten Ergebnisse klar und in angemessener Zeit zu präsentieren.

InhaltIn vier Vorlesungsdoppelstunden werden zuerst die theoretischen Grundlagen erläutert. Diese bestehen aus der Beschreibung undFunktionsweise des Triebwerkes und der speziellen Aufgabe und Funktionsweise der Brennkammer. Danach erfolgt die Auslegung derTriebwerksbrennkammer ausgehend von vorgegebenen geometrischen Randbedingungen und Leistungsdaten eines Triebwerkes. Diespeziellen Aufgaben der Auslegung sind die Aerodynamik (Luftverteilung und Druckverlust), die Wärmetechnik (Temperaturverteilung,Kühlung und Materialwahl) die Berechnung der Emissionen und die Brennkammerkonstruktion. Zu diesem Zweck bilden die StudentenGruppen und jede Gruppe übernimmt eine Teilaufgabe. Der Arbeitsfortschritt wird anhand des erstellten Zeitplans bei regelmäßigenPräsentationen kontrolliert. Die Gesamtauslegung wird in einer abschließenden Präsentation dargestellt und diskutiert.

Literatur/Lernmaterialien• A. H. Lefebvre, Gas Turbine Combustion• Rolls-Royce plc, the jet engine• R. Müller, Luftstrahltriebwerke Grundlage, Charakteristiken, Arbeitsverhalten

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 20 hSelbststudium: 60 hProjekt: 80 hPrüfungsvorbereitung: 20 h


Erfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von max. 30min Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO.

Darüber hinaus werden die Mitarbeit während des Projektes und die Präsentationen bewertet.

Notenbildung


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Die Modulnote setzt sich zusammen aus der Note der mündlichen Prüfung und der Mitarbeit/Präsentation während des Projektes.

Lehr- und Lernformen22527 – Design of a jet engine combustion chamber, Seminar/Projekt



275 Auslegung einer Gasturbinenbrennkammer




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Modul 7203 Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologienzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach







Inhaltflüssige und feste Brennstoffe; Wasserstoff als Energieträger; Wasserstofferzeugung; Elektrolyse; Dampfreformierung; PartielleOxidation; Reformierverfahren für flüssige Brennstoffe; Konvertierung/Reinigung von Kohlenmonoxid; Entschwefelung;Brennstoffzellensysteme: Peripheriekomponenten und Integration

Lehr- und Lernformen22508 – Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien


1036 Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien




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Modul 7204 Verbrennungstechnisches Praktikumzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherStefan Harth

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach Verbrennungstechnik


QualifikationszieleDie Studenten können Versuchsergebnisse auswerten und Messmethoden kritisch beurteilen.

InhaltEs werden Experimente zur Ermittlung der laminaren Flammengeschwindigkeit und des Stabilitätsbereiches von Brennersystemen,sowie auch zur Charakterisierung des Verbrennungsverlaufs durchgeführt. Bei der angewandten Messtechnik handelt es sich sowohlum konventionelle (Thermoelement, Abgassonden) als auch um optische Messtechnik.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h (3-4 Experimente: Anzahl wird in abhängig der Komplexität der verwendeten Prüfstände festgelegt)

Selbststudium , Erstellung der Versuchsprotokolle: 50 h




DozentenStefan Harth

Allgemeine HinweiseTermine der Praktika werden in Absprache festgelegt. Anmeldungen bis spätestens 15. Mai per email an: [email protected].


1037 Verbrennungstechnisches Praktikum




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Modul 7205 Energietechnikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Horst Büchner

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht in den Vertiefungsfächern „Energieverfahrenstechnik“ und „Verbrennungstechnik“


QualifikationszieleDer Hörer kennt die thermodynamischen Grundlagen und kann darauf aufbauend thermische Energieumwandlungsprozesse inWärmekraftmaschinen und -anlagen quantitativ beschreiben und die Effizienz der Energieumwandlung zu berechnen. Darüber hinauskönnen die Studierenden das Erlernte auf Beispiel ausgewählter technischer Prozesse übertragen.

InhaltDie Vorlesung beginnt mit einer allgemeinen Übersicht über die wichtigsten wirtschaftlichen Gesichtspunkte und Kennzahlenthermischer Energietechnik am Beispiel Deutschland. Danach werden die thermodynamischen Grundlagen für das Verständnisvon Wärmekraftmaschinen besprochen und bei ausgewählten Energieumwandlungsprozessen (Stirling-Motor, Gasturbine,Dampfkraftwerk, etc.) angewendet, um so Möglichkeiten zur Steigerung des thermischen und exergetischen Wirkungsgrades wie auchdes Arbeitsverhältnisses anhand von Beispielen aufzuzeigen.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 30 h


(Summe 120 h)



Lehr- und Lernformen22511 – Energietechnik I


1034 Energietechnik

1034 Energietechnik



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Modul 7206 Strömungs- und Verbrennungsinstabilitäten in technischenFeuerungssystemenzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch


Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach „Verbrennungstechnik“.


QualifikationszieleDer Hörer versteht die physikalischen Mechanismen, die zum ungewollten Auftreten periodischer Verbrennungsinstabilitäten intechnischen Feuerungssysteme führen, und kann diese zielgerichtet und effizient beseitigen.

InhaltDie Vorlesung umfasst die theoretischen Grundlagen für die Entstehung selbsterregter Strömungs- und Verbrennungsinstabilitätenin technischen Verbrennungssystemen. Hierzu wird die messtechnische Erfassung wie auch die Bedeutung dynamischer, d.h.zeitabhängiger Flammeneigenschaften besprochen und Flammenfrequenzgänge definiert und physikalisch interpretiert. Schließlichwird beispielhaft das Resonanzverhalten einer Modellbrennkammer modelliert und eine vollständige Stabilitätsanalyse einesVormisch-Verbrennungssystems durchgeführt.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 30 h



Notenbildung

Modulnote ist die Note der mündlichen Prüfung

Lehr- und Lernformen22515 – Strömungs- und Verbrennungsinstabilitäten in technischen Feuerungssystemen


1035 Strömungs- und Verbrennungsinstabilitäten in technischenFeuerungssystemen

1035 Strömungs- und Verbrennungsinstabilitäten in technischen Feuerungssystemen



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Modul 7301 Industrielle Biokatalysezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherDr. Jens Rudat

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Technische Biologie"


Voraussetzungen sind Grundkenntnisse in Biochemie. Der vorherige oder parallele Besuch der Vorlesung „Enzymtechnik für BIW“(Prof. Syldatk) ist hilfreich.

QualifikationszieleDie Studierenden sind in der Lage, unterschiedliche Verfahren zur Herstellung industriell relevanter Produkte zu vergleichen und kritischzu beurteilen (Chemo- vs. Biokatalyse sowie verschiedene biokatalytische Optionen untereinander)

InhaltAktuelle Entwicklungen enzymatisch katalysierter Produktionsverfahren sowie am Markt etablierte Prozesse u.a. aus den BereichenPharmaindustrie wie Synthese und Modifikation von Wirkstoffen, Chemische Industrie wie Synthese und Modifikation von Basis-und Feinchemikalien und Lebensmittelindustrie wie enzymatische Umsetzung von Lebensmittelzutaten sowie Herstellung vonGeschmacksträgern und Aromastoffen.Hierbei werden neben der eigentlichen enzymatischen Reaktion und deren molekularbiologischer Optimierung auchverfahrenstechnische Aspekte wie z.B. Wahl und Design des Lösungsmittels bzw. des Reaktionsmediums, Methoden derProduktisolierung („Downstream Processing“) sowie wirtschaftliche und ökologische Gesichtspunkte besprochen.

Literatur/Lernmaterialien• Buchholz, Kasche, Bornscheuer: Biocatalysts and Enzyme Technology; 2nd edition 2012, Wiley-Blackwell; ISBN: 978-3-527-32989-2• Drautz, Gröger, May: Enzyme Catalysis in Organic Synthesis; 3rd edition 2012, Wiley-Blackwell; ISBN: 978-3-527-32547-4• Liese, Seelbach, Wandrey: Industrial Biotransformations; 2nd edition 2016, Wiley-Blackwell; ISBN: 978-3-527-31001-2

Arbeitsaufwand

Präsenzzeit: 45 hSelbststudium: 90hPrüfungsvorbereitung: 45h

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 20min Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO



22411 - Industrielle Biokatalyse22446 - Seminar zu Industrielle Biokatalyse (22411)

DozentenDr. Jens Rudat


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Grundlage fürHilfreich beim Besuch der Vorlesungen „Biotechnologische Stoffproduktion“ (Prof. Syldatk) und „Methoden der Industriellen Genetik“(Dr. Neumann)

Allgemeine HinweiseOrt und Zeit des begleitenden Seminars richten sich nach Anzahl der Teilnehmer. Geplant ist eine ein- bis zweitägige Veranstaltung enbloc gegen Ende der Vorlesungszeit des Wintersemesters (Anfang Februar


383 Industrielle Biokatalyse




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Modul 7302 Zellkulturtechnikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch.

ModulverantwortlicherProf. Dr. Eric Gottwald

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach Technische Biologie.


QualifikationszieleDie Studierenden erlernen die Kultur von tierischen Zellen in 2D und 3D. Im Laufe des Praktikums werden sie in die Lage versetzt,die organotypischen (Stoffwechsel)Leistungen der Kulturen mit verschiedenen Analysemethoden zu vergleichen, die Ergebnisse zubewerten und kritisch zu beurteilen.

InhaltGrundlagen der Zellkultur in 2D und 3D.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 40 h

Selbststudium: 40 h


(Summe: 120 h)



Lehr- und Lernformen22422 - 3D-Zellkulturtechniken

Allgemeine HinweiseWird im WS 16/17 nicht angeboten!!


955 Zellkulturtechnik




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Modul 7303 Kommerzielle Biotechnologiezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Ralf Kindervater



• Technische Biologie• Biopharmazeutische Verfahrenstechnik


QualifikationszieleDie Studierenden sind fähig wissenschaftliche Ergebnisse in ein kommerzielles Umfeld in allen relevanten lebenswissenschaftlichenIndustriesektoren zu übersetzen und geistiges Eigentum zu schützen. Sie können sowohl eine Management Rolle in einemgroßen industriellen Unternehmen einnehmen, als auch die Rolle eines Managers in einer Startup Firma. Sie können technischeEntwicklungen bezogen auf den Innovationsgrad einordnen und Lücken in Wertschöpfungsketten identifizieren und schließen.Vorgegebene Firmenstrategien können analysiert und strategisch optimiert werden.

Inhalt

Blockveranstaltung mit Exkursion; Überblick Pharma-Industrie; biotechnologisch hergestellte Produkte in der Pharmaindustrie; ÜberblickBiotech-Industrie, mit Vergleich USA/EU/D; Finanzierung von Biotech-Unternehmen; Grundlagen der Lizensierung am Beispiel einesWirkstoffes; Vorbereitung und Durchführung einer Lizenzverhandlung.Überblick industrielle Biotechnologie; Biotechnologisch hergestellte Produkte der chemischen Industrie und deren Folgeprodukte,Erläuterung des Begriffes Bioökonomie und deren Konsequenzen für Wirtschaftssysteme. Definition des BegriffesWertschöpfungskette. Erläuterung des Ablaufes einer Firmengründung. Vorstellung und strategische Analyse von 12 Biotech Firmenaus Baden-Württemberg. Vorstellung und Diskussion möglicher Berufswege als Bioverfahrenstechniker in den Branchen Pharma,Medizintechnik, Biotechnologie, chemische Industrie, Verbände, Ausbildung, Lehre und öffentliche Forschung


Erfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 20 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO Master Chemieingenieurwesenund Verfahrenstechnik 2016.

Bei großer Teilnehmerzahl bzw. bei Prüfungen im Technischen Erfängzungsfach alternativ eine schriftliche Prüfung im Umfang von 60Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 1 SPO Master Chemieingenieurwesen und Verfahrenstechnik 2016.

NotenbildungModulnote ist die Note der mündlichen bzw. schriftlichen Prüfung.

Lehr- und Lernformen22413 - Kommerzielle Biotechnologie


1012 Kommerzielle Biotechnologie


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Modul 7304 Biobasierte Kunststoffezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch




QualifikationszieleDie Studierenden sind fähig, unterschiedliche Wertschöpfungsketten-basierte Biokunststoffsysteme herzuleiten und dietechnologischen, wirtschaftlichen und ökologischen Zusammenhänge zu bewerten.

InhaltPolymerchemische Grundlagen, kunststofftechnische Grundlagen, Rohstoffauswahl, Konversionsmethoden,Zwischenproduktszenarien, Monomergestaltung, Polymerstrukturen, Compounds und Blends, Formgebungsverfahren,Produktbeispiele, Abläufe in Wertschöpfungketten, Wirtschaftlichkeitsrechnung, Life Cycle Analysen, Kreislaufwirtschaft

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 15 hSelbststudium: 30 hPrüfungsvorbereitung:15 h

Leistungsnachweise/PrüfungenVertiefungsfach: Erfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 20 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO.Techhnisches Ergänzungsfach bzw. große Teilnehmerzahl im Vertiefungsfach: schriftliche Prüfung im Umfang von 90 Minuten nach § 4Abs. 2 Nr. 1 SPO.


Lehr- und Lernformen22414 - Biobasierte Kunststoffe


1095 Biobasierte Kunststoffe




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Modul 7305 Industrielle Genetikzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherDr. Anke Neumann



InhaltGrundlagen der Gentechnik in Hinblick auf ihre industrielle Anwendbarkeit; Methoden der DNA-Rekombinationstechnik, Sequenzierungund PCR; Manipulation der Genexpression in Prokaryoten; Herstellung heterologer Proteine in eukaryotischen Zellen; gezielteMutagenese und Proteindesign; gentechnisch veränderte Mikroorganismen in der Industrie; Produktion pharmazeutisch wirksamerProteine wie z.B. Insulin oder Interferon, Antibiotikaproduktion, molekulare Diagnostik, Herstellung von Antikörpern, Impfstoffen undTherapeutika; Möglichkeiten der biologischen Dekontaminierung und Verwertung von Biomasse, Förderung des Pflanzenwachstumsdurch gentechnisch veränderte Bakterien und Herstellung mikrobieller Insektizide.


22412 - Methoden der industriellen Genetik22447 - Seminar zu Methoden der Industriellen Genetik (22412)


970 Industrielle Genetik




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Modul 7501 Industrielle Prozesstechnologie, Formulierung undDarreichung biopharmazeutischer Wirkstoffezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. J. Hubbuch

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Biopharmazeutische Verfahrenstechnik"

Voraussetzungen/EmpfehlungenModul "Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahren" ist Voraussetzung für das Vertiefungsfach "BiopharmazeutischeVerfahrenstechnik.

Inhalt

Grundlagen; Wirkstoffentwicklung; LADME; Verabreichungsformen: Oral, Parenteral, Dermal, Nasal, Pulmonal

Angewandte Themen aus dem Feld der Bioprozesstechnologie


22712 - Formulierung und Darreichung biopharmazeutischer Wirkstoffe22710 - Industrielle Aspekte in der Bioprozesstechnologie


1093 Industrielle Prozesstechnologie, Formulierung und Darreichungbiopharmazeutischer Wirkstoffe




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Modul 7502 Industrielle Prozesstechnologie und Prozessmodellierungin der Aufarbeitungzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch



Inhalt


Grundlagen und praktische Übungen zur Chromatografie-modellierung, Auslegung von‚ Simulated Moving Bed (SMB)‘ -Systemen,Versuchsplanung (DOE)


22710 - Industrielle Aspekte in der Bioprozesstechnologie22717 - Prozessmodellierung in der Bioproduktaufarbeitung


1094 Industrielle Prozesstechnologie und Prozessmodellierung in derAufarbeitung

1094 Industrielle Prozesstechnologie und Prozessmodellierung in der Aufarbeitung



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Modul 7503 Formulierung und Darreichung biopharmazeutischerWirkstoffezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch



QualifikationszieleGrundlagen; Wirkstoffentwicklung; LADME; Verabreichungsformen: Oral, Parenteral, Dermal, Nasal, Pulmonal

Lehr- und Lernformen22712 - Formulierung und Darreichung biopharmazeutischer Wirkstoffe


965 Formulierung und Darreichung biopharmazeutischer Wirkstoffe




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Modul 7504 Prozessmodellierung in der Aufarbeitungzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. M. Franzreb



QualifikationszieleDie Studierenden können die für die Chromatografiemodellierung notwendigen Gleichgewichts- und Kinetikgleichungen darlegen undinterpretieren. Sie können verdeutlichen welche Methoden zur Bestimmung der Gleichgewichts- und Kinetikparameter zum Einsatzkommen und diese an Beispielen erörtern. Sie verstehen die Funktionsweise komplexer Aufreinigungsverfahren wie „SimulatedMoving Bed“ und können die Unterschiede zur klassischen Chromatografie beschreiben. Die Studierenden können unter Einsatz einerModellierungssoftware praxisrelevante Chromatografieprozesse simulieren und die Ergebnisse analysieren. Auf dieser Grundlagekönnen sie Prozessparameter optimieren und an verschiedene Zielgrößen wie Reinheit oder Ausbeute anpassen. Die Studierendensind in der Lage die unterschiedlichen Verfahren zu beurteilen und die für eine vorgegebene Aufgabenstellung beste Varianteauszuwählen.

InhaltGrundlagen und praktische Übungen zur Chromatografie-modellierung, Auslegung von ‚Simulated Moving Bed (SMB)‘ -Systemen,Versuchsplanung (DOE)

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30hSelbststudium: 60hPrüfungsvorbereitung: 30h



Lehr- und Lernformen22717 Prozessmodellierung in der Bioproduktaufarbeitung


966 Prozessmodellierung in der Aufarbeitung




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Modul 7505 Ersatz menschlicher Organe durch technische Systemezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherDr. med. Christian Pylatiuk



Qualifikationsziele

Die Studierenden verfügen über grundlegende Kenntnisse zur Funktionsweise von Organunterstützungssystemen und derenKomponenten an. Die Entwicklungshistorie kann analysiert und Lösungen für die Limitationen aktueller Systeme gefunden werden. DieMöglichkeiten und Grenzen der Transplantation sind den Studierenden bekannt.

Inhalt

Einführung: Definition und Klassifikation, Organunterstützung und Organersatz.Spezielle Themen: Hörprothesen, Sehprothesen, Exoskelette, Neuroprothesen, Endoprothesen, Tissue-engineering, Hämodialyse,Herz-Lungen-Maschine, Kunstherzen, Biomaterialien.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 hSelbststudium:30 hPrüfungsvorbereitung: 60h


Erfolgskontrolle ist eine schriftliche Prüfung nach § 4 Abs. 2 Nr. 1 SPO.

Im Vertiefungsfach wird entweder eine mündliche Prüfung im Umfang von 20 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPOoder eine schriftlichePrüfung (wird mind. 4 Wochen zuvor bekannt gegeben) nach § 4 Abs. 2 Nr. 1 SPO durchgeführt


Lehr- und Lernformen2106008 -Ersatz menschlicher Organe durch technische Systeme

DozentenDr. med. Christian Pylatiuk


600 Ersatz menschlicher Organe durch technische Systeme



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Modul 7506 Grundlagen der Medizin für Ingenieurezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : Deutsch




Qualifikationsziele

Die Studierenden verfügen über grundlegende Kenntnisse zur Funktionsweise und zum anatomischen Bau von Organen, dieunterschiedlichen medizinischen Disziplinen zugeordnet sind. Weiterhin kennen sie technische Verfahren in der Diagnostik undTherapie, häufige Krankheitsbilder, deren Relevanz und Kostenfaktoren im Gesundheitswesen. Die Studierenden können in einer Artund Weise mit Ärzten kommunizieren, bei der sie Missverständnisse vermeiden und beidseitige Erwartungen realistischer einschätzenkönnen.

Inhalt

Medizin und Paradigmenwechsel hin zu „Evidenzbasierte Medizin“ und „Personalisierte Medizin“.Spezielle Themen: Nervensystem, Reizleitung, Bewegungsapparat, Herz-Kreislaufsystem, Narkose, Schmerzen, Atmungssystem,Sinnesorgane, Gynäkologie, Verdauungsorgane, Chirurgie, Nephrologie, Orthopädie, Immunsystem, Genetik

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 hSelbststudium: 30hPrüfungsvorbereitung: 60h



Im Vertiefungsfach wird entweder eine mündliche Prüfung nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO im Umfang von 20 Minuten oder eine schriftlichePrüfung (wird mind. 4 Wochen zuvor bekannt gegeben) nach § 4 Abs. 2 Nr. 1 SPO durchgeführt

NotenbildungModulnote ist die Note der mündlichen bzw. schriftlichen Prüfung

Lehr- und Lernformen2105992 – Grundlagen der Medizin für Ingenieure



877 Grundlagen der Medizin für Ingenieure


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Modul 7507 BioMEMS I - Mikrosystemtechnik für Life-Sciences undMedizinzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



ModulverantwortlicherProf. Dr. Andreas Guber

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach Biopharmazeutische Verfahrenstechnik

InhaltEinführung in die verschiedenen mikrotechnischen Fertigungsverfahren; Biomaterialien, Sterilisationsverfahren; Mikrofluidik; Mikrotiter-und Nanotiterplatten; Mikroanalysensysteme (µTAS), Lab-on-Chip-Systeme

Lehr- und Lernformen2141864 - BioMEMS - Mikrosystemtechnik für Life-Sciences und Medizin I


957 BioMEMS I (Mikrosystemtechnik für Life-Sciences und Medizin; Teil I)




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Modul 7508 BioMEMS IIzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch



InhaltMikrofluidische Systeme (Lab-CD, Proteinkristallisation); Microarray, BioChips, Tissue Engineering (TE); Drug Delivery Systeme;Mikroverfahrenstechnik; Mikrofluidische Messzellen; Mikrosystemtechnik für Anästhesie, Intensivmedizin (Monitoring) undInfusionstherapie; Atemluft-Diagnostik; Neuroprothetik; Nano-Chirurgie.

Lehr- und Lernformen2142883 - BioMEMS-Mikrosystemtechnik für Life-Sciences und Medizin II


958 BioMEMS II (Mikrosystemtechnik für Life-Sciences und Medizin; Teil II)




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Modul 7509 BioMEMS IIIzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch



InhaltEinsatzbeispiele aus dem Bereich der diagnostischen und operativen Minimal Invasiven Therapie (MIT); Minimal Invasive Chirurgie(MIC); Neuroendoskopie; Interventionelle Kardiologieund Gefäßtherapie; NOTES (N atural O rifice T ransluminal E ndoscopic S urgery);Operationsroboter und Endosysteme; Zulassung von Medizinprodukten (Medizinproduktgesetz).

Lehr- und Lernformen2142879 - BioMEMS-Mikrosystemtechnik für Life-Sciences und Medizin III


959 BioMEMS III (Mikrosystemtechnik für Life-Sciences und Medizin; TeilIII)

959 BioMEMS III (Mikrosystemtechnik für Life-Sciences und Medizin; Teil III)



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Modul 7510 BioMEMS IVzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach





2141102 - BioMEMS-Mikrosystemtechnik für Life-Sciences und Medizin IV


992 BioMEMS IV

992 BioMEMS IV



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Modul 7511 BioMEMS Vzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch


Einordnung in Studiengang/ -fachWahlfpflicht im Vertiefungsfach "Biopharmazeutische Verfahrenstechnik"

Lehr- und Lernformen2100001 – Neurovaskuläre Interventionen (BioMEMS V)


1529 BioMEMS V

1529 BioMEMS V



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Modul 7512 Lebensmitteltoxikologiezugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Andrea Hartwig



Qualifikationsziele

Die Studierenden

• kennen grundlegende toxische Wirkungen von Gefahrstoffen• kennen die wichtigsten Klassen von toxikologisch relevanten Stoffen in Lebensmitteln• können Konzepte der Risikobewertung verstehen und beurteilen

InhaltÜberblick über Struktur, Vorkommen und toxikologische Wirkmechanismen sowie Ansätze einer Risikobewertung verschiedener fürLebensmittel relevanter Stoffklassen.Im Einzelnen werden behandelt: Anorganische und organische Kontaminanten, Heterocyclische aromatische Amine, Acrylamid,Bioaktive Pflanzeninhaltsstoffe, Pilzgifte und bakterielle Toxine.

Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von (mind.) 20 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO


Lehr- und Lernformen6618 – Lebensmitteltoxikologie

DozentenProf. Dr. Andrea Hartwig


1098 Lebensmitteltoxikologie




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Modul 7706 Bioelektrochemie und Biosensorenzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherDr. Michael Wörner



QualifikationszieleDie Studierenden sind fähig, Strategien zur Kopplung von Elektrochemie und Biotechnologie zu entwickeln und zu beurteilen,insbesondere für das Design von Biosensoren, für Anwendungen im Bereich der Energiewandlung/Energiespeicherung und derbioorganischen Wertstoffsynthese.

InhaltElektrochemische Kinetik und Elektrochemische Techniken in der Bioanalytik; Elektrochemische Prinzipien in der Biologie undbiologische Aspekte der Elektrochemie; Elektrochemie von Redoxenzymen; Biosensoren; Biobrennstoffzellen; Bioelektrosynthese;Biologische Membranen und biomimetische Membransysteme; Photobioelektrochemie und biomimetische Photovoltaik;

Literatur/Lernmaterialien1) Electrochemistry: Principles, Methods, and Applications 2) Christopher M.A. Brett, Oxford University Press;3) Bioelectrochemistry: Fundamentals, Experimental Techniques and Applications, Philip Bartlett, John Wiley & Sons4) Bioelectrochemistry, Encyclopedia of Electrochemistry, 11 Volume Set: Encyclopedia of Electrochemistry, Volume 9, Wiley-VCH

Verlag GmbH




Lehr- und Lernformen22708 Bioelektrochemie und Biosensoren


968 Bioelektrochemie und Biosensoren




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Modul 7707 Biomimetische Grenzflächen und Biokonjugationzugeordnet zu: 5200 Technisches Ergänzungsfach



Sprache : deutsch




Qualifikationsziele

Die Studierenden erlangen die Fähigkeit, Strategien und geeignete Methoden zur Biokonjugation von Grenzflächen und Nanopartikelnfür definierte Applikation in den Life Sciences zu entwickeln.Die Studierenden können Erkenntnisse aus der biologischen Forschung in technische Anwendungen umsetzen.

InhaltDesign und Anwendungen von biomimetischen Membranen; Biokonjugation und Biofunktionalisierung von Grenzflächen; Techniken fürdie Charakterisierung von biomimetischen Systemen; Synthese, Stabilisierung und Biokonjugation von Nanopartikeln; Anwendung vonbiofunktionalisierten Nanopartikeln in den Life Sciences;

Literatur/Lernmaterialien1) Nanotechnologies for the Life Sciences, Vol. 1: Biofunctionalization of Nanomaterials, C. Kumar, Wiley-VCH Verlag GmbH;2) Chemistry of Bioconjugates (Synthesis, Characterization, and Biomedical Applications), R. Narain, John Wiley & Sons;

Arbeitsaufwand




Lehr- und Lernformen22716 Biomimetik und Biokonjugation


969 Biomimetische Grenzflächen und Biokonjugation




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Fach 6000 Vertiefungsfach Izugeordnet zu: 5005 Gesamtkonto

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgkontrolle für jedes Modul des Vertiefungsfachs ist eine mündliche Prüfung nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO Master Bioingenieurwesen2016.

Einige Vertiefungsfächer werden mit einer Blockprüfung abgeschlossen:- Alle Module werden in einer gemeinsamen mündlichen Prüfung (Dauer ca. 1 h) geprüft- Dennoch wird jedes Modul einzeln benotet


Allgemeine Hinweise

Im Masterstudiengang Bioingenieurwesen werden 2 Vertiefungsfächer gewählt. Jedes Vertiefungsfach hat einen Umfang von 16 LP undbesteht aus maximal 3 Modulen

Eines der folgenden Vertiefungsfächer muss gewählt werden (Vertiefungsfach I):

Biopharmazeutische VerfahrenstechnikLebensmittelverfahrenstechnikTechnische BiologieWassertechnologie

Das zweite Vertiefungsfach ist frei wählbar (--> Vertiefungsfach II)

Zugeordnet: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik7100 Wassertechnologie7300 Technische Biologie7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik


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Fach 7000 Lebensmittelverfahrenstechnikzugeordnet zu: 6000 Vertiefungsfach I

Voraussetzungen/EmpfehlungenDas Modul "Ausgewählte Formulierungstechnolgien" muss bestanden sein.

Allgemeine HinweiseFolgende Module können gewählt werden: 1) Lebensmittelverfahrenstechnik , 10 LP , SS (Pflicht)

Wahlpflichtmodule: maximal zwei der folgenden Module:

2) Lebensmittelverfahrenstechnisches Praktikum , 2 LP, WS oder SSEineder folgenden Lehrveranstaltungen muss gewählt werden:- Praktikum Lebensmittelextrusion - Einführung in die Sensorik mit Praktikum - Seminar Lebensmittelverarbeitung in der Praxis mit Exkursion

3) Lebensmittelkunde und -funktionalität , 4 LP, WS4) Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxis , 4 LP, SS5) Grundlagen der Lebensmittelchemie , 4 LP, SS6) Einführung in die Agglomerationstechnik , 4 LP, WS7) Water Technology, 6 LP, WS8) Membranverfahren und Exkursionen , 6 LP, WS/SS

- Membrane Technologies in Water Treatment, WS - Abwasserentsorgung und Trinkwasserversorgung (Exkursion mit Einführung), SS

Prüfungsmodus: mündliche Gesamtprüfung der Modulkombination

Zugeordnet: 6107 Einführung in die Agglomerationstechnik6401 Water Technology6602 Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxis6603 Lebensmittelverfahrenstechnik6604 Lebensmittelkunde und -funktionalität7001 Lebensmittelverfahrenstechnisches Praktikum7002 Mikrobiologie für Ingenieure7003 Grundlagen der Lebensmittelchemie7004 Membranverfahren und Exkursionen

Modul 6107 Einführung in die Agglomerationstechnikzugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik



Sprache : Deutsch



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Dr.-Ing. Harald Anlauf









Arbeitsaufwand









Modul 6401 Water Technologyzugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik


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Sprache : Englisch














Arbeitsaufwand









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Modul 6602 Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxiszugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik



Sprache : Deutsch














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Dozenten







Modul 6603 Lebensmittelverfahrenstechnikzugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherProf. H. P. Schuchmann


Pflicht im Vertiefungsfach Lebensmittelverfahrenstechnik,

Wahlpflicht im Vertiefungsfach Produktgestaltung

Voraussetzungen/EmpfehlungenModul „Ausgewählte Formulierungstechnologien“

Qualifikationsziele

Die Studierenden können konventionelle Verfahrensketten zur Herstellung unterschiedlicher, auch komplex aufgebauter Lebensmittelerläutern. Sie kennen die relevanten Grundoperationen und deren konventionelle Umsetzungskonzepte sowie innovative Ansätze.Diese Prozessschritte können die Studierenden prinzipiell auslegen. Sie identifizieren Zusammenhänge zwischen Prozessparameternund qualitätsbestimmenden Eigenschaften von Lebensmitteln. Auch sind sie in der Lage, Prozesswissen zwischen einzelnenProduktgruppen zu übertragen. Sie kennen wesentliche Aspekte, die zur energetischen Beurteilung der einzelnen Prozessschritte und–ketten herangezogen werden müssen.

Die Studierenden können Prinzipien der Produktgestaltung anwenden. Das beinhaltet das Identifizieren der Zusammenhänge zwischenProzessparametern und der Struktur eines Lebensmittels (Prozessfunktion) sowie zwischen der Struktur und den Eigenschaften(Eigenschaftsfunktion). Darauf aufbauend sind sie in der Lage, Problemstellungen aus dem Bereich der Lebensmittelverfahrenstechnikmit wissenschaftlichen Methoden zu analysieren und zu lösen.

Die Studierenden können damit ein Verfahren im Hinblick auf die Eignung für Verarbeitungsschritte im Lebensmittelbereichbeurteilen und dabei Aspekte wie Nachhaltigkeit, Energieeffizienz, Lebensmittelsicherheit oder zu erwartende Produktqualität in dieBetrachtungen mit einbeziehen.

Inhalt


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Prozessketten zur Herstellung der wichtigsten Lebensmittel wie Milch und Milchprodukte, Fleisch und Fleischprodukte, Nahrungsöle,Margarine und Streichfette, Getreideerzeugnisse, Obst & Gemüse und Folgeprodukte, Zucker, Schokolade, Kaffee, Bier, Wein,Branntwein: Grundlagen der Verfahren, energetische Aspekte und rohstoffbezogene Spezifika, innovative Verfahrensansätze; wichtigeParameter zur Qualitätseinstellung.


H.P. Schuchmann und H. Schuchmann: Lebensmittelverfahrenstechnik: Rohstoffe, Prozesse, Produkte; Wiley VCH, 2005; ISBN:978-3-527-66054-4 (auch als ebook)

H.G. Kessler: Lebensmittel- und Bioverfahrenstechnik – Molkereitechnologie, Verlag A. Kessler, 1996, ISBN 3-9802378-4-2

H.G. Kessler: Food and Bio Process Engineering - Dairy Technology, Publishing House A. Kessler, 2002, ISBN 3-9802378-5-0

M. Loncin: Die Grundlagen der Verfahrenstechnik in der Lebensmittelindustrie; Aarau Verlag, 1969, ISBN 978-3794107209

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 75 h

Selbststudium: 150 h




Grundlage fürVertiefungsfach Lebensmittelverfahrenstechnik.


922 Lebensmittelverfahrenstechnik



Modul 6604 Lebensmittelkunde und -funktionalitätzugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Bernhard Watzl





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- Produktgestaltung


QualifikationszieleDie Studierenden sind in der Lage; auf Nährstoffbasis eine gesundheitliche Bewertung von Lebensmitteln bzw. Ernährungsweisendurchzuführen.

InhaltBedeutung der Ernährung für die Gesundheit. Im Mittelpunkt stehen Makro- und Mikronährstoffe (Kohlenhydrate, Proteine, Fette,Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente, Ballaststoffe, sekundäre Pflanzenstoffe) sowie deren Bedeutung im Stoffwechsel desMenschen. Es werden die wesentlichen Lebensmittelgruppen (pflanzlich, tierisch) für die Nährstoffzufuhr vorgestellt. Darüber hinauswerden funktionelle Aspekte der Lebensmittel sowie einzelner Inhaltsstoffe (z. B. Senkung des Cholesterinspiegels, Stimulation desImmunsystems, Modulation von Krankheitsrisiken) behandelt.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 45 h


(Summe: 120 h)




22207 - Lebensmittelkunde und –funktionalität


369 Lebensmittelkunde und Funktionalität



Modul 7001 Lebensmittelverfahrenstechnisches Praktikumzugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik



Sprache : Detusch




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Inhalt








Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 15 h










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Allgemeine Hinweise







Modul 7002 Mikrobiologie für Ingenieurezugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik



Sprache : deutsch






Arbeitsaufwand




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Modul 7003 Grundlagen der Lebensmittelchemiezugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik













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Erfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 20 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO








Modul 7004 Membranverfahren und Exkursionenzugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik







- Wassertechnologie




Inhalt





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1) Melin, T. Rautenbach, R. (2007): Membranverfahren - Grundlagen der Modul- und Anlagenauslegung , Springer Verlag BerlinHeidelberg.

2) Mulder, Marcel H. (2000): Basic principles of membrane technology“, Kluwer Academic, Dordrecht.3) Schäfer, A. I. (2005): Nanofiltration: Principles and Applications. Elsevier, Oxford.4) Staude, E. (1992): Membranen und Membranprozesse, Verlag Chemie, Weinheim.5) Vorlesungsunterlagen in ILIAS

Arbeitsaufwand













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Fach 7100 Wassertechnologiezugeordnet zu: 6000 Vertiefungsfach I

Sprache : Englisch/Deutsch


Allgemeine Hinweise

Folgende Module können gewählt werden:

1) Water Technology 6 LP, WS, Englisch (Pflicht)

2) Wasserbeurteilung 6 LP, WS - Naturwissenschaftliche Grundlagen der Wasserbeurteilung

3) Process Engineering in Wastewater Treatment 6 LP, WS, Englisch- Municipal Waste Water Treatment - International Sanitary Engineering

4) Membrane Technologies and Excursions 6 LP, WS/SS, Englisch - Membrane Technologies in Water Treatment - Abwasserentsorgung und Trinkwasserversorgung (Exkursion mit Einführung)

5) Praktikum Wassertechnologie und Wasserbeurteilung 4 LP, WS/SS6) Struktur und Reaktionen aquatischer Huminstoffe 2 LP, SS7) Mikrobiologie für Ingenieure 4 LP, SS8) Biofilm Systems 4 LP, SS, Englisch9) Umweltbiotechnologie 4 LP, WS10)Instrumentelle Analytik 4 LP, SS

Kombinationen: - Modul 1 = Pflichtmodul- Module 2, 3, 4: es muss ein Modul aus 2, 3 oder 4 ausgewählt werden- Modul 2 = ist nicht wählbar nach Ablegen des Profilfachs “Wasserqualität und Verfahrenstechnik” - Modul 5 bis 10 = Auswahlliste, wählbar mindestens ein Modul im Umfang von 4 LP


Zugeordnet: 6308 Instrumentelle Analytik6401 Water Technology6403 Process Engineering in Wastewater Treatment6404 Umweltbiotechnologie7002 Mikrobiologie für Ingenieure7004 Membranverfahren und Exkursionen7101 Wasserbeurteilung7102 Praktikum Wassertechnologie und Wasserbeurteilung7103 Struktur und Reaktionen aquatischer Huminstoffe7104 Biofilm Systems

Modul 6308 Instrumentelle Analytikzugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie


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Arbeitsaufwand









Modul 6401 Water Technologyzugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie


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Sprache : Englisch














Arbeitsaufwand









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Modul 6403 Process Engineering in Wastewater Treatmentzugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie



Sprache : Englisch







Inhalt






• Belebungsverfahren• Tropf- und Tauchkörper• Teichanlagen


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• Bodenfilter / Wetlands• UASB / EGSB / Anaerobe Filter• Dezentrale versus zentrale Systeme• Stoffstromtrennung• Energiegewinnung aus Abwasser• Trinkwasseraufbereitung• Abfallwirtschaft




Arbeitsaufwand






Modul 6404 Umweltbiotechnologiezugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie



Sprache : deutsch






Qualifikationsziele


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Die Studierenden können die Prinzipien der Mikrobiologie und deren technische Anwendung erklären. Sie sind in der Lage technischrelevante mikrobiologische Zusammenhänge auf ökologische, bio- und umwelttechnische Prozesse zu übertragen. Sie könnenbiotechnologische Verfahren hinsichtlich leistungsbegrenzender Faktoren analysieren und Prozesskombinationen zur Steigerung derUmsatzraten unter ökologisch-ökonomischen Gesichtspunkten beurteilen.


Arbeitsaufwand










Modul 7002 Mikrobiologie für Ingenieurezugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie



Sprache : deutsch




Qualifikationsziele


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Die Studierenden sind fähig, mikrobielle Prozesse in technischen und Umwelt-relevanten Bereichen zu verstehen und einzuordnen.Zudem können sie die Grundlagen von mikrobiell gesteuerten Stoffkreisläufe in technischen Prozessen beschreiben. Weiterhin sindsie mit den Anpassungsmöglichkeiten von Mikroorganismen an extreme Umweltbedingungen vertraut und können mit den Begriffen:Symbiose, Kommensalismus und Pathogenität umgehen bzw. mikrobielle Verhaltensstrukturen in ihrem jeweiligen Habitat ableiten.


Arbeitsaufwand











Modul 7004 Membranverfahren und Exkursionenzugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie







Seite 237 von 456


- Wassertechnologie




Inhalt





Arbeitsaufwand













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Modul 7101 Wasserbeurteilungzugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie



Sprache : Deutsch








Arbeitsaufwand








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Modul 7102 Praktikum Wassertechnologie und Wasserbeurteilungzugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie



Sprache : Deutsch












Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 35 h

Selbststudium: 50 h


(Summe 120 h)


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Modul 7103 Struktur und Reaktionen aquatischer Huminstoffezugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie



Sprache : Deutsch







Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 15 hSelbststudium: 25 h


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Modul 7104 Biofilm Systemszugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie



Sprache : Englisch







Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h


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Selbststudium: 30 hPrüfungsvorbereitung: 60 h










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Fach 7300 Technische Biologiezugeordnet zu: 6000 Vertiefungsfach I


Allgemeine Hinweise


1) Industrielle Genetik 6 LP, SS (Pflicht)2) Industrielle Biokatalyse 6 LP , WS (Pflicht)3) Umweltbiotechnologie 4 LP , WS4) Kommerzielle Biotechnologie 4 LP , SS5) Zellkulturtechnik 2 LP , WS !!Nicht im WS 16/17!!6) Biobasierte Kunststoffe , WS

Kombinationen:

- Pflichtmodule: Module 1 und 2

Prüfungsmodus: mündliche Prüfung der einzelnen Module

Zugeordnet: 6404 Umweltbiotechnologie7301 Industrielle Biokatalyse7302 Zellkulturtechnik7303 Kommerzielle Biotechnologie7304 Biobasierte Kunststoffe7305 Industrielle Genetik

Modul 6404 Umweltbiotechnologiezugeordnet zu: 7300 Technische Biologie



Sprache : deutsch



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Arbeitsaufwand










Modul 7301 Industrielle Biokatalysezugeordnet zu: 7300 Technische Biologie



Sprache : deutsch


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Arbeitsaufwand












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Modul 7302 Zellkulturtechnikzugeordnet zu: 7300 Technische Biologie



Sprache : Deutsch.






Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 40 h

Selbststudium: 40 h


(Summe: 120 h)









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Modul 7303 Kommerzielle Biotechnologiezugeordnet zu: 7300 Technische Biologie



Sprache : deutsch







Inhalt









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Modul 7304 Biobasierte Kunststoffezugeordnet zu: 7300 Technische Biologie



Sprache : deutsch






Arbeitsaufwand









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Modul 7305 Industrielle Genetikzugeordnet zu: 7300 Technische Biologie



Sprache : deutsch












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Fach 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 6000 Vertiefungsfach I

Voraussetzungen/EmpfehlungenDas Modul "Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahren" muss bestanden sein.

Allgemeine Hinweise


1) Industrielle Prozesstechnologie, Formulierung und Darreichung biopharmazeutischer Wirkstoffe, 8 LP - Formulierung und Darreichung biopharmazeutischer Wirkstoffe - Industrielle Aspekte in der Bioprozesstechnologie

2) Industrielle Prozesstechnologie und Prozessmodellierung in der Aufarbeitung, 8 LP - Prozessmodellierung in der Aufarbeitung - Industrielle Aspekte in der Bioprozesstechnologie

3) Formulierung und Darreichung biopharmazeutischer Wirkstoffe, 4 LP

4) Prozessmodellierung in der Aufarbeitung, 4 LP

5) Ersatz menschlicher Organe durch technische Systeme, 4 LP

6) Grundlagen der Medizin für Ingenieure, 4 LP

7) Bioelektrochemie und Biosensoren, 4 LP

8) Biomimetische Grenzflächen und Biokonjugation, 4 LP

9) BioMEMS I, 4 LP

10)BioMEMS II, 4 LP

11)BioMEMS III, 4 LP

12)BioMEMS IV, 4 LP

13)BioMEMS V, 4 LP

14)Kommerzielle Biotechnologi, 4 LP

15)Lebensmitteltoxikologie

Kombinationen:

- Modul 1 oder Modul 2 mit jeweils 2 weiteren Wahlmodulen (3 – 15) kombinieren

- Modul 3 nicht wählbar bei Wahl von Modul 1


- Vorlesungen der Pflichtmodule 1 bzw. 2 können nicht als zusätzliches Wahlmodul gewählt werden


Zugeordnet: 7303 Kommerzielle Biotechnologie


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7501 Industrielle Prozesstechnologie, Formulierung undDarreichung biopharmazeutischer Wirkstoffe

7502 Industrielle Prozesstechnologie und Prozessmodellierung inder Aufarbeitung

7503 Formulierung und Darreichung biopharmazeutischerWirkstoffe

7504 Prozessmodellierung in der Aufarbeitung7505 Ersatz menschlicher Organe durch technische Systeme7506 Grundlagen der Medizin für Ingenieure7507 BioMEMS I - Mikrosystemtechnik für Life-Sciences und


Modul 7303 Kommerzielle Biotechnologiezugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch







Inhalt

Blockveranstaltung mit Exkursion; Überblick Pharma-Industrie; biotechnologisch hergestellte Produkte in der Pharmaindustrie; ÜberblickBiotech-Industrie, mit Vergleich USA/EU/D; Finanzierung von Biotech-Unternehmen; Grundlagen der Lizensierung am Beispiel einesWirkstoffes; Vorbereitung und Durchführung einer Lizenzverhandlung.Überblick industrielle Biotechnologie; Biotechnologisch hergestellte Produkte der chemischen Industrie und deren Folgeprodukte,Erläuterung des Begriffes Bioökonomie und deren Konsequenzen für Wirtschaftssysteme. Definition des BegriffesWertschöpfungskette. Erläuterung des Ablaufes einer Firmengründung. Vorstellung und strategische Analyse von 12 Biotech Firmen


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aus Baden-Württemberg. Vorstellung und Diskussion möglicher Berufswege als Bioverfahrenstechniker in den Branchen Pharma,Medizintechnik, Biotechnologie, chemische Industrie, Verbände, Ausbildung, Lehre und öffentliche Forschung










Modul 7501 Industrielle Prozesstechnologie, Formulierung undDarreichung biopharmazeutischer Wirkstoffezugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch




Inhalt






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Modul 7502 Industrielle Prozesstechnologie und Prozessmodellierungin der Aufarbeitungzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch



Inhalt









Modul 7503 Formulierung und Darreichung biopharmazeutischerWirkstoffezugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch



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Prof. Dr. J. Hubbuch








Modul 7504 Prozessmodellierung in der Aufarbeitungzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch






Arbeitsaufwand




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Modul 7505 Ersatz menschlicher Organe durch technische Systemezugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch




Qualifikationsziele


Inhalt


Arbeitsaufwand






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Modul 7506 Grundlagen der Medizin für Ingenieurezugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : Deutsch




Qualifikationsziele


Inhalt


Arbeitsaufwand




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Modul 7507 BioMEMS I - Mikrosystemtechnik für Life-Sciences undMedizinzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik











Modul 7508 BioMEMS IIzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik


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Sprache : deutsch









Modul 7509 BioMEMS IIIzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch









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Modul 7510 BioMEMS IVzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik







992 BioMEMS IV

992 BioMEMS IV


Modul 7511 BioMEMS Vzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch





1529 BioMEMS V

1529 BioMEMS V


Modul 7512 Lebensmitteltoxikologie


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zugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch




Qualifikationsziele

Die Studierenden



Arbeitsaufwand










Modul 7706 Bioelektrochemie und Biosensoren


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Sprache : deutsch







Verlag GmbH









Modul 7707 Biomimetische Grenzflächen und Biokonjugationzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik


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Sprache : deutsch




Qualifikationsziele




Arbeitsaufwand










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Fach 6001 Vertiefungsfach IIzugeordnet zu: 5005 Gesamtkonto

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgkontrolle für jedes Modul des Vertiefungsfachs ist eine mündliche Prüfung nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO Master Bioingenieurwesen2016.

Einige Vertiefungsfächer werden mit einer Blockprüfung abgeschlossen:- Alle Module werden in einer gemeinsamen mündlichen Prüfung (Dauer ca. 1 h) geprüft- Dennoch wird jedes Modul einzeln benotet


Allgemeine HinweiseIm Masterstudiengang Bioingenieurwesen werden 2 Vertiefungsfächer gewählt. Jedes Vertiefungsfach hat einen Umfang von 16 LP undbesteht aus maximal 3 Modulen

Zugeordnet: 6100 Angewandte Rheologie6200 Gas-Partikel-Systeme6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik6400 Umweltschutzverfahrenstechnik6500 Thermische Verfahrenstechnik6600 Produktgestaltung6700 Chemische Verfahrenstechnik6800 Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie6900 Technische Thermodynamik7000 Lebensmittelverfahrenstechnik7100 Wassertechnologie7200 Verbrennungstechnik7300 Technische Biologie7400 Energieverfahrenstechnik7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik


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Fach 6100 Angewandte Rheologiezugeordnet zu: 6001 Vertiefungsfach II


Allgemeine HinweiseFolgende Module können gewählt werden: 1) Rheologie und Verfahrenstechnik disperser Systeme, 8 LP

- Rheologie und Rheometrie - Stabilität disperser Systeme – Grundlagen und ausgewählte Kapitel

2) Rheologie und Verfahrenstechnik von Polymeren, 8 LP - Rheologie von Polymeren - Mikrorheologie und Hochfrequenzrheometrie (inkl. Ü)

3) Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluide, 8 LP - Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen - Kontinuumsmechanik und Strömungen nicht-Newtonscher Fluide

4) Rheologie in der Verfahrenstechnik, 8 LP zwei der folgenden Lehrveranstaltungen, sofern nicht in einem anderen Modul bereits gewählt: - Rheologie und Rheometrie - Stabilität disperser Systeme – Grundlagen und ausgewählte Kapitel - Rheologie von Polymeren - Mikrorheologie und Hochfrequenzrheometrie (inkl. Ü) - Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen - Kontinuumsmechanik und Strömungen nicht-Newtonscher Fluide

5) Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellunge, 4 LP

6) Beispiele mechanischer Formulierungsverfahren: Emulgieren, Dispergieren, Extrusion, 4 LP

7) Einführung in die Agglomerationstechnik, 4 LP

8) Mischen und Rühren, 4 LP

9) Grundlagen der Herstellungsverfahren der Keramik und Pulvermetallurgie, 4 LP

10)Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle I, 4 LP

11)Trocknungstechnik – dünne Schichten und poröse Stoffe, 6 LP

12)Mikrofluidik, 6 LP - Mikrofluidik - Fallstudien zu Mikrofluidik

Kombinationen:

• Mindestens eines der Module 1 – 2 muss gewählt werden• Modul 1 kann nicht gewählt werden, wenn im Bachelor Studium das Profilfach „Rheologie und Produktgestaltung“ belegt war• Modul 6 nicht wählbar, wenn das Wahlpflichtmodul „Ausgewählte Formulierungstechnologien“ gewählt wurde


Zugeordnet: 6101 Rheologie und Verfahrenstechnik disperser Systeme6102 Rheologie und Verfahrenstechnik von Polymeren6103 Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluide


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6104 Rheologie in der Verfahrenstechnik6105 Dimensionsanalyse strömungsmechanischer

Fragestellungen6106 Beispiele mechanischer Formulierungsverfahren:

Emulgieren, Dispergieren, Extrusion6107 Einführung in die Agglomerationstechnik6108 Mischen und Rühren6109 Grundlagen der Herstellungsverfahren der Keramik und

Pulvermetallurgie6110 Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle I6111 Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle II6112 Trocknungstechnik - dünne Schichten und poröse Stoffe6113 Mikrofluidik

Modul 6101 Rheologie und Verfahrenstechnik disperser Systemezugeordnet zu: 6100 Angewandte Rheologie



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. N. Willenbacher, Dr.-Ing. B. Hochstein, Dr. C. Oelschlaeger

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlfplicht im Vertiefungsfach "Angewandte Rheologie"


QualifikationszieleDie Studierenden können das rheologische Verhalten jeglicher Fluide (Lösungen, Schmelzen, Suspensionen, Emulsionen, Schäumen)beschreiben; kennen die relevanten rheologischen Materialfunktionen und deren Temperaturabhängigkeit. Die Studierenden kennendie zur Verfügung stehenden Rheometer und können deren Einsatzgebiete, deren Vor- und Nachteile bei der Bestimmung derrheologischen Funktionen für bestimmte Stoffsysteme beurteilen.

Die Studierenden können wesentliche Grundlagen zur Struktur und zur Herstellung von Dispersionen und Emulsionen erläutern. Siekönnen diese zur Erreichung bestimmter rheologischer Eigenschaften von komplexen Fluiden in verfahrenstechnischen Prozesseanwenden.Sie können das Fließverhalten und die kolloidale Stabilität disperser Systeme in Hinblick auf Anwendungs- undVerarbeitungseigenschaften analysieren und kritisch bewerten.

Inhalt

„Rheologie und Rheometrie“ Rheologische Materialfunktionen; Relevanz rheologischer Größen in Produktentwicklung, Qualitätsmanagement und Verarbeitung;Praxisrelevante Schergeschwindigkeiten; allgemeiner Spannungszustand, Extraspannungen, Definition des hydrostatischen Druckes,viskometrische Strömung; Rheologische Grundkörper; Rheometer (Kugelfall- und Auslaufviskosimeter, Kegel-Platte-, Platte-Platte-,koaxiales Zylinderrheometer, Hochdruck-Kapillarrheometer); Energiedissipation bei einer Scherung; thermo-rheologisches Verhalten;Versuchsführungen; Schwingungsrheologie, Cox-Merz Beziehung, Time-Temperature Superposition, Strain rate frequencySuperposition, Einführung in die Dehnrheologie (CaBER-Experiment); Anwendungsbeispiele: Auslegung eines Spenders fürkosmetische Produkte, Ermittlung der (Temperatur-) Stabilität von Emulsionen mittels Schwingungsanalyse, Bestimmung derMolmassenverteilung eines Polymers aus der Viskositätsfunktion, Rheologisches Verhalten linearer unvernetzter Polymere.

„Stabilität disperser Systeme – Grundlagen und ausgewählte Kapitel“


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Rheologie disperser Systeme: kolloidale Partikel-Wechselwirkung, hydrodynamische Wechselwirkungen, Partikelgrößenverteilung,Partikelform, Viskosität und Volumenanteil / Feststoff, Suspensionen repulsiv und attraktiv wechselwirkender Partikel, Scherverdickung,Thixotropie, Fließgrenze.DLVO-Theorie, Polymeradsorption und sterische Wechselwirkungen, sog. Verarmungs- (depletion) Wechselwirkung.Dispersionen: elektrostatische und sterische Stabilisierung, Flockung und Koagulation, schnelle Koagulation (Smoluchowski-Gleichung),langsame Koagulation, strömungsinduzierte Koagulation.Emulsionen: Herstellung von Emulsionen, mechanische Beanspruchung, Stabilisierung durch Tenside, Thermodynamik vonOberflächen, Gibbs Adsorptionsgleichung, Grenz- und Oberflächenspannung/ Benetzung, Aufrahmung und Sedimentation, Koaleszenz,Ostwald-Reifung, Stabilisierung durch Polymere, Proteine, feste Partikel (Pickering Emulsionen)Schäume: Struktur- und Topologie, Koaleszenz, Disproportionierung, Drainage, Filmstabilität und -kollaps, EntschäumenMessmethoden: optische Methoden: statische und dynamische Lichtstreuung, Trübung, DWSZentrifugation, Elektrokinetik, dielektrische Spektroskopie, Leitfähigkeit, Ultraschall, Rheologie, Kalorimetrie, statische und dynamischeSchäumtestsPraxisbeispieleRheologie disperser Systeme

Arbeitsaufwand





22949 – Rheologie und Rheometrie; 2 V22916 – Stabilität disperser Systeme – Grundlagen; 1 V22926 – Stabilität disperser Systeme - ausgewählte Kapitel; 1 V

DozentenProf. Dr. N. Willenbacher, Dr.-Ing. B. Hochstein, Dr. C. Oelschlaeger





Modul 6102 Rheologie und Verfahrenstechnik von Polymerenzugeordnet zu: 6100 Angewandte Rheologie



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. N. Willenbacher, Dr. C. Oelschlaeger



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Qualifikationsziele

Die Studierenden kennen die wichtigsten rheologischen Phänomene und sind mit deren Bestimmung vertraut. Die Studierendenkennen die wesentlichen Merkmale und Eigenschaften von Polymermolekülen und die molekularen Ursachen für das makroskopischeviskoelastische Verhalten. Die Studierenden sind mit den wichtigsten Modellen zur Beschreibung des Fließverhaltens vonPolymerschmelzen, -lösungen und –gelen vertraut. Aus rheologischen Daten können sie auf den molekularen Aufbau derentsprechenden Polymere zurückschließen. Die Studierenden können das Verarbeitungsverhalten von Polymeren an Handrheologischer Daten beurteilen.

Die Studierenden kennen das Prinzip der Mikrorheologie und die verschiedenen Methoden, welche in Abhängigkeit vom Stoffsystemverwendet werden können. Die Studierenden sind insbesondere mit Diffusing Wave Spectroscopy und Multiple Particle TrackingMethoden vertraut. Aus rheologischen Daten der DWS können sie auf die Biegesteifigkeit semiflexibler Objekte (Mizellen, Polymere,Fasern) zurückschließen. Mit der MPT können die Studierenden rheologische Eigenschaften ortsaufgelöst auf mikroskopischer Ebeneerfassen. Die Studierenden sind mit den verschiedenen Hochfrequenz Methoden vertraut. Sie können aus den linear-viskoelastischenEigenschaften bei hohen Frequenzen auf den Stabilisierungsmechanismus konzentrierter Dispersionen und auf Informationen überStruktur und Dynamik komplexer Fluide zurückschließen.

Inhalt

„Rheologie von Polymeren“ Grundlagen der (Scher)-Rheometrie & Rheologische Phänomene, Lineare Viskoelastizität, Polymere in Natur und Technik, Was ist einPolymer? Kettenmodelle und -statistik, verdünnte und mäßig konzentrierte Lösungen, Rouse-Modell - vom Molekül zum Modul!Zimm-Modell - Intrinsische Viskosität, Molmasse, Molekülarchitektur, Einfluss von Polymerkonzentration und Lösemittelgüte,konzentrierte Lösungen und Schmelzen, Entanglement-Konzept, Röhrenmodelle und Reptation, Einfluss von Molmassenverteilung undGlastemperatur, Zeit-Temperatur Superposition, Gele und Netzwerke, Verdickerlösungen.Dehnrheologie und Beschichtungsprozesse, Technische Bedeutung - Beispiele aus der industriellen Praxis.

„Mikrorheologie und Hochfrequenzrheometrie“ Grundlagen und experimentelle Methoden. Aktive Mikrorheologie: Optische und magnetische Pinzetten - Atomic-force Mikroskopie.Passive Mikrorheologie: Dynamische Lichtstreuung - Diffusing Wave Spectroscopy (DWS) - Multiple Particle Tracking (MPT).Vergleich der Frequenz- und Moduli- Bereiche. Einführung in die Brownsche Bewegung und die mittlere quadratische Verschiebungvon Tracer-Partikeln. Partikel Bewegung in einem rein viskosen, viskoelastichen und rein elastischem Medium. Diffusion undverallgemeinerte Stokes-Einstein Gleichungen. Anwendungsbeispiele: DWS: Tenside, Polysaccharid- (Hyaluronsäure) Lösungen. Bestimmung der Biegefestigkeit.MPT: Polymere Verdicker - Polystyrol Dispersionen - Hyaluronsäure-Collagen Cryogele für Tissue Engineering. Untersuchungmikro-struktureller, mikro-mechanischer Eigenschaften und Heterogenitäten.Hochfrequenzrheologie: Mechanische Methoden: Oszillatorische Scherung (PRV) und Quetschströmung (PAV) –Torsionsresonanzoszillation - Ultraschall Scherrheometer. Anwendungsbeispiele: Tensidlösungen - konzentrierte Suspensionen.

Literatur/LernmaterialienWird in den Vorlesungen bekannt gegeben.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 60Selbststudium: 140Prüfungsvorbereitung: 40




22924 – Rheologie von Polymeren; 2 V22968 – Mikrorheologie und Hochfrequenzrheometrie; 1 V22969 – Mikrorheologie und Hochfrequenzrheometrie; 1 Ü


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DozentenProf. Dr. N. Willenbacher, Dr. C. Oelschlaeger





Modul 6103 Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluidezugeordnet zu: 6100 Angewandte Rheologie



Sprache : deutsch




Qualifikationsziele

Die Studierenden sind fähig strömungsmechanische Fragestellungen, mit Hilfe der Dimensionsanalyse zu analysieren und die fürdas Problem relevanten dimensionslosen Kennzahlen zu ermitteln. Zudem ist der Studierende fähig für konkrete Fragestellungenexakte mathematische Beschreibungen und für „Klassen von Problemen“ allgemein gültige mathematische Formulierungen herzuleitenund das Ergebnis kritisch zu beurteilen. Die Studierenden sind in der Lage die Eigenschaften nicht-Newtonscher Fluide ebenso zuberücksichtigen wie temperaturabhängige Stoffgrößen und somit die Auswirkungen von Temperaturänderungen. Die Studierenden sindfähig Ähnlichkeitsgesetze – nicht nur auf Größenänderungen – anzuwenden.

Die Studierenden sind fähig beliebige Strömungen und deren Eigenschaften mathematisch zu beschreiben. Die Studierendenkennen die rheologischen Materialgesetze zur Beschreibung beliebiger (dreidimensionaler) Strömungen von Newtonschen- undnicht-Newtonschen Fluiden in differenzieller und integraler Form. Sie sind in der Lage zu beurteilen welche nicht-NewtonschenEigenschaften der Flüssigkeit für den konkreten (Strömungs-) Vorgang relevant sind. Die Studierenden können die Bilanzgleichungenunter Verwendung der nicht-Newtonschen Materialgesetze formulieren und so für eine (in der Regel numerische) Lösung bereitstellen.

Inhalt

„Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen“ Dimensionsanalyse als exakte Wissenschaft, Voraussetzungen, Möglichkeiten, - Theorem, dimensionslose Kennzahlen ( -Produkte),Vorgehensweise zur Ermittlung aller relevanten Daten eines Problems. Beispiele: Schleppwiderstand eines Schiffes, Widerstandeines umströmter Körper, Druckverlust einer Rohrströmung bei glatten und rauhen Wänden, Durchströmung einer Packung (Gesetzevon Darcy, Molerus u.a., Karman & Kozeny, Ergun); Leistungsbedarf eines Rührkessels; Rühren nicht-Newtonscher Fluide; Kennlinieeiner Kreiselpumpe; Zerstäuben einer Flüssigkeit in einer Einstoffdüse, Suspendieren in einem Rührwerk, Herstellen von flüssig/flüssigEmulsionen, Konvektiver Wärmeübergang an einer überströmten Platte.

„Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluide“ Newtonsches Fluid, nicht-Newtonsches Fluid, rheologisch einfaches Fluid, integrale und differenzielle Stoffgesetzte, empirischeStoffgesetze, nicht lineares Fließen, Normalspannungsdifferenzen, Dehnviskosität, Relaxationszeit. Kinematische Konzepte:


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Strom-, Bahn- und Streichlinie, Eigenschaften und Beschreibung von Strömungen, Schichtenströmungen, Dehnströmungen.Kontinuumsmechanische Konzepte: Massen- und Volumenkräfte, Extraspannungen, thermodynamischer Druck, Masse-,Energie und Impulsbilanz, Erhaltungssätze. Strömungen die durch die Fließfunktion kontrolliert werden (Rohr-, Schlepp-Druck-,Schraubenströmung); Strömungen die durch die Normalspannungsdifferenz kontrolliert werden (Weissenberg-Effekt,Strangaufweitung); Dehnströmungen (Ziehen eines Fadens, Dehnen einer Lamelle, pulsierende Blase)


Arbeitsaufwand





22927 – Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen; 2 V; SS22962 – Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluide; 2V; WS






Modul 6104 Rheologie in der Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 6100 Angewandte Rheologie



Sprache : deutsch




Qualifikationsziele


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Inhalt



2) „Stabilität disperser Systeme – Grundlagen und ausgewählte Kapitel“ Rheologie disperser Systeme: kolloidale Partikel-Wechselwirkung, hydrodynamische Wechselwirkungen, Partikelgrößenverteilung,Partikelform, Viskosität und Volumenanteil / Feststoff, Suspensionen repulsiv und attraktiv wechselwirkender Partikel, Scherverdickung,Thixotropie, Fließgrenze.DLVO-Theorie, Polymeradsorption und sterische Wechselwirkungen, sog. Verarmungs- (depletion) Wechselwirkung.Dispersionen: elektrostatische und sterische Stabilisierung, Flockung und Koagulation, schnelle Koagulation (Smoluchowski-Gleichung),langsame Koagulation, strömungsinduzierte KoagulationEmulsionen: Herstellung von Emulsionen, mechanische Beanspruchung, Stabilisierung durch Tenside, Thermodynamik vonOberflächen, Gibbs Adsorptionsgleichung, Grenz- und Oberflächenspannung/ Benetzung, Aufrahmung und Sedimentation, Koaleszenz,Ostwald-Reifung,Stabilisierung durch Polymere, Proteine, feste Partikel (Pickering Emulsionen)Schäume: Struktur- und Topologie, Koaleszenz, Disproportionierung, Drainage, Filmstabilität und -kollaps, EntschäumenMessmethoden: optische Methoden: statische und dynamische Lichtstreuung, Trübung, DWS


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Zentrifugation, Elektrokinetik, dielektrische Spektroskopie, Leitfähigkeit, Ultraschall, Rheologie, Kalorimetrie, statische und dynamischeSchäumtestsPraxisbeispieleRheologie disperser Systeme





Literatur/LernmaterialienWird in der Vorlesung angegeben

Arbeitsaufwand






22949 – Rheologie und Rheometrie; 2 V; WS22916/22926 – Stabilität disperser Systeme – Grundlagen und ausgewählte Kapitel; 2 V; WS22924 – Rheologie von Polymeren; 2 V; SS22968/22969 – Mikrorheologie und Hochfrequenzrheometrie; 1 V, 1 Ü; SS22927 – Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen; 2 V; SS


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22962 – Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluide; 2 V; WS






Modul 6105 Dimensionsanalyse strömungsmechanischerFragestellungenzugeordnet zu: 6100 Angewandte Rheologie



Sprache : deutsch









Arbeitsaufwand


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Modul 6106 Beispiele mechanischer Formulierungsverfahren:Emulgieren, Dispergieren, Extrusionzugeordnet zu: 6100 Angewandte Rheologie



Sprache : deutsch







Inhalt

Emulgieren und Dispergieren: (LV FT2: H.P. Schuchmann/LVT)


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Besonderheiten flüssiger Formulierungen; Ziele der Verfahren; Grundlagen der Zerkleinerung und Stabilisierung von Tropfenund Partikeln in flüssiger Umgebung; Apparatetechnische Umsetzung: Anlagenaufbau und Prozessauslegung; Prozess- undEigenschaftsfunktionen; Beurteilung der Produktqualität: Grundlagen und Messverfahren; neue Entwicklungen.



Arbeitsaufwand











Modul 6107 Einführung in die Agglomerationstechnikzugeordnet zu: 6100 Angewandte Rheologie



Sprache : Deutsch




• Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik


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• Angewandte Rheologie• Lebensmittelverfahrenstechnik• Produktgestaltung






Arbeitsaufwand









Modul 6108 Mischen und Rührenzugeordnet zu: 6100 Angewandte Rheologie



Sprache : deutsch



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Arbeitsaufwand










Modul 6109 Grundlagen der Herstellungsverfahren der Keramik undPulvermetallurgiezugeordnet zu: 6100 Angewandte Rheologie


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Sprache : deutsch





Voraussetzungen/EmpfehlungenVoraussetzungen: keineEmpfehlung: Es werden Kenntnisse der allgemeinen Werkstoffkunde vorausgesetzt

Qualifikationsziele


Inhalt



Arbeitsaufwand









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Modul 6110 Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle Izugeordnet zu: 6100 Angewandte Rheologie



Sprache : deutsch




Qualifikationsziele

Die Studierenden erwerben ein umfangreiches Verständnis der Polymerchemie, das die Herstellung, die physikalische Grundlagensowie einfache Charakterisierung umfasst.Sie verfügen über Wissen in diesen Bereichen:

• Herstellung von Polymeren• Physikalische Eigenschaften von Polymeren und der Zusammenhang mit der Herstellungsmethode• Grundlegende Charakterisierung

Inhalt

Chemie und Synthese der PolymerePhysik der PolymereMakromoleküle: Molekulargewichtsverteilung und Standardcharakterisierung


Vorlesungsskript”Makromolekulare Chemie”, B. Tieke, Wiley-VCH, 2005Makromolekulare Chemie”, Lechner, Gehrke, Nordmeier, Birkhäuser Verlag, 2003+ weitere Literatur in Skript/Vorlesung

Arbeitsaufwand





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Modul 6111 Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle IIzugeordnet zu: 6100 Angewandte Rheologie



Sprache : deutsch



Voraussetzungen/Empfehlungennur in Kombination mit "Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle I" möglich.

Qualifikationsziele

Die Studierenden erwerben ein umfangreiches Verständnis der Polymerchemie, das die Herstellung, die Charakterisierung und dieAnwendung von Polymeren umfasst.

• Sie verfügen über Wissen in diesen Bereichen:• Herstellung von Polymeren• Charakterisierung von Polymeren• Einsatzgebiete von Kunststoffen• Verarbeitung von Kunststoffen• Zusammenhang zwischen Herstellungsmethoden und resultierenden Werkstoffeigenschaften.

Inhalt• Chemie und Synthese der Polymere• Physik der Polymere• Makromoleküle und ihre Charakterisierung• Polymerverarbeitung• Spezielle Themen, z.B. Polyelektrolyte & Polymer blends

Literatur/LernmaterialienVorlesungsskript”Makromolekulare Chemie”, B. Tieke, Wiley-VCH, 2005Makromolekulare Chemie”, Lechner, Gehrke, Nordmeier, Birkhäuser Verlag, 2003+ weitere Literatur in Skript/Vorlesung

Arbeitsaufwand


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Allgemeine HinweiseDie Inhalte der Module "Einführung in die Chemie und Physik der Makromoleküle I" und "Einführung in die Chemie und Physik derMakromoleküle II" werden in einer gemeinsamen mündlichen Prüfung abgeprüft.





Modul 6112 Trocknungstechnik - dünne Schichten und poröse Stoffezugeordnet zu: 6100 Angewandte Rheologie



Sprache : deutsch





Qualifikationsziele


Inhalt


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Einführung und industrielle Anwendungen zur Trocknungstechnik; Trocknungsverfahren und Modellbildung; Modellierung derWärme- Stoffübertragung bei der Trocknung; Bestimmung von Materialeigenschaften, Feuchteleitung, Sorption, Diffusion;Trocknungsverlaufskurve, Trocknungsabschnitte; Anwendung der Grundlagen auf die Trocknung dünner Schichten und poröser Stoffe;Prinzipien der Sprüh-, Wirbelschicht-, Mikrowellen-, Infrarot- und Gefriertrocknung.

Arbeitsaufwand












Modul 6113 Mikrofluidikzugeordnet zu: 6100 Angewandte Rheologie



Sprache : deutsch






InhaltDefinition des Begriffes „Mikrofluidik“; Physik der Miniaturisierung, Größenskalen der Mikrofluidik; Einführung in dieMikrofabrikationstechniken; Fluiddynamik mikrofluidischer Systeme, Grundgleichungen der Strömungsmechanik, reibungsdominierte


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Strömungen; Elektrohydrodynamik von Mikrosystemen, Elektroosmose, Elektrophorese und DNA-Sequenzierung; Diffusion, Mischenund Trennen in Mikrosystemen; Grenzflächenphänomene und Mehrphasenströmungen in Mikrosystemen; Digitale Mikrofluidik undmikrofluidische Systeme.





993 Mikrofluidik

993 Mikrofluidik



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Fach 6200 Gas-Partikel-Systemezugeordnet zu: 6001 Vertiefungsfach II


Allgemeine Hinweise


1) Gas-Partikel-Systeme I – Transport & Partikelmesstechnik, 6 LP (Pflicht)

2) Gas-Partikel-Trennverfahren, 6 LP

3) Nanopartikel – Struktur und Funktion, 6 LP

4) Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen, 4 LP

5) Datenanalyse und Statistik, 4 LP

Kombinationen:

- Modul 1 = Pflichtmodul

- Es kann nur Modul 4 oder 5 gewählt werden


Zugeordnet: 6105 Dimensionsanalyse strömungsmechanischerFragestellungen

6201 Gas-Partikel-Systeme I - Transport & Partikelmesstechnik *6304 Gas-Partikel-Trennverfahren6307 Datenanalyse und Statistik6607 Nanopartikel - Struktur & Funktion

Modul 6105 Dimensionsanalyse strömungsmechanischerFragestellungenzugeordnet zu: 6200 Gas-Partikel-Systeme



Sprache : deutsch



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Arbeitsaufwand










Modul 6201 Gas-Partikel-Systeme I - Transport & Partikelmesstechnik *


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zugeordnet zu: 6200 Gas-Partikel-Systeme



Einordnung in Studiengang/ -fachPflicht im Vertiefungsfach „Gas-Partikel-Systeme"

InhaltStrömungswiderstand und Partikelmobilität; Trägheitseffekte, Stokes-Zahl; Impaktoren, Flugzeitspektrometer;Partikeldiffusion,Peclet-Zahl, Diffusionsbatterie; elektrische Aufladung von Partikeln und Modelle; Mobilitätsspektrometrie;Gesetzmässigkeiten von Lichtstreuung und Lichtextinktion, optische Partikelzähler, Extinktionsmessverfahren, Beugungssspektrometer.

Lehr- und Lernformen22917 – Gas-Partikel Systeme I, Vorlesung 2 SWS22918 – Übungen zu 22917, Übung 1 SWS

DozentenProf. Dr. Gerhard Kasper





Modul 6304 Gas-Partikel-Trennverfahrenzugeordnet zu: 6200 Gas-Partikel-Systeme



Sprache : deutsch








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Modul 6307 Datenanalyse und Statistikzugeordnet zu: 6200 Gas-Partikel-Systeme



Sprache : Deutsch









Arbeitsaufwand



Notenbildung


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Modul 6607 Nanopartikel - Struktur & Funktionzugeordnet zu: 6200 Gas-Partikel-Systeme




989 Nanopartikel - Struktur & Funktion




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Fach 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 6001 Vertiefungsfach II


Allgemeine Hinweise


1) Fest Flüssig Trennung 8 LP, WS2) Verarbeitung nanoskaliger Partikel 6 LP , WS3) Nanopartikel – Struktur und Funktion 6 LP, SS4) Mikrofluidik 6 LP, WS

- Mikrofluidik - Fallstudien zu Mikrofluidik

5) Gas-Partikel-Trennverfahren 6 LP, WS6) Einführung in die Agglomerationstechnik 4 LP , SS7) Mischen und Rühren 4 LP, WS8) Verfahrenstechnische Apparate und Maschinen und ihre Prozessintegration 4 LP, SS9) Materialien für elektrochemische Speicher 4 LP, WS10)Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen 4 LP, SS11)Datenanalyse und Statistik 4 LP, WS12)Instrumentelle Analytik 4 LP, SS13)Partikelmesstechnik und Anwendungen 4 LP, WS14)Kernspintomographie 4 LP, WS !!Letzmals im WS 16/17!!15)Grenzflächeneffekte in der Verfahrenstechnik 4 LP , WS16)Beispiele mechanischer Formulierungsverfahren: Emulgieren, Dispergieren, Extrusion 4 LP, WS17)Projektorientiertes Softwarepraktikum 4 LP, SS

Kombinationen:

• Fächer, die bereits während des Bachelor-Studiums in Rahmen eines Profilfachs gehört wurden, sollten nicht gewählt werden• Modul 16 nicht wählbar, wenn das Wahlpflichtmodul „Ausgewählte Formulierungstechnologien“ gewählt wurde


Zugeordnet: 6105 Dimensionsanalyse strömungsmechanischerFragestellungen

6106 Beispiele mechanischer Formulierungsverfahren:Emulgieren, Dispergieren, Extrusion

6107 Einführung in die Agglomerationstechnik6108 Mischen und Rühren6113 Mikrofluidik6301 Fest Flüssig Trennung6302 Verarbeitung nanoskaliger Partikel6303 Nanopartikel - Struktur und Funktion6304 Gas-Partikel-Trennverfahren


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6306 Materialien für elektrochemische Speicher6307 Datenanalyse und Statistik6308 Instrumentelle Analytik6309 Partikelmesstechnik und Anwendungen6310 Kernspintomographie6311 Grenzflächeneffekte in der Verfahrenstechnik6312 Projektorientiertes Softwarepraktikum

Modul 6105 Dimensionsanalyse strömungsmechanischerFragestellungenzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch









Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h


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Modul 6106 Beispiele mechanischer Formulierungsverfahren:Emulgieren, Dispergieren, Extrusionzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch







Inhalt



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Arbeitsaufwand











Modul 6107 Einführung in die Agglomerationstechnikzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik



Sprache : Deutsch






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Arbeitsaufwand









Modul 6108 Mischen und Rührenzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch




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Arbeitsaufwand










Modul 6113 Mikrofluidikzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik


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Sprache : deutsch






InhaltDefinition des Begriffes „Mikrofluidik“; Physik der Miniaturisierung, Größenskalen der Mikrofluidik; Einführung in dieMikrofabrikationstechniken; Fluiddynamik mikrofluidischer Systeme, Grundgleichungen der Strömungsmechanik, reibungsdominierteStrömungen; Elektrohydrodynamik von Mikrosystemen, Elektroosmose, Elektrophorese und DNA-Sequenzierung; Diffusion, Mischenund Trennen in Mikrosystemen; Grenzflächenphänomene und Mehrphasenströmungen in Mikrosystemen; Digitale Mikrofluidik undmikrofluidische Systeme.





993 Mikrofluidik

993 Mikrofluidik


Modul 6301 Fest Flüssig Trennungzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik



Sprache : Deutsch


Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach „Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik“

Voraussetzungen/EmpfehlungenEin Wahlpflichtfach wird für das Vertiefungsfach nicht gefordert


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QualifikationszieleDie Studierenden können die grundlegenden Gesetze und daraus folgende physikalischen Prinzipien der Abtrennung vonPartikeln aus Flüssigkeiten anwenden und nicht nur den prinzipiell dafür geeigneten Trennapparaten zuordnen, sondern auchspeziellen Varianten. Sie sind in der Lage, den Zusammenhang zwischen Produkt-, Betriebs- und Konstruktionsparametern auf verschiedene Trenntechniken anzuwenden. Sie können Trennprobleme mit wissenschaftlichen Methoden analysieren und alternativeLösungsvorschläge angeben.

InhaltPhysikalische Grundlagen, Apparate, Anwendungen, Strategien; Charakterisierung von Partikelsystemen und Suspensionen;Vorbehandlungsmethoden zur Verbesserung der Trennbarkeit von Suspensionen; Grund-lagen, Apparate und Anlagentechnikder statischen und zentrifugalen Sedimentation, Flotation, Tiefenfiltration, Querstrom-filtration, Kuchenbildenden Vakuum-und Gasüberdruckfiltration, Filterzentrifugen und Pressfilter; Filtermedien; Auswahlkriterien und Dimensionierungsmethodenfür trenntechnische Apparate und Maschinen; Kombinationsschaltungen; Rechenbeispiele zur Lösung trenntechnischerAufgabenstellungen.

Literatur/LernmaterialienAnlauf: Skriptum "Mechanische Separationstechnik - Fest/Flüssig-Trennung"

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 60 H (Vorlesung 3 SWS, Übung 1SWS)

Selbststudium: 80 h





22987- Mechanische Separationstechnik, Vorlesung 3 SWS

22988 - Übung zu 22987, Übung 1 SWS





Modul 6302 Verarbeitung nanoskaliger Partikelzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik




Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Fach „Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik“


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QualifikationszieleFähigkeit zur Entwicklung eines Verarbeitungsprozesses für die Herstellung und Verarbeitung von nanoskaligen Partikeln.

InhaltIdeenfindung für technische Prozesse; Toxizität, Messtechnische Methoden, Grenzflächeneffekte, Partikelsynthese,Verarbeitungsverfahren: Zerkleinern, Separieren, selektive Separation, Klassierung, Mischen, Granulieren; ApparatetechnischeGrundlagen, Produktformulierung, Grundlagen der Simulation partikulärer Prozesse (SolidSim), Diskrete Simulationsmethoden.

Literatur/LernmaterialienSkriptum zur Vorlesung.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 60 h

Selbststudium: 60 h


(Summe 180 h)

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von xxx Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO Master 2016



22921-Verfahrenstechnik nanoskaliger Partikelsysteme

22965-Übungen zu 22921-Verfahrenstechnik nanoskaliger Partikelsysteme





Modul 6303 Nanopartikel - Struktur und Funktionzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Gerhard Kasper, Dr.-Ing. J. Meyer



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• Gas-Partikel-Systeme• Produktgestaltung



22936 Nanopartikel Struktur und Funktion, Vorlesung 2 SWS22937 Übungen zu Nanopartikel Struktur und Funktion, Übung 2 SWS





Modul 6304 Gas-Partikel-Trennverfahrenzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch












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Modul 6305 Verfahrenstechnische Apparate und Maschinen und ihreProzessintegrationzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Herbert Riemenschneider

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im "Prozesse der mechanischen Verfahrenstechnik"


InhaltVermittlung von Methoden und die Sensibilisierung für Randbedingungen zur Systematik der ingenieurwissenschaftlichenVerfahrensentwicklung. Vor dem Vordiplom und in den verfahrenstechnischen Grundlagenfächern wurde die Beschreibung/Analyseseparater physikalischer Vorgänge behandelt. Ihre Verknüpfung bei der Auswahl, Dimensionierung, Verschaltung und Optimierunggeeigneter Apparate und Maschinen und deren Integration bei der verfahrens-technischen Prozessentwicklung soll dargelegt undanhand verschiedenster Beispiele aus der Praxis untermauert werden.

Lehr- und Lernformen22941 Verfahrenstechnische Apparate und Maschinen und ihre Prozessintegration (Blockvorlesung der Evonik Industries AG)



994 Verfahrenstechnische Apparate und Maschinen und ihre Prozessintegration


Modul 6306 Materialien für elektrochemische Speicherzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr. Jens Tübke


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Qualifikationsziele

Die Studierenden kennen die Funktionsweise elektrochemischer Speicher und die dazu erforderlichen elektrochemischen Grundlagen.Sie sind in der Lage selbständig bei vorgegebenen Materialkombinationen für eine elektrochemische Zelle die zu erwartendenEigenschaften und Betriebsparameter zu berechnen.Die Studierenden sind in der Lage, geeignete Materialien und verfahrenstechnische Prozesse für zukünftige Batteriechemien kritisch zubewerten und mögliche Anwendungsfelder für daraus aufgebaute elektrochemische Speicher anzugeben.Für unterschiedliche Anwendungen elektrochemischer Speicher können die Studierenden aus den möglichen Batterietypen geeigneteauswählen und sind in der Lage eine geeignete Systemkonfiguration vorzuschlagen.

Inhalt

Elektrochemische Grundlagen Einführung in die Elektrochemie, Elektrochemische Potentiale, Konzentrationsabhängigkeit, Elektrochemische Methoden

Grundlagen elektrochemischer Speichersysteme Aufbau und Funktionsweise von primären und sekundären BatterienVolta-Batterie / Leclanche-Element, Alkali-Mangan, Zink-Kohle, Blei-Säure, Zink-Luft, Nickel-Cadmium, Nickel-Metallhydrid,Redox-Flow-Batterien, Hochtemperaturbatterien, Lithium Ionen Batterien, Neue Speichersysteme (z.B. Li-O, Li-S)Aufbau und Funktionsweise von Superkondensatoren, Aufbau von hybriden Systemen

Werkstoffe und Verfahren für elektrochemische Speicher Einlagerungs- und Konversionselektroden, Polymere und keramische SeparatorenElektrolytadditive und ElektrodenbeschichtungeFlüssige und feste ElektrolytsystemeAbleitermaterialien (Metalle, modifizierte Kunststoffe), GehäusematerialienStackaufbau und verwendete Materialien in Redox-Flow-Batterien

Produktionsverfahren und Prozesse zur Fertigung von Batteriezellen Aufbauprinzipien und Produktionsverfahren für wasserbasierte Batteriesysteme (Blei-Säure, Nickel-Metallhydrid)Aufbauprinzipien und Produktionsverfahren für Lithium-basierte BatteriesystemeElektrodenfertigung im Pastierverfahren (Pastenherstellung, Applikation, Trocknungsverfahren)Herstellungsverfahren für Separationsfolien für unterschiedliche BatteriesystemeNeue Herstellungsverfahren für post-Lithium-Ionen Batterien (Li-O, Li-S) und Legierungs-basierte AnodenQualitätssicherungsverfahren in der ZellenproduktionZellenformierung und Testverfahren für ZellenHerstellungsverfahren für Stackkomponenten für Redox-Flow-Batterien

Arbeitsaufwand




Lehr- und Lernformen22990 - Materialien für elektrochemische Speicher und Wandler




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Modul 6307 Datenanalyse und Statistikzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik



Sprache : Deutsch









Arbeitsaufwand








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Modul 6308 Instrumentelle Analytikzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik










Arbeitsaufwand









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Modul 6309 Partikelmesstechnik und Anwendungenzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherDr. Xiaoai Guo

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik


Qualifikationsziele

Die Studierenden sind fähig, die unterschiedlichen Messverfahren zur Partikelanalyse bzw. on-line/in-situ Prozessüberwachung inder Verfahrens- und Umwelttechnik auszuwählen. Die Studierenden können die technischen Vor- und Nachteile beurteilen und damitpraktische Lösungen finden.

Inhalt

Einführung in die Partikelmesstechnik; Beschreibung der Partikeleigenschaften (Pulver, Suspensionen und Aerosole), Messungenan Einzelpartikeln und Partikelkollektive, Darstellung von Partikelgrößen und Partikelgrößenverteilungen (PGV), Bedeutung undAnwendungsbeispiele.

Moderne on-line/off-line/in-situ Messverfahren und -geräte; Probennahme und Probenvorbereitung, Elektronenmikroskopie (REM/TEM)zur Bildanalyse der Partikelgröße und Morphologie, Gas Adsorption (BET) zur Analyse poröser Materialien, Atomic Force Microscope(AFM) zur Messung von Oberflächenrauigkeit und Haftkräften, Niederdruckimpaktor (LPI) und Zentrifugation zur Bestimmungvon PGV, Lichtstreuung (LS) und Laserbeugung zur Messung von PGV, Tapered Element Oscillating Microbalance (TEOM) zurBestimmung der Partikelmassenkonzentration, Coulter Counter, Optical Particle Counter (OPC) und Condensation Particle Counter(CPC) zur Bestimmung der Partikelanzahlkonzentration, Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS) zur Messung von PGV undPartikelkonzentration, Röntgenstreuung (SAXS/WAXS/XRD) zur Charakterisierung von Kristallen, Primärpartikeln und Aggregaten.

Ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Verfahrens- und Umwelttechnik; In-situ zeit- bzw. ortsaufgelöste Nanostrukturanalysebei Syntheseprozessen in der Gas- und Flüssigphase, Produktentwicklung und Qualitätskontrolle, Überwachung der Innen- undAußenluftqualität.

Praktikumsversuch: Charakterisierung von Nanopartikeln mittels der SWAXS Laborkamera.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit:30 h

Selbststudium: 50h


(Summe: 120 h)



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Lehr- und Lernformen22938 - Partikelmesstechnik und Anwendungen.





Modul 6310 Kernspintomographiezugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch



Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik"


QualifikationszieleDie Studierenden sind in der Lage, geeignete Methoden der kernmagnetischen Resonanz für ingenieurwissenschaftliche Anwendungenzu identifizieren, zu beschreiben und die Ergebnisse zu Analysieren

InhaltBemerkungen zu der Quantentheorie; kurze Einführung in die kernmagnetische Resonanz; Grundlagen der Fourier-Bildgebung inTheorie, Simulation und Experiment; Ortsauflösung in zwei und drei Dimensionen; Schichtselektion; Kontrastparameter Relaxation,chemische Verschiebung, Diffusion, Strömung; Ausgewählte ingenieurwissenschaftliche Anwendungen aus der mechanischenVerfahrenstechnik und Lebensmittelverfahrenstechnik.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit:30 hSelbststudium: 60 hPrüfungsvorbereitung: 30 h



Lehr- und Lernformen22954 - Kernspintomographie: Grundlagen und ingenieurwissenschaftliche Anwendungen


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Dozenten


Allgemeine Hinweise!! Modul läuft aus: Letzmals im WS 16/17 !!





Modul 6311 Grenzflächeneffekte in der Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik




Prof. Dr.-Ing. Ioannis Nicolaou

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Prozesse der mechanischen Verfahrenstechnik"

InhaltDefinitions, Applications and stability of dispersions;Molecular – kinetic properties of dispersions:Thermal molecular motion andBrownian motion, Diffusion in solutions and dispersions, sedimentation stability; Adsorption at solid-gas interface: Nature of adsorptionforces, Langmuir monomolecular adsorption theory, polymolecular theory of Polany and BET-theory, capillary condensation, chemicaladsorption, kinetic of adsorption, influence of the properties of adsorpent and adsorptive on adsorption; Adsorption at solution-gasinterface: Surface tension, surface active and inactive substances, Adsorption equation of Gibbs, Shishkovsky-equation and thederivation of Langmuir-equation , effects of the structure and size of tenside molecules, structure of the adsorbed layer;Adsorption atsolid-solution interface:Molecular adsorption from the solution, ionic adsorption, wetting phenomena;Electrical properties of dispersions,Introduction to electrokinetic phenomena, structure of the electric double layer (Theories of Helmholz – Perrin, Gouy-Chapman andStern), Effects of electrolytes on zeta-potential, Electrophoresis and Electroosmosis, Measurement of zeta-potential;Stability andCoagulation of dispersions:Kinetic of coagulation, interparticle energy potential, solvation, structural-mechanical and entropy effects,coagulation through electrolytes, adsorption phenomena and coagulation;Applications in Crystallization and Solid – Liquid Separation.

Lehr- und Lernformen22948 - Grenzflächeneffekte in der Verfahrenstechnik





Modul 6312 Projektorientiertes Softwarepraktikumzugeordnet zu: 6300 Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik


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ModulverantwortlicherDr. Mathias Krause



QualifikationszieleDie Studierenden können über die eigene Fachdisziplin hinaus Probleme gemeinsam modellieren und simulieren. Sie haben einekritische Distanz zu Ergebnissen und deren Darstellung erworben. Sie können die Ergebnisse der Projekte im Disput verteidigen. Siehaben die Bedeutung von Stabilität und Konvergenz von numerischen Verfahren aus eigener Erfahrung verstanden und sind in derLage, Fehler aus der Modellbildung, der Approximation, der Berechnung und in der Darstellung zu bewerten.

Inhalt

Vorlesungsanteil: Einführung in Modellbildung und Simulationen von Strömungen, Wiederholung zugehöriger numerischer Verfahren,Einführung in zugehörige Software

Eigene Gruppenarbeit: Bearbeitung von 1-2 Projekten in denen Modellbildung, Diskretisierung, Simulation und Auswertung (z.B.Visualisierung) für konkrete Themen aus dem Bereich Strömungssimulation.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 60 h

Selbststudium: 60 h

(Summe: 120 h)

Leistungsnachweise/PrüfungenSchriftliche Ausarbeitung zu jedem Projekt.

NotenbildungModulnote ist die Note Ausarbeitung.

Lehr- und Lernformen0161700 - Projektorientiertes Softwarepraktikum






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Fach 6400 Umweltschutzverfahrenstechnikzugeordnet zu: 6001 Vertiefungsfach II


Allgemeine Hinweise


1) Water Technology 6 LP, WS

2) Gas-Partikel-Trennverfahren 6 LP, WS

3) Energie und Umwelt 8 LP, WS/ SS- Verbrennung und Umwelt - Technical Systems for Thermal Waste Treatment

4) Process Engineering in Wastewater Treatment 6 LP, WS- Municipal Waste Water Treatment - International Sanitary Engineering

5) Umweltbiotechnologie 4 LP, WS

6) Brennstofftechnik 6 LP, WS- Grundlagen der Brennstofftechnik

7) Sicherheitstechnik für Prozesse und Anlagen 4 LP, SS

Kombinationen: - Mindestens eines der Module 1 – 3 muss gewählt werden


Zugeordnet: 6304 Gas-Partikel-Trennverfahren6401 Water Technology6402 Energie und Umwelt6403 Process Engineering in Wastewater Treatment6404 Umweltbiotechnologie6405 Brennstofftechnik6406 Sicherheitstechnik für Prozesse und Anlagen

Modul 6304 Gas-Partikel-Trennverfahrenzugeordnet zu: 6400 Umweltschutzverfahrenstechnik



Sprache : deutsch


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Modul 6401 Water Technologyzugeordnet zu: 6400 Umweltschutzverfahrenstechnik



Sprache : Englisch









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Arbeitsaufwand










Modul 6402 Energie und Umweltzugeordnet zu: 6400 Umweltschutzverfahrenstechnik



Sprache : Deutsch/ Enlisch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Dimosthenis Trimis; Prof. Dr.-Ing. Thomas Kolb


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Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Umweltschutzverfahrenstechnik"


Inhalt

Vorlesung Technical Sytems for thermal waster treatment: Waste: definition, specification, potentialBasic thermo-chemical processes for waste treatment: pyrolysis, gasification, combustion

Technical systems for thermal waste treatment:

• combustion: Grate furnace, rotary kiln, fluidized bed,• gasification: fixed bed, fluidized bed, entrained flow,• pyrolysis: rotary kiln

Refractory technologyLegal aspects of waste managemantTools for critical evaluation of waste treatment technologiesExcursion to industrial sites

Vorlesung Verbrennung und Umwelt: Bedeutung des Umweltschutzes; Schadstoffe aus der Verbrennung und ihre Wirkung; Mechanismen der Schadstoffbildung;Feuerungsbezogene Maßnahmen (Primärmaßnahmen) zur Emissionsminderung; Rauchgasreinigung: Sekundärmaßnahmen zurEmissionsminderung; Emissionen bei motorischer Verbrennung und Verbrennung in Gasturbinen

Lehr- und Lernformen22516 - Technical Systems for Thermal Waste Treatment, Vorlesung 2 SWS, WS22507 – Verbrennung und Umwelt, Vorlesung 2 SWS, SS





Modul 6403 Process Engineering in Wastewater Treatmentzugeordnet zu: 6400 Umweltschutzverfahrenstechnik



Sprache : Englisch






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Inhalt






• Belebungsverfahren• Tropf- und Tauchkörper• Teichanlagen• Bodenfilter / Wetlands• UASB / EGSB / Anaerobe Filter• Dezentrale versus zentrale Systeme• Stoffstromtrennung• Energiegewinnung aus Abwasser• Trinkwasseraufbereitung• Abfallwirtschaft




Arbeitsaufwand




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Modul 6404 Umweltbiotechnologiezugeordnet zu: 6400 Umweltschutzverfahrenstechnik



Sprache : deutsch








Arbeitsaufwand






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22614 - Umweltbiotechnologie






Modul 6405 Brennstofftechnikzugeordnet zu: 6400 Umweltschutzverfahrenstechnik



Sprache : Deutsch








Qualifikationsziele



Literatur/Lernmaterialien1) "Die Veredlung und Umwandlung von Kohle Technologien und Projekte 1970 bis 2000 in Deutschland"; ISBN 978-3-936418-88-02) „Grundlagen der Gastechnik“; ISBN 978-34462110943) “Handbook of Fuels”; ISBN 978-3-527-30740-1


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4) „Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry“; ISBN 978-3-5273-0673-2

Arbeitsaufwand










Modul 6406 Sicherheitstechnik für Prozesse und Anlagenzugeordnet zu: 6400 Umweltschutzverfahrenstechnik



Sprache : deutsch







Qualifikationsziele


Risikomanagement:


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Sie können …


Gefahrstoffe:

Sie können …



Sie können …

• Ursachen für Durchgehreaktionen erkennen• Gesetzliche Vorgaben anwenden• Gefahren ermitteln und bewerten• Sicherheitstechnische Kenngrößen festlegen• Reaktionskalorimetrische Daten interpretieren (DTA / DWStau)• Wärmebilanzen von Reaktoren beurteilen


Sie sollen …












Sie sollen …


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Explosionsschutz:





Elektrostatik:



InhaltEinführung in den Schutz von Mensch und Umwelt vor den Gefahren von technischen Anlagen in der Chemie, Petrochemie, Pharmazieund im Bereich Öl und Gas. Durch Risikomanagement lassen sich Störfälle vermeiden und die Auswirkungen von Ereignissenbegrenzen.Risikomanagement, Handhabung von Gefahrstoffen, Vermeidung von Durchgehreaktionen bei gefährlichen chemischenReaktionen, Auslegung von Schutzeinrichtungen für Notentlastungen wie Sicherheitsventile, Berstscheiben und nachgeschalteteRückhalteeinrichtungen. Moderne Prozessleittechnische Systeme, Emission und Ausbreitung von Gefahrstoffen in der Atmosphäresowie Explosionsschutz und Brandschutz.

Arbeitsaufwand











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Fach 6500 Thermische Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 6001 Vertiefungsfach II


Allgemeine Hinweise


1) Thermische Trennverfahren II 6 LP, SS

2) Wärmeübertragung II 6 LP, WS

3) Stoffübertragung II 6 LP, WS

4) Trocknungstechnik – dünne Schichten und poröse Stoffe 6 LP, SS

5) Industrielle Kristallisation 6 LP, SS

6) Wärmeübertrager 4 LP, WS

7) Statistische Thermodynamik 6 LP, SS

8) Thermodynamik der Phasengleichgewichte 6 LP, WS

9) Theorie turbulenter Strömungen ohne und mit überlagerter Verbrennung 4 LP, SS

10)Hochtemperatur-Verfahrenstechnik 6 LP, SS

11)Miniaturisierte Wärmeübertrager 4 LP, SS

12)Angewandte Molekulare Thermodynamik 6 LP, SS

13)Messtechnik in der Thermofluiddynamik 6 LP, WS

14)Solare Prozesstechnik 6 LP, SS

Kombinationen: - Mindestens 2 Module aus 1 – 6- Module 6 und 11 dürfen nicht kombiniert werden- Modul 14 nur in Kombination mit 1, 2, 5 oder 6

Prüfungsmodus : mündliche Gesamtprüfung der Modulkombination

Zugeordnet: 6112 Trocknungstechnik - dünne Schichten und poröse Stoffe6501 Wärmeübertragung II6502 Thermische Trennverfahren II6503 Stoffübertragung II6504 Industrielle Kristallisation6505 Wärmeübertrager6506 Statistische Thermodynamik6507 Thermodynamik der Phasengleichgewichte6508 Theorie turbulenter Strömungen ohne und mit überlagerter

Verbrennung6509 Hochtemperatur-Verfahrenstechnik6510 Miniaturisierte Wärmeübertrager


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6511 Angewandte Molekulare Thermodynamik6512 Messtechnik in der Themofluiddynamik6513 Solare Prozesstechnik

Modul 6112 Trocknungstechnik - dünne Schichten und poröse Stoffezugeordnet zu: 6500 Thermische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch





Qualifikationsziele


InhaltEinführung und industrielle Anwendungen zur Trocknungstechnik; Trocknungsverfahren und Modellbildung; Modellierung derWärme- Stoffübertragung bei der Trocknung; Bestimmung von Materialeigenschaften, Feuchteleitung, Sorption, Diffusion;Trocknungsverlaufskurve, Trocknungsabschnitte; Anwendung der Grundlagen auf die Trocknung dünner Schichten und poröser Stoffe;Prinzipien der Sprüh-, Wirbelschicht-, Mikrowellen-, Infrarot- und Gefriertrocknung.

Arbeitsaufwand









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Modul 6501 Wärmeübertragung IIzugeordnet zu: 6500 Thermische Verfahrenstechnik



Sprache : Deutsch



Wahlpflicht im Vertiefungsfach „Thermische Verfahrenstechnik".


QualifikationszieleDie Studierenden können die grundlegenden Differentialgleichungen der Thermofluiddynamik herleiten und kennen möglicheVereinfachungen bis hin zur instationären Wärmeleitung in ruhenden Medien. Die Studierende kennen verschiedene analytischeund numerische Lösungsmethoden für die instationäre Temperaturfeldgleichung in ruhenden Medien. Die dabei eingesetztenLösungsmethoden können die Studierenden selbständig auf stationäre Wärmeleitungsprobleme wie die Wärmeübertragung in Rippenund Nadeln anwenden.

InhaltFortgeschrittene Themen der Wärmeübertragung: Thermofluiddynamische Transportgleichungen, Instationäre Wärmeleitung;Thermische Randbedingungen; Analytische Methoden (Kombinations- und Separationsansatz, Laplace-Transformation); NumerischeMethoden (Finite Differenzen- und Volumenverfahren); Wärmeübertragung in Rippen und Nadeln.

Literatur/Lernmaterialien1) Von Böckh/Wetzel: „Wärmeübertragung“, Springer, 6. Auflage 20152) VDI-Wärmeatlas, Springer-VDI, 10. Auflage, 2011

Arbeitsaufwand






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22809 – Wärmeübertragung II, Vorlesung 2 SWS22810 – Übung zu 22809, Übung 1 SWS





Modul 6502 Thermische Trennverfahren IIzugeordnet zu: 6500 Thermische Verfahrenstechnik



Sprache : Deutsch










Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium: 70 h



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22813 – Übungen zu 22812, 1 SWS





Modul 6503 Stoffübertragung IIzugeordnet zu: 6500 Thermische Verfahrenstechnik



Sprache : Deutsch



Wahlpflicht im Vertiefungsfach Thermische Verfahrenstechnik


QualifikationszieleDie Studierenden sind in der Lage zu fortgeschrittenen, grundlegenden Stoffübertragungsprozessen Berechnungen sowohl analytischals auch numerisch durchzuführen und eine Analyse der eigenen Versuchsergebnisse mit den Berechnungen und der Literatur imTeam zu bewerten. Das Qualifikationsziel ist es diese grundlegenden Erkenntnisse auf andere Bereiche der Stoffübertragung undProzesstechnik eigenständig zu übertragen.

Inhalt

Fortgeschrittene Themen der Stoffübertragung;

Grundlegende Versuche mit Ausarbeitung in Teamarbeit , Bewertung und Diskussion zu: Membrandiffusion; Gemischverdunstung;Diffusionsdestillation; Gemischkondensation; Physikalische Absorption; Chemische Absorption; Diffusion und Absorption in Polymeren;Ausgewählte Themen und Literaturbesprechung;

Diskussion und Vorstellung von Ergebnissen/Gruppenarbeit.

Arbeitsaufwand


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Präsenszeit: 45 h

Selbststudium: 90 h


(Summe 180 h)

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 20-30 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO Master 2016.



22817 –Stoffübertragung II, Vorlesung, 2 SWS

22818 – Übung und Praktikum zu 22817 Stoffübertragung II, 1 SWS





Modul 6504 Industrielle Kristallisationzugeordnet zu: 6500 Thermische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch








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Arbeitsaufwand











Modul 6505 Wärmeübertragerzugeordnet zu: 6500 Thermische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch


Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach „Thermische Verfahrenstechnik“


QualifikationszieleDie Studierenden kennen wesentliche Berechnungsmethoden für die Auslegung und Nachrechnung von Wärmeübertragernund können diese selbständig auf ingenieurtechnische Problemstellungen anwenden. Die Studierenden können selbständigEntwurfsmethodiken für Wärmeübertrager einsetzen und die dafür benötigten Berechnungen von Wärmedurchgangskoeffizientendurchführen.


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InhaltWärmeübertragertypen, log. Temperaturdifferenz, e-NTU-Methode, Zellenmethodik, Entwurf von Wärmeübertragern, Wärmeübergang,Wärmeübergang in Ringspalten und bei Rohrbündeln, Kompaktwärmeübertrager, Mikrokanal-Wärmeübertrager

Literatur/LernmaterialienWird in der Veranstaltung vorgestellt.

Arbeitsaufwand





22807 – Wärmeübertrager, Vorlesung 2 SWS





Modul 6506 Statistische Thermodynamikzugeordnet zu: 6500 Thermische Verfahrenstechnik



Sprache : Detusch.








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1) J. Blahous, Statistische Thermodynamik, Hirzel Verlag Stuttgart, 2007.2) H.T. Davis, Statistical Mechanics of Phases, Interfaces, and Thin Films, Wiley-VCH, New York, 1996.3) G.G, Gray, K.E. Gubbins, Theory of Molecular Fluids Fundamentals. Clarendon, Press Oxford, 1984.4) J.P. Hansen, I.R. McDonald, Theory of Simple Liquids with Application to Soft Matter. Fourth Edition, Elsevier, Amsterdam, 2006.5) G.H. Findenegg, T. Hellweg, Statistische Thermodynamik, 2. Auflage,6) Springer Verlag, 2015.7) J.O. Hirschfelder, C.F. Curtis, R.B. Bird, Molecular Theory of Gases and Liquids. John-Wiley & Sons, New York, 1954.

Arbeitsaufwand









Modul 6507 Thermodynamik der Phasengleichgewichtezugeordnet zu: 6500 Thermische Verfahrenstechnik



Sprache : Deutsch








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Modul 6508 Theorie turbulenter Strömungen ohne und mit überlagerterVerbrennungzugeordnet zu: 6500 Thermische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch










Arbeitsaufwand



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Modul 6509 Hochtemperatur-Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 6500 Thermische Verfahrenstechnik







Modul 6510 Miniaturisierte Wärmeübertragerzugeordnet zu: 6500 Thermische Verfahrenstechnik








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Modul 6511 Angewandte Molekulare Thermodynamikzugeordnet zu: 6500 Thermische Verfahrenstechnik



Sprache : Deutsch









Modul 6512 Messtechnik in der Themofluiddynamikzugeordnet zu: 6500 Thermische Verfahrenstechnik







Modul 6513 Solare Prozesstechnikzugeordnet zu: 6500 Thermische Verfahrenstechnik


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Sprache : deutsch









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Fach 6600 Produktgestaltungzugeordnet zu: 6001 Vertiefungsfach II


Allgemeine Hinweise


1) Produktgestaltung: Grundlagen und ausgewählte Beispiele 8 LP, WS/SS- Produktgestaltung II - Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxis

2) Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxis 4 LP, SS3) Ausgewählte Formulierungstechnologien (mdl.) 8 LP, WS

- Hilfs- und Effektstoffe - Emulgieren und Dispergieren - Trocknen von Dispersionen - Extrusion

4) Lebensmittelverfahrenstechnik 10 L, SS5) Lebensmittelkunde und -funktionalität 4 LP, WS6) Industrielle Kristallisation 6 LP, SS7) Rheologie in der Verfahrenstechnik 8 LP, WS/SS

zwei der folgenden Lehrveranstaltungen, sofern nicht in einem anderen Modul bereits gewählt:- Rheologie und Rheometrie - Stabilität disperser Systeme – Grundlagen und ausgewählte Kapitel - Rheologie von Polymeren - Mikrorheologie und Hochfrequenzrheometrie (inkl. Ü) - Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen - Kontinuumsmechanik und Strömungen nicht-Newtonscher Fluide

8) Einführung in die Agglomerationstechnik 4 LP, SS

9) Sol-Gel-Prozesse 6 LP, SS- Sol-Gel-Prozesse - Praktikum Sol-Gel-Prozesse

10)Grundlagen der Herstellungsverfahren der Keramik und Pulvermetallurgie 4 LP, WS11)Produktentstehung – Entwicklungsmethodik 6 LP, SS12)Nanopartikel – Struktur und Funktion 6 LP, SS13)Beispiele mechanischer Formulierungsverfahren: Emulgieren, Dispergieren, Extrusion 4 LP, WS

Kombinationen:

• Modul 1 oder Modul 2 muss belegt werden• Modul 2 wird nur denjenigen Studierende empfohlen, die die Vorlesung „Grundlagen der Produktgestaltung (Vorl. Nr. 22816) im

Bachelor bereits belegt haben, Modul 2 nicht wählbar bei Wahl von Modul 1• Modul 3 darf nur gewählt werden, wenn es nicht bereits als Wahlpflichtmodul gewählt wurde. Wird dieses Modul im Vertiefungsfach

„Produktgestaltung“ gewählt, ist die Erfolgskontrolle eine mündliche Prüfung• Modul 13 nicht wählbar, wenn das Wahlpflichtmodul „Ausgewählte Formulierungstechnologien“ gewählt wurde



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Zugeordnet: 5112 Ausgewählte Formulierungstechnologien6104 Rheologie in der Verfahrenstechnik6106 Beispiele mechanischer Formulierungsverfahren:

Emulgieren, Dispergieren, Extrusion6107 Einführung in die Agglomerationstechnik6109 Grundlagen der Herstellungsverfahren der Keramik und

Pulvermetallurgie6504 Industrielle Kristallisation6601 Produktgestaltung: Grundlagen und ausgewählte Beispiele6602 Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxis6603 Lebensmittelverfahrenstechnik6604 Lebensmittelkunde und -funktionalität6605 Sol-Gel-Prozesse mit Praktikum6606 Produktentstehung - Entwicklungsmethodik6607 Nanopartikel - Struktur & Funktion

Modul 5112 Ausgewählte Formulierungstechnologienzugeordnet zu: 6600 Produktgestaltung




1097 Ausgewählte Formulierungstechnologien

1097 Ausgewählte Formulierungstechnologien


Modul 6104 Rheologie in der Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 6600 Produktgestaltung



Sprache : deutsch





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Qualifikationsziele








Inhalt



2) „Stabilität disperser Systeme – Grundlagen und ausgewählte Kapitel“ Rheologie disperser Systeme: kolloidale Partikel-Wechselwirkung, hydrodynamische Wechselwirkungen, Partikelgrößenverteilung,Partikelform, Viskosität und Volumenanteil / Feststoff, Suspensionen repulsiv und attraktiv wechselwirkender Partikel, Scherverdickung,Thixotropie, Fließgrenze.DLVO-Theorie, Polymeradsorption und sterische Wechselwirkungen, sog. Verarmungs- (depletion) Wechselwirkung.Dispersionen: elektrostatische und sterische Stabilisierung, Flockung und Koagulation, schnelle Koagulation (Smoluchowski-Gleichung),langsame Koagulation, strömungsinduzierte KoagulationEmulsionen: Herstellung von Emulsionen, mechanische Beanspruchung, Stabilisierung durch Tenside, Thermodynamik vonOberflächen, Gibbs Adsorptionsgleichung, Grenz- und Oberflächenspannung/ Benetzung, Aufrahmung und Sedimentation, Koaleszenz,Ostwald-Reifung,Stabilisierung durch Polymere, Proteine, feste Partikel (Pickering Emulsionen)Schäume: Struktur- und Topologie, Koaleszenz, Disproportionierung, Drainage, Filmstabilität und -kollaps, Entschäumen


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Messmethoden: optische Methoden: statische und dynamische Lichtstreuung, Trübung, DWSZentrifugation, Elektrokinetik, dielektrische Spektroskopie, Leitfähigkeit, Ultraschall, Rheologie, Kalorimetrie, statische und dynamischeSchäumtestsPraxisbeispieleRheologie disperser Systeme





Literatur/LernmaterialienWird in der Vorlesung angegeben

Arbeitsaufwand






22949 – Rheologie und Rheometrie; 2 V; WS22916/22926 – Stabilität disperser Systeme – Grundlagen und ausgewählte Kapitel; 2 V; WS22924 – Rheologie von Polymeren; 2 V; SS22968/22969 – Mikrorheologie und Hochfrequenzrheometrie; 1 V, 1 Ü; SS


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22927 – Dimensionsanalyse strömungsmechanischer Fragestellungen; 2 V; SS22962 – Strömungsmechanik nicht-Newtonscher Fluide; 2 V; WS






Modul 6106 Beispiele mechanischer Formulierungsverfahren:Emulgieren, Dispergieren, Extrusionzugeordnet zu: 6600 Produktgestaltung



Sprache : deutsch







Inhalt





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Arbeitsaufwand











Modul 6107 Einführung in die Agglomerationstechnikzugeordnet zu: 6600 Produktgestaltung



Sprache : Deutsch






QualifikationszieleDie Studierenden können die grundlegenden Gesetze und daraus folgende physikalische Prinzipien der Agglomeration vonPartikeln erläutern und nicht nur den dazu geeigneten Verfahren zuordnen, sondern auch ausgewählten Apparaten. Sie sind inder Lage, den Zusammenhang zwischen Produkt-, Betriebs- und Konstruktionsparametern herzustellen und auf verschiedeneAgglomerationsverfahren anzuwenden. Sie können Agglomerationsaufgaben mit wissenschaftlichen Methoden analysieren und


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alternative Lösungsvorschläge angeben. Auf der Basis des Gelernten können die Studierenden beurteilen, ob und gegebenenfalls inwelcher Form ein erfolgversprechender Agglomerationsprozess gestaltet werden kann.




Arbeitsaufwand









Modul 6109 Grundlagen der Herstellungsverfahren der Keramik undPulvermetallurgiezugeordnet zu: 6600 Produktgestaltung



Sprache : deutsch





Voraussetzungen/EmpfehlungenVoraussetzungen: keine


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Empfehlung: Es werden Kenntnisse der allgemeinen Werkstoffkunde vorausgesetzt

Qualifikationsziele


Inhalt



Arbeitsaufwand










Modul 6504 Industrielle Kristallisationzugeordnet zu: 6600 Produktgestaltung



Sprache : deutsch



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Prof. Dr.-Ing. Matthias Kind







Arbeitsaufwand











Modul 6601 Produktgestaltung: Grundlagen und ausgewählte Beispielezugeordnet zu: 6600 Produktgestaltung


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Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Matthias Kind, Prof. Dr.-Ing. Heike P. Schuchmann

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Produktgestaltung"


QualifikationszieleDie Studenten haben bezüglich Produktgestaltung ein vielfältig erprobtes Verständnis für ihre Rolle und mögliche fachliche Aufgaben imindustriellen Umfeld.Die Studierenden können die wesentlichen Prinzipien der Produktgestaltung darlegen und anhand unterschiedlicher Beispiele ausder Praxis anwenden. Die Studierenden können für ausgewählte Produkte beurteilen, welche physikalischen Eigenschaften für dieGestaltung von Produkteigenschaften relevant sind. Auf dieser Grundlage können sie geeignete Herstellungsverfahren und –anlagenauswählen und wissen, welche Prozessparameter wie zu variieren sind, um das Verfahren an die Qualitätsanforderungen der Produkteanpassen. Bei den Auswahlkriterien können sie ausgewählte wirtschaftliche Aspekte mit einbeziehen.

Inhalt

Inhalte Produktgestaltung II Stetige Produktinnovationen sind eine Voraussetzung für die Wettbewerbsfähigkeit von Firmen. In dieser Lehrveranstaltung wirddas Prinzip der „Konzeptuellen Produktgestaltung“ anhand vielfältiger praxisnaher Beispiele erläutert, in Übungen und mittels einesinstruktiven Films selbst erarbeitet und schließlich auf den Gebieten „Kristallisation“ und „Kolloidale Systeme“ fachlich vertieft.Unter „Konzeptueller Produktgestaltung“ ist folgende systematische 2-stufige Vorgehensweise zu verstehen: Analyse und Nutzung desZusammenhangs zwischen den Prozessparametern und den physico-chemischen Eigenschaften des Produktes (Prozessfunktion) unddes Zusammenhangs zwischen diesen physico-chemischen Eigenschaften und der anwendungstechnischen Qualitätsmerkmalen desProduktes (Eigenschaftsfunktion).

Inhalte Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxis Anhand von ausgewählten Konsumprodukten geben verschiedene Dozenten Beispiele, wie im industriellen Alltag Produkte gestaltetwerden und was dabei zu beachten ist. Auch Aspekte außerhalb der reinen Verfahrenstechnik, wie beispielsweise zugrunde liegendeKostenkalkulationen oder Marketingüberlegungen werden diskutiert. Die Dozenten kommen entweder direkt aus der Industrie oderberichten von einer Produktentwicklung, die sie in Ihrer Berufszeit in der Industrie selber begleitet haben. Zu Beginn der Reihe wird ineiner Einführungsvorlesung das allen Teilbeiträgen zugrunde liegende Ziel und spätere Prüfungsinhalte erläutert.

Literatur/Lernmaterialien1) Product Design and Engineering – Best Practices (Ed. U. Bröckel, W. Meier, G. Wagner); Wiley VCH; Weinheim 2007; Vol. 1: Basics

and Technologies; Vol. 2: Rawmaterials, Additives and Applications2) Product Design and Engineering – Formulation of Gels and Pastes (Ed. U. Bröckel, W. Meier, G. Wagner); Wiley VCH; Weinheim

20133) Weitere Vorlesungsbegleitende Unterlagen werden durch jeweilige Dozenten bereitgestellt


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 30 Minuten



22833 – Produktgestaltung II, Vorlesung 2 SWS (WS)


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22215 - Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxis, Vorlesung 2 SWS (SS)

DozentenProf. Dr.-Ing. Matthias Kind, Prof. Dr.-Ing. Heike P. Schuchmann





Modul 6602 Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxiszugeordnet zu: 6600 Produktgestaltung



Sprache : Deutsch












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Dozenten







Modul 6603 Lebensmittelverfahrenstechnikzugeordnet zu: 6600 Produktgestaltung



Sprache : Deutsch






Qualifikationsziele




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Inhalt







Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 75 h










Modul 6604 Lebensmittelkunde und -funktionalitätzugeordnet zu: 6600 Produktgestaltung



Sprache : Deutsch



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- Produktgestaltung




Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 45 h


(Summe: 120 h)









Modul 6605 Sol-Gel-Prozesse mit Praktikumzugeordnet zu: 6600 Produktgestaltung




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1011 Sol-Gel-Prozesse1021 Praktikum Sol-Gel-Prozesse



1021 Praktikum Sol-Gel-Prozesse


Modul 6606 Produktentstehung - Entwicklungsmethodikzugeordnet zu: 6600 Produktgestaltung



Sprache : Deutsch

ModulverantwortlicherProf. Dr.-Ing. Albert Albers

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach „Produktgestaltung“


Qualifikationsziele

Die Studierenden können ...

• Produktentwicklung in Unternehmen einordnen und verschiedene Arten der Produktentwicklung unterscheiden.

• die für die Produktentwicklung relevanten Einflussfaktoren eines Marktes benennen.

• die zentralen Methoden und Prozessmodelle der Produktentwicklung benennen, vergleichen und diese auf

die Entwicklung moderat komplexer technische Systeme anwenden.

• Problemlösungssystematiken erläutern und zugehörige Entwicklungsmethoden zuordnen.

• Produktprofile erläutern sowie darauf aufbauend geeignete Kreativitätstechniken zur Lösungsfindung/Ideenfindungunterscheiden und auswählen.

• Gestaltungsrichtlinien für den Entwurf technischer Systeme erörtern und auf die Entwicklung gering komplexer technischer Systemeanwenden.

• Qualitätssicherungsmethoden für frühe Produktentwicklungsphasen nennen, vergleichen, situationsspezifisch auswählen unddiese auf moderat komplexe technische Systeme anwenden.

• Methoden der statistischen Versuchsplanung erläutern.

• Kostenentstehung und Kostenverantwortung im Konstruktionsprozess erläutern.

Inhalt


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Grundlagen der Produktentwicklung: Grundbegriffe, Einordnung der Produktentwicklung in das industrielleUmfeld, Kostenentstehung/Kostenverantwortung Konzeptentwicklung: Anforderungsliste/Abstraktion derAufgabenstellung/Kreativitätstechniken/ Bewertung und

Auswahl von Lösungen

Entwerfen: Allgemein gültige Grundregeln der Gestaltung, Gestaltungsprinzipien als problemorientierte HilfsmittelRationalisierung in der Produktentwicklung: Grundlagen des Entwicklungsmanagements, Simultaneous Engineering und integrierteProduktentwicklung, Baureihenentwicklung und Baukastensysteme

Qualitätssicherung in frühen Entwicklungsphasen: Methoden der Qualitätssicherung im Überblick, QFD, FMEA


Vorlesungsunterlagen

Pahl, Beitz: Konstruktionslehre, Springer-Verlag 1997

Hering, Triemel, Blank: Qualitätssicherung für Ingenieure; VDI-Verlag,1993

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 31,5 h

Selbststudium: 148,5

Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine schriftliche Prüfung im Umfang von 150 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO.


Lehr- und Lernformen2146176 – Produktentstehung - Entwicklungsmethodik


509 Produktentstehung - Entwicklungsmethodik

509 Produktentstehung - Entwicklungsmethodik


Modul 6607 Nanopartikel - Struktur & Funktionzugeordnet zu: 6600 Produktgestaltung








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Fach 6700 Chemische Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 6001 Vertiefungsfach II


Allgemeine HinweiseFolgende Module können gewählt werden: 1) Reaktionstechnik mehrphasiger Systeme, 10 LP (Plfichtmodul )

- Chemische Verfahrenstechnik II - Heterogene Katalyse I - Übung und Repetitorium

2) Heterogene Katalyse II, 6 LP

3) Reaktionskinetik, 6 LP

4) Sol-Gel-Prozesse, 6 LP - Sol-Gel-Prozesse - Praktikum Sol-Gel-Prozesse

5) Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik, 6 LP - Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik - Praktikum zu Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik

6) Auslegung von Mikroreaktoren, 6 LP

7) Katalytische Mikroreaktoren, 6 LP - Katalytische Mikroreaktoren - Praktikum zu Katalytische Mikroreaktoren

Kombinationen:

• Modul 1 = Pflichtmodul, sofern nicht "Katalytische Reaktionstechnik" (Profilfach, im Bachelor) absolviert• Modul 6 ist nicht wählbar nach Ablegen des Profilfachs "Mikroverfahrenstechnik" im Bachelor• Module 6 & 7 dürfen nicht kombiniert werden, d.h. wählbar ist nur 6 oder 7• Praktika (4, 5 & 7) können abgewählt werden, wobei sich die Modul-LP entsprechend verringern


Zugeordnet: 6605 Sol-Gel-Prozesse mit Praktikum6701 Reaktionstechnik mehrphasiger Systeme6702 Heterogene Katalyse II6703 Reaktionskinetik6704 Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik mit

Praktikum6705 Auslegung von Mikroreaktoren6706 Katalytische Mikroreaktoren mit Praktikum6707 Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik6708 Katalytische Mikroreaktoren6709 Sol-Gel-Prozesse


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Modul 6605 Sol-Gel-Prozesse mit Praktikumzugeordnet zu: 6700 Chemische Verfahrenstechnik









Modul 6701 Reaktionstechnik mehrphasiger Systemezugeordnet zu: 6700 Chemische Verfahrenstechnik



Sprache : Deutsch


Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Chemische Verfahrenstechnik2


Qualifikationsziele

Die Studierenden kennen das Filmmodell und sind in der Lage, es zur Berechnung von Stofftransport-Einflüssen in reagierendenmehrphasigen Systemen anzuwenden. Sie kennen technische Reaktoren für die Umsetzung von zwei- und dreiphasigenReaktionsgemischen und können ihre Anwendungsgebiete und technischen Einsatzgrenzen erörtern. Im Fall mehrphasiger Reaktorenmit gut definierten System-Eigenschaften sind sie auch in der Lage, eine rechnerische Auslegung der Reaktordimensionen und dergeeigneten Betriebsbedingungen vorzunehmen.

Die Studierenden kennen die Funktionen von Katalysatoren und können die Modellvorstellungen zu ihrer Wirkungsweise erörtern.Sie kennen die Methoden zur industriellen Herstellung von heterogenen Katalysatoren und können Zusammenhänge zwischenVerarbeitung und Eigenschaften aufzeigen. Die Studierenden kennen Methoden zur Bestimmung von physikalisch-chemischenund katalytischen Eigenschaften und sind dazu fähig, auf der Basis der Untersuchungsergebnisse qualifizierte Aussagen über dieAnwendungsmöglichkeit und Wirksamkeit von heterogenen Katalysatoren zu machen.

Inhalt

für zweiphasige Systeme: gasförmig-flüssig, flüssig-flüssig, gasförmig-fest; Reaktoren für dreiphasige Systeme.


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Funktionen und Wirkungsweise von Katalysatoren; Aufbau, Herstellung und Formgebung von heterogenen Katalysatoren;physikalisch-chemische Eigenschaften (Zusammensetzung, morphologische und mechanische Eigenschaften, Gesamtoberflächeund partielle Oberflächen, Porosität und Porenradienverteilung, Oberflächenchemie) und ihre Charakterisierung; funktionaleCharakterisierung (Aktivität, Selektivität).





Arbeitsaufwand

Präsenzzeit: 70 h



(Gesamt: 300 h )




22122 Chemische Verfahrenstechnik II, 2V

22125 Heterogene Katalyse I, 1V

22123 Übungen und Repetitorium, 2Ü





Modul 6702 Heterogene Katalyse IIzugeordnet zu: 6700 Chemische Verfahrenstechnik



Sprache : Deutsch




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Im Vertiefungsfach "Chemische Verfahrenstechnik" nur in Kombination mit dem Modul "Reaktionstechnik mehrphasiger Systeme"

wählbar1).

1) Die Kombination mit dem Modul "Reaktionstechnik mehrphasiger Systeme" entfällt bzw. ist ausgeschlossen, wenn imBachelor-Studium das Profilfach "Katalytische Reaktionstechnik" absolviert wurde.

QualifikationszieleStudierende kennen die Einflüsse von Stoff- und Wärmetransport-hemmungen auf Aktivität und Selektivität sowie auf das Auftretenvon Partikel-/Film-Überhitzung und multiplen Betriebszuständen. Sie können Konzepte zur Gestaltung von Katalysatoren entwickeln,mit denen Transporthemmungen und hohe Druckverluste vermieden werden. Sie sind fähig, Reaktoren und Betriebsbedingungenauszuwählen, die eine optimale Nutzung der Leistungsmerkmale eines Katalysators ermöglichen.

InhaltEinflüsse von Stoff- und Wärmetransport auf die Wirksamkeit von Katalysatoren (Aktivität, Selektivität, Überhitzungsphänomene,multiple Zustände); moderne Formulierungs- und Formgebungstechniken zur Leistungsmaximierung von technischen Kontakten;Konzepte für katalytische Reaktoren; aktuelle Fallstudien zur Entwicklung und Anwendung von heterogenen Katalysatoren.

Literatur/LernmaterialienSiehe Lernplattform ILIAS (https://ilias.studium.kit.edu).

Arbeitsaufwand

Präsenzzeit: 32 h






22134 - Heterogene Katalyse II, 2V

22135 - Übung/Repetitorium zu Het. Kat. II, 1Ü





Modul 6703 Reaktionskinetikzugeordnet zu: 6700 Chemische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch


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Qualifikationsziele

Die Studierenden können die Ursachen und die unterschiedlichen elementaren Schritte von chemisch homogenen Reaktionengrundlegend erörtern. Ferner sind sie mit diesen Grundlagen befähigt, Berechnungen von chemischen Reaktionen mittels Ergebnissenaus kinetischen Versuchen durchzuführen. Anhand verschiedener Beispiele können die Studierenden Reaktionen unterschiedlicherElementarschritte identifizieren sowie analysieren und daher die Sachverhalte chemisch homogener Reaktionen beurteilen und kritischbewerten.

InhaltGrundlagen: Theorie des aktivierten Komplexes, thermodynamische Aspekte, aktive Zentren, Kettenreaktionen. Anwendungen:Photochemie, Reaktionen in Lösungen, Poly-Reaktionen, Autokatalyse, Explosionen

Arbeitsaufwand



Notenbildung



22106 - Vorlesung Reaktionskinetik22107 - Übung zu 22106

DozentenDr.-Ing. Steffen Peter Müller

Allgemeine HinweiseDie Übung findet 14-tätig statt.





Modul 6704 Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik mitPraktikumzugeordnet zu: 6700 Chemische Verfahrenstechnik


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1022 Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik1023 Praktikum Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik



1023 Praktikum Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnik


Modul 6705 Auslegung von Mikroreaktorenzugeordnet zu: 6700 Chemische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch




QualifikationszieleDie Studentinnen und Studenten können die Methoden der Prozessintensivierung durch Mikrostrukturierung des Reaktionsraumesanwenden und sind in der Lage die Vorteile und Nachteile einer Übertragung von gegebenen Prozessen in mikroverfahrenstechnischeApparate zu analysieren. Mit Kenntnis über spezielle Herstellverfahren für Mikroreaktoren sind die Studentinnen und Studenten in derLage Auslegungsmethoden auf mikrostrukturierte Systeme hinsichtlich des Wärmetauschs anzuwenden und die Möglichkeiten zurÜbertragung von Prozessen aus konventioneller Verfahrenstechnik in den Mikroreaktor hinsichtlich der Wärmeübertragungsleistungzu analysieren. Sie verstehen außerdem, wie die Mechanismen von Stofftransport und Mischung in strukturierten Strömungsmischernzusammenspielen, und sind in der Lage diese Kenntnisse auf die Kombination von Mischung und Reaktion anzuwenden. Darüberhinaus können sie mögliche Limitierungen bei der Prozessumstellung analysieren und so mikrostrukturierten Reaktoren für homogeneReaktionen angemessen auslegen. Die Studentinnen und Studenten verstehen die Bedeutung der Verweilzeitverteilung für Umsatzund Selektivität und sind in der Lage das Zusammenspiel von Stofftransport durch Diffusion und hydrodynamischer Verweilzeit inmikroverfahrenstechnischen Apparaten in gegebenen Anwendungsfällen zu analysieren.

InhaltBasiswissen zu mikroverfahrenstechnischen Systemen: Herstellung von mikrostrukturierten Systemen und Wechselwirkung mitProzessen, Intensivierung von Wärmetausch und spezielle Effekte durch Wärmeleitung, Verweilzeitverteilung in Reaktoren undBesonderheiten in mikrostrukturierten Systemen, strukturierte Strömungsmischer (Bauformen und Charakterisierung) und Auslegungvon strukturierten Reaktoren hinsichtlich Stoff- und Wärmetransport


Skript (Foliensammlung), Fachbücher:


Seite 351 von 456

Kockmann, Norbert (Hrsg.), Micro Process Engineering, Fundamentals, Devices, Fabrication, and Applications, ISBN-10:3-527-31246-3

Micro Process Engineering - A Comprehens (Hardcover), Volker Hessel (Editor), Jaap C. Schouten (Editor), Albert Renken (Editor),Yong Wang (Editor), Junichi Yoshida (Editor), 3 Bände, 1500 Seiten, Wiley VCH, ISBN-10: 3527315500

Winnacker-Küchler: Chemische Technik, Prozesse und Produkte, BAND 2: NEUE TECHNOLOGIEN, Kapitel Mikroverfahrenstechnik S.759-819, ISBN-10: 3-527-30430-4

Emig, Gerhard, Klemm, Elias, Technische Chemie, Einführung in die chemische Reaktionstechnik, Springer-Lehrbuch, 5., aktual. u. erg.Aufl., 2005, 568 Seiten, ISBN-10: 3-540-23452-7 (Kapitel Mikroreaktionstechnik S. 444-467)

Chemical Kinetics, ISBN 978-953-51-0132-1 "Application of Catalysts to Metal Microreactor Systems", P. Pfeifer,http://www.intechopen.com/books/chemical-kinetics/application-of-catalysts-to-metal-microreactor-systems

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium u. Prüfungsvorbereitung: 135 h



Lehr- und Lernformen22145 – Auslegung von Mikroreaktoren






Modul 6706 Katalytische Mikroreaktoren mit Praktikumzugeordnet zu: 6700 Chemische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch





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QualifikationszieleDie Studentinnen und Studenten können die Methoden der Prozessintensivierung mittels katalytischer Mikroreaktoren anwenden undsind in der Lage die Vorteile und Nachteile einer Übertragung von gegebenen Prozessen in katalytisch funktionalisierten Mikroreaktorenzu analysieren. Zusammen mit der Kenntnis über spezielle Herstellverfahren für Mikroreaktoren sind die Studentinnen und Studenten inder Lage Auslegungsmethoden auf mikrostrukturierte Systeme hinsichtlich des Stoff- und Wärmetauschs in katalytisch funktionalisiertenMikroreaktoren anzuwenden und die Vor- und Nachteile sowie die Anwendbarkeit des Typs Mikroreaktor zu analysieren. Sie verstehenaußerdem, wie die Mechanismen von Stofftransport und heterogen katalysierter Reaktion in strukturierten Reaktoren zusammenspielen,und sind in der Lage diese Kenntnisse auf reale Probleme anzuwenden. Darüber hinaus können sie mögliche Einsparungen beimDesign der Mikroreaktoren erkennen und in die Praxis umsetzen bzw. die Fahrweise der Reaktoren so optimieren, dass sowohlCAPEX als auch OPEX durch den Einsatz katalytischer Mikroreaktoren reduziert wird.

InhaltMethoden der Herstellung von Mikroreaktoren; Verbindungstechniken für Mikrostrukturapparate; Grundlagen des Wärme- undStofftransports in Mikrokanälen sowie der Verweilzeitverteilung in Einkanal- und Mehrkanalanordnungen. Schwerpunktthemenauf der Katalysatorintegration in Mikrostrukturreaktoren und Vergleich zu konventionellen katalytischen Reaktoren; experimentelleund mathematische Kriterien zur Beurteilung von Wärme- und Stofftransportlimitierungen in katalytischen Mikrostrukturreaktorensowie die dazugehörigen Stoff- und Wärmebilanzen; Einstellungen isothermer Bedingungen , Fahrweisen mit erzwungenenTemperaturgradienten für exotherme Gleichgewichtsreaktionen sowie Kombination exothermer und endothermer Reaktionen in einemMikroreaktor.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Praktikum: 60 h: 3 Praktikumsversuche (je 0.5-1 Tag) plus Ausarbeitung

Selbststudium/ Prüfungsvorbereitung: 90 h




22136 – Katalytische Mikroreaktoren

22137 – Praktikum zu Grundlagen der Mikroverfahrenstechnik


Allgemeine Hinweise

Das Modul kann auch ohne Praktikum mit einem Umfang von 4 LP gewählt werden.

--> Modul 6708 "Katalytische Mikroreaktoren"


1066 Katalytische Mikroreaktoren1067 Praktikum zu Katalytische Mikroreaktoren



1067 Praktikum zu Katalytische Mikroreaktoren



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Modul 6707 Messmethoden in der chemischen Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 6700 Chemische Verfahrenstechnik







Modul 6708 Katalytische Mikroreaktorenzugeordnet zu: 6700 Chemische Verfahrenstechnik




Allgemeine Hinweise--> siehe Modul "Katalytische Mikroreaktoren mit Praktikum"





Modul 6709 Sol-Gel-Prozessezugeordnet zu: 6700 Chemische Verfahrenstechnik



Sprache : Deutsch




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Arbeitsaufwand












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Fach 6800 Chemische Energieträger - Brennstofftechnologiezugeordnet zu: 6001 Vertiefungsfach II


Allgemeine HinweiseFolgende Module können gewählt werden: 1) Brennstofftechnik, 6 LP (Pflichtmodul)

- Grundlagen der Brennstofftechnik

2) Energieträger aus Biomasse, 6 LP

3) Gastechnologie, 6 LP

4) Katalytische Verfahren der Gastechnik, 4 LP

5) Raffinerietechnik – flüssige Energieträger, 4 LP

6) Technical Systems for Thermal Waste Treatment, 4 LP

7) Grundlagen der Verbrennungstechnik, 6 LP

8) Hochtemperatur-Verfahrenstechnik, 6 LP

9) Angewandte Verbrennungstechnik, 6 LP

10)Chemische Verfahrenstechnik II, 4 LP

11)Sicherheitstechnik für Prozesse und Anlagen, 4 LP

Kombinationen:

- Modul 1 = Pflichtmodul

- Module 3 & 8 dürfen nicht kombiniert werden, d.h. wählbar ist nur 3 oder 8


Zugeordnet: 6405 Brennstofftechnik6406 Sicherheitstechnik für Prozesse und Anlagen6509 Hochtemperatur-Verfahrenstechnik6801 Energieträger aus Biomasse6803 Katalytische Verfahren der Gastechnik6804 Raffinerietechnik - flüssige Energieträger6805 Technical Systems for Thermal Waste Treatment6806 Grundlagen der Verbrennungstechnik6807 Angewandte Verbrennungstechnik6808 Chemische Verfahrenstechnik II


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Modul 6405 Brennstofftechnikzugeordnet zu: 6800 Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie



Sprache : Deutsch








Qualifikationsziele




Arbeitsaufwand





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Modul 6406 Sicherheitstechnik für Prozesse und Anlagenzugeordnet zu: 6800 Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie



Sprache : deutsch







Qualifikationsziele


Risikomanagement:

Sie können …


Gefahrstoffe:

Sie können …

• Wirkung / Aufnahmewege toxischer Stoffe beschreiben• Begriffe / Vorschriften einordnen


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• Einstufungen vornehmen von …• Gefährlichkeitsmerkmalen• Kennzeichnungen / Verpackungen• Sicherheitstechnischen Kenngrößen• Grundlagen des Arbeitsschutzes anwenden (Grenzwerte / Betriebsanweisung)


Sie können …



Sie sollen …












Sie sollen …



Explosionsschutz:




• Schutzmaßnahmen für die Vermeidung von Explosionen zu vorzuschlagen


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• Vorhandene Schutzmaßnahmen an Anlagen zu bewerten

Elektrostatik:




Arbeitsaufwand










Modul 6509 Hochtemperatur-Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 6800 Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie






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Modul 6801 Energieträger aus Biomassezugeordnet zu: 6800 Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie



Sprache : deutsch







Inhalt









Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium:75 h



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Modul 6803 Katalytische Verfahren der Gastechnikzugeordnet zu: 6800 Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherDr. -Ing. Siegfried Bajohr



QualifikationszieleDie Studierenden kennen die wesentlichen katalytischen Verfahren in der Gastechnik. Das an den konkreten Beispielen der Vorlesungerlernte Zusammenspiel aus Thermodynamik, Stoff-/Wärmetransport und Reaktionskinetik liefert ihnen das notwendige Wissen zurReaktorauswahl und weiteren Verfahrensentwicklung anderer katalytischer Prozesse.

Inhalt

Quellen, Nutzung, Bedarf und Charakterisierung gasförmiger chemischer Energieträger.

Übersicht über katalytische Verfahren und Prozesse zur Erzeugung, Aufbereitung und Nutzung gasförmiger Energieträger.

Erzeugung und Nutzung am Beispiel Methanisierung / Steamreforming => Reaktorkonzepte für exotherme und endotherme Prozesse.

Gasaufbereitung bzw. katalytische Prozesse zur Gasreinigung und Gaskonditionierung.



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Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH 2000.

Jess, A.; Wasserscheid, P.: Chemical Technology. An Integral Textbook, Wiley-VCH 2013.

Weber, K.: Engineering verfahrenstechnischer Anlagen. Praxishandbuch mit Checklisten und Beispielen. Springer Vieweg 2014.

Froment, G. F.; Waugh, K. C.: Reaction Kinetics and the Development and Operation of Catalytic Processes, Elsevier 1999.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 50 h




Lehr- und LernformenVorlesung „Katalytische Verfahren der Gastechnik“

DozentenDr. -Ing. Siegfried Bajohr





Modul 6804 Raffinerietechnik - flüssige Energieträgerzugeordnet zu: 6800 Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie



Sprache : deutsch




QualifikationszieleDie Studierenden können Prozesse und Verfahren zur Erzeugung flüssiger Energieträger bilanzieren und wesentlicheZusammenhänge und Herausforderungen im modernen Raffinerieverbund erkennen. Das hieraus ableitbare Wissen kann auf andereverfahrenstechnische Prozesse übertragen werden und hilft bei deren Bewertung und Weiterentwicklung.


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Inhalt

Einführung in die flüssigen chemischen Brennstoffe: Quellen, Ressourcen/Reserven, Verbrauch, charakteristische Eigenschaften vonRohstoffen und Produkten, Verfahrensübersicht.

Erdöl und Erdölverarbeitung: Charakterisierung von Erdöl und Erdölprodukten, physikalische Trennverfahren, chemischeUmwandlungsverfahren (chemische Gleichgewichte, Reaktionstechnik etc.), Raffineriestrukturen.

Nicht-konventionelle flüssige Brennstoffe z. B. aus Syntheseprozessen oder nachwachsenden Rohstoffen (Fettsäureester, Alkohole,synthetische Kraftstoffe).


Elvers, B. (Ed.): Handbook of Fuels, Energy Sources for Transportation,Wiley VCH 2008.

Lucas, A. G. (Ed.): Modern Petroleum Technology, Vol. 2 Downstream, John Wiley 2000.

Gary, J.; Handwerk, G., Kaiser, M. J.: Petroleum Refining, Technology and Economics, Fifth Edition, CRC Press 2007

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium: 75 h





22310 - Vorlesung: Raffinerietechnik – flüssige Energieträger / Refinery Technology – Liquid Fuels

Übung: Übung zu Raffinerietechnik – flüssige Energieträger / Exercise Refinery Technology – Liquid Fuels






Modul 6805 Technical Systems for Thermal Waste Treatmentzugeordnet zu: 6800 Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie



Sprache : Englisch


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Qualifikationsziele




- combustion: Grate furnace, rotary kiln, fluidized bed, - gasification: fixed bed, fluidized bed, entrained flow, - pyrolysis: rotary kiln• Refractory technology• Legal aspects of waste managemant• Tools for critical evaluation of waste treatment technologies• Excursion to industrial sites

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 50










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Modul 6806 Grundlagen der Verbrennungstechnikzugeordnet zu: 6800 Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie







Modul 6807 Angewandte Verbrennungstechnikzugeordnet zu: 6800 Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie



Sprache : deutsch











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Arbeitsaufwand












Modul 6808 Chemische Verfahrenstechnik IIzugeordnet zu: 6800 Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie



Sprache : Deutsch


Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie"


QualifikationszieleDie Studierenden kennen das Filmmodell und sind in der Lage, es zur Berechnung von Stofftransport-Einflüssen in reagierendenmehrphasigen Systemen anzuwenden. Sie kennen technische Reaktoren für die Umsetzung von zwei- und dreiphasigenReaktionsgemischen und können ihre Anwendungsgebiete und technischen Einsatzgrenzen erörtern. Im Fall mehrphasiger Reaktorenmit gut definierten System-Eigenschaften sind sie auch in der Lage, eine rechnerische Auslegung der Reaktordimensionen und dergeeigneten Betriebsbedingungen vorzunehmen.


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InhaltTheorie von Stofftransport und Reaktion in mehrphasigen Reaktionssystemen (Filmmodell); technische Reaktoren für zweiphasigeSysteme: gasförmig-flüssig, flüssig-flüssig, gasförmig-fest; Reaktoren für dreiphasige Systeme.





Arbeitsaufwand


Leistungsnachweise/PrüfungenErfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von ca. 20 Minuten nach § 4 (2) Nr. 2 SPO Master 2016.


Lehr- und Lernformen22122 Chemische Verfahrenstechnik II, 2V






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Fach 6900 Technische Thermodynamikzugeordnet zu: 6001 Vertiefungsfach II

Voraussetzungen/EmpfehlungenDas Modul "Thermodynamik III" muss bestanden sein.

Allgemeine Hinweise


1) Statistische Thermodynamik 6 LP, SS

2) Thermodynamik der Phasengleichgewichte 6 LP, WS

3) Kältetechnik B – Grundlagen der industriellen Gasgewinnung 6 LP, SS4) Angewandte Molekulare Thermodynamik 6 LP, SS

5) Kryotechnik A – Physikalische Grundlagen der Tieftemperaturtechnik 6 LP, SS

6) Grenzflächenthermodynamik 4 LP, SS

7) Überkritische Fluide und deren Anwendungen 6 LP, WS

8) Thermische Trennverfahren II 6 LP, SS

9) Vakuumtechnik I 6 LP, WS

10)Kryotechnik B - Konzeption von Tieftemperaturanlagen 6 LP, WS

11)Sol-Gel-Prozesse 6 LP, SS

- Sol-Gel-Prozesse - Praktikum Sol-Gel-Prozesse

Kombinationen:

- Mindestens 2 Module aus 1 - 5


Zugeordnet: 6502 Thermische Trennverfahren II6506 Statistische Thermodynamik6507 Thermodynamik der Phasengleichgewichte6511 Angewandte Molekulare Thermodynamik6513 Solare Prozesstechnik6605 Sol-Gel-Prozesse mit Praktikum6709 Sol-Gel-Prozesse6901 Kältetechnik B - Grundlagen der industriellen Gasgewinnung6902 Kryotechnik A - Physikalisch Grundlagen der

Tieftemperaturtechnik6903 Kryotechnik B - Konzeption von Tieftemperaturanlagen6904 Grenzflächenthermodynamik6905 Überkritische Fluide und deren Anwendungen6906 Vakuumtechnik I


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Modul 6502 Thermische Trennverfahren IIzugeordnet zu: 6900 Technische Thermodynamik



Sprache : Deutsch










Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium: 70 h







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22813 – Übungen zu 22812, 1 SWS





Modul 6506 Statistische Thermodynamikzugeordnet zu: 6900 Technische Thermodynamik



Sprache : Detusch.






Literatur/Lernmaterialien1) J. Blahous, Statistische Thermodynamik, Hirzel Verlag Stuttgart, 2007.2) H.T. Davis, Statistical Mechanics of Phases, Interfaces, and Thin Films, Wiley-VCH, New York, 1996.3) G.G, Gray, K.E. Gubbins, Theory of Molecular Fluids Fundamentals. Clarendon, Press Oxford, 1984.4) J.P. Hansen, I.R. McDonald, Theory of Simple Liquids with Application to Soft Matter. Fourth Edition, Elsevier, Amsterdam, 2006.5) G.H. Findenegg, T. Hellweg, Statistische Thermodynamik, 2. Auflage,6) Springer Verlag, 2015.7) J.O. Hirschfelder, C.F. Curtis, R.B. Bird, Molecular Theory of Gases and Liquids. John-Wiley & Sons, New York, 1954.

Arbeitsaufwand





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Modul 6507 Thermodynamik der Phasengleichgewichtezugeordnet zu: 6900 Technische Thermodynamik



Sprache : Deutsch












Modul 6511 Angewandte Molekulare Thermodynamikzugeordnet zu: 6900 Technische Thermodynamik


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Sprache : Deutsch









Modul 6513 Solare Prozesstechnikzugeordnet zu: 6900 Technische Thermodynamik



Sprache : deutsch








Modul 6605 Sol-Gel-Prozesse mit Praktikum


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zugeordnet zu: 6900 Technische Thermodynamik









Modul 6709 Sol-Gel-Prozessezugeordnet zu: 6900 Technische Thermodynamik



Sprache : Deutsch






Arbeitsaufwand





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Modul 6901 Kältetechnik B - Grundlagen der industriellenGasgewinnungzugeordnet zu: 6900 Technische Thermodynamik



Sprache : Deutsch




QualifikationszieleVerstehen der Prinzipien unterschiedlicher Verfahren zur Gasverflüssi-gung und zur Gaszerlegung; Analysieren von Prozessen zurErmittlung der Ursachen des Energiebedarfs; Anwenden von Prinzipien der Gemisch-Thermodynamik und Analysieren der Zuständevon Stoffströmen in Rektifikationskolonnen; Beurteilen des Potenzials von technischen Lösungsansätzen aus Sicht der Thermodynamik.

InhaltVerfahren der Gasverflüssigung, Prozessanalyse, Refrigeratoren und Gemischkälteanlagen, Gaszerlegung durchTieftemperaturrektifikation, Luftzerlegung und Gewinnung von Edelgasen, Aufbereitung und Zerlegung von Erdgas, Gewinnung vonEthylen, Verarbeitung H2-reicher Gasgemische, Lagerung und Transport verflüssigter Gase.

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium: 45 h


(Summe 180 h)



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22014 – Kältetechnik B

22015 – Übungen zu 22014


964 Kältetechnik B

964 Kältetechnik B


Modul 6902 Kryotechnik A - Physikalisch Grundlagen derTieftemperaturtechnikzugeordnet zu: 6900 Technische Thermodynamik







QualifikationszieleVerstehen der Mechanismen der Entropieerzeugung und des Zusammenwirkens von erstem und zweitem Hauptsatz inthermo-dynamischen Prozessen; Verstehen von Festkörpereigenschaften bei kryogenen Temperaturen; Anwenden, Analysieren undBeurteilen von Realgasmodellen für klassisches Helium I; Verstehen der Quantenfluid-Eigenschaften von Helium II auf Basis derBose-Einstein-Kondensation; Verstehen der Funktion von Kühlmethoden bei tiefsten Temperaturen.

InhaltBeziehung zwischen Energie und Temperatur, Energietransformation auf mikroskopischer und makroskopischer Ebene, physikalischeDefinition von Entropie und Temperatur, thermodynamische Gleich-gewichte, Reversibilität thermodynamischer Prozesse, Helium alsklassisches Fluid und als Quantenfluid, Materialeigenschaften bei tiefen Temperaturen, Kühlverfahren bei Temperaturen unter 1 K.


Schroeder, D.V.: An introduction to thermal physics. Addison Wesley Longman (2000)

Pobell, F.: Matter and methods at low temperatures. 3rdEdition, Springer (2007)

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h


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Selbststudium: 45 h


(Summe 180 h)




22030 – Kryotechnik A

22031 – Übungen zu 22030 Kyrotechnik A


1026 Kryotechnik A

1026 Kryotechnik A


Modul 6903 Kryotechnik B - Konzeption von Tieftemperaturanlagenzugeordnet zu: 6900 Technische Thermodynamik




ModulverantwortlicherProf. Dr. –Ing. Steffen Grohmann



QualifikationszieleVerstehen der Funktion und Modellierung regenerativer Kryokühler; Verstehen und Anwenden der wichtigsten verfahrenstechnischenMethoden und Komponenten zur Konzeption und Auslegung von Tief-temperaturanlagen und Kryostatsystemen; Verstehen vonPrinzipien der Labormesstechnik, Beurteilen und Anwenden von Sensoren und Messgeräten für kryotechnische Messaufgaben undAnalysieren von Messunsicherheiten.

InhaltKryotechnische Anwendungen; Regenerative Kälteerzeugung mit Kryokühlern; Grundlegende Aspekte der Konzeption vonTieftemperaturanlagen und Kryostaten, einschließlich Fluidmechanik und Wärmeübertragung, thermische Kontaktierung und thermischeIsolation, kryogenes Pumpen von Gasen, Regularien und Konstruktionselemente für Kryostate sowie deren Sicherheit; AllgemeineGrundlagen der Messtechnik und der Messunsicherheit sowie kryogene Temperatur-, Druck- und Durchflussmessung .

Arbeitsaufwand


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Präsenszeit: 45 h

Selbststudium: 45 h


(Summe 180 h)




22053 – Kryotechnik B

22054 – Übungen zu 22053 Kyrotechnik B


1029 Kryotechnik B

1029 Kryotechnik B


Modul 6904 Grenzflächenthermodynamikzugeordnet zu: 6900 Technische Thermodynamik



Sprache : Deutsch



Voraussetzungen/EmpfehlungenThermodynamik III, Programmierkenntnisse

QualifikationszieleDie Studierenden sind vertraut mit Besonderheiten von fluid-fluid und von fluid-solid Grenzflächeneigenschaften. Sie sind in derLage die Grenzflächeneigenschaften (Grenzflächenspannung, Dichte- und Konzentrationsprofile, Adsorptionsisotherme) mitmakroskopischen und ortsaufgelösten Methoden zu berechnen.

Inhalt

Gibbs-Methode, Dichtefunktionaltheorie, experimentelle Methoden zur Charakterisierung von Grenzflächen, Adsorption


H. T. Davis , Statistical Mechanics of Phases, Interfaces and


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Thin Films, Wiley-VCH Verlag, 1995.

J.P. Hansen, I.R. McDonald, Theory of simple liquids, Elsevier, 2014

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 60 h




Lehr- und LernformenIntegrierte Lehrveranstaltung





Modul 6905 Überkritische Fluide und deren Anwendungenzugeordnet zu: 6900 Technische Thermodynamik



Sprache : Deutsch

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach "Technische Thermodynamik"


InhaltAllgemeine Grundlagen, Darstellung thermodynamischer Eigenschaften, reine überkritische Fluide, binäre und ternäre Systeme incl.Polymerlösungen, Überkritische Fluide als Lösungs-, Separations- und Reaktionsmedium, Herstellung von organischen, anorganischenmetalloxidischen Nanopartikeln, Eigenschaften von Polymerlösungen, Wirtschaftliche Aspekte von Hochdruckprozessen.

Lehr- und Lernformen22021 – Überkritische Fluide und deren Anwendungen

DozentenProf. Dr.-Ing. Michael Türk




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Modul 6906 Vakuumtechnik Izugeordnet zu: 6900 Technische Thermodynamik



ModulverantwortlicherDr. Christian Day



QualifikationszieleDie Studierenden besitzen ein Verständnis der grundlegenden physikalischen Zusammenhänge in der Vakuumwissenschaft und die Fähigkeit ein komplexes Vakuumsystem richtig und spezifikationsgerecht auszulegen.

InhaltGrundlegende Begriffe; Vakuumpumpen; Praktische Vakuumlimits; Ausgasung und deren Minimierung; Sauberkeitsanforderungen;Vakuuminstrumente, Totaldruckmessung; Restgasanalyse; Lecksuche; Vakuumströmung; Auslegung von Vakuumsystemen;Technische Spezifikationen, Qualität; Beispiele großer Vakuumsysteme; Industrielle Anwendungen in der Verfahrenstechnik.

Literatur/LernmaterialienK. Jousten (Ed.) - Wutz Handbuch Vakuumtechnik, 11. Auflage, Springer, 2013.

Arbeitsaufwand





22033 - Übung zu Vakuumtechnik22034 - Vakuumtechnik






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Fach 7000 Lebensmittelverfahrenstechnikzugeordnet zu: 6001 Vertiefungsfach II

Voraussetzungen/EmpfehlungenDas Modul "Ausgewählte Formulierungstechnolgien" muss bestanden sein.

Allgemeine HinweiseFolgende Module können gewählt werden: 1) Lebensmittelverfahrenstechnik , 10 LP , SS (Pflicht)

Wahlpflichtmodule: maximal zwei der folgenden Module:

2) Lebensmittelverfahrenstechnisches Praktikum , 2 LP, WS oder SSEineder folgenden Lehrveranstaltungen muss gewählt werden:- Praktikum Lebensmittelextrusion - Einführung in die Sensorik mit Praktikum - Seminar Lebensmittelverarbeitung in der Praxis mit Exkursion

3) Lebensmittelkunde und -funktionalität , 4 LP, WS4) Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxis , 4 LP, SS5) Grundlagen der Lebensmittelchemie , 4 LP, SS6) Einführung in die Agglomerationstechnik , 4 LP, WS7) Water Technology, 6 LP, WS8) Membranverfahren und Exkursionen , 6 LP, WS/SS

- Membrane Technologies in Water Treatment, WS - Abwasserentsorgung und Trinkwasserversorgung (Exkursion mit Einführung), SS


Zugeordnet: 6107 Einführung in die Agglomerationstechnik6401 Water Technology6602 Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxis6603 Lebensmittelverfahrenstechnik6604 Lebensmittelkunde und -funktionalität7001 Lebensmittelverfahrenstechnisches Praktikum7002 Mikrobiologie für Ingenieure7003 Grundlagen der Lebensmittelchemie7004 Membranverfahren und Exkursionen

Modul 6107 Einführung in die Agglomerationstechnikzugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik



Sprache : Deutsch



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Arbeitsaufwand









Modul 6401 Water Technologyzugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik


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Sprache : Englisch














Arbeitsaufwand









Seite 383 von 456



Modul 6602 Produktgestaltung: Beispiele aus der Praxiszugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik



Sprache : Deutsch














Seite 384 von 456


Dozenten







Modul 6603 Lebensmittelverfahrenstechnikzugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik



Sprache : Deutsch






Qualifikationsziele




Inhalt


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Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 75 h










Modul 6604 Lebensmittelkunde und -funktionalitätzugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik



Sprache : Deutsch






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- Produktgestaltung




Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 45 h


(Summe: 120 h)









Modul 7001 Lebensmittelverfahrenstechnisches Praktikumzugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik



Sprache : Detusch




Seite 387 von 456







Inhalt








Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 15 h










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Allgemeine Hinweise







Modul 7002 Mikrobiologie für Ingenieurezugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik



Sprache : deutsch






Arbeitsaufwand




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Modul 7003 Grundlagen der Lebensmittelchemiezugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik













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Modul 7004 Membranverfahren und Exkursionenzugeordnet zu: 7000 Lebensmittelverfahrenstechnik







- Wassertechnologie




Inhalt





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1) Melin, T. Rautenbach, R. (2007): Membranverfahren - Grundlagen der Modul- und Anlagenauslegung , Springer Verlag BerlinHeidelberg.

2) Mulder, Marcel H. (2000): Basic principles of membrane technology“, Kluwer Academic, Dordrecht.3) Schäfer, A. I. (2005): Nanofiltration: Principles and Applications. Elsevier, Oxford.4) Staude, E. (1992): Membranen und Membranprozesse, Verlag Chemie, Weinheim.5) Vorlesungsunterlagen in ILIAS

Arbeitsaufwand













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Fach 7100 Wassertechnologiezugeordnet zu: 6001 Vertiefungsfach II

Sprache : Englisch/Deutsch


Allgemeine Hinweise


1) Water Technology 6 LP, WS, Englisch (Pflicht)

2) Wasserbeurteilung 6 LP, WS - Naturwissenschaftliche Grundlagen der Wasserbeurteilung

3) Process Engineering in Wastewater Treatment 6 LP, WS, Englisch- Municipal Waste Water Treatment - International Sanitary Engineering

4) Membrane Technologies and Excursions 6 LP, WS/SS, Englisch - Membrane Technologies in Water Treatment - Abwasserentsorgung und Trinkwasserversorgung (Exkursion mit Einführung)

5) Praktikum Wassertechnologie und Wasserbeurteilung 4 LP, WS/SS6) Struktur und Reaktionen aquatischer Huminstoffe 2 LP, SS7) Mikrobiologie für Ingenieure 4 LP, SS8) Biofilm Systems 4 LP, SS, Englisch9) Umweltbiotechnologie 4 LP, WS10)Instrumentelle Analytik 4 LP, SS

Kombinationen: - Modul 1 = Pflichtmodul- Module 2, 3, 4: es muss ein Modul aus 2, 3 oder 4 ausgewählt werden- Modul 2 = ist nicht wählbar nach Ablegen des Profilfachs “Wasserqualität und Verfahrenstechnik” - Modul 5 bis 10 = Auswahlliste, wählbar mindestens ein Modul im Umfang von 4 LP


Zugeordnet: 6308 Instrumentelle Analytik6401 Water Technology6403 Process Engineering in Wastewater Treatment6404 Umweltbiotechnologie7002 Mikrobiologie für Ingenieure7004 Membranverfahren und Exkursionen7101 Wasserbeurteilung7102 Praktikum Wassertechnologie und Wasserbeurteilung7103 Struktur und Reaktionen aquatischer Huminstoffe7104 Biofilm Systems

Modul 6308 Instrumentelle Analytikzugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie


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Arbeitsaufwand









Modul 6401 Water Technologyzugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie


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Sprache : Englisch














Arbeitsaufwand









Seite 395 von 456



Modul 6403 Process Engineering in Wastewater Treatmentzugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie



Sprache : Englisch







Inhalt






• Belebungsverfahren• Tropf- und Tauchkörper• Teichanlagen


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• Bodenfilter / Wetlands• UASB / EGSB / Anaerobe Filter• Dezentrale versus zentrale Systeme• Stoffstromtrennung• Energiegewinnung aus Abwasser• Trinkwasseraufbereitung• Abfallwirtschaft




Arbeitsaufwand






Modul 6404 Umweltbiotechnologiezugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie



Sprache : deutsch






Qualifikationsziele


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Die Studierenden können die Prinzipien der Mikrobiologie und deren technische Anwendung erklären. Sie sind in der Lage technischrelevante mikrobiologische Zusammenhänge auf ökologische, bio- und umwelttechnische Prozesse zu übertragen. Sie könnenbiotechnologische Verfahren hinsichtlich leistungsbegrenzender Faktoren analysieren und Prozesskombinationen zur Steigerung derUmsatzraten unter ökologisch-ökonomischen Gesichtspunkten beurteilen.


Arbeitsaufwand










Modul 7002 Mikrobiologie für Ingenieurezugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie



Sprache : deutsch




Qualifikationsziele


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Die Studierenden sind fähig, mikrobielle Prozesse in technischen und Umwelt-relevanten Bereichen zu verstehen und einzuordnen.Zudem können sie die Grundlagen von mikrobiell gesteuerten Stoffkreisläufe in technischen Prozessen beschreiben. Weiterhin sindsie mit den Anpassungsmöglichkeiten von Mikroorganismen an extreme Umweltbedingungen vertraut und können mit den Begriffen:Symbiose, Kommensalismus und Pathogenität umgehen bzw. mikrobielle Verhaltensstrukturen in ihrem jeweiligen Habitat ableiten.


Arbeitsaufwand











Modul 7004 Membranverfahren und Exkursionenzugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie







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- Wassertechnologie




Inhalt





Arbeitsaufwand













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Modul 7101 Wasserbeurteilungzugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie



Sprache : Deutsch








Arbeitsaufwand








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Modul 7102 Praktikum Wassertechnologie und Wasserbeurteilungzugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie



Sprache : Deutsch












Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 35 h

Selbststudium: 50 h


(Summe 120 h)


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Modul 7103 Struktur und Reaktionen aquatischer Huminstoffezugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie



Sprache : Deutsch







Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 15 hSelbststudium: 25 h


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Modul 7104 Biofilm Systemszugeordnet zu: 7100 Wassertechnologie



Sprache : Englisch







Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h


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Fach 7200 Verbrennungstechnikzugeordnet zu: 6001 Vertiefungsfach II


Allgemeine Hinweise


1) Grundlagen der Verbrennungstechnik 6 LP , WS

2) Angewandte Verbrennungstechnik 6 LP , WS

3) Hochtemperatur-Verfahrenstechnik 6 LP , SS

4) Messtechnik in der Thermofluiddynamik 6 LP , WS

5) Verbrennung und Umwelt 4 LP, SS6) Auslegung einer Gasturbinenbrennkammer 6 LP , WS

7) Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien 4 LP, SS8) Turbulente Strömungen ohne und mit überlagerter Verbrennung 4 LP, SS9) Verbrennungstechnisches Praktikum 4 LP, SS10)Energietechnik 4 LP, WS11)Strömungs- und Verbrennungsinstabilitäten in technischen Feuerungssystemen 4 LP, SS12)Technical Systems for Thermal Waste Treatment 4 LP, WS13)Brennstofftechnik 6 LP, WS

- Grundlagen der Brennstofftechnik

14)Energieträger aus Biomasse 6 LP, WS

Kombinationen: - Module1, 2: es muss mindestens ein Modul aus 1-2 ausgewählt werden


Zugeordnet: 6405 Brennstofftechnik6508 Theorie turbulenter Strömungen ohne und mit überlagerter

Verbrennung6509 Hochtemperatur-Verfahrenstechnik6512 Messtechnik in der Themofluiddynamik6801 Energieträger aus Biomasse6805 Technical Systems for Thermal Waste Treatment6806 Grundlagen der Verbrennungstechnik6807 Angewandte Verbrennungstechnik7201 Verbrennung und Umwelt7202 Auslegung einer Gasturbinenbrennkammer7203 Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien7204 Verbrennungstechnisches Praktikum7205 Energietechnik7206 Strömungs- und Verbrennungsinstabilitäten in technischen

Feuerungssystemen


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Modul 6405 Brennstofftechnikzugeordnet zu: 7200 Verbrennungstechnik



Sprache : Deutsch








Qualifikationsziele




Arbeitsaufwand





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Modul 6508 Theorie turbulenter Strömungen ohne und mit überlagerterVerbrennungzugeordnet zu: 7200 Verbrennungstechnik



Sprache : deutsch










Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h


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Selbststudium: 15Prüfungsvorbereitung: 75









Modul 6509 Hochtemperatur-Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 7200 Verbrennungstechnik







Modul 6512 Messtechnik in der Themofluiddynamikzugeordnet zu: 7200 Verbrennungstechnik








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Modul 6801 Energieträger aus Biomassezugeordnet zu: 7200 Verbrennungstechnik



Sprache : deutsch







Inhalt









Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium:75 h



Notenbildung


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Modul 6805 Technical Systems for Thermal Waste Treatmentzugeordnet zu: 7200 Verbrennungstechnik



Sprache : Englisch







Qualifikationsziele




- combustion: Grate furnace, rotary kiln, fluidized bed, - gasification: fixed bed, fluidized bed, entrained flow, - pyrolysis: rotary kiln• Refractory technology• Legal aspects of waste managemant• Tools for critical evaluation of waste treatment technologies


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• Excursion to industrial sites

Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 50










Modul 6806 Grundlagen der Verbrennungstechnikzugeordnet zu: 7200 Verbrennungstechnik







Modul 6807 Angewandte Verbrennungstechnikzugeordnet zu: 7200 Verbrennungstechnik



Sprache : deutsch


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Arbeitsaufwand












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Modul 7201 Verbrennung und Umweltzugeordnet zu: 7200 Verbrennungstechnik













Modul 7202 Auslegung einer Gasturbinenbrennkammerzugeordnet zu: 7200 Verbrennungstechnik









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Arbeitsaufwand





NotenbildungDie Modulnote setzt sich zusammen aus der Note der mündlichen Prüfung und der Mitarbeit/Präsentation während des Projektes.







Modul 7203 Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologienzugeordnet zu: 7200 Verbrennungstechnik


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Modul 7204 Verbrennungstechnisches Praktikumzugeordnet zu: 7200 Verbrennungstechnik



Sprache : deutsch

ModulverantwortlicherStefan Harth

Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach Verbrennungstechnik


QualifikationszieleDie Studenten können Versuchsergebnisse auswerten und Messmethoden kritisch beurteilen.

InhaltEs werden Experimente zur Ermittlung der laminaren Flammengeschwindigkeit und des Stabilitätsbereiches von Brennersystemen,sowie auch zur Charakterisierung des Verbrennungsverlaufs durchgeführt. Bei der angewandten Messtechnik handelt es sich sowohlum konventionelle (Thermoelement, Abgassonden) als auch um optische Messtechnik.

Arbeitsaufwand


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Präsenszeit: 30 h (3-4 Experimente: Anzahl wird in abhängig der Komplexität der verwendeten Prüfstände festgelegt)

Selbststudium , Erstellung der Versuchsprotokolle: 50 h




DozentenStefan Harth

Allgemeine HinweiseTermine der Praktika werden in Absprache festgelegt. Anmeldungen bis spätestens 15. Mai per email an: [email protected].





Modul 7205 Energietechnikzugeordnet zu: 7200 Verbrennungstechnik



Sprache : Deutsch


Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht in den Vertiefungsfächern „Energieverfahrenstechnik“ und „Verbrennungstechnik“




Arbeitsaufwand


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Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 30 h


(Summe 120 h)





1034 Energietechnik

1034 Energietechnik


Modul 7206 Strömungs- und Verbrennungsinstabilitäten in technischenFeuerungssystemenzugeordnet zu: 7200 Verbrennungstechnik



Sprache : Deutsch


Einordnung in Studiengang/ -fachWahlpflicht im Vertiefungsfach „Verbrennungstechnik“.


QualifikationszieleDer Hörer versteht die physikalischen Mechanismen, die zum ungewollten Auftreten periodischer Verbrennungsinstabilitäten intechnischen Feuerungssysteme führen, und kann diese zielgerichtet und effizient beseitigen.

InhaltDie Vorlesung umfasst die theoretischen Grundlagen für die Entstehung selbsterregter Strömungs- und Verbrennungsinstabilitätenin technischen Verbrennungssystemen. Hierzu wird die messtechnische Erfassung wie auch die Bedeutung dynamischer, d.h.zeitabhängiger Flammeneigenschaften besprochen und Flammenfrequenzgänge definiert und physikalisch interpretiert. Schließlichwird beispielhaft das Resonanzverhalten einer Modellbrennkammer modelliert und eine vollständige Stabilitätsanalyse einesVormisch-Verbrennungssystems durchgeführt.

Arbeitsaufwand


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Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 30 h



Notenbildung

Modulnote ist die Note der mündlichen Prüfung

Lehr- und Lernformen22515 – Strömungs- und Verbrennungsinstabilitäten in technischen Feuerungssystemen


1035 Strömungs- und Verbrennungsinstabilitäten in technischenFeuerungssystemen

1035 Strömungs- und Verbrennungsinstabilitäten in technischen Feuerungssystemen



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Fach 7300 Technische Biologiezugeordnet zu: 6001 Vertiefungsfach II


Allgemeine Hinweise


1) Industrielle Genetik 6 LP, SS (Pflicht)2) Industrielle Biokatalyse 6 LP , WS (Pflicht)3) Umweltbiotechnologie 4 LP , WS4) Kommerzielle Biotechnologie 4 LP , SS5) Zellkulturtechnik 2 LP , WS !!Nicht im WS 16/17!!6) Biobasierte Kunststoffe , WS

Kombinationen:

- Pflichtmodule: Module 1 und 2


Zugeordnet: 6404 Umweltbiotechnologie7301 Industrielle Biokatalyse7302 Zellkulturtechnik7303 Kommerzielle Biotechnologie7304 Biobasierte Kunststoffe7305 Industrielle Genetik

Modul 6404 Umweltbiotechnologiezugeordnet zu: 7300 Technische Biologie



Sprache : deutsch



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Arbeitsaufwand










Modul 7301 Industrielle Biokatalysezugeordnet zu: 7300 Technische Biologie



Sprache : deutsch


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Arbeitsaufwand












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Modul 7302 Zellkulturtechnikzugeordnet zu: 7300 Technische Biologie



Sprache : Deutsch.






Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 40 h

Selbststudium: 40 h


(Summe: 120 h)









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Modul 7303 Kommerzielle Biotechnologiezugeordnet zu: 7300 Technische Biologie



Sprache : deutsch







Inhalt









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Modul 7304 Biobasierte Kunststoffezugeordnet zu: 7300 Technische Biologie



Sprache : deutsch






Arbeitsaufwand









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Modul 7305 Industrielle Genetikzugeordnet zu: 7300 Technische Biologie



Sprache : deutsch












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Fach 7400 Energieverfahrenstechnikzugeordnet zu: 6001 Vertiefungsfach II


Allgemeine Hinweise


1) Brennstofftechnik , 6 LP (Pflichtmodul)- Grundlagen der Brennstofftechnik

2) Grundlagen der Verbrennungstechnik, 6 LP

3) Angewandte Verbrennungstechnik, 6 LP

4) Hochtemperatur-Verfahrenstechnik, 6 LP

5) Gastechnologie, 6 LP

6) Verbrennung und Umwelt, 4 LP

7) Energietechnik, 4 LP

8) Auslegung einer Gasturbinenbrennkammer, 6 LP

9) Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien, 4 LP

10)Sicherheitstechnik für Prozesse und Anlagen, 4 LP

11)Messtechnik in der Thermofluiddynamik, 6 LP

12)Energieträger aus Biomasse, 6 LP

Kombinationen:

• Modul 1 = Pflichtmodul, gilt nicht wenn als weiteres Vertiefungsfach „Chemische Energieträger – Brennstofftechnologie“ gewähltwird.

• Module 2, 3, 4: es muss ein Modul aus 2, 3 oder 4 ausgewählt werden


Zugeordnet: 6405 Brennstofftechnik6406 Sicherheitstechnik für Prozesse und Anlagen6509 Hochtemperatur-Verfahrenstechnik6512 Messtechnik in der Themofluiddynamik6801 Energieträger aus Biomasse6806 Grundlagen der Verbrennungstechnik6807 Angewandte Verbrennungstechnik7201 Verbrennung und Umwelt7202 Auslegung einer Gasturbinenbrennkammer


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7203 Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien7205 Energietechnik

Modul 6405 Brennstofftechnikzugeordnet zu: 7400 Energieverfahrenstechnik



Sprache : Deutsch








Qualifikationsziele




Arbeitsaufwand




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Erfolgskontrolle ist eine mündliche Prüfung im Umfang von 20 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO 2016








Modul 6406 Sicherheitstechnik für Prozesse und Anlagenzugeordnet zu: 7400 Energieverfahrenstechnik



Sprache : deutsch







Qualifikationsziele


Risikomanagement:

Sie können …


Gefahrstoffe:


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Sie können …



Sie können …



Sie sollen …












Sie sollen …



Explosionsschutz:


• die Voraussetzungen für das Auftreten von Explosionen zu benennen


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• Explosionsbereiche bei Zweistoffsystemen/Dreistoffsystemen einzugrenzen• Sicherheitstechnische Kennzahlen wie Mindestzündenergie/Zündtemperatur und



Elektrostatik:




Arbeitsaufwand










Modul 6509 Hochtemperatur-Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 7400 Energieverfahrenstechnik




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Modul 6512 Messtechnik in der Themofluiddynamikzugeordnet zu: 7400 Energieverfahrenstechnik







Modul 6801 Energieträger aus Biomassezugeordnet zu: 7400 Energieverfahrenstechnik



Sprache : deutsch







Inhalt



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Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 45 h

Selbststudium:75 h












Modul 6806 Grundlagen der Verbrennungstechnikzugeordnet zu: 7400 Energieverfahrenstechnik






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Modul 6807 Angewandte Verbrennungstechnikzugeordnet zu: 7400 Energieverfahrenstechnik



Sprache : deutsch












Arbeitsaufwand





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Modul 7201 Verbrennung und Umweltzugeordnet zu: 7400 Energieverfahrenstechnik













Modul 7202 Auslegung einer Gasturbinenbrennkammerzugeordnet zu: 7400 Energieverfahrenstechnik


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Arbeitsaufwand





NotenbildungDie Modulnote setzt sich zusammen aus der Note der mündlichen Prüfung und der Mitarbeit/Präsentation während des Projektes.


Dozenten


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Prof. Nikolaos Zarzalis





Modul 7203 Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologienzugeordnet zu: 7400 Energieverfahrenstechnik













Modul 7205 Energietechnikzugeordnet zu: 7400 Energieverfahrenstechnik



Sprache : Deutsch




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Wahlpflicht in den Vertiefungsfächern „Energieverfahrenstechnik“ und „Verbrennungstechnik“




Arbeitsaufwand

Präsenszeit: 30 h

Selbststudium: 30 h


(Summe 120 h)





1034 Energietechnik

1034 Energietechnik



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Fach 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnikzugeordnet zu: 6001 Vertiefungsfach II

Voraussetzungen/EmpfehlungenDas Modul "Biopharmazeutische Aufarbeitungsverfahren" muss bestanden sein.

Allgemeine Hinweise


1) Industrielle Prozesstechnologie, Formulierung und Darreichung biopharmazeutischer Wirkstoffe, 8 LP - Formulierung und Darreichung biopharmazeutischer Wirkstoffe - Industrielle Aspekte in der Bioprozesstechnologie

2) Industrielle Prozesstechnologie und Prozessmodellierung in der Aufarbeitung, 8 LP - Prozessmodellierung in der Aufarbeitung - Industrielle Aspekte in der Bioprozesstechnologie

3) Formulierung und Darreichung biopharmazeutischer Wirkstoffe, 4 LP

4) Prozessmodellierung in der Aufarbeitung, 4 LP

5) Ersatz menschlicher Organe durch technische Systeme, 4 LP

6) Grundlagen der Medizin für Ingenieure, 4 LP

7) Bioelektrochemie und Biosensoren, 4 LP

8) Biomimetische Grenzflächen und Biokonjugation, 4 LP

9) BioMEMS I, 4 LP

10)BioMEMS II, 4 LP

11)BioMEMS III, 4 LP

12)BioMEMS IV, 4 LP

13)BioMEMS V, 4 LP

14)Kommerzielle Biotechnologi, 4 LP

15)Lebensmitteltoxikologie

Kombinationen:

- Modul 1 oder Modul 2 mit jeweils 2 weiteren Wahlmodulen (3 – 15) kombinieren



- Vorlesungen der Pflichtmodule 1 bzw. 2 können nicht als zusätzliches Wahlmodul gewählt werden


Zugeordnet: 7303 Kommerzielle Biotechnologie


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7501 Industrielle Prozesstechnologie, Formulierung undDarreichung biopharmazeutischer Wirkstoffe

7502 Industrielle Prozesstechnologie und Prozessmodellierung inder Aufarbeitung

7503 Formulierung und Darreichung biopharmazeutischerWirkstoffe

7504 Prozessmodellierung in der Aufarbeitung7505 Ersatz menschlicher Organe durch technische Systeme7506 Grundlagen der Medizin für Ingenieure7507 BioMEMS I - Mikrosystemtechnik für Life-Sciences und


Modul 7303 Kommerzielle Biotechnologiezugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch







Inhalt

Blockveranstaltung mit Exkursion; Überblick Pharma-Industrie; biotechnologisch hergestellte Produkte in der Pharmaindustrie; ÜberblickBiotech-Industrie, mit Vergleich USA/EU/D; Finanzierung von Biotech-Unternehmen; Grundlagen der Lizensierung am Beispiel einesWirkstoffes; Vorbereitung und Durchführung einer Lizenzverhandlung.Überblick industrielle Biotechnologie; Biotechnologisch hergestellte Produkte der chemischen Industrie und deren Folgeprodukte,Erläuterung des Begriffes Bioökonomie und deren Konsequenzen für Wirtschaftssysteme. Definition des BegriffesWertschöpfungskette. Erläuterung des Ablaufes einer Firmengründung. Vorstellung und strategische Analyse von 12 Biotech Firmen


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aus Baden-Württemberg. Vorstellung und Diskussion möglicher Berufswege als Bioverfahrenstechniker in den Branchen Pharma,Medizintechnik, Biotechnologie, chemische Industrie, Verbände, Ausbildung, Lehre und öffentliche Forschung










Modul 7501 Industrielle Prozesstechnologie, Formulierung undDarreichung biopharmazeutischer Wirkstoffezugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch




Inhalt






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Modul 7502 Industrielle Prozesstechnologie und Prozessmodellierungin der Aufarbeitungzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch



Inhalt









Modul 7503 Formulierung und Darreichung biopharmazeutischerWirkstoffezugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch



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Prof. Dr. J. Hubbuch








Modul 7504 Prozessmodellierung in der Aufarbeitungzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch






Arbeitsaufwand




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Modul 7505 Ersatz menschlicher Organe durch technische Systemezugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch




Qualifikationsziele


Inhalt


Arbeitsaufwand






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Modul 7506 Grundlagen der Medizin für Ingenieurezugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : Deutsch




Qualifikationsziele


Inhalt


Arbeitsaufwand




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Modul 7507 BioMEMS I - Mikrosystemtechnik für Life-Sciences undMedizinzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik











Modul 7508 BioMEMS IIzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik


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Sprache : deutsch









Modul 7509 BioMEMS IIIzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch









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Modul 7510 BioMEMS IVzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik







992 BioMEMS IV

992 BioMEMS IV


Modul 7511 BioMEMS Vzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik



Sprache : deutsch





1529 BioMEMS V

1529 BioMEMS V


Modul 7512 Lebensmitteltoxikologie


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Sprache : deutsch




Qualifikationsziele

Die Studierenden



Arbeitsaufwand










Modul 7706 Bioelektrochemie und Biosensoren


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Sprache : deutsch







Verlag GmbH









Modul 7707 Biomimetische Grenzflächen und Biokonjugationzugeordnet zu: 7500 Biopharmazeutische Verfahrenstechnik


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Sprache : deutsch




Qualifikationsziele




Arbeitsaufwand










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Fach 9100 Überfachliche Qualifikationenzugeordnet zu: 5005 Gesamtkonto

Zugeordnet: 9110 Überfachliche Qualifikationen9115 Überfachliche Qualifikationen


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Modul 9110 Überfachliche Qualifikationenzugeordnet zu: 9100 Überfachliche Qualifikationen



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Modul 9115 Überfachliche Qualifikationenzugeordnet zu: 9100 Überfachliche Qualifikationen



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Fach 9200 Berufspraktikumzugeordnet zu: 5005 Gesamtkonto

Zugeordnet: 9210 Berufspraktikum


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Modul 9210 Berufspraktikumzugeordnet zu: 9200 Berufspraktikum


ModulverantwortlicherDr.-Ing. Siegfried Bajohr, Dr.-Ing. Barbara Freudig

Voraussetzungen/EmpfehlungenBerufspraktika, die bereits während des Bachelorstudiums absolviert wurden, werden anerkannt, sofern zu Beginn des Praktikumsbereits mindestens 120 LP erworben wurden

QualifikationszieleDie angehenden Ingenieurinnen und Ingenieure haben einen ersten Einblick in die industrielle Praxis gewonnen. Bisher erlernteFähigkeiten können sie auf Problemstellungen in der Praxis anwenden. Die Studierenden haben unterschiedliche Tätigkeitsfeldereines Unternehmens kennengelernt. Dadurch können Sie die Anforderungen unterschiedlicher Aufgaben beurteilen und können diesesWissen für ihre spätere Berufswahl gezielt einsetzen

InhaltDas Berufspraktikum ist ein Fachpraktikum, bei dem die in der bisherigen Ausbildung erlernten Fähigkeiten angewendet und vertieftwerden. Ein Mindestmaß an Kenntnissen und Fähigkeiten aus der angewandten Laborforschung, der Entwicklung, Projektierungund/oder der Herstellung von Produkten soll vermittelt werden. Dabei soll möglichst Einblick in mehrere verschiedene Tätigkeitengewährt werden. Das Berufspraktikum soll über rein fachliche Inhalte hinaus Verständnis für betriebliche Zusammenhänge(Kommunikation, Arbeitssicherheit...) wecken.

Arbeitsaufwand12 Wochen (420 h – 480 h)


Erfolgskontrolle ist eine unbenotete Studienleistung nach § 4 Abs. 3 SPO Master Chemieingenieurwesen und Verfahrenstechnik 2016.

Zur Prüfung und Anerkennung des Berufspraktikums sind dem Praktikantenamt der Fakultät nach Abschluss der Tätigkeit die voraberteilte Genehmigung für das Praktikum, und das Arbeitszeugnis vorzulegen.

WICHTIG: Die geleisteten Tätigkeiten müssen aus dem Arbeitszeugnis eindeutig hervorgehen. Ist dies nicht der Fall, hat derStudierende eine Tätigkeitsbeschreibung zu erstellen und von dem Betrieb gegenzeichnen zu lassen.

Notenbildungunbenotet

Allgemeine Hinweise

Die Suche eines Betriebes ist Sache der Praktikantinnen und Praktikanten. Das Praktikum kann beispielsweise in folgenden Branchendurchgeführt werden:

• chemische Industrie• verfahrenstechnischer Anlagenbau• Automobilzulieferer• Agrar- und Lebensmitteltechnik,• pharmazeutische und Kosmetik-Industrie• Bio- und Umwelttechnologie

Eine abgeschlossene Berufsausbildung (z. B. MTA/PTA) wird als Berufspraktikum anerkannt.

Folgende Tätigkeiten werden nicht anerkannt:

• Ausschließliche Bürotätigkeiten• Programmieren in allgemeiner Form


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• Literaturstudien• Praktika an Hochschulen (insbesondere an Instituten des KIT),• in begründeten Fällen kann das Praktikantenamt eine Ausnahme genehmigen

Rechtliche Stellung des Praktikanten

Die hier gegebene Auskunft ist unverbindlich. Verbindlich sind die Bestimmungen der jeweiligen Versicherungsträger sowie der Vertragmit dem Ausbildungsbetrieb.

Die Praktikanten unterliegen der Betriebsordnung des Ausbildungsbetriebes. Ein Anspruch auf Entgelt besteht nicht. Sie sind nichtberufsschulpflichtig.

Während des Praktikums genießen die Praktikanten den Schutz der gesetzlichen Unfallversicherung des für den Ausbildungsbetriebzuständigen Versicherungsträgers (Berufsgenossenschaft). Der Schutz schließt den Weg von und zu der Ausbildungsstätte ein.

Die Praktikanten unterliegen als Studierende der Krankenversicherungspflicht, das heißt sie müssen entweder im Rahmen ihrer Familieoder selbst bei einer privaten Krankenversicherung oder einer Krankenkasse versichert sein.

Für Praktika im Ausland obliegt es der Praktikantin bzw. dem Praktikanten, sich über die jeweiligen nationalen Regelungen zuinformieren.

Documents

PO Version: 2016 Studiengang Master Bioingenieurwesen Master BIW SPO 2016 WS1617.pdf · Modul Gas-Partikel-Systeme I - Transport & Partikelmesstechnik * 86 Modul Fest Flüssig Trennung