STUDIENFÜHRER VERFAHRENSTECHNIK - Aachener ...

22 STUDIENFÜHRER VERFAHRENSTECHNIK
Prozessverhalten. In der Prozessentwicklung in
der Verfahrenstechnik werden Grundlagen des
Entwurfs verfahrenstechnischer Prozesse behandelt,
wobei im wesentlichen Heuristiken oder sehr
einfache Modelle eingesetzt werden. Die Vorlesung
rechnergestützte Prozessentwicklung zeigt, wie
modellbasierte Verfahren mit in der chemischen
Industrie eingesetzten Softwarewerkzeugen die
Prozessentwicklung verbessern und beschleunigen
können. In der Veranstaltung Optimierung in der
Energie- und Verfahrenstechnik werden Methoden
vermittelt, um optimale Prozessstrukturen und
Betriebspunkte mittels geeigneter mathematischer
Modelle zu berechnen.
Um einen Betriebspunkt eines Prozesses auch unter
realen Bedingungen einhalten zu können (wobei etwa
Störungen durch Schwankungen der Eduktqualität
oder der Kühlwassertemperatur auftreten), stellt
die Prozessführung in der Energie- und Verfahrenstechnik
geeignete Regelsysteme und –strategien vor.
Mit der Realisierung der Regelungssysteme als Teil
der verfahrenstechnischen Anlage beschäftigt sich
die Prozessleittechnik. Sie befasst sich mit der Detaillierung
und der Realisierung der Erkenntnisse,
die aus den obigen Tätigkeiten hervorgehen.
4.1.6 Schwerpunkt Thermische Verfahrenstechnik
Betreuer: Prof. Dr.– Ing. A. Pfennig
In technischen Prozessen liegen die zu verarbeitenden
Stoffe und die Produkte meist nicht in reiner
Form vor, allerdings werden bestimmte Reinheiten
gefordert. Das Ziel der thermischen Verfahrenstechnik
ist die Auslegung und Optimierung technischer
Apparate zur thermischen Zerlegung von Mehrstoffgemischen.
Einer optimalen Gestaltung von
Trennprozessen kommt alleine schon deswegen
besondere Bedeutung zu, weil der Trennaufwand
mit bis zu 80 % einen großen Anteil sowohl an
Investitions– als auch an Betriebskosten hat. Als
Grundoperationen stehen dem Verfahrensingenieur
dabei z.B. Destillation, Rektifikation, Extraktion,
Absorption und Adsorption zur Verfügung.
Die Triebkraft für die meisten dieser Verfahren
ist, dass die Konzentration der zu reinigenden
bzw. abzutrennenden Stoffe in unterschiedlichen
Phasen im Gleichgewichtszustand eine andere ist
als im Ausgangszustand. Als Beispiel befinden sich
beim Aufbrühen von Kaffeepulver (feste Phase)
mit heißem Wasser (flüssige Phase) zu Beginn
die gewünschten Aromastoffe ausschließlich im
Kaffeepulver. Sie gehen bei der Annäherung an
das Gleichgewicht, das von der Temperatur des
Prozesses abhängt, zunehmend in das Wasser über.
Es ist bei diesem Beispiel offensichtlich, dass nicht
nur die Lage des Gleichgewichtes von Bedeutung
ist. Entscheidend für einen technischen Prozess
ist auch die Geschwindigkeit, mit der ein System
dem Gleichgewicht zustrebt. Dieses wird u.a. durch
den Stofftransport charakterisiert. Um diesen zu
verbessern, werden bei dem angeführten Beispiel
die Kaffeebohnen zweckmäßigerweise zu Pulver
zermahlen.
Die Anwendungen der Thermischen Verfahrenstechnik
sind vielfältig. Einige Anwendungsbereiche
seien hier aufgeführt:
Chemische und pharmazeutische Industrie
• Reinigung von Ausgangsstoffen
• Trennung von Produkt und Ausgangsstoffen
• Reinigung von Produkten
Lebensmittelherstellung
• Aufbereitung von Naturstoffen, z.B. Zucker aus
Zuckerrüben
• Destillation bzw. Rektifikation von Branntwein
• Herstellung von Aromen und Farbauszügen
Umwelttechnik
• Abtrennung von Schadstoffen aus Abluft und
Abwasser
• Aufbereitung von Trinkwasser
• Produktionsintegrierter Umweltschutz
Verfahren des täglichen Lebens
• Extraktion (Aufbrühen) von Kaffee und Tee
• Einkochen von Marmelade und Gelees
4.1.7 Schwerpunkt Umweltverfahrenstechnik
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. M. Modigell
Die Umweltverfahrenstechnik befasst sich mit den
Verfahren und Techniken, die dazu dienen, unser
Ökosystem frei von schädigenden Einflüssen zu
halten, die durch technische Prozesse im weitesten
Sinn entstehen. Dabei geht es um die Erfassung
und Inertisierung von Abfallstoffen, die aus technischen
Prozessen oder dem täglichen Leben