Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

1. Analogien zwischen den unterschiedlichen mehrstufigen thermischen Trennverfahren zu erläutern.
2. Die thermodynamischen Grundlagen für die destillative Trennung von Mehrkomponentensystemen zu erklären.
3. Das Trennverhalten von ternären Systemen anhand von Rückstandskurven zu analysieren und qualitativ aus den binären Randsystemen abzuleiten.
4. Mehrkomponententrennprozesse mit Shortcut-Methoden überschlägig auszulegen und mittels eines Anlagensimulationsprogrammes zu berechnen.
5. Aus unterschiedlichen Kolonnenverschaltungen die für den jeweiligen Anwendungsfall optimale Variante auszuwählen.
6. Die theoretischen Grundlagen zu Azeotropen zu erläutern und ein System auf mögliche Azeotrope zu analysieren.
7. Die Funktionsweise destillativer Sonderverfahren zu erklären.

Inhalt

• Seitenströme von Rektifikationskolonnen, Konzept der Heat-Integrated Distillation Column
• Erarbeitung des Konzeptes der Rückstandskurven
• Short-Cut-Auslegungsmethoden für Mehrkomponenten-Destillation
• Numerische Lösungen der Gleichungssysteme für Mehrstofftrennprozesse
• Auswirkung unterschiedlicher Kolonnenverschaltung auf Mehrkomponentendestillation; Rechnergestütztes Design (stationär) von Mehrstofftrennprozessen
• Thermodynamische Grundlagen von binären und ternären Azeotropen
• Extraktiv- und Azeotroprektifikationsprozess

Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

1. Die Mechanismen und die Prozesse zur Partikelbildung zu erläutern
2. Formulierungen disperser Systeme zu gestalten.
3. Produkteigenschaften partikulärer Materialien und disperser Systeme zu charakterisieren und zu modifizieren.
4. Die besonderen Produktanforderungen an Partikelsysteme in den unterschiedlichen industriellen Bereichen zu erläutern und zu analysieren.

Inhalt

• Einführung in die Partikeltechnologie
• Herstellung fester partikulärer Produkte durch Kristallisation, Fällung, Zerstäubung überkritischer Fluide
• Herstellung und Eigenschaften von Suspensionen, Emulsionen und Gelen
• Gestaltung von Pulvern und dispersen Systemen durch Agglomeration, Instantisierung, Mikroverkapselung oder spezielle Zerkleinerungsprozesse 
• Nanopartikel
• Wirkung von Partikeln auf Produkte
• Spezielle partikuläre Produkte: wie Pharmazeutika, Farbpigmente, Dünge- oder Waschmittel, Kosmetika
• Charakterisierung der Produkteigenschaften von partikulären Materialien
• Rheologische Eigenschaften von Dispersionen

Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

1. Das Verhalten realer Reaktoren zu charakterisieren.
2. Mehrphasenreaktoren in der Praxis zu analysieren und auszulegen (z.B. bei: GasFlüssig-Reaktionen, heterogen katalytische Gas- bzw. Gas-Flüssig-Reaktionen).
3. Die makrokinetischen Vorgänge in einem Mehrphasen-Reaktionssystem zu erläutern, diese mathematisch zu modellieren um damit einen Reaktor auszulegen. 

 Inhalt

• Makrokinetik (Zusammenspiel der chemischen Reaktion mit vor- bzw. nachgelagertem Stofftransport) bei Gas-Flüssig-, Gas-Fest- und Gas-Flüssig-Fest-Reaktionen
• Kennzahlen zur Beschreibung der Reaktionsregime
• Auswahl geeigneter Reaktoren
• Algorithmen zur Berechnung entsprechender Reaktoren
• Modelle zur Beschreibung realer Reaktoren
• Praktische Versuche aus der Auswahl:
  
  • Gas-Flüssig-Reaktion (SO2-Abgasreinigung)
  • Fest-Flüssig-Reaktion (Kalksteinauflösung)
  • Gas-Fest-Reaktion (Katalytische Abgasreinigung, Methanolspaltung)
  • Biochemische Reaktion (Enzym, Immobilisierung, Vergärung)
  • Gas-Flüssig-Fest-Reaktion (Hydrierung)
  • Technischer Rohrreaktor / Technischer Rührkessel (Reaktormodelle)

Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

1. Die Abbildungsformen chemischer Anlagen zu erstellen und zu interpretieren.
2. Materialströme stationärer Produktionsprozesse zu bilanzieren und damit Prozesse auszulegen und zu analysieren
3. Daten und Parameter der Prozesse über die Inkrementenmethoden und Anpassungsrechnungen überschlägig zu ermitteln.
4. Den Reaktionsfortschritte in verschiedener Reaktortypen zu modellieren und zu simulieren.

Inhalt

• Abschätzung physikalisch-chemischer Daten mit Inkrementenethoden
• Bewertung chemischer Verfahren über die Kennzahlen Umsatz, Selektivität, Ausbeute
• Stoffliche Grundlagen chemischer Produktionsverfahren und Produktstammbäume
• Stationäre Material-Bilanzierung für Durchgangs- und Rückführungsprozesse
• Berechnung des Stoffumsatzes in verschiedenen Reaktortypen 

Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

1. Verfahrenstechnische Prozesse mittels EDV-Unterstützung zu analysieren und zu planen.
2. Prozesse sowohl stationär als auch dynamisch zu modellieren und zu simulieren.
3. Prozessvarianten zu bewerten hinsichtlich Effizienz und Betreibbarkeit.

 Inhalt

• Einsatz von Simulationswerkzeugen zur Abbildung stationärer und dynamischer Prozesse
• Konzeptionelle Gestaltung von Prozessen
• Ermittlung von Investitions- und Betriebskosten
• Regelung und Führung komplexer Prozesse

Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

1. Die verschiedenen Methoden und Werkzeuge des Projektmanagement zu nennen und zu erläutern sowie diese bei der Bearbeitung verfahrenstechnischer Projekte anzuwenden.
2. Grundlegende Gesetzmäßigkeiten der Betriebswirtschaftslehre zu erläutern.
3. Betriebswirtschaftliche Aspekte bei der Bearbeitung verfahrenstechnischer Aufgaben in der Projektplanung zu berücksichtigen. 

 Inhalt

• Grundlagen des Projektmanagement: Projektbegriff, Sichtweisen des Projektmanagement, Anforderungen an den Projektmanager, Projektmanagementsysteme, Projektphasen, Verantwortlichkeiten, Inhalts- und Umfangsmanagement, Terminmanagement (u.a. Meilensteine, Terminpläne), Kostenmanagement, Qualitätsmanagement, Personalmanagement, Kommunikationsmanagement, Risikomanagement, Beschaffungsmanagement
• Grundbegriffe aus der Betriebswirtschaftslehre 

Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

1. In Zusammenarbeit mit Projektgruppenmitgliedern strukturiert Ergebnisse zu erarbeiten.
2. Eine technisch-wissenschaftliche Fragestellung mit ingenieurwissenschaftlichen Methoden strukturiert zu lösen.
3. Die Fragestellung kritisch zu bearbeiten und mögliche Lösungen einzuschätzen.
4. Die Ergebnisse in schriftlicher und mündlicher Form mit wissenschaftlichen Anspruch zu präsentieren und zu dokumentieren.

Inhalt

Exemplarische Bearbeitung einer Aufgabenstellung

• aus der verfahrenstechnischen Industrie in Kooperation mit einem Unternehmen,
• aus dem Bereich der Anlagenprojektierung oder
• eines wissenschaftlichen Themas

Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

1. In Zusammenarbeit mit Projektgruppenmitgliedern strukturiert Ergebnisse zu erarbeiten.
2. Eine technisch-wissenschaftliche Fragestellung mit ingenieurwissenschaftlichen Methoden strukturiert zu lösen.
3. Die Fragestellung kritisch zu bearbeiten und mögliche Lösungen einzuschätzen.
4. Die Ergebnisse in schriftlicher und mündlicher Form mit wissenschaftlichen Anspruch zu präsentieren und zu dokumentieren.

Inhalt

Exemplarische Bearbeitung einer Aufgabenstellung

• aus der verfahrenstechnischen Industrie in Kooperation mit einem Unternehmen,
• aus dem Bereich der Anlagenprojektierung oder
• eines wissenschaftlichen Themas

Aktueller Katalog der Wahlpflichtmodule:

• Apparatedynamik
• Strömungssimulation
• Prozessautomatisierung
• Wärmeübertragung für Spezialanwendungen
• Spezielle Umweltverfahrenstechnik
• Rechtliche Rahmenbedingungen
• Heat Integration
• Energieanlagentechnik
• Elektrochemische Verfahrenstechnik
• aFuE-Projekt
• Bioprozesstechnik
• Partikelengineering
• Spezielle Mathematik
• Simulationsbasierte Projektierung dezentraler Energiesysteme
• Modellierung chemisch-technischer Prozesse
• Schwingungen und Beanspruchungen in Apparaten
• Multiphase-Flow in Energy- and Processengineering (deutsch/englisch)

Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

1. Die aktuelle und zukünftige Energiesituation im Kontext der Energiewende zu erläutern.
2. Die gängigsten Arten und Funktionsweise der derzeitigen elektrischen Energieerzeugung (fossil und regenerativ) zu beschreiben.
3. Die Funktionsweise und Betriebsproblematiken einer Gasturbine zu beschreiben sowie den idealen und realen Wirkungsgrad herzuleiten.
4. Die verschiedenen Technologien und Konzepte der Power to X Möglichkeiten im Hinblick auf eine großskalige Energiespeicherung zu erläutern.

Inhalt

• Energiesituation und Energiewende: Energieträger, Energieverbrauch, Reserven und Ressourcen, Klimagase und Erderwärmung, Regelenergie, Residuallast, Sektorkopplung, Energieszenario 2050, Energiespeicherung, Power to X Technologien
• Möglichkeiten der elektrischen Energieerzeugung (fossil und regenerativ)
• Power to Hydro, Pumpspeicherkraftwerke, Potentiale, neue Konzepte
• Power to Gas, Technologien der Wasserstofferzeugung und Methanisierung, Speicherung, Systemwirkungsgrade, Konzepte
• Power to Liquid, Fischer-Tropsch-Synthese, Methanolsynthese, Potentiale, Konzepte
• Power to Power, Akkumulatoren, Lithium-Ionen Technologie, Konzepte, Smart Grid
• Gasturbine und deren Bedeutung im Kontext der Energiewende, Aufbau und Funktionsweise, Betriebsverhalten und Wirkungsgrad, Betriebsproblematiken 

Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

• Die wesentlichen technischen Komponenten der Energietechnik aus den unterschiedlichsten Fachbereichen zu nennen und zu erläutern.
• Das energietechnische Verhalten der Komponente in einem Modell (z.B. in Matlab/Simulink) abzubilden.
• Die Komponenten zur Erzeugung, Versorgung, Wandlung und Speicherung zu energietechnischen Systemen zu verknüpfen und so transiente Simulationsmodelle für solche Systeme zu erstellen.
• Das Verhalten energietechnischer Systeme unter realen transienten Bedingungen zu analysieren und so neue anwendungsgerechte Systemkonzepte zu erarbeiten bzw. bestehende zu erweitern und zu optimieren.
• Die fachübergreifende Aufgabenstellungen der Energietechnik zu bearbeiten und energietechnische Systeme in Forschung, Entwicklung und Anwendung in interdisziplinären Teams zu gestalten.

 Inhalt

• Grundlagen der Systemsimulation Komponenten der Energietechnik wie Energiewandler und  -speicher und ihre Modellierung
• Anforderungen an energietechnische Systeme Entwurf energietechnischer Systeme und Modellierung in einer Systemsimulationssoftware wie z.B. Kuli (für Fahrzeugsysteme)
• Konkrete Anwendungsfälle aus der Praxis (Beispiele, Gastvorträge, Exkursionen)
• Auslegung eines ausgewählten Energiesystems (Semesterprojekt) z.B. ein Fahrzeug mit verschiedenen Wärmequellen und -senken, Wärmespeicherung, Kühlung, Stromerzeugung- und Speicherung und Abwärmenutzung

Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

1. die verschiedenen Brennstoffzellentypen und deren Integration in Brennstoffzellensysteme für mobile und stationäre Anwendungen zu beschreiben und zu erklären.
2. die thermodynamischen Grundlagen der Energiewandlung in Brennstoffzellen wiederzugeben, zu erklären und anzuwenden.
3. die Arten und Methoden der Herstellung, der Speicherung und des Transports von Wasserstoff zu benennen und zu erklären.
4. Bilanzgleichungen für Apparate und Anlagen der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie aufzustellen und auszuwerten und diese Systeme energetisch zu bewerten.
5. die Verwendung von Wasserstoff in der chemischen Industrie zu beschreiben und zu erläutern.

Inhalt

• Thermodynamische Grundlagen der Energiewandlung in Brennstoffzellen
• Aufbau und Funktion von Brennstoffzellensystemen
• Mobile und stationäre Anwendungen von Brennstoffzellensystemen
• Herstellung von Wasserstoff
• Speicherung und Transport von Wasserstoff
• Bilanzierung und Bewertung von Energiewandlungsketten mit Wasserstoff als Energieträger
• Wasserstoff in der chemischen Industrie und in der Metallurgie

Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

1. Die unterschiedlichen Bauarten von Wärmeübertragern mit den jeweiligen Vor- und Nachteilen zu nennen und zu erläutern.
2. Den Apparatetyp nach vorgegebener Wärmeübertragungsaufgabe auszuwählen.
3. Die wichtigsten Vorkehrungen zur Vergrößerung des übertragenen Wärmestroms zu erläutern.
4. Abgaswärmeübertrager kostenoptimiert wärmetechnisch auszulegen.
5. Einflussfaktoren auf den Wärmeübergangskoeffizient beim Behälter- und beim Strömungssieden zu nennen.
6. Ort und Art der Siedekrise beim Strömungssieden zu bestimmen und deren Auswirkung zu erläutern.
7. Dampferzeuger wärmetechnisch auszulegen und den Verlauf der Wandtemperatur in Dampferzeugern zu bestimmen.

Inhalt

• Wiederholung der Wärmeübertragungsmechanismen
• Auslegung und Fertigung von Abgaswärmeübertragern und deren Betriebsverhalten einschließlich Fouling
• Wärmeübergang beim Behälter- und Strömungssieden
• Blasenbildung
• Dampferzeugerbauarten und ihr industrieller Einsatz, Betriebsverhalten, Wärmeübergangskoeffizienten, Temperaturverläufe
• Verdampfer
• Kondensatoren
• Spezialbauformen von Wärmeübertragern

Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

1. Verfahrenstechnische Apparate mittels Energie- und Massenbilanzen sowohl stationär als auch instationär zu bilanzieren.
2. Gewöhnliche Differenzialgleichungssysteme zu formulieren.
3. Gewöhnliche Differenzialgleichungssysteme und nichtlineare Gleichungssysteme numerisch zu lösen.
4. Simulationsergebnisse physikalisch zu interpretieren.

Inhalt

• Apparatebeschreibung
• Wärmeübertragungsmechanismen Konvektion, Phasenübergang und Strahlung
• Instationäre Energiebilanzen
• Instationäre Massenbilanzen
• Verbrennungsrechnung
• Regelkreise zur Leistungs- und Füllstandsregelung
• Blasendynamik
• Modellierung
• Simulation mit MATALAB / Simulink

Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

1. Die verschiedenen Methoden und Werkzeuge des Projektmanagement zu nennen und zu erläutern sowie diese bei der Bearbeitung verfahrenstechnischer Projekte anzuwenden.
2. Grundlegende Gesetzmäßigkeiten der Betriebswirtschaftslehre zu erläutern.
3. Betriebswirtschaftliche Aspekte bei der Bearbeitung verfahrenstechnischer Aufgaben in der Projektplanung zu berücksichtigen. 

Inhalt

• Grundlagen des Projektmanagement: Projektbegriff, Sichtweisen des Projektmanagement, Anforderungen an den Projektmanager, Projektmanagementsysteme, Projektphasen, Verantwortlichkeiten, Inhalts- und Umfangsmanagement, Terminmanagement (u.a. Meilensteine, Terminpläne), Kostenmanagement, Qualitätsmanagement, Personalmanagement, Kommunikationsmanagement, Risikomanagement, Beschaffungsmanagement
• Grundbegriffe aus der Betriebswirtschaftslehre

Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

1. In Zusammenarbeit mit Projektgruppenmitgliedern strukturiert Ergebnisse zu erarbeiten.
2. Eine technisch-wissenschaftliche Fragestellung mit ingenieurwissenschaftlichen Methoden strukturiert zu lösen.
3. Die Fragestellung kritisch zu bearbeiten und mögliche Lösungen einzuschätzen.
4. Die Ergebnisse in schriftlicher und mündlicher Form mit wissenschaftlichen Anspruch zu präsentieren und zu dokumentieren.

Inhalt

Exemplarische Bearbeitung einer Aufgabenstellung

• aus der verfahrenstechnischen Industrie in Kooperation mit einem Unternehmen,
• aus dem Bereich der Anlagenprojektierung oder
• eines wissenschaftlichen Themas

Lernziele

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls sollten die Studierenden in der Lage sein:

1. In Zusammenarbeit mit Projektgruppenmitgliedern strukturiert Ergebnisse zu erarbeiten.
2. Eine technisch-wissenschaftliche Fragestellung mit ingenieurwissenschaftlichen Methoden strukturiert zu lösen.
3. Die Fragestellung kritisch zu bearbeiten und mögliche Lösungen einzuschätzen.
4. Die Ergebnisse in schriftlicher und mündlicher Form mit wissenschaftlichen Anspruch zu präsentieren und zu dokumentieren.

Inhalt

Exemplarische Bearbeitung einer Aufgabenstellung

• aus der verfahrenstechnischen Industrie in Kooperation mit einem Unternehmen,
• aus dem Bereich der Anlagenprojektierung oder
• eines wissenschaftlichen Themas

Aktueller Katalog der Wahlpflichtmodule:

• Strömungssimulation
• Prozessautomatisierung
• Spezielle Umweltverfahrenstechnik
• Rechtliche Rahmenbedingungen
• Heat Integration
• aFuE-Projekt
• Bioprozesstechnik
• Partikelengineering
• Spezielle Mathematik
• Entsorgung energietechnischer Anlagen
• Angewandte Solartechnik
• Schwingungen und Beanspruchungen in Apparaten
• Multiphase-Flow in Energy- and Processengineering (deutsch/englisch)