Studienführer Verfahrenstechnik - think ING. · Verfahrensingenieure ﬁndet man in der Forschung und Ent-wicklung, aber auch bei Planung, Bau und im Betrieb von Anlagen und Apparaten

StudienführerVerfahrenstechnik

2013/2014

www.avt.rwth-aachen.de

Inhaltsverzeichnis

1 Was ist Verfahrenstechnik? 2

2 Verfahrenstechnik in Aachen 52.1 AVT - Bioverfahrenstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.2 AVT - Chemische Verfahrenstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.3 AVT - Computational Systems Biotechnology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.4 AVT - Enzymprozesstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.5 AVT - Mechanische Verfahrenstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.6 AVT - Molekulare Simulationen und Transformationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.7 AVT - Prozesstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.8 AVT - Systemverfahrenstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.9 AVT - Thermische Verfahrenstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.10 Die AVT im Exzellenz-Cluster TMFB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3 Verfahrenstechnikstudium an der RWTH 283.1 Infos zum Studium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303.2 AVT-Angebote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.3 Studienpläne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323.4 Studienplanänderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4 Fächerkatalog der verfahrenstechnischen Pflicht- und Wahlpflichtfächer 38

5 Adressen & Lageplan der Lehrstühle 56

1 Was ist Verfahrenstechnik?


Obwohl unser modernes Leben ohne Verfahrenstechnikernicht vorstellbar wäre, ist dieses Berufsbild weitgehend unbe-kannt. Wenn man in der Fußgängerzone ein Umfrage „Wasist Verfahrenstechnik?“ starten würde, bekäme man sicher-lich eine Vielzahl interessanter Antworten - aber wohl kaumviele richtige. Das liegt mit unter anderem daran, dass mandie Verfahrenstechnik nicht schon aus der Schule kennt. Er-schwerend kommt hinzu, dass das Berufsbild eines Verfah-renstechnikers so vielfältig und bunt ist, dass die Definitionnicht so einfach ist. Natürlich wollen wir uns trotzdem aneine Definition wagen.

Ganz kurz gefasst, beschäftigt sich die Vefahrenstech-nik mit der Stoffumwandlung. Wenn man sich einmal über-legt, was für eine Vielzahl unterschiedlicher Rohstoffe esgibt, kommt man schnell zu dem Schluss, dass die Ver-fahrenstechnik nie langweilig werden wird. Zukünftig kannder Rohstoff- und Energiebedarf der Menschheit nur gestilltwerden, wenn neben den klassischen Rohstoffe wie Erdöl,Erzen und Mineralien immer mehr alternative Rohstofferes-sourcen genutzt werden. Diese können einerseits auf Feldernund in Wäldern, aber auch auf Mülldeponien gefunden wer-den und machen das Aufgabengebiet der Verfahrenstech-nik noch komplexer und spannender. Neben der Versorgungmit Rohstoffen sorgen Verfahrenstechniker auch für saube-res Trinkwasser, produzieren Pharmazeutika oder optimierendie Zuckerherstellung.

Jetzt stellt sich natürlich die Frage, wie man diese un-terschiedlichen Aufgaben zusammenfassen und untersuchenkann. Die Disziplin der Verfahrenstechnik wurde geboren,als man angefangen hat, die immer komplexeren Produk-tionsprozesse in einzelne Untereinheiten aufzuteilen. DieseUntereinheiten werden in der Verfahrenstechnik als Grund-operationen bezeichnet. Ein Beispiel für das komplexe Zu-sammenspiel der unterschiedlichen Grundoperationen ist dieHerstellung einer Tasse Kaffee.

Beispiel für einen VerfahrenstechnischenProzess

Kaffeebohnen befinden sich nach der Ernte in einer Hülle ausFruchtfleisch. Diese Hülle enthält viel Wasser und schimmelt

daher leicht. Für einen kostengünstigen Transport, muss dasFruchtfleisch als erstes abgetrennt werden. Bei der Nassauf-bereitung werden die Kaffeekirschen zunächst maschinellzerquetscht und soweit möglich vom Fruchtfleisch getrennt.Nun sind die Kaffeebohnen nur noch von einer Schleim-schicht umgeben. Durch Fermentation wird die Schleim-schicht biologisch zersetzt und kann danach leicht abgespültwerden. Vor der Verschiffung muss der Kaffee nur noch ge-trocknet werden.

Seinen typischen Geschmack erhält der Kaffee allerdingserst durch das Rösten; wobei Temperatur und Röstzeit einenwesentlichen Einfluss auf den späteren Geschmack des Kaf-fees haben. In Zeiten von Kaffeevollautomaten kommt derKaffee häufig in dieser Form in den Handel. Ein Kaffeevoll-automat führt nun die letzten verfahrenstechnischen Schrit-te bis zum fertigen Getränk aus. Der Kaffee wird gemahlenund mit heißem Wasser aufgebrüht. Bei dieser Extraktiongehen die Aromastoffe aus der Bohne in das Wasser über,nun muss nur noch das ausgelaugte Kaffeepulver von demExtrakt abgetrennt werden- Fertig ist der Kaffee.

Verfahrenstechnik - im Schnittpunkt zwischenNaturwissenschaft und Technik

Wie man an diesem Beispiel sieht beinhalten schon so all-tägliche Dinge wie die Herstellung einer Tasse Kaffee vie-le sehr unterschiedliche Grundoperationen wie das Trennen,Zerkleinern, Trocknen, Fermentieren oder Extrahieren. Die-se Grundoperationen werden den verschiedenen Bereichender Verfahrenstechnik zugeordnet. Prinzipiell gilt das fürfast alle Produktionsprozesse, so dass ein stetiger Austausch

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mit Experten für die verschiedenen Grundoperationen fürdas Finden des besten Prozesses notwendig ist. Aber nichtnur der Austausch mit anderen Verfahrenstechnikern auchdie Kommunikation mit Naturwissenschaftlern, Anlagenbau-ern, Mess- und Regelungstechnikern, Umweltingenieuren,Sicherheitsfachleuten und vielen anderen Experten spielt imBerufsalltag eine wichtige Rolle. Dabei hilft die breitgefä-cherte Ausbildung, in der eine weite naturwissenschaflich-technische Basis vermittelt wird.

Für den Bau einer Produktionsanlage müssen so unter-schiedliche Aspekte wie Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienzund Sicherheit beachtet werden. Neben den grundlegendenbiologischen, chemischen oder physikalischen Prozessen, diedie Grundlage für die Wahl der richtigen Rahmenbedingun-gen legen, bilden Normen und Richtlinien eine weitere wichti-ge Basis. Um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb zu ge-währleisten müssen unterschiedliche Parameter überwacht,gesteuert oder geregelt werden.

Während der Auslegungsphase werden nicht nur die un-terschiedlichen Grundoperationen einzeln optimiert, sondernauch ganze Prozesse modelliert und dabei auch am Com-puter optimiert. Um aussagekräftige Modelle zu erstellen,dringen Verfahrenstechniker immer tiefer in das Verständnisder stoffspezifischen Zusammenhänge ein. Das Zusammen-spiel und die innovative Integration verschiedener Prozesse,die über Produkt- und Nebenproduktströme, über gemeinsa-me Infrastruktur, Produktionstechnik und Logistik verbun-den sind, ist ebenfalls Aufgabe der Verfahrenstechnik. Wei-terhin werden in zunehmendem Maße die Auswirkungen derProzesse auf Mensch und Umwelt untersucht.

Produktion

Verwaltung

Vertrieb &

AnwendungManage-

ment

Lehre,

Forschung

& Entwick-

lung

Planung,

Konstruktion,

Anlagen- &

Apparatebau

Aufgabenfelder von Verfahrensingenieuren(VDI, 2006)

Neben den traditionellen Ansprüchen an die Verfahrens-technik, stellt der Rohstoffwandel von fossilen zu nachhalti-gen Rohstoffen eine weitere Herausforderung dar, aber auchdie Verknappung anderer Ressourcen wie sauberes Trink-wasser und Luft stehen im Blickpunkt der Verfahrenstech-nik.

Das Berufsbild des Verfahrensingenieurs

Ebenso breit gefächert und vielfältig wie die Verfahrenstech-nik selbst ist auch das Berufsbild des Verfahrensingenieurs.Verfahrensingenieure findet man in der Forschung und Ent-wicklung, aber auch bei Planung, Bau und im Betrieb vonAnlagen und Apparaten. Andere arbeiten als beratende In-genieure oder in der Projektaquisition.

Arbeitgeber von Verfahrensingenieuren sind längst nichtmehr primär die chemisch-pharmazeutischen Konzerne. Inzunehmendem Maße stellen auch Firmen des gesamten in-dustriellen Sektors wie der Grundstoff- und Lebensmittel-industrie aber auch Energieversorger, Apparatebauer, Fir-men der Medizintechnik und der Auto- und Flugzeugindus-trie Verfahrenstechniker ein. Das verdeutlicht eine besonde-re Stärke des Verfahrensingenieurs: Die hohe fachliche Flexi-bilität. Verfahrenstechniker können sich in eine Vielzahl vonProblemen schnell eindenken, ihr Wissen transferieren undProblemlösungen erarbeiten.

Das Berufsbild des Verfahrenstechnikers unterliegt natür-lich auch dem allgemeinen wirtschaftlichen Strukturwandel.Neue Technologien und Forschungsfelder schaffen Bedarfan Arbeitskräften. Aufgrund der oben beschriebenen breitenWissensbasis der Verfahrenstechniker sind sie in vielen in-novativen Feldern als Antriebsmotoren gefordert. Der VDI(Verein deutscher Ingenieure) nennt folgende Bereiche alsbesonders relevante Zukunftsthemen:

• Schaffung von Herstellungsprozessen für neuartigeWirk-, Werk- und Farbstoffe sowie sonstige Chemi-kalien und Zwischenprodukte,

• Biotechnik und Biomedizin im Gesundheitswesen, fürdie Landwirtschaft, den Umweltschutz und die Che-mikalienherstellung,

• Umweltschutz und Ressourcenschonung,

• Entwicklung von systematischem Wissen als Grundla-ge neuer Verfahren (z.B. Simulation und Optimierung,Prozessführung, Prozesswissen statt Empirie).

Die oben genannten Fakten und Prognosen lassen denSchluss zu, dass die Verfahrenstechnik aus Sicht des Arbeits-markts jetzt und auch in der Zukunft sehr gute Chancen undSicherheit bietet.

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Anlag

enba

u

Apparatebau

Be

rgb

auMedizintechnik

Nahrungsmittelindustrie Genussmittelindustrie

Futtermittelindustrie

Petrochemische Industrie

PHARMAINDUSTRIE

Umwelttechnik

VersorgungstechnikEntsorgungstechnik

Wasseraufbereitung

VERFAHRENSTECHNIK A-Z

Baustoffindustrie

Hüttenwesen

Chemische Industrie

Heizungstechnik

Klimatechnik

Holzindustrie

Papierindustrie

Kautschukindustrie

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2 Verfahrenstechnik in Aachen


Die Historie der Verfahrenstechnik in Aachen reicht bisin das Jahr 1952 zurück, in welchem das „Forschungsin-stitut Verfahrenstechnik” gegründet wurde. Die Expansionder Verfahrenstechnik als industrielle Disziplin hatte in dennachfolgenden Jahren auch eine starke Erweiterung der For-schungsaktivitäten des Instituts zur Folge. Bis 1972 behei-matete das Institut für Verfahrenstechnik den Lehrstuhl fürVerfahrenstechnik I sowie die Lehr- und Forschungsgebie-te für verfahrenstechnische Grenzgebiete und mathemati-sche Methoden der Verfahrenstechnik. Der im Jahr 1972gegründete Lehrstuhl für Verfahrenstechnik II ist 1992, imZuge einer wesentlichen Umstrukturierung und Erweiterungder Verfahrenstechnik in Aachen, in den Lehrstuhl für Ther-mische Verfahrenstechnik umbenannt worden. Das Institutfür Verfahrenstechnik umfasste ab diesem Jahr den Lehr-stuhl für Chemische Verfahrenstechnik und das Lehr- undForschungsgebiet Mechanische Verfahrenstechnik. Zudemwurden die Lehrstühle für Prozesstechnik und Bioverfah-renstechnik gegründet.

Im Oktober 2007 beschlossen die damals fünf Verfah-renstechnikprofessoren Büchs, Marquardt, Melin, Modigellund Pfennig, die organisatorische und strategische Zusam-menführung ihrer Aktivitäten unter dem Dach der AachenerVerfahrenstechnik - AVT. Seit dem Jahr 2010 besteht dieAVT zusätzlich aus einem sechsten Lehrstuhl - der Enzym-prozesstechnik - und der Juniorprofessur „Molecular Simu-lations und Transformations”. Seit 2011 ist auch noch derLehrstuhl „Computational Systems Biotechnology“ von Pro-fessor Wiechert Teil der AVT. Der jüngste Zuwachs (2012)ist der Lehrstuhl „Systemverfahrenstechnik“ von ProfessorMitsos.

Die Forschung der AVT hat häufig interdisziplinären Cha-rakter und Projekte werden oft in Kooperation mit internensowie externen Partnern aus Universitäten und Industrie be-arbeitet. Diese enge wissenschaftliche Zusammenarbeit derRWTH-Institute kommt insbesondere durch das Excellenz-Cluster „Tailor-Made Fuels from Biomass” zum Ausdruck,in dem lehrstuhl- und fakultätsübergreifend gearbeitet wird.

Prof. Ismail

Molecular Simulations

and Transformations

Prof. Wessling

Chemische

Verfahrenstechnik

Prof. Modigell

Mechanische

Verfahrenstechnik

Prof.Spieß

Enzymprozesstechnik

Thermische Verfahrenstechnik

(Komissarische Leitung)

Prof. Wiechert

Computational

Systems Biotechnology

Prof. Marquardt

Prozesstechnik

Prof. Mitsos

Systemverfahrenstechnik

Prof. Büchs

Bioverfahrenstechnik

Lehrstühle und Professoren der AVT

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AVT - Gemeinsam für die Zukunft derVerfahrenstechnik

Im Mittelpunkt der AVT steht die Ausbildung von Verfah-rensingenieuren, daneben werden aber auch Aufgaben in derForschung wahrgenommen. Die AVT bietet Workshops undTagungen zur Fortbildung und als Plattformen für den In-formationsaustausch für externe Partner und Kunden ausder Industrie an. Darüber hinaus wird in der AVT eine breitePalette von Dienstleistungen vom Experiment bis zur Simu-lation angeboten.

Zur Zeit beschäftigt die AVT ca. 220 Mitarbeiter, davonca. 150 Doktoranden der Ingenieur- und Naturwissenschaf-ten. Teil der AVT sind weiterhin mechanische und elektro-technische Werkstätten sowie diverse analytische Labore.

Neue Rohstoffe, neue Herausforderungen

In naher Zukunft sind aufgrund der Verknappung der natür-lich vorkommenden Ressourcen Öl, Gas und Wasser großeglobale Herausforderungen durch den Menschen und insbe-sondere von der Verfahrenstechnik zu bewältigen. In der ver-fahrenstechnischen Produktion wird entsprechend ein Roh-stoffwandel von derzeit als klassisch bezeichneten, vorzugs-weise fossilen, Ausgangsstoffen hin zu biogenen Stoffen ein-treten.

Biogene Rohstoffe bedingen die Entwicklung einer gänz-lich neuen Verfahrenstechnik, die anders als heutzutage eta-blierte Verfahren mit verschiedensten Gegebenheiten wiez.B. höheren Viskositäten, schwankenden Rohstoffqualitä-ten und höherer Bandbreite an Einsatzstoffen umgehenmuss.

Die Lehrstühle der AVT besitzen eine ausgewiesene Ex-pertise in unterschiedlichen Gebieten der Verfahrenstechnik.Zukünftig werden die Forschungsaktivitäten entsprechendden bevorstehenden globalen Herausforderungen „Rohstoff-wandel” und „Wasserverknappung” auf die Schwerpunkte„nachwachsende Rohstoffe” und „Wassertechnologien” sys-tematisch ausgebaut. Die bestehenden Kompetenzen wer-den vor diesem Hintergrund optimal in neue, interdiszipli-näre, stark mit den Naturwissenschaften und innerhalb derAVT verzahnte Projekte eingebracht und intensiviert wer-den.

Verfahrenstechnik

Erdöl-basierte

Verfahrenstechnik

Gasphasenreaktionen

„heiße“ Trennverfahren

Aufbau funktionaler Moleküle

niedrigviskose Medien

bekannte Produktlinien

Flüssigphasenreaktionen

„kalte“ Trennverfahren

Refunktionalisierung der Moleküle

viskose Medien

Exploration neuer Produktlinien

Neue Reaktionswege, Katalysatoren, Prozesse, Produkte

Herausforderungen für die Verfahrenstechnik

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Excellenzcluster „TMFB“

Ein wichtiges gemeinsames Forschungsvorhaben „Tailor-Made Fuels from Biomass”, das deutlich über die AVT hin-ausgeht, behandelt schon heute diese Themen von morgen(www.fuelcenter.rwth-aachen.de). Zusammen mit Ver-brennungsspezialisten bei der Motorenentwicklung und Che-mikern wird am maßgeschneiderten Kraftstoff der Zukunft

aus biogenen Rohstoffen geforscht. Dabei soll entgegen derheute schon erhältlichen Kraftstoffe aus Ölpflanzen (Biodie-sel) oder Zuckerrohr (Bioethanol), Kraftstoff aus Pflanzenaußerhalb der menschlichen Nahrungskette, z. B. cellulo-sehaltige oder hölzerne Reststoffe, gewonnen werden. Hiersind kreative Lösungen gefragt, um die ambitionierten Zielezu erreichen.

substrate(platform)

chemicals

biomassproducts

(e.g. fuel)

pretreatment

solventscatalystswater...

conversion separation

on-line analytics and control

INTE

RMEDIATES

ADDITIVES

Innovativer Ansatz des Exzellenzclusters „Tailor-Made Fuels from Biomass” zur Generierung von Biotreib-stoffen der dritten Generation.

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2.1 AVT - Bioverfahrenstechnik

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jochen BüchsMitarbeiter: 22 wissenschaftliche

8 nichtwissenschaftliche2 Azubis14 studentische Hilfskräfte

Adresse: Worringerweg 1, Sammelbau Biologie,52074 Aachen

Telefon: 0241/80-25546

Der Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik ist 1996 von Prof.Büchs gegründet worden. Seitdem agiert er erfolgreich alsSchnittstelle zwischen den naturwissenschaftlichen Diszipli-nen Biologie, Medizin und Technische Chemie, sowie den In-genieurswissenschaften, vornehmlich der Verfahrenstechnik.Daher ist der Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik auch Mit-glied zweier Fakultäten: Der Fakultät für Maschinenwesenund der Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwis-senschaften.

Prof. Büchs hat vor seiner Zeit an der AVT.BioVT knappneun Jahre in der biotechnologischen Forschung der BASFgearbeitet und unterhält gute Beziehungen zu japanischenForschungsinstituten wie z.B. der Tokyo Universität unddem “Institute of Physical and Chemical Research” (RI-KEN).

Was ist Bioverfahrenstechnik?Hast du dir schon mal darüber Gedanken gemacht, wie Bieroder Essig produziert wird? Wie die Gewinnung von Bio-krafstoffen optimiert werden kann oder wie Apparate zurAbwasserbehandlung ausgelegt werden müssen? Dies sindFragen mit denen sich die Bioverfahrenstechnik beschäftigt.

Immer wenn Mikroorganismen zur Stoffumwandlung be-nötigt werden, dann fällt die Prozessauslegung und Opti-mierung in den Bereich der Bioverfahrenstechnik. Deshalbstellt Sie auch die Verbindung zwischen der Biologie (Medi-zin) und den Ingenieurswissenschaften dar.

Fachdisziplinen der Biotechnologie

Für einen erfolgreichen Bioprozess sind neben den biologi-schen Gesichtspunkten auch verfahrenstechnische Aspekterelevant. Darunter fallen solche Größen, die nur durch Bi-lanzierung, Berücksichtigung von Stofftransportvorgängenund Modellierung zugänglich sind. Dazu gehören z.B. dieSauerstoffzufuhr, die Kohlendioxidentfernung, die Bestim-mung der hydromechanischen Belastung von Mikroorganis-men und die Berechnung der notwendigen Wärmeabfuhr.

Zu den biotechnologischen Stoffumwandlungen zählen so-wohl die komplexen Biosynthesen bei Fermentationsprozes-sen als auch Biotransformationen mit Mikroorganismen oderEnzymen, bei denen nur eine relativ einfache Stoffumwand-lung erfolgt. Bei Fermentationsprozessen kommen Mikro-organismen und zunehmend auch tierische und pflanzlicheZell- oder Gewebekulturen zum Einsatz. Die Zukunft ge-hört der Anwendung gentechnisch veränderter Organismenund Zellen. Ein wichtiges Aufgabenfeld besteht in der Über-tragung der in Schüttelreaktoren (Schüttelkolben, Reagenz-gläser, Mikrotiterplatten) ermittelten Ergebnisse in Labor-fermenter und schließlich in technische Maßstäbe.

Die Biotechnologie ist eine der am schnellsten wachsen-den Zukunftsbranchen. Die Feinchemikalienproduktion, diePflanzenschutz- und vor allem die Pharmaindustrie werdenin den nächsten Jahren einen enormen Innovationsschubdurch die Bioverfahrenstechnik erfahren. Durch den Roh-stoffwandel vom Erdöl zu nachwachsenden Rohstoffen sindgroße Herausforderungen zu bewältigen, die aber auch ge-waltige Möglichkeiten zur Sicherung einer nachhaltigen In-dustrie bieten.

ForschungsschwerpunkteDer Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik beschäftigt sichhauptsächlich mit der biotechnologischen Wertprodukther-stellung, auch unter Berücksichtigung von umwelt- oderaufarbeitungstechnischen Fragestellungen. Im Mittelpunktder Forschungstätigkeit steht die Entwicklung neuer Metho-den und Apparate für eine effiziente Bioprozessentwicklung.Es wird jedoch keine eigene Mikrobiologie beforscht, sonderndie am Lehrstuhl entwickelten bioverfahrenstechnischen Me-

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thoden und Apparate werden in zahlreichen Kooperationenmit anderen Lehrstühlen oder der Industrie etabliert. Folgen-de Forschungsgebiete werden augenblicklich schwerpunkt-mäßig bearbeitet:

1. SchüttelreaktorsystemeIn den ersten Screening-Stufen biotechnologischer Entwick-lungsarbeit werden in sehr großer Zahl Schüttelreaktoren(Erlenmeyerkolben, Reagenzgläser und Mikrotiterplatten)eingesetzt, um eine große Anzahl an Versuchen parallel undin kurzer Zeit durchführen zu können. Zur Zeit wird die La-borautomation mit Hilfe von Robotern aktiv vorangetrieben.Trotz ihrer Einsatzhäufigkeit und der Bedeutung sind Schüt-telreaktoren bisher verfahrenstechnisch kaum erforscht unddie Mess- und Analysemöglichkeiten sind im Gegensatz zumspäteren Prozess unterentwickelt. Da im kleinen Maßstabjedoch ganz entscheidende Selektionen und Weichenstel-lungen vorgenommen werden, muss sichergestellt werden,dass mögliche Limitierungen vermieden und konsistente ex-perimentelle Bedingungen garantiert werden können. Aufdiesem Forschungsgebiet nehmen wir zurzeit eine weltweitführende Stellung ein.

Aufnahme der Pipettenspitzen durch das "Li-quid Handling System"für eine automatisierteProzessführung

Mikrotiterplatte im BioLector für optischeMessungen wichtiger Prozessparameter wäh-rend der Kultivierung

2. Fermentations- und ReaktortechnikIn diesem Forschungsbereich werden reaktor- und regelungs-technische Fragestellungen zur biotechnologischen Wert-produktherstellung bearbeitet. Im Mittelpunkt stehen hierStofftransportphänomene sowie die Bilanzierung, Regelungund modellmäßige Beschreibung von Fermentations- undBiotransformationsprozessen. Auch in diesem Arbeitsgebietwerden neuartige Messmethoden erforscht, um bessere Ein-blicke in den Reaktor zu erhalten. Zu nennen sind hier unteranderem die Bilanzierung der biologischen Wärmeentwick-lung durch Kalorimetrie und die Erfassung von lebendenZellen durch Impedanzmessung.

Deine Mitarbeit am LehrstuhlAls Student an der BioVT kannst du in Form von Bachelor-oder Masterarbeiten, der Projektarbeit oder als Hiwi praxis-nahe Einblicke in die aktuelle Forschungen gewinnen. Durchdeine selbstständige und selbstverantwortliche Arbeit eig-nest du dir neben dem fachlichen Wissen auch erste Pro-jektmanagementskills an.

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2.2 AVT - Chemische Verfahrenstechnik

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Matthias WesslingMitarbeiter: 43 wissenschaftliche

17 nichtwissenschaftliche1 Azubi35 studentische Hilfskräfte

Adresse: Turmstraße 46, 52064 AachenTelefon: 0241/80-95470

Wir freuen uns den Studenten der Verfahrenstechnikauch in Zukunft exzellente Lehre und Forschung am Lehr-stuhl für chemische Verfahrenstechnik (CVT) bieten zukönnen: Im Dezember 2010 übernahm der renommierteMembran-Forscher Prof. Matthias Wessling,die Leitung desLehrstuhls. Er übernahm damit den Lehrstuhl von Prof.Thomas Melin, der diesen seit 1996 geleitet hatte.

Chemische Verfahrenstechnik & Membranverfahren -ein interdisziplinärer AnsatzDas Verständnis und die Entwicklung effizienter, intelligen-ter und kompakter Apparate und Verfahren, wie den Mem-branverfahren, stehen stets im Fokus der Forschung. Vongroßer Bedeutung sind hierbei die Nutzung neuer Metho-den und Materialien sowie vor allem eine interdisziplinäreZusammenarbeit. Das Forschungsfeld der Membranverfah-ren, für das die CVT seit mehreren Professorengeneratio-nen bekannt ist, umfasst und kombiniert das Forschungs-feld der Kolloide und Grenzflächen, die Materialwissenschaf-ten, die Apparatetechnik, das Prozessdesign, Multiphysik-Simulation, und die Reaktionstechnik.

Das Zusammenspiel dieser Disziplinen erstreckt sich vonder Grundlagenforschung bis hin zur industriellen Anwen-dung, von “Nano” zu “Kilo”. Ausdruck für die Interdiszipli-narität des Lehrstuhls ist die Mitarbeit von Prof. Matthi-as Wessling im “Scientific Board” des DWI an der RWTHAachen e.V., dessen Fokus auf der Entwicklung funktionel-ler Polymere liegt. Sowohl enge Zusammenarbeit mit demDWI als auch die Kompetenzen von Prof. Wessling im Ge-biet der Membranentwicklung und Membranherstellung er-gänzen die bisherigen Aktivitäten im Bereich der Membran-technik optimal. Die Expertise des Lehrstuhls im Bereich derMembrantechnik spiegelt sich in vielfältigen Kontakten zuIndustrie und Forschung, Prof. Wesslings Tätigkeit als Edi-tor des “Journal of Membrane Sciences” sowie in dem 2007im Springer-Verlag publizierten Buch “Membranverfahren”wider.

Separation

Problem

Kolloide &

Grenflächen

Multiphysik

Modellierung

Membran-

verfahren

Apparate-

technik

Reaktions-technik

Material

Wissenschaften

Prozess-

design

Forschung an der AVT.CVT

ForschungsschwerpunkteAus dem Alltag sind Membranen vor allem durch die Ver-wendung in Funktionskleidung bekannt. Momentan werdenallerdings die größten Membranflächen in Medizintechnik,Wasseraufbereitung und Trinkwassergewinnung eingesetzt.Ein zukunftsweisendes und vielversprechendes Forschungs-gebiet bleibt der Einsatz von Membranen in der chemischenIndustrie und der Energietechnik, d.h. auch in chemisch an-spruchsvollen Umgebungen. Hier spielt die Entwicklung neu-er Membranen, die perfekt an einen speziellen Prozess an-gepasst sind, eine große Rolle.

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Beispielsweise kristallisieren sich zurzeit im Bereich derchemischen Reaktionstechnik drei Forschungsrichtungenheraus:

• Membrangestützte in-situ Produktrückgewinnung inbiologischen und chemischen Prozessen, bei der durchein selektives Entfernen von dem Produkt aus der Re-aktionsumgebung eine Reaktionsinhibierung vermie-den wird.

• Kapillarmembranreaktoren bei denen an der porö-sen Membranwand heterogen-katalysierte Reaktionenausgeführt werden.

• Elektro-chemische Membranreaktoren, in denen durchElektronen, Wasser und regenerierbare Grundstoffe imZusammenspiel mit Membranen in brennstoffzellähn-lichen Reaktoren chemische Umsetzungen erzielt wer-den.

So wird innerhalb des Exzellenz-Clusters “Tailor-MadeFuels from Biomass” an der CVT das Konzept des Mem-branbioreaktors gekoppelt mit dem Konzept der Elektro-dialyse untersucht und entwickelt. In einem kontinuierli-chen Fermentationsprozess zur Produktgewinnung wird dasProdukt Itakonsäure produziert, mit Hilfe eines getauchtenMembranmoduls kontinuierlich aus dem Reaktor gewonnenund für weitere Prozessaufarbeitungsschritte wie der Elek-trodialyse bereitgestellt.

Die Forschung am Lehrstuhl für chemische Verfahrens-technik konzentriert sich dabei im Wesentlichen auf drei An-wendungsfelder:

• Energy

• Health

• Water

Methodische SchwerpunkteExperimentelle Arbeiten in unterschiedlichen Maßstäben,angefangen bei Laborexperimenten bis hin zu Pilotanlagen,sind häufig die Grundlage der Forschungsarbeit. Neben derEntwicklung neuer Apparate, stellt deren Integration in einenGesamtprozess eine weitere Herausforderung moderner Ver-fahrenstechnik dar. Unterstützt werden die experimentellenArbeiten daher durch Simulationen. Durch Prozesssimula-tionen können auch ungewöhnliche Verfahrenskombinatio-nen untersucht und die Vorzüge einzelner Verfahren beson-

ders effizient genutzt werden. Die Arbeit wird durch erfah-rene Mitarbeiter in Labor und mechanischer Werkstatt un-terstützt, so dass viele Routineuntersuchungen aber auchdie Fertigung ganzer Versuchsanlagen im Haus geschehenkann.

Versuchsstände an der AVT.CVT

Tagungen und KongresseKonferenzveranstaltungen wie der Hochschulkurs Membran-prozesse (HSK), der Membrane Course for Water Techno-logies (MCW, das Aachener Membrankolloquium (AMK)und die gemeinsam mit dem Institut für Siedlungswasser-wirtschaft durchgeführte Aachener Tagung Wasser undMembranen (AWM), verschaffen der Chemischen Verfah-renstechnik internationales Ansehen und fördern den Dialogund wissenschaftlichen Austausch mit Forschungseinrich-tungen und industriellen Anwendern im In- und Ausland.Und im September 2015 erwartet uns ein ganz beson-deres Konferenz-Highlight. Dann wird die internationale“Euromembrane”-Konferenz der European Membrane So-ciety von der AVT.CVT in Aachen ausgerichtet.

Ihre Mitarbeit am LehrstuhlSo breitgefächert wie die Forschungsprojekte am Lehrstuhlsind auch die Möglichkeiten einen Einblick in die Forschungzu erhalten. Neben Studien-, Projekt-, Bachelor-, Diplom-und Masterarbeitern sind in den meisten Projekten Hiwis anvorderster Front beteiligt. So können während des Studi-ums wertvolle praktische Erfahrungen und Einblicke in denForschungsalltag der Universität sowie Vielseitigkeit undSelbstständigkeit gewonnen werden. Neben der Tätigkeitam Lehrstuhl selbst, begrüßen, vermitteln und betreuen wirArbeiten an ausländischen Hochschulen und bei in- und aus-ländischen Firmen.

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2.3 AVT - Computational Systems Biotechnology

Leitung: Prof. Dr. Wolfgang WiechertMitarbeiter: 35 wissenschaftliche

10 nichtwissenschaftliche10 studentische Hilfskräfte

Adresse: Leo-Brandt-Straße, 52425 JülichTelefon: 02461/61-5557E-Mail: [email protected]

Der Lehrstuhl “Computational Systems Biotechnology”wurde 2011 als Teil der AVT neu eingerichtet. Dahinter ver-birgt sich der Bereich “Systembiotechnologie” am InstitutIBG-1 (Biotechnologie) des Forschungszentrums Jülich un-ter Leitung von Prof. Wiechert. Das Institut arbeitet an derSchnittstelle zwischen Ingenieur- und Lebenswissenschaf-ten und befasst sich mit der Entwicklung biotechnologi-scher Produktionsprozesse für Grund- und Feinchemikalien,Pharmazeutika und Proteine. Mitarbeiter des Instituts bie-ten Lehrveranstaltungen in den Fakultäten 1 bis 4 an undBachelor-, Master- und Doktorarbeiten werden am JülicherInstitut durchgeführt.

Regulationsmodell des Zentralstoffwechselsvon Corynebacterium glutamicum.

Biotechnologie als Ingenieurdisziplin?Noch bis vor wenigen Jahren endete die ingenieurmäßigeBetrachtung biotechnologischer Produktionsprozesse an derZellwand der eingesetzten Mikroorganismen. Diese wurdenals ein sich selbst reproduzierender Katalysator aufgefasstund im Detail kaum weiter aufgeschlüsselt. Mit dem Auf-kommen der Systembiologie hat sich dies grundlegend geän-dert. Systembiologen verfolgen das Ziel, die komplexen Pro-zesse im Inneren einer lebenden Zelle mit Hilfe der system-wissenschaftlicher - und damit auch ingenieurwissenschaft-licher - Methoden zu beschreiben und zu analysieren. AufGrundlage der so erarbeiteten Modelle werden Vorhersagendarüber getroffen, wie Prozessparameter oder die geneti-sche Ausstattung eines Mikroorganismus verändert werdenmüssen, um hinsichtlich der Produktivität eines Bioprozes-ses optimale Ergebnisse zu erzielen. Die darauf aufbauendesynthetische Biologie versteht sich von vorn herein als In-genieurdisziplin. Hier wird versucht, Mikroorganismen undProteine mit ganz neuen Eigenschaften und Funktionen in-genieurmäßig zu konstruieren und für den Menschen nutz-bar zu machen. Das Jülicher Institut arbeitet sowohl aufdem Bereich der Systembiotechnologie als auch der synthe-tischen Biologie. Hier gibt es für Studenten der Ingenieur-wissenschaften vielfältige Betätigungsmöglichkeiten.

Roboterintegriertes Hochdurchsatz-Prozess-optimierungssystem JUBOS.

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Modellierung biologischer NetzwerkeDie interne Organisationsstruktur einer lebenden Zelle weistbemerkenswerte Parallelen zu einem industriellen Produk-tionsbetrieb auf. Wie in der Automatisierungstechnik fin-det man eine Steuerungshierarchie vor, bei der auf obers-ter Ebene, der genetischen Regulation, grobe Vorgaben fürdas Gesamtsystem gemacht werden, die dann auf der Ebe-ne des Stoffwechsels in Stoffflüsse umgesetzt, der mit Hilfevon Regelkreisen stabilisiert werden. Für die Analyse die-ser Netzwerke und Regelkreise werden dieselben Methodeneingesetzt, wie sie der Ingenieur auch zur Prozessbeschrei-bung einsetzt: hierarchische Modellierung, Stoffbilanzierung,Thermodynamik, Systemdynamik. Gerade Verfahrenstech-niker sind somit bestens vorbereitet, um im Gebiet der Sys-tembiologie zu arbeiten. Die Netzwerkmodelle werden mitHilfe moderner Simulationswerkzeuge umgesetzt und derenParameter auf Grundlage experimenteller Daten bestimmt.Dazu sind informative Experimente mit Hilfe von moder-nen Versuchsplanungs-Algorithmen gezielt zu planen. AufGrundlage der Modelle werden Vorhersagen getroffen undmit Methoden der Optimierung vielversprechende Modifi-kationen am System ermittelt. Dieses Rüstzeug bringt derVerfahrenstechniker aus den Prozesswissenschaften bereitsmit.

Picoliter-Bioreaktor für die Einzellzelluntersu-chung

Miniaturisierung und HochdurchsatzÜber die systemwissenschaftliche Arbeit hinaus haben Inge-nieure am Jülicher Institut vielfältige Aufgaben im Bereichder Durchführung, apparativen Unterstützung und Automa-tisierung von Experimenten. Die Systembiologie erfordertExperimente mit biologischen Systemen unter hochkontrol-lierten Bedingungen bei einem gleichzeitig möglichst hohenDurchsatz. Dies erfordert eine konsequente Miniaturisie-rung und Automatisierung. So werden Mini- und Mikrobio-reaktoren eingesetzt und mit Laborrobotern zu integrier-

ten Systemen zusammengefügt. Auch die Hochdurchsatz-Datengenerierung erfordert Ingenieurkenntnisse. Beispiels-weise werden spezielle Probenahme-Einrichtungen entwi-ckelt, die es erlauben aus einem Bioreaktor mehrere Probenpro Sekunde zu genau definierten Zeitpunkten zu ziehenund zugleich den Stoffwechsel der darin befindlichen Zellenim Subsekunden-Maßstab abzustoppen. Auf diese Weisekönnen dynamische Vorgänge im Stoffwechsel eines Mikro-organismus messtechnisch erfasst werden. Auch die weitereProbenverarbeitung erfordert im hohen Maße Automatisie-rungsschritte.

Einzelzell-BioreaktorenEin neues Forschungsfeld am Jülicher Institut ist die Mi-krofluidik zur Untersuchung einzelner Zellen unter Produk-tionsbedingungen. Damit kann z.B. die Auswirkung unver-meidbarer Inhomogenitäten in industriellen Produktions-Bioreaktoren gezielt untersucht werden. Ein Einzelzell-Bioreaktor ist ein mikrofluidischer Chip, der mit den Metho-den der Mikrosystemtechnik gefertigt wird. Die Zellen wer-den in nur 1 μm großen Strukturen eingefangen und unterdefinierten Bedingungen untersucht. Die dabei produziertenmikroskopischen Videodaten werden mit eigens dafür ent-wickelten Bildanalysealgorithmen automatisch ausgewertet.Dies ist eine große Herausforderung wenn mehrere hundertEinzelzellen gleichzeitig beobachtet werden sollen. Die Zel-len werden dazu mit Methoden der synthetischen Biologieso verändert, dass sie durch optische Signale über ihreninternen Zustand berichten.

ProzessmodellierungDie Modellierung und Simulation von Apparaturen und Pro-zessen gehört ebenfalls zum Arbeitsgebiet der Jülicher Inge-nieure. Ein Beispiel ist die mikrostrukturierte Modellierungund Simulation industrieller Chromatographie-Prozesse, wiesie bei der Aufarbeitung von Proteinen verwendet werden.Eine Chromatographiesäule wird dabei bis in die einzelnenFüllpartikel hinein detailliert abgebildet, um zu untersuchen,wie sich chemische Stoffe auf molekularer Ebene vonein-ander trennen. Die entsprechenden Simulationen sind soaufwendig, dass sie nur noch auf einem Supercomputerdurchgeführt werden können.

VorlesungDie am Institut vertretenen Themenbereiche werden in derLehre in den Fakultät 1 & 4 vertreten von: Prof. Wolf-gang Wiechert, Prof. Marco Oldiges, Dr. Dörte Rother undDr.-Ing. Eric von Lieres. Die für den Ingenieurbereich maß-gebliche Lehrveranstaltung ist die Vorlesung „ComputationalSystems Biotechnology“, die in jedem Sommer als einwöchi-ge Blockveranstaltung angeboten wird. Die Veranstaltungwird sowohl von Ingenieuren als auch von Biotechnologenbesucht. Fehlendes Wissen wird im Vorfeld durch spezielleBrückenmaßnahmen nachgeholt.

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2.4 AVT - Enzymprozesstechnik

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Antje SpießMitarbeiter: 11 wissenschaftliche


Adresse: Worringer Weg 1, Sammelbau BiologieTelefon: 0241/80-23 159

Seit Oktober 2010 verstärkt der Lehrstuhl für Enzympro-zesstechnik (EPT) unter Leitung von Prof. Dr. Ing. Ant-je Spieß die Aachener Verfahrenstechnik. Durch die Aus-gründung der – bis dahin innerhalb der AVT.BioVT erfolg-reich agierenden – enzymtechnischen Arbeitsgruppe wurdedas Profil der AVT weiter geschärft. Dabei hat sich seitseiner Gründung viel getan am jüngsten AVT Lehrstuhl.Starteten anfangs noch 6 Mitarbeiter in eine aufregendeZeit des Lehrstuhlaufbaus und dessen Organisation, küm-mern sich mittlerweile 14 Mitarbeiter um die Etablierungspannender Lehre und Forschung innerhalb der AVT. Dabeibesteht die Arbeitsgruppe aus WissenschaftlerInnen unter-schiedlicher Fachrichtungen, die gemeinsam auf dem Gebietder Biokatalyse forschen. Neben der weiterhin engen Koope-ration mit der AVT.BioVT konnte durch die Berufung vonProf. Dr.-Ing. Antje Spieß in das „Scientific Board” des DWIan der RWTH Aachen e.V. eine weitere enge Kooperationinnerhalb der RWTH aufgebaut werden. Der Schwerpunktder Kooperation liegt dabei auf der Kontrolle und dem De-sign enzymkatalysierter Reaktionen.

Bausteine der Enzymprozesstechnik

Industrielle Bedeutung enzymatischer ProzesseEnzyme werden für eine Vielzahl von Prozessen als Biokata-lysatoren eingesetzt. Neben den bekannten Anwendungen inWaschmitteln spielen sie eine entscheidende Rolle in der or-

ganischen Synthese. Aufgrund ihrer selektiven katalytischenWirkung haben sie ein immenses industrielles Potenzial fürdie Stoffproduktion im Bereich der Feinchemikalien, Phar-maprodukte sowie Treibstoffe und bieten eine große Band-breite potenzieller neuer Synthesewege. Daher investierenheute viele chemische und pharmazeutische Unternehmen indie Entwicklung neuer Enzymsysteme und in die Integrationder Enzymkatalyse in ihre Herstellungsprozesse. Besondersim Zuge des global notwendigen Rohstoffwandels von pe-trochemischen hin zu nachwachsenden Rohstoffen nehmenselektive biokatalytische Prozesse nicht zuletzt wegen ih-rer Nachhaltigkeit und ihrer ökonomischen Effizienz eineSchlüsselposition ein. Diese Entwicklung bringt einen ho-hen Forschungsbedarf mit sich. Um Enzyme für industrielleAnwendungen verwenden zu können, ist ein detailliertesVerständnis der enzymatischen Reaktionskinetiken und derWechselwirkungen von Enzym und Reaktionsmedium not-wendig. Daher werden die Enzymreaktionen experimentellanalysiert und mit Hilfe mechanistischer Modelle abgebil-det. Am Lehrstuhl für Enzymprozesstechnik werden dieReaktionsmechanismen verschiedener industriell relevanterEnzymsysteme erforscht.

Biokatalyse in unkonventionellen MedienEine wesentliche Schwierigkeit für den Einsatz von industri-ellen Enzymsystemen ist die typische Reaktionsführung inWasser, das die natürliche Enzymumgebung darstellt. Was-ser stellt selten ein gutes Lösungsmittel für Substrate darund limitiert so die Produktivität der möglichen Prozesse.Darüber hinaus ist Wasser häufig unverträglich mit weite-ren Reaktionsschritten oder der Produktaufarbeitung undverteuert so die Prozessführung erheblich. Daher sind Bio-katalysatoren, die nicht nur in ihrer natürlichen wässrigenUmgebung aktiv sind, sondern auch in unkonventionellenMedien wie Gasen oder organischen Lösungsmitteln, vonbesonderem Interesse. Damit die Enzyme jedoch auch inunkonventionellen Reaktionsmedien mit einer vergleichba-ren Aktivität und Selektivität funktionieren, ist es notwen-dig, die geeigneten Biokatalysatoren, Lösungsmittel undReaktionsbedingungen zu finden. Am Lehrstuhl AVT.EPTforscht daher ein wissenschaftliches Team aus Natur- undIngenieurwissenschaftlerInnen auf diesem innovativen Ge-biet der enzymkatalysierten Prozesse.

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ForschungsschwerpunkteDie durch Industrie und öffentliche Hand gefördertenForschungsprojekte in der AVT.EPT sind insgesamteng verzahnt. Sie reichen von naturwissenschaftlich-grundlagenorientierten Forschungsthemen bis zur ange-wandten Forschung des Reaktordesigns, um neue Reaktorenund Reaktionssysteme zu entwickeln und zu etablieren. Ne-ben der Forschungsaktivität im Rahmen des Exzellenzclus-ters „Tailor-Made Fuels from Biomass” sind am LehrstuhlAVT.EPT zwei weitere thematische Gruppen tätig.

Reaktorsysteme und -designEinen Schwerpunkt stellt die Entwicklung und Untersu-chung enzymkatalysierter Reaktionen in verschiedenen Re-aktortypen und Reaktionsmedien dar. Viele Biokatalysatorenweisen in organischen Lösungsmitteln keine oder nur einesehr geringe Aktivität auf. Daher wurden Enzymprozesse inwässrig-organischen Zweiphasensystemen entwickelt, in de-nen durch die Immobilisierung in Hydrogelen die Enzymsta-bilität erhöht wird. Bei der Gasphasenkatalyse beeinträchti-gen oftmals hohe Prozesstemperaturen die Enzymstabilität.Ein grundlegendes Verständnis der Deaktivierung ist daherzur Optimierung mehrphasiger Enzymprozesse notwendig.

Enzymnetzwerke und -modellierungenWeitere Projekte beschäftigen sich mit der Modellierungund Untersuchung der Kinetik enzymkatalysierter Reakti-onsnetzwerke, um ein quantitatives Verständnis der Reak-tionsschritte zu erlangen. Durch die Formulierung mecha-nistisch basierter Modellansätze mit akkuraten Parameternkann ein Beitrag zur Aufklärung der Struktur-Funktions-Beziehung unterschiedlicher Enzyme geleistet werden.

Zwei-Phasen-Reaktor

Mitarbeit am LehrstuhlFür die vielfältige Forschungsarbeit am Lehrstuhl AVT.EPTist immer die Mitarbeit von Studierenden erwünscht undauch notwendig. Über Abschlussarbeiten, Forschungsprak-tika oder als studentische Hilfskräfte sind eine Vielzahl vonStudierenden direkt in die Forschung eingebunden. Durchdie Mitarbeit bekommen die Studierenden die Möglichkeit,neue Kenntnisse im Bereich der Entwicklung und Anwen-dung enzymatischer Prozesse zu erwerben und neue krea-tive Konzepte zur Auslegung von Reaktoren zu entwerfen.Absolventen im Bereich der Biokatalyse werden stark nach-gefragt und können nach Studienabschluss mit sehr gutenBeschäftigungsaussichten rechnen.

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2.5 AVT - Mechanische Verfahrenstechnik

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Michael ModigellMitarbeiter: 9 wissenschaftliche



Der Lehrstuhl der mechanischen Verfahrenstechnik be-fasst sich mit den Bereichen Umwelt- und Energietechnik,Untersuchung von Grenzflächenphänomenen und Rheolo-gie. Hierbei erstreckt sich das Spektrum von Grundlagen-untersuchungen zum Verständnis des Stofftransportes bishin zur anwendungsorientierten Prozess- und Apparateent-wicklung unter ingenieurwissenschaftlichen Aspekten. DieTätigkeiten der Arbeitsgruppe umfassen daher sowohl nu-merische Simulationen und Modellierungen von Prozessenund Strömungsvorgängen als auch vielfältige experimentelleUntersuchungen. Die Forschungsschwerpunkte lassen sichin folgende Themengebiete unterteilen:

1. Sauerstoffleitende Membranen für den Einsatz inOxyfuel-KraftwerksprozessenCarbon Capture and Storage (CCS) bezeichnet die Abtren-nung und (geologische) Speicherung von CO2 aus fossilgefeuerten Kraftwerken. Als eine vielversprechende CCS-Techniklinie gilt die Oxyfuel-Verbrennung, bei der der Brenn-stoff anstelle von Luft mit reinem Sauerstoff und rezirkulier-tem Rauchgas verbrannt wird. Somit entsteht ein Rauchgas,das zu einem hohen Anteil aus CO2 besteht und mit verhält-nismäßig geringem Aufwand für eine Einlagerung konditio-niert werden kann.

Membrananlage zur Sauerstoffabtrennung ausLuft

Eine Alternative zur energieintensiven Sauerstoffbereit-stellung durch kryogene Luftzerlegung bieten gemischt-leitende keramische Membranen, welche bei hohen Tem-peraturen selektiv sauerstoffleitfähig sind. Die MVT istPartner in zwei Verbundvorhaben (Oxycoal-AC und Mem-Brain), in denen der Einsatz von Membranen in Oxyfuel-Kraftwerksprozessen erforscht und vorangetrieben wird.Hierbei steht neben einer effizienten Integration der Mem-bran in den Kraftwerksprozess auch die Entwicklung einerDemonstratoranlage im Fokus der Aktivitäten.

2. Analyse und Simulation von Hochtemperaturpro-zessenDrehrohröfen werden in der chemischen und der Grundst-offindustrie eingesetzt, um Reaktionen mit Feststoffen beihohen Temperaturen kontinuierlich durchzuführen z.B. beider Herstellung von Zement, Kalk oder anorganischen Pig-menten. Bei den verschiedenen Prozessen, die in Dreh-rohröfen realisiert werden, laufen vielfältige Stoffumwand-lungsvorgänge ab, wie Trocknung, chemische Reaktion oderPartikelbildung. Dazu treten im Betrieb häufig Brennstoff-,Last- oder Produktwechsel sowie schwankende Eigenschaf-ten der Einsatzstoffe auf, die einen dynamischen Anlagenbe-trieb erzwingen. Diese Störungen müssen durch eine geeig-nete Ofenfahrweise ausgeglichen werden, um eine gleichblei-bende Produktqualität zu gewährleisten. Zur Beschreibungeines Drehrohrofens wird daher bei der MVT ein mechanis-tisches Prozessmodell entwickelt, mit dem Temperatur- undKonzentrationsverläufe und die Produktqualität im Ofen-inneren berechnet werden können. Die berechneten Wer-te können dem Betriebspersonal als zusätzliche Informationüber den Betriebszustand zugänglich gemacht werden undso eine effizientere Ofenfahrweise unterstützen. Das Pro-zessmodell kann zusätzlich für Simulationsstudien verwendetwerden, mit deren Hilfe die für eine Produktion von neuenProduktqualitäten nötigen Betriebsversuche reduziert wer-den können.

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3. Biosolare WasserstoffproduktionBei Sonneneinstrahlung produzieren Purpurbakterien Was-serstoff aus Wasser und organischen Substraten. Ziel derArbeiten in der MVT ist die Entwicklung eines geeignetenReaktor- und Prozesskonzeptes um diesen Effekt technischzur Wasserstoffgewinnung zu nutzen. Ein Aspekt dieserArbeiten ist die Untersuchung der Prozessbedingungen beiverschiedenen Substraten. Die Experimente hierzu werdensowohl im Labor als auch am Freilandreaktor durchgeführt.Der zweite Aspekt ist die Optimierung der Gestaltung diesesReaktors durch hydrodynamische Experimente und numeri-sche Simulation.

5. Rheologie teilerstarrter metallischer LegierungenIm Vergleich zu konventionellen Formgebungsverfahren wieGießen und Schmieden werden beim Sonderformgebungs-verfahren „Thixoforming” Legierungen im teilerstarrten Zu-stand verarbeitet. In diesem Zustand ist das Material teilsflüssig, teils fest und besitzt daher außergewöhnliche Fließei-genschaften, die die Herstellung komplexer Bauteilgeometri-en (z.B. in der Automobilindustrie) ermöglicht. Diese Fließ-eigenschaften werden in der MVT untersucht und model-liert.

Teilerstarrte Metalllegierung

Dazu werden in interdisziplinärer Zusammenarbeit mitanderen Instituten Hochtemperatur-Rheometer entwickelt,die die Viskositätsmessung bei Temperaturen bis 1700°Cermöglichen. Das entwickelte mathematische Stoffmodellwird in kommerzielle Software implementiert und zur nume-rischen Simulation der Strömungsvorgänge beim Thixofor-mingprozess verwendet.

6. Stofftransport im RieselfilmApparate zur Stoff- und Wärmeübertragung in Mehrpha-sensystemen sind häufig so gestaltet, dass sich die flüssigePhase als dünner, welliger Film ausbildet. Durch die welli-ge Oberfläche lässt sich der Stofftransport gegenüber einerglatten Filmströmung erheblich steigern. Die zugrunde lie-genden kinetischen Phänomene sind im Detail noch nichtverstanden. Zu deren Aufklärung sind zeitlich und örtlichhoch aufgelöste Messungen zur Verteilung eines trans-portierten Stoffes im Film notwendig. Dies geschieht amLehrstuhl anhand der Messmethode der laser-induziertenLumineszenz, bei der die Emissionen eines zuvor angereg-ten optischen Indikators Ortsauflösungen von 20 - 30 μmermöglichen.

Bachelor-, Master- und ProjektarbeitenIn allen vorgestellten Forschungsbereichen sind wir auf dieMithilfe von Studierenden angewiesen, sei es in Form vonHiWi-Stellen oder studienbegleitenden Arbeiten. Interessan-te Themen finden Sie auf unserer Webseite oder durch di-rekten Kontakt mit den Lehrstuhlmitarbeitern.

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2.6 AVT - Molekulare Simulationen und Transformationen

Leitung: Junior Prof. Ahmed E. Ismail, Ph.DMitarbeiter: 5 wissenschaftliche

6 studentische HilfskräfteAdresse: Schinkelstraße 2, 52062 AachenTelefon: 0241/80-99128

Die Juniorprofessur “Multiskalen Modellierung Molekula-rer Transformationen (MST)” begann im März 2010 mitder Ernennung von Ahmed E. Ismail als Juniorprofessor inMaschinenbau an der RWTH Aachen University. Die MST-Arbeitsgruppe ist Teil des Exzellenzclusters Maßgeschnei-derte Kraftstoffe aus Biomasse. Sie ist auch der AICESGraduiertenschule für Computational Engineering Sciences(CES) angehörig.

ForschungsschwerpunkteObwohl wir stark mit der Welt auf makroskopischer Ebeneinteragieren, finden viele wichtige physikalische, chemischeund biologische Prozesse auf molekularer Ebene statt. ZumBeispiel hängen alle Reaktionen, von der Katalyse bis zurPhotosynthese und Zellatmung, von der Struktur und Wech-selwirkung der einzelne Moleküle ab. Mit molekularen Simu-lationen können wir die thermodynamischen, dynamischenund technischen Eigenschaften von Materialien erforschen,und engere Verbindungen zwischen theoretischen Vorhersa-gen und experimentellen Ergebnissen knüpfen. MolekulareSimulationen finden unter anderem Anwendung bei DrugDesign, Nanopartikelherstellung, Verbrennung, Luft- undRaumfahrt, und in vielen anderen Bereichen in Forschungund Industrie.

Moleküldynamiksimulationen von ZelluloseauflösungDie Auftrennung von Lignocellulose-Biomasse in ihren Kom-ponenten Zellulose, Lignin und Hemizellulose ist die größteHerausforderung um Brennstoff-Produktion aus Zellulose-Biomasse ökologisch und wirtschaftlich durchführbar zu ma-chen. Ionische Flüssigkeiten und Medien wie “Organocat”und “Organosolv” wurden als potenzielle Lösungsmittel fürBiomasse vorgeschlagen, aber die Mechanismen, wie die-se Materialien auf molekularer Ebene arbeiten, sind nochnicht gut verstanden. Wir verwenden Molekulardynamik-Simulationen um die strukturellen, thermodynamischen undTransporteigenschaften der Lösungsmittel-Medien sowohlisoliert als auch in Interaktion mit Wasser und Zellulosezu untersuchen. Durch die Beobachtung der Änderungenin der chemischen Struktur des Lösungsmittels im Prozess,

geben wir Empfehlungen zu Verarbeitungsbedingungen undLösungsmittelwahl, welche die Effizienz und Effektivität derAuftrennung verbessern. Zudem entwickeln wir durch Kopp-lung der atomistischen Berechnungen mit “grobkörnigen”Methoden, wie kinetische Monte Carlo Techniken, mathe-matische Modelle für die Simulation der Auflösung der ge-samten Zellstoffbündel. Diese Modelle werden qualitativeund quantitative Vorhersagen des Verhaltens liefern, die in-nerhalb des Excellenzclusters Tailor-Made Fuels from Bio-mass mit den Ergebnissen von Experimenten der Kollegenverglichen werden können.

Eine Kette ionischer Flüssigkeiten (orange,grüne und rote Kugeln) umschließt ein Zellu-losemolekül

Struktur und Dynamik von GrenzflächenViele interessante physikalische und technische Vorgän-ge finden an Grenzflächen zwischen Materialien statt,besonders an Flüssigkeits-Dampf-Schnittstellen auf derFlüssigkeits-Festkörper-Grenzfläche, oder wo mehrere Flüs-sigkeiten oder Feststoffe in Berührung kommen.

Aktuelle Forschung in diesem Bereich ist die Untersu-chung des Phänomens des sogenannten “Superspreading”.Dieser Effekt tritt bei bestimmten Tensiden auf, die in derLage sind, die Oberflächenspannung von Wasser so stark zuverringern, dass die Benetzungseigenschaften auf verschie-densten Oberflächen vollständig Verändert werden.

Problematisch ist allerdings die starke Toxizität dieserMaterialien, was die Notwendigkeit hervorbringt, umwelt-freundliche Alternativen mit gleichen Eigenschaften zu fin-den. Deshalb forschen daran, wie die chemische Strukturdieser Tenside die Oberflächenspannung und damit die Aus-

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breitung auf Oberflächen direkt beeinflusst. Diese Arbeitwird dazu genutzt um die Eignung mehrerer verschiedenerSimulationstechniken für die Simulation des Verhaltens anGrenzflächen zu untersuchen. In Zusammenarbeit mit Ro-ger Sauer (AICES) untersuchen wir, wie sich Moleküldyna-miksimulation und Kontinuumsmechaniksimulation verbin-den lassen um die Struktur und Dynamik von Polymerbürs-ten zu erforschen Diese Materialien, die als Beschichtungs-und Gleitmittel verwendet werden, weisen eine Reihe von Ei-genschaften auf, die denen von typischen Polymerschmelzenoder -lösungen sehr verschieden sind. Die systematische Be-stimmung des Verhaltens dieser Materialien ist aufgrund dergroßen Längen- und Zeitskalen sehr komplex; zudem musseine große Anzahl an Freiheitsgraden, wie “Bürstendichte”,Kettenlänge der “Bürstenhaare” und die chemische Zusam-mensetzung des Polymers berücksichtigt werden.

Molekulare und Finite-Elemente Simulationeneiner Kugel, die in eine Polymerbürste drückt

Bessere Algorithmen für molekulare SimulationenNeben der reinen Anwendung, arbeiten wir auch an der Ent-wicklung besserer Methoden, die uns genauer und effizienterzu den Ergebnissen führen als dies mit bestehenden Toolsmöglich ist. So haben wir beispielsweise die erste Implemen-tierung eines “particle-particle-particle-mesh” Solvers für die

Langstrecken-Dispersion Wechselwirkungen zwischen unge-bundenen Atomen durchgeführt und erfolgreich eingesetzt.Derzeit arbeiten wir an der Entwicklung noch effizientererWerkzeuge, wie z. B. eines linearen Zeit-Solvers der diekürzlich eingeführten mehrstufigen Summation-Methodenaufgreift. Weitere Techniken sind aber erforderlich, um ato-mistische Simulationen bei größeren Längen- und Zeitskalenzu ermöglichen. Selbst mit den Fortschritten in RichtungExascale Computing, sind wir heute mit atomistischen Si-mulationen nur in der Lage Modellierungssysteme in derGrößenordnung von zehn Nanometern und Mikrosekun-den durchzuführen. Um diese Einschränkungen umzugehen,entwickeln wir Methoden, die es durch “multiresolution-adaptive refinement” ermöglichen die Detailtiefe in einer Si-mulation zu beschränken. Im Gegensatz zu herkömmlichenMehrskalenmethoden sind diese Methoden anpassungsfähigin Hinblick auf eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme undbieten integrierte Strategien sowohl für die Grob-Körnungals auch für Reverse-Mapping-Verfahren. Auch diese Ver-fahren sind sehr effizient und ermöglichen einen hohen Gradan Vergröberung, so dass Hunderte von Wiederholungsein-heiten eines Polymers zu einem einzigen “Körper” zusam-mengefasst werden können.

Ihre Mitarbeit an der AVT.MSTBei allen Forschungsprojekten können Sie im Rahmen vonProjekt- und Abschlussarbeiten mitwirken, auch vor Ort beiunseren Partnern in der Industrie. Zusätzlich können Sie sichjederzeit in einem persönlichen Gespräch oder durch unseraktuelles Angebot im Internet näher über Forschung undLehre, sowie Mitarbeitsmöglichkeiten an unserem Lehrstuhlinformieren.

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2.7 AVT - Prozesstechnik

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang MarquardtMitarbeiter: 31 wissenschaftliche

6 nichtwissenschaftliche5 Azubis56 studentische Hilfskräfte


Als ein Teilgebiet der Verfahrenstechnik werden in derProzesstechnik Produktionsprozesse ganzheitlich entwi-ckelt, betrieben, analysiert und verbessert. Dabei sind ver-schiedene, oft sogar widersprüchliche Kriterien, wie bei-spielsweise Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und Sicherheitabzuwägen und im Sinne eines Kompromisses zu einemOptimum zu führen. Diese Zielsetzung erfordert eine pro-blemübergreifende Behandlung, wo heute oft noch isolierteAufgabenstellungen betrachtet werden. Beispielsweise kanndas volle wirtschaftliche Potential einer Prozessoptimierungnur ausgeschöpft werden, wenn auch die Wechselwirkungender einzelnen Teilschritte mit den vor- und nachgeschaltetenEinheiten sowie den sich dynamisch ändernden Marktbedin-gungen berücksichtigt werden.

Die wissenschaftliche Arbeit in der Prozesstechnik kon-zentriert sich auf die Entwicklung und Anwendung möglichstallgemeiner Methoden zur Lösung verfahrenstechnischerProbleme. Diese Methoden basieren häufig auf der Nachbil-dung des Prozessverhaltens mit Hilfe mathematischer Mo-delle, um mittels einer Simulation auf dem Computer daszu erwartende Verhalten des Prozesses vorauszuberechnen.Das Simulationsmodell dient somit als ein virtuelles Expe-riment, mit dem sich schnell und kostengünstig Einsichtin den Prozess gewinnen lässt. Neben der Modellbildungund der Bereitstellung modellgestützter Entwurfsmethodensteht auch die Weiterentwicklung leistungsfähiger Software-Werkzeuge, wie Simulatoren oder Optimierer im Fokus un-serer Forschung.

ForschungsschwerpunkteNeben unserer überwiegend theoretischen Forschungsarbeitkommt der praktischen Erprobung der in den Projektenentwickelten Methoden große Bedeutung zu, so dass imRahmen von Forschungskooperationen mit Industrie undHochschulpartnern experimentelle Untersuchungen durch-geführt werden. Laufende Forschungsprojekte an der AVT-Prozesstechnik lassen sich anhand von drei Schwerpunktendarstellen.

1. Modellgestützte experimentelle AnalyseReaktion, Wärme- und Stofftransport bestimmen in erheb-lichem Maße das Verhalten industrieller Prozesse. Leider istunser Verständnis solcher Phänomene immer noch sehr be-grenzt. Wenn ein Fortschritt in der Modellierung dieser Phä-nomene erreicht wird, können modellbasierte Methoden inder Verfahrenstechnik zum günstigen Entwurf, sicheren Be-trieb und der Optimierung von Prozessen und Produktenausgenutzt werden. In diesem Forschungsschwerpunkt ver-suchen wir, aus experimentell zugänglichen Daten auf die zu-grundeliegenden physikalisch-chemisch-biologischen Phäno-mene zu schließen. Neuartige Verfahren zur Auswertung derMessdaten werden an technisch relevanten Fragestellungenentwickelt und erprobt. Die durchzuführenden Experimen-te werden optimiert und dann entweder in enger Zusam-menarbeit bei unseren Partnern oder in den Bereichen derMeerwasserentsalzung und des Biomasseaufschlusses aucham eigenen Lehrstuhl durchgeführt.

Modellgestützte EXperimentelle Analyse einermehrphasigen Reaktionskinetik

Darüber hinaus erstreckt sich die Forschung von der Iden-tifikation von Lösungsmitteln für chemische Reaktionenüber die Untersuchung von Polymerreaktionen und die Ent-wicklung funktioneller Mikrogele bis hin zur Untersuchungder Verbrennungseigenschaften neuartiger Biokraftstoffeund der Vorhersage von Stoffeigenschaften auf Basis dermolekularen Struktur.

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2. ProzesssyntheseDer optimale Entwurf von Reaktions- und Trennsystemenist für die Qualität und Ökonomie von Produktionsprozessenvon entscheidender Bedeutung. Hierbei sind insbesonderedie Auswahl und Verschaltung einzelner Grundoperationenund deren optimale Dimensionierung und Betriebsweise zubestimmen. Im Rahmen des Forschungsschwerpunkts wer-den deshalb modellgestützte Techniken für Entwurf, Analyseund insbesondere die Optimierung solcher verfahrenstech-nischer Reaktions- und Trennprozesse verwendet. Hierzuwerden Modelle einzelner Grundoperationen wie der De-stillation, Extraktion oder Pervaporation in verschiedenenModellierungstiefen formuliert sowie Lösungsstrategien fürdie Optimierung von einzelnen Grundoperationen bis hin zuganzen Fließbildern entwickelt und an industriell relevantenBeispielen erprobt.

3. Optimierungsbasierte ProzessführungEine intelligente Prozessführung ist eine Grundvorausset-zung um Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und eine optimaleProduktqualität beim Betrieb einer Anlage zu gewährleis-ten. Beispielsweise möchte man bei der Polymerherstellungeine Betriebsweise des Reaktors bestimmen, welche auch

bei sich ändernden Randbedingungen wie beim Rohstoff-wechsel eine möglichst hohe Ausbeute und Produktreinheitermöglicht, ohne dabei aber Sicherheitsgrenzen (beispiels-weise des maximal zulässigen Reaktordruckes) zu verletzen.Am Lehrstuhl werden hierzu Methoden und Verfahren, diedie Beantwortung derartiger Fragestellungen unterstützen,entwickelt und zum Teil in Softwarewerkzeuge umgesetzt.Ein Beispiel ist das Werkzeug DyOS zur dynamischen Op-timierung sowie die OptoEcon-Toolbox zur ökonomischenmodellprädiktiven Prozessregelung. Eine enge Zusammen-arbeit mit der AVT.SVT-Forschung im Bereich der globalenOptimierung ermöglicht darüber hinaus Prozessführungs-ansätze mit erhöhter Robustheit bezüglich unerwarteterStörungen.

Ihre Mitarbeit an der AVT.PTBei allen Forschungsprojekten können Sie im Rahmen vonProjekt- und Abschlussarbeiten mitwirken, auch vor Ort beiunseren Partnern in der Industrie. Zusätzlich laden wir Sieherzlich ein, sich in einem persönlichen Gespräch oder durchunser aktuelles Angebot im Internet näher über unserenLehrstuhl sowie über die vielfältigen Möglichkeiten für stu-dentische Arbeiten und Hiwi-Positionen zu informieren.

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2.8 AVT - Systemverfahrenstechnik

Leitung: Prof. Alexander Mitsos, Ph.D.Mitarbeiter: 12 wissenschaftliche

1 nichtwissenschaftlicheAdresse: Turmstraße 46, 52064 AachenTelefon: 0241/80-97717

Der Lehrstuhl für Systemverfahrenstechnik (AVT.SVT)wurde im Jahr 2012 gegründet und steht unter der Leitungvon Herrn Prof. Alexander Mitsos. Prof. Mitsos wechseltevom MIT zur RWTH, wo er zuvor der Rockwell InternationalAssistant Professor für Maschinenbau war.

Die Systemverfahrenstechnik (Process Systems Enginee-ring) befasst sich mit rechnergestützten Methoden für dieVerfahrenstechnik, d.h. Modellierung, Simulation und Opti-mierung. Ziele sind insbesondere Prozessentwurf (ProcessSynthesis), Prozessoptimierung (Process Optimization),Prozessregelung und Prozessführung (Process Control).

ForschungsschwerpunkteDer Fokus der Forschung der AVT.SVT liegt in der optima-len Auslegung neuartiger chemischer Prozesse und Energie-systeme, basierend auf bestehenden und neuen Design- undOptimierungsmethoden. Parallel dazu besteht ein methodi-sches Interesse in der Entwicklung von Optimierungsalgo-rithmen und deren Anwendung auf reale Prozesse. Dabeiwerden eine Reihe von chemischen Prozessen und Energie-systemen in Betracht gezogen, mit einem besonderen Fokusauf Sonnenwärmekraftwerken, Meerwasserensalzungsanla-gen, sowie CO2-Abscheidung und -Speicherung. Im Bereichder Optimierung liegt der Schwerpunkt auf der determi-nistischen globalen Optimierung. Neben dem gemeinsamenArbeiten in unserem Team bestehen RWTH-interne undexterne Kooperationen. Eine besonders starke Verbindungbesteht zur AVT.PT (Leitung Prof. Marquardt): Wir teilenLehraufgaben, administratives Personal und unterhalten ge-meinsame Forschungsprojekte.Im Folgenden werden exemplarische Forschungsprojekte an-gegeben; Genaueres ist auf der AVT-Webseite zu lesen.

Konzentrierte SolarthermieDie Sonne liefert ein Vielfaches der aktuell auf der Erde be-nötigten Energie, trägt aber momentan nur einen Bruchteilzur Stromversorgung bei. Sonnenwärmekraftwerke habendas Potential nachhaltig und günstig elektrische Energie zuproduzieren, allerdings müssen zur vollen Nutzung diesesPotentials noch einige Herausforderungen gemeistert wer-den. Die AVT.SVT arbeitet mit modernsten Simulations-und Optimierungsalgorithmen, um neue Technologien zu

entwerfen und bestehende zu optimieren. Dabei liegt derFokus auf Systemen mit Speicherkapazitäten und deren op-timaler Auslegung, Betriebsführung und Intergration in dasbestehende Stromnetz.

Meerwasserentsalzung und Strom-Wasser KoproduktionIn verschiedensten Teilen der Welt werden Meerwasserent-salzungsanlagen in steigendem Maße verwendet um derKnappheit an Süßwasser zu begegnen. In diesem Bereicharbeiten wir an Projekten, die verschiedenste Energiequel-len und Entsalzungstechniken miteinander verknüpfen. Einbesonderes Interesse ist die Verknüpfung von Entsalzungs-anlagen mit zeitlich veränderlichen erneuerbaren Energien,wie etwa Windkraft, um deren stark schwankenden Einflussauf das Stromnetz zu verhindern. Dabei untersuchen wirneue Integrationsmethoden und neuartige Hybridsysteme(thermisch-thermisch und thermisch-mechanisch).

CO2-Abscheidung und -Speicherung (CCS)Trotz der Fortschritte im Bereich erneuerbarer Energienwerden fossile Kraftstoffe als der Hauptenergielieferant dernächsten Jahre oder gar Jahrzehnte angesehen. Um diedamit verbundenen CO2-Emissionen in die Atmosphäre zubegrenzen, sind CO2-Abscheidung und -Speicherung von im-mer größerem Interesse. Wir haben uns auf die so genannteOxy-Fuel Verbrennung spezialisiert, bei der der Sauerstoffvon der Luft abgetrennt wird und die Verbrennung so ineiner stickstofffreien Atmosphäre stattfindet; das ermög-licht die Abscheidung von CO2 durch Kondensation. DerNachteil dieser Technik ist die aufwendige Trennung vonSauerstoff und Luft.

Globale Optimierung: Theorie & AlgorithmenViele Prozesse führen zu nicht-konvexen Optimierungspro-blemen, die oftmals ganzzahlige und dynamische Variablenenthalten. Bestehende Algorithmen reichen oft nicht ausoder sind unpassend, sodass wir verbesserte oder gänzlichneue Methoden entwickeln. Ein spezieller Fokus liegt da-bei auf besseren konvexen Relaxationen und eingebettetenProgrammen (bilevel und semi-infinite Programme). Wirwenden unsere Algorithmen auf die oben erwähnten Gebieteder Systemverfahrenstechnik an und auf verwandte Gebiete,

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wie etwa chemische Thermodynamik, reaktive Flüsse undSignalpfade in biologischen Zellen.

Systemverfahrenstechnik für PolymerisationsprozesseAus dem Blickwinkel der Systemverfahrenstechnik werdenMethoden zur Messung, Modellierung, Optimierung undRegelung verschiedener Polymerisationsprozesse entwickelt.Zur Messung dieser Prozesse werden in-line Raman- undIR-Spektren aufgenommen, um unter Anwendung von Indi-rect Hard Modeling Prozessgrößen wie den Reaktionsfort-schritt zu quantifizieren. Außerdem werden Semi-Batch-Polymerisationsprozesse zum einen offline optimiert undzum anderen werden dynamische echtzeitfähige Optimie-rungsstrategien für die robuste Regelung entwickelt, fürwelche man gute Modelle der Prozesse braucht. Bei al-len Themen besteht eine enge Zusammenarbeit mit derAVT.PT.

Ihre Mitarbeit an der AVT.SVTFür unsere Forschung suchen wir jederzeit engagierte wis-senschaftliche Mitarbeiter, studentische Hilfskräfte sowieBearbeiter für spannende Bachelor-, Studien- und Master-arbeiten. Weitere Informationen zu unserem aktuellen The-menangebot finden Sie auf unserer Webseite. Bei Interessestehen wir Ihnen gern für ein persönliches Gespräch zur Ver-fügung.

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2.9 AVT - Thermische Verfahrenstechnik

kommissarische Leitung: Prof. Dr.-Ing. Antje SpießMitarbeiter: 9 wissenschaftliche


Adresse: Wüllnerstraße 5, 52062 AachenTelefon: 0241/80-95490

Aufgaben der Thermischen VerfahrenstechnikDie Thermische Verfahrenstechnik beschäftigt sich mit derAuftrennung oder der An- bzw. Abreicherung von Kompo-nenten in einem Gemisch. Die dafür notwendigen Grund-operationen werden als thermische Trennverfahren bezeich-net. Beispiele mit Bezug zum täglichen Leben sind dasKaffeekochen, bei dem im Wesentlichen Aroma- und Farb-stoffe aus gerösteten Kaffeebohnen extrahiert werden unddie Branntweinherstellung durch Destillation, bei der Alko-hol und Aromastoffe aus einer trüben Fermentationsbrühe ineiner klaren wässrigen Lösung - dem Schnaps - angereichertwerden. Destillation und Extraktion sind die am häufigstenin der Industrie angewendeten thermischen Trennverfahren.

Die Bedeutung dieser Trennverfahren insgesamt rührtdaher, dass in vielen Prozessschritten keine reinen Stoffeerzeugt werden oder Verunreinigungen eine folgende Pro-zessstufe wesentlich beeinträchtigen würden, so dass da-mit Trennschritte unerlässlich werden. Das Potenzial derthermischen Trennverfahren wird auch deutlich, wenn manbedenkt, dass in ihnen typischerweise rund 80% der Ener-gie eingesetzt werden muss, die für den Betrieb des Ge-samtprozesses benötigt wird. Es gilt also, die thermischenTrennverfahren optimal auszulegen und zu betreiben, um einverfahrenstechnisches Produkt wirtschaftlich zum Erfolg zuführen.

Um hier der Industrie praktikable Hilfsmittel bereitzustel-len, beschäftigen wir uns am Lehrstuhl damit, geeignete auf-einander abgestimmte experimentelle Methoden und Simu-lationstechniken zu entwickeln. Für den industriellen Einsatzmuss z.B. die für ein Experiment benötigte Menge an Sub-stanz möglichst gering und die Messungen müssen ausrei-chend schnell durchführbar sein. Andererseits sind geeigneteSimulationsmethoden zu entwickeln, die basierend auf denso gewonnenen Informationen über die Stoffeigenschafteneine sichere Vorhersage des Verhaltens technischer Anlagenerlauben.

Das ForschungskonzeptUm eine solche Vorhersage über viele Größenskalen aus demLabor zu Apparaten von bis zu 100 m Größe sicher zu er-lauben, müssen die zu Grunde gelegten Modelle das Stoff-verhalten korrekt abbilden. Dies stellen wir dadurch sicher,dass wir das vorhandene Wissen auch über noch kleinereGrößenskalen sinnvoll mit nutzen. Daraus ergibt sich dasdargestellte Forschungskonzept.

AVT-TVT-Forschungskonzept

Für unsere Forschung ist dabei insbesondere die Größens-kala der Tropfen und Blasen als die kleinste Stofftransport-Einheit in einem technischen Apparat besonders relevant,da diese ideal im Labor untersucht werden kann. Hier habenwir standardisierte Messzellen entwickelt, auf deren Ergeb-nissen aufbauend es z.B. bereits gelungen ist, das Verhaltenvon Extraktionskolonnen genau vorherzusagen. So wird derbisher nötige aufwändige und daher teure Technikumsver-such ohne Einschränkung der Auslegungssicherheit überflüs-sig. Ein ganz aktuelles Thema ist der Einsatz thermischerTrennverfahren für Rohstoffe aus Biomasse, die sich z.B.durch höhere Viskositäten auszeichnen.

Daneben beschäftigen wir uns mit der Dispersionstren-nung und der Destillation. Insgesamt ist es dabei immerdas Ziel, für die Industrie handhabbare Auslegungsmetho-den durch die beispielhaft dargestellte Verknüpfung von ein-fachen Experimenten und detaillierten Simulationen zu ent-werfen und kontinuierlich weiterzuentwickeln. Entsprechendkooperieren wir national und international mit den Unter-

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nehmen, bei denen thermische Trennverfahren eingesetztwerden. Dies ist insbesondere der gesamte Chemiebereich,aber auch unter anderem die Umwelt- sowie die Lebensmit-teltechnik. Neben der Zusammenarbeit mit großen Unter-nehmen (z.B. Bayer, BASF, Evonik-Degussa, DSM, Lonza,Sulzer) pflegen wir auch besonders regional Kooperationenmit kleineren und mittelständischen Unternehmen.

Tropfen bestimmen das Verhalten von Extrak-tionskolonnen

LehrangebotIn den Vorlesungen der Thermischen Verfahrenstechnik wer-den die für die berufliche Praxis nötigen Kenntnisse zu denTrennverfahren vermittelt. Dazu gehören auch die entspre-chenden Grundlagenkenntnisse insbesondere im Bereich derGemischthermodynamik, die aber auch in den anderen Be-

reichen der Verfahrenstechnik, z.B. bei Reaktionen wichtigsind. Ziel bei allen Vorlesungen ist es, die Anschauung für dieZusammenhänge so zu vermitteln, dass später im Beruf ei-nerseits sicher die genauen Auslegungsmethoden beherrschtwerden, andererseits aber auch „aus dem Bauch heraus” diewesentlichen Zusammenhänge intuitiv erfasst werden kön-nen. Wir bieten entsprechende Studien- und Diplomarbeitenan, in denen auch in Kooperation mit unseren Industriepart-nern verfahrenstechnisches Wissen praktisch vertieft werdenkann.

Zudem bieten wir die Branntwein-AG an, in der anhandeines einfachen verfahrenstechnischen Beispieles außerhalbdes Lehrplanes die unterschiedlichen Aktivitäten des Verfah-rensingenieurs praktisch erprobt werden können.

Branntwein AG: Spaß als Verfahrensingenieur

Hier können Erfahrungen zur Projektplanung und -abwicklung genauso wie zum Umgang mit Behörden ge-sammelt werden. Die erfolgreiche Teilnahme wird mit einemZertifikat bestätigt. Daneben soll die Veranstaltung Spaßmachen und ein schmackhaftes Ergebnis liefern.

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2.10 Die AVT im Exzellenz-Cluster TMFB

Die Verknappung fossiler Brennstoffe und Sorgen ummögliche Folgen des Klimawandels haben zur verstärktenSuche nach Alternativen zu erdölbasierten Kraftstoffen ge-führt. Vor allem das Stichwort Elektromobilität wird seiteinigen Jahren als eine zukunftsträchtige Strategie angese-hen, allerdings verhindert bis jetzt die niedrige Energiespei-cherdichte der Batterien eine breite Anwendung. Von daherwerden chemische Energieträger, im Idealfall aus nachwach-senden Rohstoffen, auch weiterhin eine wichtige Rolle alsKraftstoff für mobile Antriebe spielen.

Die TMFB-Bioraffinerie als LEGO-Modell

Biokraftstoffe, wie Ethanol oder Biodiesel, fanden ihrenWeg an die Zapfsäulen. Doch mit teils niedriger Effizienz,unbefriedigender CO2-Einsparung und einer Konkurrenz mitder Nahrungsmittelindustrie waren diese Biokraftstoffe ers-ter Generation noch keine optimale Lösung. Einige dieserProbleme lösten bereits die Biokraftstoffe der so genann-ten zweiten Generation, die anders als ihre Vorgänger ausder gesamten Biomasse der Nutzpflanzen hergestellt wer-den. Der Exzellenz-Cluster Tailor-made fuels from biomassgeht hier noch einen Schritt weiter: Das Ziel des Clustersist nicht nur, bestehende Kraftstoffe durch nachwachsen-de Rohstoffe zu ersetzen, sondern vielmehr einen genaudefinierten Kraftstoff zu entwickeln, dessen gewünschtenEigenschaften und Zusammensetzung von Anfang an inder Erforschung berücksichtigt werden. Durch direkte ka-talytische Umsetzungen wird so mit minimalem Energie-und Stoffverlust ein maßgeschneiderter Kraftstoff herge-stellt, der die natürlichen Ressourcen optimal ausnutzt. Seit2007 arbeiten 22 verschiedene Forscherteams der RWTHAachen, das Fraunhofer Institut für Molekularbiologie undangewandte Ökologie und das Max-Planck Institut für Koh-leforschung an diesem interdisziplinären Projekt. Vor kurzemwurde die Finanzierung des Projekts in einer zweiten För-derungsrunde bis 2017 sichergestellt. Auch die AVT ist imCluster vertreten und forscht unter Anderem in den Berei-chen Biomasse-Auftrennung, Bio-Katalytische Umwandlungund Kraftstoffentwicklung.

Der TMFB-Ansatz: Die 3. Generation der Bio-kraftstoffe

Eine der größten Herausforderungen bei der Umset-zung von Biomasse zum gewünschten Kraftstoff ist derhohe Sauerstoffgehalt der Lignozellulose. Während fossi-le Energieträger üblicherweise sauerstofffrei sind, erfordertdie Entfernung des Sauerstoffs aus der Biomasse großeMengen an Wasserstoff und somit Energie, was die Nach-haltigkeit des Gesamtprozesses entscheidend verschlechternkönnte. Somit werden auch sauerstoffhaltige Verbindun-gen als mögliche Kraftstoffkomponenten in Betracht gezo-gen, obwohl das die Kraftstoffentwicklung um ein Vielfa-ches komplizierter macht. Da nicht alle infrage kommendenStoffe in zeitaufwendigen Versuchen hinsichtlich ihrer Ver-brennungseigenschaften getestet werden können, verfolgtdie AVT.PT einen modellbasierten Ansatz zur Kraftstoff-entwicklung. Welche Eigenschaften bestimmte Verbindun-gen dem Kraftstoff verleihen, soll anhand der molekularenStrukturen mittels so genannter Quantitativer Struktur-Wirkungs-Eigenschaften simuliert werden. Auf diese Weiselassen sich Millionen infrage kommender Moleküle hinsicht-lich Siedetemperatur, Verbrennungswärme, Viskosität oderanderer interessierenden Eigenschaften schnell und mit re-lativ geringem Aufwand untersuchen. Mit dieser Methodelässt sich eine überschaubare Anzahl vielversprechender Ver-bindungen ermitteln, die dann mittels Testläufen und wei-terführenden Modellierungen genauer untersucht werden.

Diese sauerstoffhaltigen Kraftstoffverbindungen werdendurch direkte (bio-)katalytische Umfunktionalisierung vonso genannten Plattformchemikalien hergestellt, beispiels-weise Itakonsäure oder Lävulinsäure. Die katalytische Um-wandlung ist ein wichtiger Teil der Forschung im TMFBProjekt und bildet zusammen mit der nachhaltigen Produk-tion der Plattformchemikalien eine äußerst herausforderndeForschungsaufgabe für die AVT. Die AVT.BioVT forschtan der fermentativen Produktion von Itakonsäure durchden Mikroorganismus ustilago maydis. In einem interdiszi-plinären Ansatz haben AVT.BioVT und AVT.CVT einenMembranreaktor für diese Fermentation entwickelt, derdurch Gegenstrom-Diafiltration für die Substratversorgungund Produktabfuhr, eine signifikante Steigerung der Raum-Zeit Ausbeute aufweist. Auch die anschließende Entfernung

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von organischen Säuren aus der Reaktionsbrühe wird un-tersucht; hier konzentriert sich die AVT.CVT auf bipolareElektrodialyse und die AVT.TVT auf reaktive Extraktion.

Ein kontinuierlich betriebener Membran-Bio-Reaktor zur Zellkultivierung

Die Fermentation von Itakonsäure aus Biomasse erfordertden Aufschluss der Lignozellulose in für Mikroorganismenverwertbare Zuckermoleküle. Um das zu erreichen werdenim Rahmen des TMFB Projekts verschiedene Prozessstu-fen untersucht: Mechanische Vorbehandlung (AVT.MVT)zerkleinert die Biomasse soweit, dass Extraktions- und Frak-tionierungsprozesse möglich sind, die vor allem auf organi-schen Lösungsmitteln und Ionischen Flüssigkeiten beruhen.Eine detaillierte Untersuchung dieses Biomasseaufschlusseserfolgt durch moderne Spektroskopiemethoden (AVT.PT)

auf der einen und molekularer Simulation (AVT.MST) aufder anderen Seite. Ionische Flüssigkeiten wurden darüberhinaus als unkonventionelles Medium zur enzymatischenHydrolyse von Lignozellulose eingesetzt (AVT.EPT). DieAVT.PT beschäftigt sich mit dem konzeptionellen Prozess-design, das in einer Art Vogelperspektive auf das Projektschaut und die einzelnen Reaktionen und Teilschritte zueinem Gesamtprozess verknüpft. Dabei liegen die Heraus-forderungen in einem möglichst integrierten Prozess mitmaximaler Energie- und Stoffrückführung, Abschätzen desGesamtenergiebedarfs und der Produktionskosten, sowie dieVerwendung der gewonnenen Kenntnisse zur Optimierungdes gesamten TMFB-Ansatzes.

Seit Projektbeginn des TMFB-Clusters wurden erhebli-che Fortschritte gemacht und seit dem Start der zweiten Fi-nanzierungsrunde wurden neue Herausforderungen und Pro-blemstellungen formuliert und in Angriff genommen. So wirdbeispielsweise die Methode zur Kraftstoffentwicklung um dieVerfügbarkeit der Plattformchemikalien erweitert, wenn die-se durch direkte katalytische Umsetzung hergestellt werden.Um dem Ziel näher zu kommen, alle Bestandteile der Bio-masse zu verwenden, wird nun auch der Aufschluss von Li-gnin in verwertbare Monomere untersucht. Wieder gibt eseinen parallelen Ansatz, bei dem die AVT.EPT an einer en-zymatischen und die AVT.CVT an einer elektrochemischenLösung forschen. Der nächste große Schritt ist die Entwick-lung eines Referenzprozesses, indem alle Forschungsaktivitä-ten zusammengeführt werden und die Prozessführung durchExperimente bestätigt wird.

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3 Verfahrenstechnikstudium an der RWTH


So vielfältig die Einsatzgebiete und Aufgaben eines Ver-fahrenstechnikingenieurs sind, so vielfältig präsentiert sichauch das Studium der Verfahrenstechnik an der RWTH.Der Begriff „Verfahrenstechnik“ steht hierbei für eine Viel-zahl verfahrenstechnischer Gebiete, die durch die einzelnenLehrstühle innerhalb der AVT vertreten werden. Währenddes Studiums soll Ihnen besonders das Denken in Stoffflüs-sen, Bilanzen und Zustandsänderungen nahe gebracht wer-den.

An der RWTH ist die Verfahrenstechnik neben dem Mas-ter Verfahrenstechnik, der auf den Bachelor Maschinenbauaufbaut auch in anderen Studiengängen vertreten. So istes möglich als Wirtschaftsingenieur im Master Verfahrens-technik zu studieren, im Studiengang CES gibt es die Ver-tiefungsrichtung Verfahrenstechnik und der neu eingeführteMasterstudiengang Umweltingenieurwesen hat einen eige-nen Schwerpunkt Umweltverfahrenstechnik.

B.Sc. Maschinenbau BF Verfahrenstechnik

In den Pflichtvorlesungen der ersten vier Semester desBachelorprogramms wird für alle Studierende des Maschi-nenbaus das grundlegende Handwerkszeug für Ingenieurevermittelt. Hierzu gehören insbesondere die VorlesungenThermodynamik, Strömungsmechanik und Wärme- undStoffübertragung, in denen unabdingbare Kenntnisse zuden wichtigsten verfahrenstechnischen Grundoperationenund Arbeitsmethoden vorgestellt werden. Sie bilden dieGrundlage für das Verständnis aller verfahrenstechnischenVorlesungen des Berufsfeldes und eines potentiellen Mas-terstudiums.

Die Entscheidung für ein Berufsfeld steht mit Beginn des5. Semesters an. Im 5. und 6. Semester des Studiumsmüssen im Berufsfeld jeweils 15 Credits (CP) gesammeltwerden. Im 5. Semester sind die verfahrenstechnischen Vor-lesungen Grundoperationen der Verfahrenstechnik, Reakti-onstechnik und Thermodynamik der Gemische vorgesehen.Während des 6. Semesters werden Produktentwicklung inder Verfahrenstechnik, Prozessentwicklung in der Verfah-renstechnik und Grundoperationen der Energietechnik gele-sen. Vorgesehen ist, dass jeweils im 5. und 6. Semester einWahlpflichtfach mit 3 CP aus den vorgeschlagenen Wahl-pflichtfächern ausgewählt wird. Sollte dies aufgrund derpersönlichen Interessenslage nicht möglich sein, so könnenauch beide Wahlpflichtfächer in einem Semester belegt wer-den. Die Wahlpflichtfächer bieten die Möglichkeit, das ei-gene Studium nach persönlichen Neigungen mitzugestalten.Für das Berufsfeld Verfahrenstechnik werden eine Reihe anverfahrenstechnischen Wahlpflichtfächern empfohlen. DieEmpfehlungen sind nicht bindend, d.h. Sie können auchWahlpflichtmodule aus anderen Berufsfeldern wählen.

Im 7. Semester sieht der Studienplan das Absolviereneines 14-wöchigen Praktikums sowie das Erstellen einer Ba-

chelorarbeit (10 Wochen) vor.

M.Sc. Verfahrenstechnik

Mit dem Sommersemester 2011 ist das MasterprogrammVerfahrenstechnik an der RWTH Aachen erstmals angelau-fen. Dieses ist auf 3 Semester ausgelegt. Innerhalb des Mas-ters gibt es, wie im Bachelor, Pflichtvorlesungen, die als wei-terführende Grundlagenvorlesungen zu verstehen sind. DieLehrinhalte aus den Grundlagenvorlesungen des Bachelorswerden als bekannt vorausgesetzt.

Über den größten Wahlpflichtbereich aller Vertiefungs-richtungen können Sie als Verfahrenstechniker sehr gezieltIhre eigenen Studienschwerpunkte nach persönlichem Inter-essen auswählen. Diese Wahl sollte sorgfältig und rechtzeitigpassieren. Die Studienberatung hilft Ihnen dabei gerne. Zu-sätzlich zu den üblichen Vorlesungen können Sie Erfahrun-gen in Projektmanagement und Teamarbeit im Rahmen derverfahrenstechnischen Projektarbeit, des ChemCar Wett-bewerbs, der Branntwein AG oder der Sake AG sammeln,Vorlesungen in englischer Sprache besuchen sowie Softskillsin seminaristischen Vorlesungen entwickeln und trainieren.Das Masterprogramm stellt somit eine weitergehende Aus-bildung zum Verfahrensingenieur dar. Durch Belegen ent-sprechender Fächer im Wahlpflichtbereich ist eine starkepersönliche Schwerpunktsetzung innerhalb der Verfahrens-technik möglich. Z.B.:

• Bioverfahrenstechnik

• Chemische Verfahrenstechnik

• Energieverfahrenstechnik

• Enzymprozesstechnik

• Mechanische Verfahrenstechnik

• Prozesstechnik

• Thermische Verfahrenstechnik

• Umweltverfahrenstechnik

Im 1. Semester des Masters werden die PflichtfächerChemische Verfahrenstechnik, Mechanische Verfahrens-technik und Modellierung technischer Systeme gelesen. Au-ßerdem ist vorgesehen, dass Sie am verfahrenstechnischenSeminar teilnehmen. Im 2. Semester finden Bioprozesski-netik, Thermische Trennverfahren sowie die verfahrentech-nische Projektarbeit statt. Der Anteil der Pflichtvorlesungendeckt einen Umfang von 30 CP ab, das Seminar und dieProjektarbeit weitere 12 CP. Aus dem großen Wahlpflicht-katalog können Fächer im Umfang von 12-14 CP frei nachpersönlichem Interesse ausgewählt werden. Zu belegen sindzudem noch 4-6 CP aus dem „gesamten“ Angebot derRWTH (mathematisch/technisch/naturwissenschaftlich).Für das 3. Mastersemester ist die Master-Arbeit mit ei-nem Umfang von 30 CP angesetzt.

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B.Sc. Wirt.-Ing.FR Maschinenbau BFVerfahrenstechnik

Die Entscheidung für ein Berufsfeld steht mit Beginn des5. Semesters an. Im 5. und 6. Semester werden im Be-rufsfeld 6 bzw. 10 Credits (CP) abgelegt. Die Studienplänekönnen auf der Homepage der Fakultät eingesehen werden:http://www.maschinenbau.rwth-aachen.de

Im 5. Semester ist die verfahrenstechnische Pflichtvorle-sung Grundoperationen der Verfahrenstechnik vorgesehen.Während des 6. Semesters werden Produktentwicklung inder Verfahrenstechnik und Grundoperationen der Verfah-renstechnik gelesen. Alle Pflichtfächer haben einen Umfangvon 4 CP. Der Wahlpflichtbereich umfasst 4 CP, die freiwählbar aus dem empfohlenen Katalog der Verfahrenstech-nik belegt werden können.

Im 7. Semester sieht der Studienplan das Absolviereneines 14-wöchigen Praktikums sowie das Erstellen einer Ba-chelorarbeit (10 Wochen) vor.

M.Sc. Wirt.-Ing. Energie- undVerfahrenstechnik

Seit dem Sommersemester 2011 ist ebenfalls das Master-programm Wirtschaftsingenieurwesen mit der FachrichtungMaschinenbau und der Vertiefungsrichtung Verfahrenstech-nik an der RWTH Aachen gestartet, das auf 3 Semesterausgelegt ist.

Der Master ist in einen ingenieurwissenschaftlichenPflichtbereich und einen Wahlpflichtbereich gegliedert. InAbhängigkeit von der Fakultät, in der die Masterarbeit ge-schrieben werden soll, variiert die Anzahl der zu absolvieren-den CP im ingenieurwissenschaftlichen bzw. wirtschaftswis-senschaftlichen Wahlpflichtbereich.

Im 1. Semester des Masters wird das Pflichtfach Me-chanische Verfahrenstechnik gelesen, im 2. Semester fin-den Reaktionstechnik und Thermische Trennverfahren statt.Der Anteil der ingenieurwissenschaftlichen Pflichtvorlesun-gen deckt einen Umfang von 14 CP ab. Im Wahlpflicht-bereich sind 46 CP zu belegen. Soll die Masterarbeit in derFakultät für Maschinenwesen geschrieben werden, dann sind

mind. 30 CP aus dem wirtschaftswissenschaftlichen Wahl-pflichtbereich zu absolvieren. Möchten Sie Ihre Masterar-beit in der Fakultät für Wirtschaftswissenschaften machen,sind 15-30 CP aus dem wirtschaftswissenschaftlichen Wahl-pflichtbereich abzudecken. Unabhängig, in welcher Fakultätdie Masterarbeit angefertigt wird, können bis zu 5 CP ineinem Softskill Modul belegt werden.

Für das 3. Mastersemester ist die Master-Arbeit ange-setzt, die 30 CP einbringt.

Projekt-, Bachelor- und Master-Arbeiten

Für das Berufsfeld Verfahrenstechnik sind im Bachelor ei-ne Projektarbeit und die Bachelorarbeit vorgesehen. ImMasterstudiengang Verfahrenstechnik werden bis zum Ab-schluss die verfahrenstechnische Projektarbeit, ein verfah-renstechnisches Seminar und eine Masterarbeit ge

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Studienführer Verfahrenstechnik - think ING. · Verfahrensingenieure ﬁndet man in der Forschung und Ent-wicklung, aber auch bei Planung, Bau und im Betrieb von Anlagen und Apparaten