STUDIENFÜHRER VERFAHRENSTECHNIK - Aachener ...

AACHENER
VERFAHRENS-
TECHNIK 31
hierbei auch Arbeitstechniken, wie z.B. Literaturrecherche
und Teamarbeit trainiert werden. Die erarbeiteten
Ergebnisse werden schriftlich dokumentiert
und in Vorträgen präsentiert.
Behandlung von hochbelasteten Abwässern und
Hafenschlämmen
(V2/Ü2,WS) (Melin)
Ausgehend von einer Charakterisierung von Abwässern
und deren Inhaltsstoffen und einer kurzen Darstellung
des Wasserrechts werden die wichtigsten
Verfahren zur Reinigung hochbelasteter Abwässer
detailliert behandelt. Die Darstellung geht von den
physikalisch-chemischen Grundlagen aus, erläutert
die Auslegung von Apparaten und deren Anwendung.
Ziel ist eine umfassende Darstellung der Verfahrenstechnik
der Abwasserreinigung.
Bioprozesskinetik
(V2/Ü1,SS) (Büchs)
Innerhalb der Vorlesung ’Bioprozesskinetik’ werden
Fermentationen verschiedener Organismen vor
allem hinsichtlich des Ablaufs ihrer kinetischen
Prozesse -Wachstum und Produktbildung - diskutiert
und modelliert. Dies umfasst, die Vorstellung
der entsprechenden Kultivierungsprozesse für unterschiedliche
Organismen, wie Bakterien, Hefen, Algen
und Pilze, sowie die spezifischen Besonderheiten
bei der Kultivierung der entsprechenden Spezies.
Der Fokus dieser Lehrveranstaltung liegt dabei
auf der Diskussion spezieller kinetischer Phänomene
wie Inhibierungen und Limitierungen, ihrer biologischen
Ursachen, sowie ihrer Auswirkungen auf die
verschiedenen Kultivierungsstrategien wie Batch,
Fed-Batch oder kontinuierliche Kultur. Es werden
den Studierenden Möglichkeiten und Methoden aufgezeigt,
diese biologischen Prozesse mit verschiedenen
Einflussgrößen zu steuern und zu regeln. Die
Lehrveranstaltung Bioprozesskinetik schließt dabei
die mathematische Beschreibung der besprochenen
Phänomene, sowie die Modellierung am Computer
mit ein. Um den Praxisbezug des Lehrinhalts zu verdeutlichen,
wird im Rahmen einer übung ein breites
Spektrum an Anwendungsbeispielen vorgestellt und
mit den Studierenden zusammen am Rechner modelliert
und simuliert. Es kommt die Software ModelMaker
zum Einsatz, welche aufgrund ihrer intuitiven
Oberfläche auch für Einsteiger leicht und
schnell zu erlernen ist.
Bioreaktortechnik
(V2/Ü1,SS) (Büchs)
Diese bioverfahrenstechnische Vorlesung befasst
sich mit den Eigenschaften von Bioreaktoren, die auf
den speziellen Bedarf und die Empfindlichkeit biologischer
Systeme abgestimmt sein müssen.
Hier werden die charakteristischen Kenndaten und
das häufig nichtideale Verhalten von Bioreaktoren
erfasst.
Entscheidende Parameter sind z.B. die Strömungsregime,
der Leistungseintrag, die Durchmischung, die
Sauerstoffzufuhr und Kohlendioxidabfuhr, die hydromechanische
Belastung der kultivierten Mikroorganismen
und die Wärmeabfuhr.
Die Auswirkungen der Reaktoreigenschaften auf das
Verhalten der kultivierten Mikroorganismen werden
herausgearbeitet. Ein wichtiges Thema ist dabei
die Maßstabübertragung von Bioprozessen aus sehr
kleinen Laborreaktoren in großtechnische Produktionsanlagen.
Die Vorlesung wird ergänzt durch Vor–
/Selbstrechenübungen, in denen Bioreaktoren
ausgelegt werden und das zu erwartende Verhalten
der Biologie abgeschätzt wird.
Bioreaktionstechnik
(V2/Ü2,WS) (Büchs)
Durch die Vorlesung ’Reaktionstechnik’ soll das
Verständnis für grundlegende Phänomene der Reaktionskinetik
vermittelt werden. Die Studierenden
sollen den Einfluss kinetischer Größen verstehen,
und lernen durch gezieltes Eingreifen die durch sie
bestimmten Prozesse zu steuern und zu regeln. Dabei
werden unterschiedliche chemische und biologische
Prozesse beschrieben, angefangen auf der Ebene
der thermodynamischen Elementarprozesse bis
hin zu komplexen Reaktionen. Hierbei werden beispielsweise
verschiedene katalytische Reaktionen,
Stoff- und Wärmetransportphänomene, unterschiedliche
Wachstumsmodelle für Mikroorganismen und
die Bilanzierung biotechnologischer Prozesse detailliert
diskutiert. Die Betrachtung von Kinetiken
auf verschiedenen Größenskalen, schließt nicht nur
die detaillierte mechanistische Analyse im biologischen
und chemischen Kontext ein, sondern beinhaltet
auch deren Modellierung und Simulation. Hierzu
werden den Studierenden in praktischen Übungen
der Umgang mit Simulationswerkzeugen, sowie
das Arbeiten mit unstrukturierten, strukturierten
und segregierten Modellen vermittelt. Verschiedene
Optimierungsstrategien und Techniken werden ver-