StudienfÃ¼hrer Verfahrenstechnik 2013/14 - Aachener ...

Studienführer 

Verfahrenstechnik 

2013/2014 

www.avt.rwth-aachen.de

Inhaltsverzeichnis 

1 Was ist Verfahrenstechnik? 2 

2 Verfahrenstechnik in Aachen 5 

2.1 AVT - Bioverfahrenstechnik .......................................... 8 

2.2 AVT - Chemische Verfahrenstechnik ..................................... 10 

2.3 AVT - Computational Systems Biotechnology ................................ 12 

2.4 AVT - Enzymprozesstechnik ......................................... 14 

2.5 AVT - Mechanische Verfahrenstechnik .................................... 16 

2.6 AVT - Molekulare Simulationen und Transformationen ........................... 18 

2.7 AVT - Prozesstechnik ............................................. 20 

2.8 AVT - Systemverfahrenstechnik ....................................... 22 

2.9 AVT - Thermische Verfahrenstechnik .................................... 24 

2.10 Die AVT im Exzellenz-Cluster TMFB .................................... 26 

3 Verfahrenstechnikstudium an der RWTH 28 

3.1 Infos zum Studium .............................................. 30 

3.2 AVT-Angebote ................................................ 31 

3.3 Studienpläne .................................................. 32 

3.4 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 Verfahrenstechniker 

nicht vorstellbar wäre, ist dieses Berufsbild weitgehend unbekannt. 

Wenn man in der Fußgängerzone ein Umfrage „Was 

ist Verfahrenstechnik?“ starten würde, bekäme man sicherlich 

eine Vielzahl interessanter Antworten - aber wohl kaum 

viele richtige. Das liegt mit unter anderem daran, dass man 

die Verfahrenstechnik nicht schon aus der Schule kennt. Erschwerend 

kommt hinzu, dass das Berufsbild eines Verfahrenstechnikers 

so vielfältig und bunt ist, dass die Definition 

nicht so einfach ist. Natürlich wollen wir uns trotzdem an 

eine Definition wagen. 

Ganz kurz gefasst, beschäftigt sich die Vefahrenstechnik 

mit der Stoffumwandlung. Wenn man sich einmal überlegt, 

was für eine Vielzahl unterschiedlicher Rohstoffe es 

gibt, kommt man schnell zu dem Schluss, dass die Verfahrenstechnik 

nie langweilig werden wird. Zukünftig kann 

der Rohstoff- und Energiebedarf der Menschheit nur gestillt 

werden, wenn neben den klassischen Rohstoffe wie Erdöl, 

Erzen und Mineralien immer mehr alternative Rohstofferessourcen 

genutzt werden. Diese können einerseits auf Feldern 

und in Wäldern, aber auch auf Mülldeponien gefunden werden 

und machen das Aufgabengebiet der Verfahrenstechnik 

noch komplexer und spannender. Neben der Versorgung 

mit Rohstoffen sorgen Verfahrenstechniker auch für sauberes 

Trinkwasser, produzieren Pharmazeutika oder optimieren 

die Zuckerherstellung. 

daher leicht. Für einen kostengünstigen Transport, muss das 

Fruchtfleisch als erstes abgetrennt werden. Bei der Nassaufbereitung 

werden die Kaffeekirschen zunächst maschinell 

zerquetscht und soweit möglich vom Fruchtfleisch getrennt. 

Nun sind die Kaffeebohnen nur noch von einer Schleimschicht 

umgeben. Durch Fermentation wird die Schleimschicht 

biologisch zersetzt und kann danach leicht abgespült 

werden. Vor der Verschiffung muss der Kaffee nur noch getrocknet 

werden. 

Seinen typischen Geschmack erhält der Kaffee allerdings 

erst durch das Rösten; wobei Temperatur und Röstzeit einen 

wesentlichen Einfluss auf den späteren Geschmack des Kaffees 

haben. In Zeiten von Kaffeevollautomaten kommt der 

Kaffee häufig in dieser Form in den Handel. Ein Kaffeevollautomat 

führt nun die letzten verfahrenstechnischen Schritte 

bis zum fertigen Getränk aus. Der Kaffee wird gemahlen 

und mit heißem Wasser aufgebrüht. Bei dieser Extraktion 

gehen die Aromastoffe aus der Bohne in das Wasser über, 

nun muss nur noch das ausgelaugte Kaffeepulver von dem 

Extrakt abgetrennt werden- Fertig ist der Kaffee. 

Jetzt stellt sich natürlich die Frage, wie man diese unterschiedlichen 

Aufgaben zusammenfassen und untersuchen 

kann. Die Disziplin der Verfahrenstechnik wurde geboren, 

als man angefangen hat, die immer komplexeren Produktionsprozesse 

in einzelne Untereinheiten aufzuteilen. Diese 

Untereinheiten werden in der Verfahrenstechnik als Grundoperationen 

bezeichnet. Ein Beispiel für das komplexe Zusammenspiel 

der unterschiedlichen Grundoperationen ist die 

Herstellung einer Tasse Kaffee. 

Beispiel für einen Verfahrenstechnischen 

Prozess 

Kaffeebohnen befinden sich nach der Ernte in einer Hülle aus 

Fruchtfleisch. Diese Hülle enthält viel Wasser und schimmelt 

Verfahrenstechnik - im Schnittpunkt zwischen 

Naturwissenschaft und Technik 

Wie man an diesem Beispiel sieht beinhalten schon so alltägliche 

Dinge wie die Herstellung einer Tasse Kaffee viele 

sehr unterschiedliche Grundoperationen wie das Trennen, 

Zerkleinern, Trocknen, Fermentieren oder Extrahieren. Diese 

Grundoperationen werden den verschiedenen Bereichen 

der Verfahrenstechnik zugeordnet. Prinzipiell gilt das für 

fast alle Produktionsprozesse, so dass ein stetiger Austausch 

2


mit Experten für die verschiedenen Grundoperationen für 

das Finden des besten Prozesses notwendig ist. Aber nicht 

nur der Austausch mit anderen Verfahrenstechnikern auch 

die Kommunikation mit Naturwissenschaftlern, Anlagenbauern, 

Mess- und Regelungstechnikern, Umweltingenieuren, 

Sicherheitsfachleuten und vielen anderen Experten spielt im 

Berufsalltag eine wichtige Rolle. Dabei hilft die breitgefächerte 

Ausbildung, in der eine weite naturwissenschaflichtechnische 

Basis vermittelt wird. 

Für den Bau einer Produktionsanlage müssen so unterschiedliche 

Aspekte wie Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz 

und Sicherheit beachtet werden. Neben den grundlegenden 

biologischen, chemischen oder physikalischen Prozessen, die 

die Grundlage für die Wahl der richtigen Rahmenbedingungen 

legen, bilden Normen und Richtlinien eine weitere wichtige 

Basis. Um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten 

müssen unterschiedliche Parameter überwacht, 

gesteuert oder geregelt werden. 

Während der Auslegungsphase werden nicht nur die unterschiedlichen 

Grundoperationen einzeln optimiert, sondern 

auch ganze Prozesse modelliert und dabei auch am Computer 

optimiert. Um aussagekräftige Modelle zu erstellen, 

dringen Verfahrenstechniker immer tiefer in das Verständnis 

der stoffspezifischen Zusammenhänge ein. Das Zusammenspiel 

und die innovative Integration verschiedener Prozesse, 

die über Produkt- und Nebenproduktströme, über gemeinsame 

Infrastruktur, Produktionstechnik und Logistik verbunden 

sind, ist ebenfalls Aufgabe der Verfahrenstechnik. Weiterhin 

werden in zunehmendem Maße die Auswirkungen der 

Prozesse auf Mensch und Umwelt untersucht. 

Planung, 

Konstruktion, 

Anlagen- & 

Apparatebau 

Produktion 

Neben den traditionellen Ansprüchen an die Verfahrenstechnik, 

stellt der Rohstoffwandel von fossilen zu nachhaltigen 

Rohstoffen eine weitere Herausforderung dar, aber auch 

die Verknappung anderer Ressourcen wie sauberes Trinkwasser 

und Luft stehen im Blickpunkt der Verfahrenstechnik. 

Das Berufsbild des Verfahrensingenieurs 

Ebenso breit gefächert und vielfältig wie die Verfahrenstechnik 

selbst ist auch das Berufsbild des Verfahrensingenieurs. 

Verfahrensingenieure findet man in der Forschung und Entwicklung, 

aber auch bei Planung, Bau und im Betrieb von 

Anlagen und Apparaten. Andere arbeiten als beratende Ingenieure 

oder in der Projektaquisition. 

Arbeitgeber von Verfahrensingenieuren sind längst nicht 

mehr primär die chemisch-pharmazeutischen Konzerne. In 

zunehmendem Maße stellen auch Firmen des gesamten industriellen 

Sektors wie der Grundstoff- und Lebensmittelindustrie 

aber auch Energieversorger, Apparatebauer, Firmen 

der Medizintechnik und der Auto- und Flugzeugindustrie 

Verfahrenstechniker ein. Das verdeutlicht eine besondere 

Stärke des Verfahrensingenieurs: Die hohe fachliche Flexibilität. 

Verfahrenstechniker können sich in eine Vielzahl von 

Problemen schnell eindenken, ihr Wissen transferieren und 

Problemlösungen erarbeiten. 

Das Berufsbild des Verfahrenstechnikers unterliegt natürlich 

auch dem allgemeinen wirtschaftlichen Strukturwandel. 

Neue Technologien und Forschungsfelder schaffen Bedarf 

an Arbeitskräften. Aufgrund der oben beschriebenen breiten 

Wissensbasis der Verfahrenstechniker sind sie in vielen innovativen 

Feldern als Antriebsmotoren gefordert. Der VDI 

(Verein deutscher Ingenieure) nennt folgende Bereiche als 

besonders relevante Zukunftsthemen: 

• Schaffung von Herstellungsprozessen für neuartige 

Wirk-, Werk- und Farbstoffe sowie sonstige Chemikalien 

und Zwischenprodukte, 

• Biotechnik und Biomedizin im Gesundheitswesen, für 

die Landwirtschaft, den Umweltschutz und die Chemikalienherstellung, 

Lehre, 

Forschung 

& Entwicklung 

Management 

Vertrieb & 

Anwendung 

Verwaltung 

Aufgabenfelder von Verfahrensingenieuren 

(VDI, 2006) 

• Umweltschutz und Ressourcenschonung, 

• Entwicklung von systematischem Wissen als Grundlage 

neuer Verfahren (z.B. Simulation und Optimierung, 

Prozessführung, Prozesswissen statt Empirie). 

Die oben genannten Fakten und Prognosen lassen den 

Schluss zu, dass die Verfahrenstechnik aus Sicht des Arbeitsmarkts 

jetzt und auch in der Zukunft sehr gute Chancen und 

Sicherheit bietet. 

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Nahrungsmittelindustrie 

Apparatebau 

Anlagenbau 

Holzindustrie 

HeizungstechnikVersorgungstechnik 

Baustoffindustrie 

Medizintechnik 

Futtermittelindustrie 

Wasseraufbereitung 

Entsorgungstechnik 

PHARMAINDUSTRIE 

Genussmittelindustrie 

Bergbau 

VERFAHRENSTECHNIK A-Z 

Papierindustrie 

Hüttenwesen 

Klimatechnik 

Kautschukindustrie 

Chemische Industrie 

Umwelttechnik 

Petrochemische Industrie 

4

2 Verfahrenstechnik in Aachen 


Die Historie der Verfahrenstechnik in Aachen reicht bis 

in das Jahr 1952 zurück, in welchem das „Forschungsinstitut 

Verfahrenstechnik” gegründet wurde. Die Expansion 

der Verfahrenstechnik als industrielle Disziplin hatte in den 

nachfolgenden Jahren auch eine starke Erweiterung der Forschungsaktivitäten 

des Instituts zur Folge. Bis 1972 beheimatete 

das Institut für Verfahrenstechnik den Lehrstuhl für 

Verfahrenstechnik I sowie die Lehr- und Forschungsgebiete 

für verfahrenstechnische Grenzgebiete und mathematische 

Methoden der Verfahrenstechnik. Der im Jahr 1972 

gegründete Lehrstuhl für Verfahrenstechnik II ist 1992, im 

Zuge einer wesentlichen Umstrukturierung und Erweiterung 

der Verfahrenstechnik in Aachen, in den Lehrstuhl für Thermische 

Verfahrenstechnik umbenannt worden. Das Institut 

für Verfahrenstechnik umfasste ab diesem Jahr den Lehrstuhl 

für Chemische Verfahrenstechnik und das Lehr- und 

Forschungsgebiet Mechanische Verfahrenstechnik. Zudem 

wurden die Lehrstühle für Prozesstechnik und Bioverfahrenstechnik 

gegründet. 

Im Oktober 2007 beschlossen die damals fünf Verfahrenstechnikprofessoren 

Büchs, Marquardt, Melin, Modigell 

und Pfennig, die organisatorische und strategische Zusammenführung 

ihrer Aktivitäten unter dem Dach der Aachener 

Verfahrenstechnik - AVT. Seit dem Jahr 2010 besteht die 

AVT zusätzlich aus einem sechsten Lehrstuhl - der Enzymprozesstechnik 

- und der Juniorprofessur „Molecular Simulations 

und Transformations”. Seit 2011 ist auch noch der 

Lehrstuhl „Computational Systems Biotechnology“ von Professor 

Wiechert Teil der AVT. Der jüngste Zuwachs (2012) 

ist der Lehrstuhl „Systemverfahrenstechnik“ von Professor 

Mitsos. 

Die Forschung der AVT hat häufig interdisziplinären Charakter 

und Projekte werden oft in Kooperation mit internen 

sowie externen Partnern aus Universitäten und Industrie bearbeitet. 

Diese enge wissenschaftliche Zusammenarbeit der 

RWTH-Institute kommt insbesondere durch das Excellenz- 

Cluster „Tailor-Made Fuels from Biomass” zum Ausdruck, 

in dem lehrstuhl- und fakultätsübergreifend gearbeitet wird. 

Prof. Büchs 

Bioverfahrenstechnik 

Prof. Wessling 

Chemische 


Prof. Wiechert 

Computational 

Systems Biotechnology 

Prof.Spieß 

Enzymprozesstechnik 

Thermische Verfahrenstechnik 

(Komissarische Leitung) 

Prof. Modigell 

Mechanische 


Prof. Ismail 

Molecular Simulations 

and Transformations 

Prof. Marquardt 

Prozesstechnik 

Prof. Mitsos 

Systemverfahrenstechnik 

Lehrstühle und Professoren der AVT 

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AVT - Gemeinsam für die Zukunft der 


Im Mittelpunkt der AVT steht die Ausbildung von Verfahrensingenieuren, 

daneben werden aber auch Aufgaben in der 

Forschung wahrgenommen. Die AVT bietet Workshops und 

Tagungen zur Fortbildung und als Plattformen für den Informationsaustausch 

für externe Partner und Kunden aus 

der Industrie an. Darüber hinaus wird in der AVT eine breite 

Palette von Dienstleistungen vom Experiment bis zur Simulation 

angeboten. 

Zur Zeit beschäftigt die AVT ca. 220 Mitarbeiter, davon 

ca. 150 Doktoranden der Ingenieur- und Naturwissenschaften. 

Teil der AVT sind weiterhin mechanische und elektrotechnische 

Werkstätten sowie diverse analytische Labore. 

Neue Rohstoffe, neue Herausforderungen 

In naher Zukunft sind aufgrund der Verknappung der natürlich 

vorkommenden Ressourcen Öl, Gas und Wasser große 

globale Herausforderungen durch den Menschen und insbesondere 

von der Verfahrenstechnik zu bewältigen. In der verfahrenstechnischen 

Produktion wird entsprechend ein Rohstoffwandel 

von derzeit als klassisch bezeichneten, vorzugsweise 

fossilen, Ausgangsstoffen hin zu biogenen Stoffen eintreten. 

Biogene Rohstoffe bedingen die Entwicklung einer gänzlich 

neuen Verfahrenstechnik, die anders als heutzutage etablierte 

Verfahren mit verschiedensten Gegebenheiten wie 

z.B. höheren Viskositäten, schwankenden Rohstoffqualitäten 

und höherer Bandbreite an Einsatzstoffen umgehen 

muss. 

Die Lehrstühle der AVT besitzen eine ausgewiesene Expertise 

in unterschiedlichen Gebieten der Verfahrenstechnik. 

Zukünftig werden die Forschungsaktivitäten entsprechend 

den bevorstehenden globalen Herausforderungen „Rohstoffwandel” 

und „Wasserverknappung” auf die Schwerpunkte 

„nachwachsende Rohstoffe” und „Wassertechnologien” systematisch 

ausgebaut. Die bestehenden Kompetenzen werden 

vor diesem Hintergrund optimal in neue, interdisziplinäre, 

stark mit den Naturwissenschaften und innerhalb der 

AVT verzahnte Projekte eingebracht und intensiviert werden. 

Erdöl-basierte 



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 hinausgeht, 

behandelt schon heute diese Themen von morgen 

(www.fuelcenter.rwth-aachen.de). Zusammen mit Verbrennungsspezialisten 

bei der Motorenentwicklung und Chemikern 

wird am maßgeschneiderten Kraftstoff der Zukunft 

aus biogenen Rohstoffen geforscht. Dabei soll entgegen der 

heute schon erhältlichen Kraftstoffe aus Ölpflanzen (Biodiesel) 

oder Zuckerrohr (Bioethanol), Kraftstoff aus Pflanzen 

außerhalb der menschlichen Nahrungskette, z. B. cellulosehaltige 

oder hölzerne Reststoffe, gewonnen werden. Hier 

sind kreative Lösungen gefragt, um die ambitionierten Ziele 

zu erreichen. 

biomass 

INTERMEDIATES 

ADDITIVES 

solvents 

catalysts 

water 

... 

on-line analytics and control 

products 

(e.g. fuel) 

substrate 

pretreatment 

conversion 

separation 

(platform) 

chemicals 

Innovativer Ansatz des Exzellenzclusters „Tailor-Made Fuels from Biomass” zur Generierung von Biotreibstoffen 

der dritten Generation. 

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2.1 AVT - Bioverfahrenstechnik 

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jochen Büchs 

Mitarbeiter: 22 wissenschaftliche 

8 nichtwissenschaftliche 

2 Azubis 

14 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 als 

Schnittstelle zwischen den naturwissenschaftlichen Disziplinen 

Biologie, Medizin und Technische Chemie, sowie den Ingenieurswissenschaften, 

vornehmlich der Verfahrenstechnik. 

Daher ist der Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik auch Mitglied 

zweier Fakultäten: Der Fakultät für Maschinenwesen 

und der Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften. 

Prof. Büchs hat vor seiner Zeit an der AVT.BioVT knapp 

neun Jahre in der biotechnologischen Forschung der BASF 

gearbeitet und unterhält gute Beziehungen zu japanischen 

Forschungsinstituten wie z.B. der Tokyo Universität und 

dem “Institute of Physical and Chemical Research” (RI- 

KEN). 

Was ist Bioverfahrenstechnik? 

Hast du dir schon mal darüber Gedanken gemacht, wie Bier 

oder Essig produziert wird? Wie die Gewinnung von Biokrafstoffen 

optimiert werden kann oder wie Apparate zur 

Abwasserbehandlung ausgelegt werden müssen? Dies sind 

Fragen mit denen sich die Bioverfahrenstechnik beschäftigt. 

Immer wenn Mikroorganismen zur Stoffumwandlung benötigt 

werden, dann fällt die Prozessauslegung und Optimierung 

in den Bereich der Bioverfahrenstechnik. Deshalb 

stellt Sie auch die Verbindung zwischen der Biologie (Medizin) 

und den Ingenieurswissenschaften dar. 

Für einen erfolgreichen Bioprozess sind neben den biologischen 

Gesichtspunkten auch verfahrenstechnische Aspekte 

relevant. Darunter fallen solche Größen, die nur durch Bilanzierung, 

Berücksichtigung von Stofftransportvorgängen 

und Modellierung zugänglich sind. Dazu gehören z.B. die 

Sauerstoffzufuhr, die Kohlendioxidentfernung, die Bestimmung 

der hydromechanischen Belastung von Mikroorganismen 

und die Berechnung der notwendigen Wärmeabfuhr. 

Zu den biotechnologischen Stoffumwandlungen zählen sowohl 

die komplexen Biosynthesen bei Fermentationsprozessen 

als auch Biotransformationen mit Mikroorganismen oder 

Enzymen, bei denen nur eine relativ einfache Stoffumwandlung 

erfolgt. Bei Fermentationsprozessen kommen Mikroorganismen 

und zunehmend auch tierische und pflanzliche 

Zell- oder Gewebekulturen zum Einsatz. Die Zukunft gehört 

der Anwendung gentechnisch veränderter Organismen 

und Zellen. Ein wichtiges Aufgabenfeld besteht in der Übertragung 

der in Schüttelreaktoren (Schüttelkolben, Reagenzgläser, 

Mikrotiterplatten) ermittelten Ergebnisse in Laborfermenter 

und schließlich in technische Maßstäbe. 

Die Biotechnologie ist eine der am schnellsten wachsenden 

Zukunftsbranchen. Die Feinchemikalienproduktion, die 

Pflanzenschutz- und vor allem die Pharmaindustrie werden 

in den nächsten Jahren einen enormen Innovationsschub 

durch die Bioverfahrenstechnik erfahren. Durch den Rohstoffwandel 

vom Erdöl zu nachwachsenden Rohstoffen sind 

große Herausforderungen zu bewältigen, die aber auch gewaltige 

Möglichkeiten zur Sicherung einer nachhaltigen Industrie 

bieten. 

Fachdisziplinen der Biotechnologie 

Forschungsschwerpunkte 

Der Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik beschäftigt sich 

hauptsächlich mit der biotechnologischen Wertproduktherstellung, 

auch unter Berücksichtigung von umwelt- oder 

aufarbeitungstechnischen Fragestellungen. Im Mittelpunkt 

der Forschungstätigkeit steht die Entwicklung neuer Methoden 

und Apparate für eine effiziente Bioprozessentwicklung. 

Es wird jedoch keine eigene Mikrobiologie beforscht, sondern 

die am Lehrstuhl entwickelten bioverfahrenstechnischen Me- 

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thoden und Apparate werden in zahlreichen Kooperationen 

mit anderen Lehrstühlen oder der Industrie etabliert. Folgende 

Forschungsgebiete werden augenblicklich schwerpunktmäßig 

bearbeitet: 

1. Schüttelreaktorsysteme 

In den ersten Screening-Stufen biotechnologischer Entwicklungsarbeit 

werden in sehr großer Zahl Schüttelreaktoren 

(Erlenmeyerkolben, Reagenzgläser und Mikrotiterplatten) 

eingesetzt, um eine große Anzahl an Versuchen parallel und 

in kurzer Zeit durchführen zu können. Zur Zeit wird die Laborautomation 

mit Hilfe von Robotern aktiv vorangetrieben. 

Trotz ihrer Einsatzhäufigkeit und der Bedeutung sind Schüttelreaktoren 

bisher verfahrenstechnisch kaum erforscht und 

die Mess- und Analysemöglichkeiten sind im Gegensatz zum 

späteren Prozess unterentwickelt. Da im kleinen Maßstab 

jedoch ganz entscheidende Selektionen und Weichenstellungen 

vorgenommen werden, muss sichergestellt werden, 

dass mögliche Limitierungen vermieden und konsistente experimentelle 

Bedingungen garantiert werden können. Auf 

diesem Forschungsgebiet nehmen wir zurzeit eine weltweit 

führende Stellung ein. 

Mikrotiterplatte im BioLector für optische 

Messungen wichtiger Prozessparameter während 

der Kultivierung 

2. Fermentations- und Reaktortechnik 

In diesem Forschungsbereich werden reaktor- und regelungstechnische 

Fragestellungen zur biotechnologischen Wertproduktherstellung 

bearbeitet. Im Mittelpunkt stehen hier 

Stofftransportphänomene sowie die Bilanzierung, Regelung 

und modellmäßige Beschreibung von Fermentations- und 

Biotransformationsprozessen. Auch in diesem Arbeitsgebiet 

werden neuartige Messmethoden erforscht, um bessere Einblicke 

in den Reaktor zu erhalten. Zu nennen sind hier unter 

anderem die Bilanzierung der biologischen Wärmeentwicklung 

durch Kalorimetrie und die Erfassung von lebenden 

Zellen durch Impedanzmessung. 

Deine Mitarbeit am Lehrstuhl 

Als Student an der BioVT kannst du in Form von Bacheloroder 

Masterarbeiten, der Projektarbeit oder als Hiwi praxisnahe 

Einblicke in die aktuelle Forschungen gewinnen. Durch 

deine selbstständige und selbstverantwortliche Arbeit eignest 

du dir neben dem fachlichen Wissen auch erste Projektmanagementskills 

an. 

Aufnahme der Pipettenspitzen durch das "Liquid 

Handling System"für eine automatisierte 

Prozessführung 

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2.2 AVT - Chemische Verfahrenstechnik 

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Matthias Wessling 



1 Azubi 

35 studentische Hilfskräfte 

Adresse: Turmstraße 46, 52064 Aachen 

Telefon: 0241/80-95470 

Wir freuen uns den Studenten der Verfahrenstechnik 

auch in Zukunft exzellente Lehre und Forschung am Lehrstuhl 

für chemische Verfahrenstechnik (CVT) bieten zu 

können: Im Dezember 2010 übernahm der renommierte 

Membran-Forscher Prof. Matthias Wessling,die Leitung des 

Lehrstuhls. Er übernahm damit den Lehrstuhl von Prof. 

Thomas Melin, der diesen seit 1996 geleitet hatte. 

Kolloide & 

Grenflächen 

Material 

Wissenschaften 

Apparatetechnik 

Membranverfahren 

Separation 

Problem 

Chemische Verfahrenstechnik & Membranverfahren - 

ein interdisziplinärer Ansatz 

Das Verständnis und die Entwicklung effizienter, intelligenter 

und kompakter Apparate und Verfahren, wie den Membranverfahren, 

stehen stets im Fokus der Forschung. Von 

großer Bedeutung sind hierbei die Nutzung neuer Methoden 

und Materialien sowie vor allem eine interdisziplinäre 

Zusammenarbeit. Das Forschungsfeld der Membranverfahren, 

für das die CVT seit mehreren Professorengenerationen 

bekannt ist, umfasst und kombiniert das Forschungsfeld 

der Kolloide und Grenzflächen, die Materialwissenschaften, 

die Apparatetechnik, das Prozessdesign, Multiphysik- 

Simulation, und die Reaktionstechnik. 

Das Zusammenspiel dieser Disziplinen erstreckt sich von 

der Grundlagenforschung bis hin zur industriellen Anwendung, 

von “Nano” zu “Kilo”. Ausdruck für die Interdisziplinarität 

des Lehrstuhls ist die Mitarbeit von Prof. Matthias 

Wessling im “Scientific Board” des DWI an der RWTH 

Aachen e.V., dessen Fokus auf der Entwicklung funktioneller 

Polymere liegt. Sowohl enge Zusammenarbeit mit dem 

DWI als auch die Kompetenzen von Prof. Wessling im Gebiet 

der Membranentwicklung und Membranherstellung ergänzen 

die bisherigen Aktivitäten im Bereich der Membrantechnik 

optimal. Die Expertise des Lehrstuhls im Bereich der 

Membrantechnik spiegelt sich in vielfältigen Kontakten zu 

Industrie und Forschung, Prof. Wesslings Tätigkeit als Editor 

des “Journal of Membrane Sciences” sowie in dem 2007 

im Springer-Verlag publizierten Buch “Membranverfahren” 

wider. 

Multiphysik 

Modellierung 

Reaktionstechnik 

Prozessdesign 

Forschung an der AVT.CVT 


Aus dem Alltag sind Membranen vor allem durch die Verwendung 

in Funktionskleidung bekannt. Momentan werden 

allerdings die größten Membranflächen in Medizintechnik, 

Wasseraufbereitung und Trinkwassergewinnung eingesetzt. 

Ein zukunftsweisendes und vielversprechendes Forschungsgebiet 

bleibt der Einsatz von Membranen in der chemischen 

Industrie und der Energietechnik, d.h. auch in chemisch anspruchsvollen 

Umgebungen. Hier spielt die Entwicklung neuer 

Membranen, die perfekt an einen speziellen Prozess angepasst 

sind, eine große Rolle. 

10


Beispielsweise kristallisieren sich zurzeit im Bereich der 

chemischen Reaktionstechnik drei Forschungsrichtungen 

heraus: 

• Membrangestützte in-situ Produktrückgewinnung in 

biologischen und chemischen Prozessen, bei der durch 

ein selektives Entfernen von dem Produkt aus der Reaktionsumgebung 

eine Reaktionsinhibierung vermieden 

wird. 

Methodische Schwerpunkte 

Experimentelle Arbeiten in unterschiedlichen Maßstäben, 

angefangen bei Laborexperimenten bis hin zu Pilotanlagen, 

sind häufig die Grundlage der Forschungsarbeit. Neben der 

Entwicklung neuer Apparate, stellt deren Integration in einen 

Gesamtprozess eine weitere Herausforderung moderner Verfahrenstechnik 

dar. Unterstützt werden die experimentellen 

Arbeiten daher durch Simulationen. Durch Prozesssimulationen 

können auch ungewöhnliche Verfahrenskombinationen 

untersucht und die Vorzüge einzelner Verfahren besonders 

effizient genutzt werden. Die Arbeit wird durch erfahrene 

Mitarbeiter in Labor und mechanischer Werkstatt unterstützt, 

so dass viele Routineuntersuchungen aber auch 

die Fertigung ganzer Versuchsanlagen im Haus geschehen 

kann. 

• Kapillarmembranreaktoren bei denen an der porösen 

Membranwand heterogen-katalysierte Reaktionen 

ausgeführt werden. 

• Elektro-chemische Membranreaktoren, in denen durch 

Elektronen, Wasser und regenerierbare Grundstoffe im 

Zusammenspiel mit Membranen in brennstoffzellähnlichen 

Reaktoren chemische Umsetzungen erzielt werden. 

So wird innerhalb des Exzellenz-Clusters “Tailor-Made 

Fuels from Biomass” an der CVT das Konzept des Membranbioreaktors 

gekoppelt mit dem Konzept der Elektrodialyse 

untersucht und entwickelt. In einem kontinuierlichen 

Fermentationsprozess zur Produktgewinnung wird das 

Produkt Itakonsäure produziert, mit Hilfe eines getauchten 

Membranmoduls kontinuierlich aus dem Reaktor gewonnen 

und für weitere Prozessaufarbeitungsschritte wie der Elektrodialyse 

bereitgestellt. 

Die Forschung am Lehrstuhl für chemische Verfahrenstechnik 

konzentriert sich dabei im Wesentlichen auf drei Anwendungsfelder: 

• Energy 

• Health 

• Water 

Versuchsstände an der AVT.CVT 

Tagungen und Kongresse 

Konferenzveranstaltungen wie der Hochschulkurs Membranprozesse 

(HSK), der Membrane Course for Water Technologies 

(MCW, das Aachener Membrankolloquium (AMK) 

und die gemeinsam mit dem Institut für Siedlungswasserwirtschaft 

durchgeführte Aachener Tagung Wasser und 

Membranen (AWM), verschaffen der Chemischen Verfahrenstechnik 

internationales Ansehen und fördern den Dialog 

und wissenschaftlichen Austausch mit Forschungseinrichtungen 

und industriellen Anwendern im In- und Ausland. 

Und im September 2015 erwartet uns ein ganz besonderes 

Konferenz-Highlight. Dann wird die internationale 

“Euromembrane”-Konferenz der European Membrane Society 

von der AVT.CVT in Aachen ausgerichtet. 

Ihre Mitarbeit am Lehrstuhl 

So breitgefächert wie die Forschungsprojekte am Lehrstuhl 

sind auch die Möglichkeiten einen Einblick in die Forschung 

zu erhalten. Neben Studien-, Projekt-, Bachelor-, Diplomund 

Masterarbeitern sind in den meisten Projekten Hiwis an 

vorderster Front beteiligt. So können während des Studiums 

wertvolle praktische Erfahrungen und Einblicke in den 

Forschungsalltag der Universität sowie Vielseitigkeit und 

Selbstständigkeit gewonnen werden. Neben der Tätigkeit 

am Lehrstuhl selbst, begrüßen, vermitteln und betreuen wir 

Arbeiten an ausländischen Hochschulen und bei in- und ausländischen 

Firmen. 

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2.3 AVT - Computational Systems Biotechnology 

Leitung: 

Mitarbeiter: 

Prof. Dr. Wolfgang Wiechert 

35 wissenschaftliche 



Leo-Brandt-Straße, 52425 Jülich 

Adresse: 

Telefon: 02461/61-5557 

E-Mail: w.wiechert@fz-juelich.de 

Der Lehrstuhl “Computational Systems Biotechnology” 

wurde 2011 als Teil der AVT neu eingerichtet. Dahinter verbirgt 

sich der Bereich “Systembiotechnologie” am Institut 

IBG-1 (Biotechnologie) des Forschungszentrums Jülich unter 

Leitung von Prof. Wiechert. Das Institut arbeitet an der 

Schnittstelle zwischen Ingenieur- und Lebenswissenschaften 

und befasst sich mit der Entwicklung biotechnologischer 

Produktionsprozesse für Grund- und Feinchemikalien, 

Pharmazeutika und Proteine. Mitarbeiter des Instituts bieten 

Lehrveranstaltungen in den Fakultäten 1 bis 4 an und 

Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten werden am Jülicher 

Institut durchgeführt. 

Biotechnologie als Ingenieurdisziplin? 

Noch bis vor wenigen Jahren endete die ingenieurmäßige 

Betrachtung biotechnologischer Produktionsprozesse an der 

Zellwand der eingesetzten Mikroorganismen. Diese wurden 

als ein sich selbst reproduzierender Katalysator aufgefasst 

und im Detail kaum weiter aufgeschlüsselt. Mit dem Aufkommen 

der Systembiologie hat sich dies grundlegend geändert. 

Systembiologen verfolgen das Ziel, die komplexen Prozesse 

im Inneren einer lebenden Zelle mit Hilfe der systemwissenschaftlicher 

- und damit auch ingenieurwissenschaftlicher 

- Methoden zu beschreiben und zu analysieren. Auf 

Grundlage der so erarbeiteten Modelle werden Vorhersagen 

darüber getroffen, wie Prozessparameter oder die genetische 

Ausstattung eines Mikroorganismus verändert werden 

müssen, um hinsichtlich der Produktivität eines Bioprozesses 

optimale Ergebnisse zu erzielen. Die darauf aufbauende 

synthetische Biologie versteht sich von vorn herein als Ingenieurdisziplin. 

Hier wird versucht, Mikroorganismen und 

Proteine mit ganz neuen Eigenschaften und Funktionen ingenieurmäßig 

zu konstruieren und für den Menschen nutzbar 

zu machen. Das Jülicher Institut arbeitet sowohl auf 

dem Bereich der Systembiotechnologie als auch der synthetischen 

Biologie. Hier gibt es für Studenten der Ingenieurwissenschaften 

vielfältige Betätigungsmöglichkeiten. 

Regulationsmodell des Zentralstoffwechsels 

von Corynebacterium glutamicum. 

Roboterintegriertes Hochdurchsatz-Prozessoptimierungssystem 

JUBOS. 

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Modellierung biologischer Netzwerke 

Die interne Organisationsstruktur einer lebenden Zelle weist 

bemerkenswerte Parallelen zu einem industriellen Produktionsbetrieb 

auf. Wie in der Automatisierungstechnik findet 

man eine Steuerungshierarchie vor, bei der auf oberster 

Ebene, der genetischen Regulation, grobe Vorgaben für 

das Gesamtsystem gemacht werden, die dann auf der Ebene 

des Stoffwechsels in Stoffflüsse umgesetzt, der mit Hilfe 

von Regelkreisen stabilisiert werden. Für die Analyse dieser 

Netzwerke und Regelkreise werden dieselben Methoden 

eingesetzt, wie sie der Ingenieur auch zur Prozessbeschreibung 

einsetzt: hierarchische Modellierung, Stoffbilanzierung, 

Thermodynamik, Systemdynamik. Gerade Verfahrenstechniker 

sind somit bestens vorbereitet, um im Gebiet der Systembiologie 

zu arbeiten. Die Netzwerkmodelle werden mit 

Hilfe moderner Simulationswerkzeuge umgesetzt und deren 

Parameter auf Grundlage experimenteller Daten bestimmt. 

Dazu sind informative Experimente mit Hilfe von modernen 

Versuchsplanungs-Algorithmen gezielt zu planen. Auf 

Grundlage der Modelle werden Vorhersagen getroffen und 

mit Methoden der Optimierung vielversprechende Modifikationen 

am System ermittelt. Dieses Rüstzeug bringt der 

Verfahrenstechniker aus den Prozesswissenschaften bereits 

mit. 

Picoliter-Bioreaktor für die Einzellzelluntersuchung 

Miniaturisierung und Hochdurchsatz 

Über die systemwissenschaftliche Arbeit hinaus haben Ingenieure 

am Jülicher Institut vielfältige Aufgaben im Bereich 

der Durchführung, apparativen Unterstützung und Automatisierung 

von Experimenten. Die Systembiologie erfordert 

Experimente mit biologischen Systemen unter hochkontrollierten 

Bedingungen bei einem gleichzeitig möglichst hohen 

Durchsatz. Dies erfordert eine konsequente Miniaturisierung 

und Automatisierung. So werden Mini- und Mikrobioreaktoren 

eingesetzt und mit Laborrobotern zu integrierten 

Systemen zusammengefügt. Auch die Hochdurchsatz- 

Datengenerierung erfordert Ingenieurkenntnisse. Beispielsweise 

werden spezielle Probenahme-Einrichtungen entwickelt, 

die es erlauben aus einem Bioreaktor mehrere Proben 

pro Sekunde zu genau definierten Zeitpunkten zu ziehen 

und zugleich den Stoffwechsel der darin befindlichen Zellen 

im Subsekunden-Maßstab abzustoppen. Auf diese Weise 

können dynamische Vorgänge im Stoffwechsel eines Mikroorganismus 

messtechnisch erfasst werden. Auch die weitere 

Probenverarbeitung erfordert im hohen Maße Automatisierungsschritte. 

Einzelzell-Bioreaktoren 

Ein neues Forschungsfeld am Jülicher Institut ist die Mikrofluidik 

zur Untersuchung einzelner Zellen unter Produktionsbedingungen. 

Damit kann z.B. die Auswirkung unvermeidbarer 

Inhomogenitäten in industriellen Produktions- 

Bioreaktoren gezielt untersucht werden. Ein Einzelzell- 

Bioreaktor ist ein mikrofluidischer Chip, der mit den Methoden 

der Mikrosystemtechnik gefertigt wird. Die Zellen werden 

in nur 1 μm großen Strukturen eingefangen und unter 

definierten Bedingungen untersucht. Die dabei produzierten 

mikroskopischen Videodaten werden mit eigens dafür entwickelten 

Bildanalysealgorithmen automatisch ausgewertet. 

Dies ist eine große Herausforderung wenn mehrere hundert 

Einzelzellen gleichzeitig beobachtet werden sollen. Die Zellen 

werden dazu mit Methoden der synthetischen Biologie 

so verändert, dass sie durch optische Signale über ihren 

internen Zustand berichten. 

Prozessmodellierung 

Die Modellierung und Simulation von Apparaturen und Prozessen 

gehört ebenfalls zum Arbeitsgebiet der Jülicher Ingenieure. 

Ein Beispiel ist die mikrostrukturierte Modellierung 

und Simulation industrieller Chromatographie-Prozesse, wie 

sie bei der Aufarbeitung von Proteinen verwendet werden. 

Eine Chromatographiesäule wird dabei bis in die einzelnen 

Füllpartikel hinein detailliert abgebildet, um zu untersuchen, 

wie sich chemische Stoffe auf molekularer Ebene voneinander 

trennen. Die entsprechenden Simulationen sind so 

aufwendig, dass sie nur noch auf einem Supercomputer 

durchgeführt werden können. 

Vorlesung 

Die am Institut vertretenen Themenbereiche werden in der 

Lehre in den Fakultät 1 & 4 vertreten von: Prof. Wolfgang 

Wiechert, Prof. Marco Oldiges, Dr. Dörte Rother und 

Dr.-Ing. Eric von Lieres. Die für den Ingenieurbereich maßgebliche 

Lehrveranstaltung ist die Vorlesung „Computational 

Systems Biotechnology“, die in jedem Sommer als einwöchige 

Blockveranstaltung angeboten wird. Die Veranstaltung 

wird sowohl von Ingenieuren als auch von Biotechnologen 

besucht. Fehlendes Wissen wird im Vorfeld durch spezielle 

Brückenmaßnahmen nachgeholt. 

13


2.4 AVT - Enzymprozesstechnik 

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Antje Spieß 




Adresse: Worringer Weg 1, Sammelbau Biologie 

Telefon: 0241/80-23 159 

Seit Oktober 2010 verstärkt der Lehrstuhl für Enzymprozesstechnik 

(EPT) unter Leitung von Prof. Dr. Ing. Antje 

Spieß die Aachener Verfahrenstechnik. Durch die Ausgründung 

der – bis dahin innerhalb der AVT.BioVT erfolgreich 

agierenden – enzymtechnischen Arbeitsgruppe wurde 

das Profil der AVT weiter geschärft. Dabei hat sich seit 

seiner Gründung viel getan am jüngsten AVT Lehrstuhl. 

Starteten anfangs noch 6 Mitarbeiter in eine aufregende 

Zeit des Lehrstuhlaufbaus und dessen Organisation, kümmern 

sich mittlerweile 14 Mitarbeiter um die Etablierung 

spannender Lehre und Forschung innerhalb der AVT. Dabei 

besteht die Arbeitsgruppe aus WissenschaftlerInnen unterschiedlicher 

Fachrichtungen, die gemeinsam auf dem Gebiet 

der Biokatalyse forschen. Neben der weiterhin engen Kooperation 

mit der AVT.BioVT konnte durch die Berufung von 

Prof. Dr.-Ing. Antje Spieß in das „Scientific Board” des DWI 

an der RWTH Aachen e.V. eine weitere enge Kooperation 

innerhalb der RWTH aufgebaut werden. Der Schwerpunkt 

der Kooperation liegt dabei auf der Kontrolle und dem Design 

enzymkatalysierter Reaktionen. 

Bausteine der Enzymprozesstechnik 

Industrielle Bedeutung enzymatischer Prozesse 

Enzyme werden für eine Vielzahl von Prozessen als Biokatalysatoren 

eingesetzt. Neben den bekannten Anwendungen in 

Waschmitteln spielen sie eine entscheidende Rolle in der organischen 

Synthese. Aufgrund ihrer selektiven katalytischen 

Wirkung haben sie ein immenses industrielles Potenzial für 

die Stoffproduktion im Bereich der Feinchemikalien, Pharmaprodukte 

sowie Treibstoffe und bieten eine große Bandbreite 

potenzieller neuer Synthesewege. Daher investieren 

heute viele chemische und pharmazeutische Unternehmen in 

die Entwicklung neuer Enzymsysteme und in die Integration 

der Enzymkatalyse in ihre Herstellungsprozesse. Besonders 

im Zuge des global notwendigen Rohstoffwandels von petrochemischen 

hin zu nachwachsenden Rohstoffen nehmen 

selektive biokatalytische Prozesse nicht zuletzt wegen ihrer 

Nachhaltigkeit und ihrer ökonomischen Effizienz eine 

Schlüsselposition ein. Diese Entwicklung bringt einen hohen 

Forschungsbedarf mit sich. Um Enzyme für industrielle 

Anwendungen verwenden zu können, ist ein detailliertes 

Verständnis der enzymatischen Reaktionskinetiken und der 

Wechselwirkungen von Enzym und Reaktionsmedium notwendig. 

Daher werden die Enzymreaktionen experimentell 

analysiert und mit Hilfe mechanistischer Modelle abgebildet. 

Am Lehrstuhl für Enzymprozesstechnik werden die 

Reaktionsmechanismen verschiedener industriell relevanter 

Enzymsysteme erforscht. 

Biokatalyse in unkonventionellen Medien 

Eine wesentliche Schwierigkeit für den Einsatz von industriellen 

Enzymsystemen ist die typische Reaktionsführung in 

Wasser, das die natürliche Enzymumgebung darstellt. Wasser 

stellt selten ein gutes Lösungsmittel für Substrate dar 

und limitiert so die Produktivität der möglichen Prozesse. 

Darüber hinaus ist Wasser häufig unverträglich mit weiteren 

Reaktionsschritten oder der Produktaufarbeitung und 

verteuert so die Prozessführung erheblich. Daher sind Biokatalysatoren, 

die nicht nur in ihrer natürlichen wässrigen 

Umgebung aktiv sind, sondern auch in unkonventionellen 

Medien wie Gasen oder organischen Lösungsmitteln, von 

besonderem Interesse. Damit die Enzyme jedoch auch in 

unkonventionellen Reaktionsmedien mit einer vergleichbaren 

Aktivität und Selektivität funktionieren, ist es notwendig, 

die geeigneten Biokatalysatoren, Lösungsmittel und 

Reaktionsbedingungen zu finden. Am Lehrstuhl AVT.EPT 

forscht daher ein wissenschaftliches Team aus Natur- und 

IngenieurwissenschaftlerInnen auf diesem innovativen Gebiet 

der enzymkatalysierten Prozesse. 

14



Die durch Industrie und öffentliche Hand geförderten 

Forschungsprojekte in der AVT.EPT sind insgesamt 

eng verzahnt. Sie reichen von naturwissenschaftlichgrundlagenorientierten 

Forschungsthemen bis zur angewandten 

Forschung des Reaktordesigns, um neue Reaktoren 

und Reaktionssysteme zu entwickeln und zu etablieren. Neben 

der Forschungsaktivität im Rahmen des Exzellenzclusters 

„Tailor-Made Fuels from Biomass” sind am Lehrstuhl 

AVT.EPT zwei weitere thematische Gruppen tätig. 

Reaktorsysteme und -design 

Einen Schwerpunkt stellt die Entwicklung und Untersuchung 

enzymkatalysierter Reaktionen in verschiedenen Reaktortypen 

und Reaktionsmedien dar. Viele Biokatalysatoren 

weisen in organischen Lösungsmitteln keine oder nur eine 

sehr geringe Aktivität auf. Daher wurden Enzymprozesse in 

wässrig-organischen Zweiphasensystemen entwickelt, in denen 

durch die Immobilisierung in Hydrogelen die Enzymstabilität 

erhöht wird. Bei der Gasphasenkatalyse beeinträchtigen 

oftmals hohe Prozesstemperaturen die Enzymstabilität. 

Ein grundlegendes Verständnis der Deaktivierung ist daher 

zur Optimierung mehrphasiger Enzymprozesse notwendig. 

Enzymnetzwerke und -modellierungen 

Weitere Projekte beschäftigen sich mit der Modellierung 

und Untersuchung der Kinetik enzymkatalysierter Reaktionsnetzwerke, 

um ein quantitatives Verständnis der Reaktionsschritte 

zu erlangen. Durch die Formulierung mechanistisch 

basierter Modellansätze mit akkuraten Parametern 

kann ein Beitrag zur Aufklärung der Struktur-Funktions- 

Beziehung unterschiedlicher Enzyme geleistet werden. 

Zwei-Phasen-Reaktor 

Mitarbeit am Lehrstuhl 

Für die vielfältige Forschungsarbeit am Lehrstuhl AVT.EPT 

ist immer die Mitarbeit von Studierenden erwünscht und 

auch notwendig. Über Abschlussarbeiten, Forschungspraktika 

oder als studentische Hilfskräfte sind eine Vielzahl von 

Studierenden direkt in die Forschung eingebunden. Durch 

die Mitarbeit bekommen die Studierenden die Möglichkeit, 

neue Kenntnisse im Bereich der Entwicklung und Anwendung 

enzymatischer Prozesse zu erwerben und neue kreative 

Konzepte zur Auslegung von Reaktoren zu entwerfen. 

Absolventen im Bereich der Biokatalyse werden stark nachgefragt 

und können nach Studienabschluss mit sehr guten 

Beschäftigungsaussichten rechnen. 

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2.5 AVT - Mechanische Verfahrenstechnik 

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Michael Modigell 





Telefon: 0241/80-95159 

Der Lehrstuhl der mechanischen Verfahrenstechnik befasst 

sich mit den Bereichen Umwelt- und Energietechnik, 

Untersuchung von Grenzflächenphänomenen und Rheologie. 

Hierbei erstreckt sich das Spektrum von Grundlagenuntersuchungen 

zum Verständnis des Stofftransportes bis 

hin zur anwendungsorientierten Prozess- und Apparateentwicklung 

unter ingenieurwissenschaftlichen Aspekten. Die 

Tätigkeiten der Arbeitsgruppe umfassen daher sowohl numerische 

Simulationen und Modellierungen von Prozessen 

und Strömungsvorgängen als auch vielfältige experimentelle 

Untersuchungen. Die Forschungsschwerpunkte lassen sich 

in folgende Themengebiete unterteilen: 

1. Sauerstoffleitende Membranen für den Einsatz in 

Oxyfuel-Kraftwerksprozessen 

Carbon Capture and Storage (CCS) bezeichnet die Abtrennung 

und (geologische) Speicherung von CO 2 aus fossil 

gefeuerten Kraftwerken. Als eine vielversprechende CCS- 

Techniklinie gilt die Oxyfuel-Verbrennung, bei der der Brennstoff 

anstelle von Luft mit reinem Sauerstoff und rezirkuliertem 

Rauchgas verbrannt wird. Somit entsteht ein Rauchgas, 

das zu einem hohen Anteil aus CO 2 besteht und mit verhältnismäßig 

geringem Aufwand für eine Einlagerung konditioniert 

werden kann. 

Membrananlage zur Sauerstoffabtrennung aus 

Luft 

Eine Alternative zur energieintensiven Sauerstoffbereitstellung 

durch kryogene Luftzerlegung bieten gemischtleitende 

keramische Membranen, welche bei hohen Temperaturen 

selektiv sauerstoffleitfähig sind. Die MVT ist 

Partner 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 Membran 

in den Kraftwerksprozess auch die Entwicklung einer 

Demonstratoranlage im Fokus der Aktivitäten. 

2. Analyse und Simulation von Hochtemperaturprozessen 

Drehrohröfen werden in der chemischen und der Grundstoffindustrie 

eingesetzt, um Reaktionen mit Feststoffen bei 

hohen Temperaturen kontinuierlich durchzuführen z.B. bei 

der Herstellung von Zement, Kalk oder anorganischen Pigmenten. 

Bei den verschiedenen Prozessen, die in Drehrohröfen 

realisiert werden, laufen vielfältige Stoffumwandlungsvorgänge 

ab, wie Trocknung, chemische Reaktion oder 

Partikelbildung. Dazu treten im Betrieb häufig Brennstoff-, 

Last- oder Produktwechsel sowie schwankende Eigenschaften 

der Einsatzstoffe auf, die einen dynamischen Anlagenbetrieb 

erzwingen. Diese Störungen müssen durch eine geeignete 

Ofenfahrweise ausgeglichen werden, um eine gleichbleibende 

Produktqualität zu gewährleisten. Zur Beschreibung 

eines Drehrohrofens wird daher bei der MVT ein mechanistisches 

Prozessmodell entwickelt, mit dem Temperatur- und 

Konzentrationsverläufe und die Produktqualität im Ofeninneren 

berechnet werden können. Die berechneten Werte 

können dem Betriebspersonal als zusätzliche Information 

über den Betriebszustand zugänglich gemacht werden und 

so eine effizientere Ofenfahrweise unterstützen. Das Prozessmodell 

kann zusätzlich für Simulationsstudien verwendet 

werden, mit deren Hilfe die für eine Produktion von neuen 

Produktqualitäten nötigen Betriebsversuche reduziert werden 

können. 

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3. Biosolare Wasserstoffproduktion 

Bei Sonneneinstrahlung produzieren Purpurbakterien Wasserstoff 

aus Wasser und organischen Substraten. Ziel der 

Arbeiten in der MVT ist die Entwicklung eines geeigneten 

Reaktor- und Prozesskonzeptes um diesen Effekt technisch 

zur Wasserstoffgewinnung zu nutzen. Ein Aspekt dieser 

Arbeiten ist die Untersuchung der Prozessbedingungen bei 

verschiedenen Substraten. Die Experimente hierzu werden 

sowohl im Labor als auch am Freilandreaktor durchgeführt. 

Der zweite Aspekt ist die Optimierung der Gestaltung dieses 

Reaktors durch hydrodynamische Experimente und numerische 

Simulation. 

5. Rheologie teilerstarrter metallischer Legierungen 

Im Vergleich zu konventionellen Formgebungsverfahren wie 

Gießen und Schmieden werden beim Sonderformgebungsverfahren 

„Thixoforming” Legierungen im teilerstarrten Zustand 

verarbeitet. In diesem Zustand ist das Material teils 

flüssig, teils fest und besitzt daher außergewöhnliche Fließeigenschaften, 

die die Herstellung komplexer Bauteilgeometrien 

(z.B. in der Automobilindustrie) ermöglicht. Diese Fließeigenschaften 

werden in der MVT untersucht und modelliert. 

Dazu werden in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit 

anderen Instituten Hochtemperatur-Rheometer entwickelt, 

die die Viskositätsmessung bei Temperaturen bis 1700°C 

ermöglichen. Das entwickelte mathematische Stoffmodell 

wird in kommerzielle Software implementiert und zur numerischen 

Simulation der Strömungsvorgänge beim Thixoformingprozess 

verwendet. 

6. Stofftransport im Rieselfilm 

Apparate zur Stoff- und Wärmeübertragung in Mehrphasensystemen 

sind häufig so gestaltet, dass sich die flüssige 

Phase als dünner, welliger Film ausbildet. Durch die wellige 

Oberfläche lässt sich der Stofftransport gegenüber einer 

glatten Filmströmung erheblich steigern. Die zugrunde liegenden 

kinetischen Phänomene sind im Detail noch nicht 

verstanden. Zu deren Aufklärung sind zeitlich und örtlich 

hoch aufgelöste Messungen zur Verteilung eines transportierten 

Stoffes im Film notwendig. Dies geschieht am 

Lehrstuhl anhand der Messmethode der laser-induzierten 

Lumineszenz, bei der die Emissionen eines zuvor angeregten 

optischen Indikators Ortsauflösungen von 20 - 30 μm 

ermöglichen. 

Bachelor-, Master- und Projektarbeiten 

In allen vorgestellten Forschungsbereichen sind wir auf die 

Mithilfe von Studierenden angewiesen, sei es in Form von 

HiWi-Stellen oder studienbegleitenden Arbeiten. Interessante 

Themen finden Sie auf unserer Webseite oder durch direkten 

Kontakt mit den Lehrstuhlmitarbeitern. 

Teilerstarrte Metalllegierung 

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2.6 AVT - Molekulare Simulationen und Transformationen 

Leitung: Junior Prof. Ahmed E. Ismail, Ph.D 



Adresse: Schinkelstraße 2, 52062 Aachen 

Telefon: 0241/80-99128 

Die Juniorprofessur “Multiskalen Modellierung Molekularer 

Transformationen (MST)” begann im März 2010 mit 

der Ernennung von Ahmed E. Ismail als Juniorprofessor in 

Maschinenbau an der RWTH Aachen University. Die MST- 

Arbeitsgruppe ist Teil des Exzellenzclusters Maßgeschneiderte 

Kraftstoffe aus Biomasse. Sie ist auch der AICES 

Graduiertenschule für Computational Engineering Sciences 

(CES) angehörig. 


Obwohl wir stark mit der Welt auf makroskopischer Ebene 

interagieren, finden viele wichtige physikalische, chemische 

und biologische Prozesse auf molekularer Ebene statt. Zum 

Beispiel hängen alle Reaktionen, von der Katalyse bis zur 

Photosynthese und Zellatmung, von der Struktur und Wechselwirkung 

der einzelne Moleküle ab. Mit molekularen Simulationen 

können wir die thermodynamischen, dynamischen 

und technischen Eigenschaften von Materialien erforschen, 

und engere Verbindungen zwischen theoretischen Vorhersagen 

und experimentellen Ergebnissen knüpfen. Molekulare 

Simulationen finden unter anderem Anwendung bei Drug 

Design, Nanopartikelherstellung, Verbrennung, Luft- und 

Raumfahrt, und in vielen anderen Bereichen in Forschung 

und Industrie. 

Moleküldynamiksimulationen von Zelluloseauflösung 

Die Auftrennung von Lignocellulose-Biomasse in ihren Komponenten 

Zellulose, Lignin und Hemizellulose ist die größte 

Herausforderung um Brennstoff-Produktion aus Zellulose- 

Biomasse ökologisch und wirtschaftlich durchführbar zu machen. 

Ionische Flüssigkeiten und Medien wie “Organocat” 

und “Organosolv” wurden als potenzielle Lösungsmittel für 

Biomasse vorgeschlagen, aber die Mechanismen, wie diese 

Materialien auf molekularer Ebene arbeiten, sind noch 

nicht gut verstanden. Wir verwenden Molekulardynamik- 

Simulationen um die strukturellen, thermodynamischen und 

Transporteigenschaften der Lösungsmittel-Medien sowohl 

isoliert als auch in Interaktion mit Wasser und Zellulose 

zu untersuchen. Durch die Beobachtung der Änderungen 

in der chemischen Struktur des Lösungsmittels im Prozess, 

geben wir Empfehlungen zu Verarbeitungsbedingungen und 

Lösungsmittelwahl, welche die Effizienz und Effektivität der 

Auftrennung verbessern. Zudem entwickeln wir durch Kopplung 

der atomistischen Berechnungen mit “grobkörnigen” 

Methoden, wie kinetische Monte Carlo Techniken, mathematische 

Modelle für die Simulation der Auflösung der gesamten 

Zellstoffbündel. Diese Modelle werden qualitative 

und quantitative Vorhersagen des Verhaltens liefern, die innerhalb 

des Excellenzclusters Tailor-Made Fuels from Biomass 

mit den Ergebnissen von Experimenten der Kollegen 

verglichen werden können. 

Eine Kette ionischer Flüssigkeiten (orange, 

grüne und rote Kugeln) umschließt ein Zellulosemolekül 

Struktur und Dynamik von Grenzflächen 

Viele interessante physikalische und technische Vorgänge 

finden an Grenzflächen zwischen Materialien statt, 

besonders an Flüssigkeits-Dampf-Schnittstellen auf der 

Flüssigkeits-Festkörper-Grenzfläche, oder wo mehrere Flüssigkeiten 

oder Feststoffe in Berührung kommen. 

Aktuelle Forschung in diesem Bereich ist die Untersuchung 

des Phänomens des sogenannten “Superspreading”. 

Dieser Effekt tritt bei bestimmten Tensiden auf, die in der 

Lage sind, die Oberflächenspannung von Wasser so stark zu 

verringern, dass die Benetzungseigenschaften auf verschiedensten 

Oberflächen vollständig Verändert werden. 

Problematisch ist allerdings die starke Toxizität dieser 

Materialien, was die Notwendigkeit hervorbringt, umweltfreundliche 

Alternativen mit gleichen Eigenschaften zu finden. 

Deshalb forschen daran, wie die chemische Struktur 

dieser Tenside die Oberflächenspannung und damit die Aus- 

18


breitung auf Oberflächen direkt beeinflusst. Diese Arbeit 

wird dazu genutzt um die Eignung mehrerer verschiedener 

Simulationstechniken für die Simulation des Verhaltens an 

Grenzflächen zu untersuchen. In Zusammenarbeit mit Roger 

Sauer (AICES) untersuchen wir, wie sich Moleküldynamiksimulation 

und Kontinuumsmechaniksimulation verbinden 

lassen um die Struktur und Dynamik von Polymerbürsten 

zu erforschen Diese Materialien, die als Beschichtungsund 

Gleitmittel verwendet werden, weisen eine Reihe von Eigenschaften 

auf, die denen von typischen Polymerschmelzen 

oder -lösungen sehr verschieden sind. Die systematische Bestimmung 

des Verhaltens dieser Materialien ist aufgrund der 

großen Längen- und Zeitskalen sehr komplex; zudem muss 

eine große Anzahl an Freiheitsgraden, wie “Bürstendichte”, 

Kettenlänge der “Bürstenhaare” und die chemische Zusammensetzung 

des Polymers berücksichtigt werden. 

Molekulare und Finite-Elemente Simulationen 

einer Kugel, die in eine Polymerbürste drückt 

Bessere Algorithmen für molekulare Simulationen 

Neben der reinen Anwendung, arbeiten wir auch an der Entwicklung 

besserer Methoden, die uns genauer und effizienter 

zu den Ergebnissen führen als dies mit bestehenden Tools 

möglich ist. So haben wir beispielsweise die erste Implementierung 

eines “particle-particle-particle-mesh” Solvers für die 

Langstrecken-Dispersion Wechselwirkungen zwischen ungebundenen 

Atomen durchgeführt und erfolgreich eingesetzt. 

Derzeit arbeiten wir an der Entwicklung noch effizienterer 

Werkzeuge, wie z. B. eines linearen Zeit-Solvers der die 

kürzlich eingeführten mehrstufigen Summation-Methoden 

aufgreift. Weitere Techniken sind aber erforderlich, um atomistische 

Simulationen bei größeren Längen- und Zeitskalen 

zu ermöglichen. Selbst mit den Fortschritten in Richtung 

Exascale Computing, sind wir heute mit atomistischen Simulationen 

nur in der Lage Modellierungssysteme in der 

Größenordnung von zehn Nanometern und Mikrosekunden 

durchzuführen. Um diese Einschränkungen umzugehen, 

entwickeln wir Methoden, die es durch “multiresolutionadaptive 

refinement” ermöglichen die Detailtiefe in einer Simulation 

zu beschränken. Im Gegensatz zu herkömmlichen 

Mehrskalenmethoden sind diese Methoden anpassungsfähig 

in Hinblick auf eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme und 

bieten integrierte Strategien sowohl für die Grob-Körnung 

als auch für Reverse-Mapping-Verfahren. Auch diese Verfahren 

sind sehr effizient und ermöglichen einen hohen Grad 

an Vergröberung, so dass Hunderte von Wiederholungseinheiten 

eines Polymers zu einem einzigen “Körper” zusammengefasst 

werden können. 

Ihre Mitarbeit an der AVT.MST 

Bei allen Forschungsprojekten können Sie im Rahmen von 

Projekt- und Abschlussarbeiten mitwirken, auch vor Ort bei 

unseren Partnern in der Industrie. Zusätzlich können Sie sich 

jederzeit in einem persönlichen Gespräch oder durch unser 

aktuelles Angebot im Internet näher über Forschung und 

Lehre, sowie Mitarbeitsmöglichkeiten an unserem Lehrstuhl 

informieren. 

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2.7 AVT - Prozesstechnik 

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Marquardt 



5 Azubis 



Telefon: 0241/80-96712 

Als ein Teilgebiet der Verfahrenstechnik werden in der 

Prozesstechnik Produktionsprozesse ganzheitlich entwickelt, 

betrieben, analysiert und verbessert. Dabei sind verschiedene, 

oft sogar widersprüchliche Kriterien, wie beispielsweise 

Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und Sicherheit 

abzuwägen und im Sinne eines Kompromisses zu einem 

Optimum zu führen. Diese Zielsetzung erfordert eine problemübergreifende 

Behandlung, wo heute oft noch isolierte 

Aufgabenstellungen betrachtet werden. Beispielsweise kann 

das volle wirtschaftliche Potential einer Prozessoptimierung 

nur ausgeschöpft werden, wenn auch die Wechselwirkungen 

der einzelnen Teilschritte mit den vor- und nachgeschalteten 

Einheiten sowie den sich dynamisch ändernden Marktbedingungen 

berücksichtigt werden. 

Die wissenschaftliche Arbeit in der Prozesstechnik konzentriert 

sich auf die Entwicklung und Anwendung möglichst 

allgemeiner Methoden zur Lösung verfahrenstechnischer 

Probleme. Diese Methoden basieren häufig auf der Nachbildung 

des Prozessverhaltens mit Hilfe mathematischer Modelle, 

um mittels einer Simulation auf dem Computer das 

zu erwartende Verhalten des Prozesses vorauszuberechnen. 

Das Simulationsmodell dient somit als ein virtuelles Experiment, 

mit dem sich schnell und kostengünstig Einsicht 

in den Prozess gewinnen lässt. Neben der Modellbildung 

und der Bereitstellung modellgestützter Entwurfsmethoden 

steht auch die Weiterentwicklung leistungsfähiger Software- 

Werkzeuge, wie Simulatoren oder Optimierer im Fokus unserer 

Forschung. 


Neben unserer überwiegend theoretischen Forschungsarbeit 

kommt der praktischen Erprobung der in den Projekten 

entwickelten Methoden große Bedeutung zu, so dass im 

Rahmen von Forschungskooperationen mit Industrie und 

Hochschulpartnern experimentelle Untersuchungen durchgeführt 

werden. Laufende Forschungsprojekte an der AVT- 

Prozesstechnik lassen sich anhand von drei Schwerpunkten 

darstellen. 

1. Modellgestützte experimentelle Analyse 

Reaktion, Wärme- und Stofftransport bestimmen in erheblichem 

Maße das Verhalten industrieller Prozesse. Leider ist 

unser Verständnis solcher Phänomene immer noch sehr begrenzt. 

Wenn ein Fortschritt in der Modellierung dieser Phänomene 

erreicht wird, können modellbasierte Methoden in 

der Verfahrenstechnik zum günstigen Entwurf, sicheren Betrieb 

und der Optimierung von Prozessen und Produkten 

ausgenutzt werden. In diesem Forschungsschwerpunkt versuchen 

wir, aus experimentell zugänglichen Daten auf die zugrundeliegenden 

physikalisch-chemisch-biologischen Phänomene 

zu schließen. Neuartige Verfahren zur Auswertung der 

Messdaten werden an technisch relevanten Fragestellungen 

entwickelt und erprobt. Die durchzuführenden Experimente 

werden optimiert und dann entweder in enger Zusammenarbeit 

bei unseren Partnern oder in den Bereichen der 

Meerwasserentsalzung und des Biomasseaufschlusses auch 

am eigenen Lehrstuhl durchgeführt. 

Modellgestützte EXperimentelle Analyse einer 

mehrphasigen Reaktionskinetik 

Darüber hinaus erstreckt sich die Forschung von der Identifikation 

von Lösungsmitteln für chemische Reaktionen 

über die Untersuchung von Polymerreaktionen und die Entwicklung 

funktioneller Mikrogele bis hin zur Untersuchung 

der Verbrennungseigenschaften neuartiger Biokraftstoffe 

und der Vorhersage von Stoffeigenschaften auf Basis der 

molekularen Struktur. 

20


2. Prozesssynthese 

Der optimale Entwurf von Reaktions- und Trennsystemen 

ist für die Qualität und Ökonomie von Produktionsprozessen 

von entscheidender Bedeutung. Hierbei sind insbesondere 

die Auswahl und Verschaltung einzelner Grundoperationen 

und deren optimale Dimensionierung und Betriebsweise zu 

bestimmen. Im Rahmen des Forschungsschwerpunkts werden 

deshalb modellgestützte Techniken für Entwurf, Analyse 

und insbesondere die Optimierung solcher verfahrenstechnischer 

Reaktions- und Trennprozesse verwendet. Hierzu 

werden Modelle einzelner Grundoperationen wie der Destillation, 

Extraktion oder Pervaporation in verschiedenen 

Modellierungstiefen formuliert sowie Lösungsstrategien für 

die Optimierung von einzelnen Grundoperationen bis hin zu 

ganzen Fließbildern entwickelt und an industriell relevanten 

Beispielen erprobt. 

3. Optimierungsbasierte Prozessführung 

Eine intelligente Prozessführung ist eine Grundvoraussetzung 

um Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und eine optimale 

Produktqualität beim Betrieb einer Anlage zu gewährleisten. 

Beispielsweise möchte man bei der Polymerherstellung 

eine Betriebsweise des Reaktors bestimmen, welche auch 

bei sich ändernden Randbedingungen wie beim Rohstoffwechsel 

eine möglichst hohe Ausbeute und Produktreinheit 

ermöglicht, ohne dabei aber Sicherheitsgrenzen (beispielsweise 

des maximal zulässigen Reaktordruckes) zu verletzen. 

Am Lehrstuhl werden hierzu Methoden und Verfahren, die 

die Beantwortung derartiger Fragestellungen unterstützen, 

entwickelt und zum Teil in Softwarewerkzeuge umgesetzt. 

Ein Beispiel ist das Werkzeug DyOS zur dynamischen Optimierung 

sowie die OptoEcon-Toolbox zur ökonomischen 

modellprädiktiven Prozessregelung. Eine enge Zusammenarbeit 

mit der AVT.SVT-Forschung im Bereich der globalen 

Optimierung ermöglicht darüber hinaus Prozessführungsansätze 

mit erhöhter Robustheit bezüglich unerwarteter 

Störungen. 

Ihre Mitarbeit an der AVT.PT 

Bei allen Forschungsprojekten können Sie im Rahmen von 

Projekt- und Abschlussarbeiten mitwirken, auch vor Ort bei 

unseren Partnern in der Industrie. Zusätzlich laden wir Sie 

herzlich ein, sich in einem persönlichen Gespräch oder durch 

unser aktuelles Angebot im Internet näher über unseren 

Lehrstuhl sowie über die vielfältigen Möglichkeiten für studentische 

Arbeiten und Hiwi-Positionen zu informieren. 

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2.8 AVT - Systemverfahrenstechnik 

Leitung: Prof. Alexander Mitsos, Ph.D. 




Telefon: 0241/80-97717 

Der Lehrstuhl für Systemverfahrenstechnik (AVT.SVT) 

wurde im Jahr 2012 gegründet und steht unter der Leitung 

von Herrn Prof. Alexander Mitsos. Prof. Mitsos wechselte 

vom MIT zur RWTH, wo er zuvor der Rockwell International 

Assistant Professor für Maschinenbau war. 

Die Systemverfahrenstechnik (Process Systems Engineering) 

befasst sich mit rechnergestützten Methoden für die 

Verfahrenstechnik, d.h. Modellierung, Simulation und Optimierung. 

Ziele sind insbesondere Prozessentwurf (Process 

Synthesis), Prozessoptimierung (Process Optimization), 

Prozessregelung und Prozessführung (Process Control). 


Der Fokus der Forschung der AVT.SVT liegt in der optimalen 

Auslegung neuartiger chemischer Prozesse und Energiesysteme, 

basierend auf bestehenden und neuen Design- und 

Optimierungsmethoden. Parallel dazu besteht ein methodisches 

Interesse in der Entwicklung von Optimierungsalgorithmen 

und deren Anwendung auf reale Prozesse. Dabei 

werden eine Reihe von chemischen Prozessen und Energiesystemen 

in Betracht gezogen, mit einem besonderen Fokus 

auf Sonnenwärmekraftwerken, Meerwasserensalzungsanlagen, 

sowie CO 2 -Abscheidung und -Speicherung. Im Bereich 

der Optimierung liegt der Schwerpunkt auf der deterministischen 

globalen Optimierung. Neben dem gemeinsamen 

Arbeiten in unserem Team bestehen RWTH-interne und 

externe Kooperationen. Eine besonders starke Verbindung 

besteht zur AVT.PT (Leitung Prof. Marquardt): Wir teilen 

Lehraufgaben, administratives Personal und unterhalten gemeinsame 

Forschungsprojekte. 

Im Folgenden werden exemplarische Forschungsprojekte angegeben; 

Genaueres ist auf der AVT-Webseite zu lesen. 

Konzentrierte Solarthermie 

Die Sonne liefert ein Vielfaches der aktuell auf der Erde benötigten 

Energie, trägt aber momentan nur einen Bruchteil 

zur Stromversorgung bei. Sonnenwärmekraftwerke haben 

das Potential nachhaltig und günstig elektrische Energie zu 

produzieren, allerdings müssen zur vollen Nutzung dieses 

Potentials noch einige Herausforderungen gemeistert werden. 

Die AVT.SVT arbeitet mit modernsten Simulationsund 

Optimierungsalgorithmen, um neue Technologien zu 

entwerfen und bestehende zu optimieren. Dabei liegt der 

Fokus auf Systemen mit Speicherkapazitäten und deren optimaler 

Auslegung, Betriebsführung und Intergration in das 

bestehende Stromnetz. 

Meerwasserentsalzung und Strom-Wasser Koproduktion 

In verschiedensten Teilen der Welt werden Meerwasserentsalzungsanlagen 

in steigendem Maße verwendet um der 

Knappheit an Süßwasser zu begegnen. In diesem Bereich 

arbeiten wir an Projekten, die verschiedenste Energiequellen 

und Entsalzungstechniken miteinander verknüpfen. Ein 

besonderes Interesse ist die Verknüpfung von Entsalzungsanlagen 

mit zeitlich veränderlichen erneuerbaren Energien, 

wie etwa Windkraft, um deren stark schwankenden Einfluss 

auf das Stromnetz zu verhindern. Dabei untersuchen wir 

neue Integrationsmethoden und neuartige Hybridsysteme 

(thermisch-thermisch und thermisch-mechanisch). 

CO 2 -Abscheidung und -Speicherung (CCS) 

Trotz der Fortschritte im Bereich erneuerbarer Energien 

werden fossile Kraftstoffe als der Hauptenergielieferant der 

nächsten Jahre oder gar Jahrzehnte angesehen. Um die 

damit verbundenen CO 2 -Emissionen in die Atmosphäre zu 

begrenzen, sind CO 2 -Abscheidung und -Speicherung von immer 

größerem Interesse. Wir haben uns auf die so genannte 

Oxy-Fuel Verbrennung spezialisiert, bei der der Sauerstoff 

von der Luft abgetrennt wird und die Verbrennung so in 

einer stickstofffreien Atmosphäre stattfindet; das ermöglicht 

die Abscheidung von CO 2 durch Kondensation. Der 

Nachteil dieser Technik ist die aufwendige Trennung von 

Sauerstoff und Luft. 

Globale Optimierung: Theorie & Algorithmen 

Viele Prozesse führen zu nicht-konvexen Optimierungsproblemen, 

die oftmals ganzzahlige und dynamische Variablen 

enthalten. Bestehende Algorithmen reichen oft nicht aus 

oder sind unpassend, sodass wir verbesserte oder gänzlich 

neue Methoden entwickeln. Ein spezieller Fokus liegt dabei 

auf besseren konvexen Relaxationen und eingebetteten 

Programmen (bilevel und semi-infinite Programme). Wir 

wenden unsere Algorithmen auf die oben erwähnten Gebiete 

der Systemverfahrenstechnik an und auf verwandte Gebiete, 

22


wie etwa chemische Thermodynamik, reaktive Flüsse und 

Signalpfade in biologischen Zellen. 

Systemverfahrenstechnik für Polymerisationsprozesse 

Aus dem Blickwinkel der Systemverfahrenstechnik werden 

Methoden zur Messung, Modellierung, Optimierung und 

Regelung verschiedener Polymerisationsprozesse entwickelt. 

Zur Messung dieser Prozesse werden in-line Raman- und 

IR-Spektren aufgenommen, um unter Anwendung von Indirect 

Hard Modeling Prozessgrößen wie den Reaktionsfortschritt 

zu quantifizieren. Außerdem werden Semi-Batch- 

Polymerisationsprozesse zum einen offline optimiert und 

zum anderen werden dynamische echtzeitfähige Optimierungsstrategien 

für die robuste Regelung entwickelt, für 

welche man gute Modelle der Prozesse braucht. Bei allen 

Themen besteht eine enge Zusammenarbeit mit der 

AVT.PT. 

Ihre Mitarbeit an der AVT.SVT 

Für unsere Forschung suchen wir jederzeit engagierte wissenschaftliche 

Mitarbeiter, studentische Hilfskräfte sowie 

Bearbeiter für spannende Bachelor-, Studien- und Masterarbeiten. 

Weitere Informationen zu unserem aktuellen Themenangebot 

finden Sie auf unserer Webseite. Bei Interesse 

stehen wir Ihnen gern für ein persönliches Gespräch zur Verfügung. 

23


2.9 AVT - Thermische Verfahrenstechnik 

kommissarische Leitung: Prof. Dr.-Ing. Antje Spieß 

Mitarbeiter: 

9 wissenschaftliche 



Adresse: 

Wüllnerstraße 5, 52062 Aachen 

Telefon: 0241/80-95490 

Aufgaben der Thermischen Verfahrenstechnik 

Die Thermische Verfahrenstechnik beschäftigt sich mit der 

Auftrennung oder der An- bzw. Abreicherung von Komponenten 

in einem Gemisch. Die dafür notwendigen Grundoperationen 

werden als thermische Trennverfahren bezeichnet. 

Beispiele mit Bezug zum täglichen Leben sind das 

Kaffeekochen, bei dem im Wesentlichen Aroma- und Farbstoffe 

aus gerösteten Kaffeebohnen extrahiert werden und 

die Branntweinherstellung durch Destillation, bei der Alkohol 

und Aromastoffe aus einer trüben Fermentationsbrühe in 

einer klaren wässrigen Lösung - dem Schnaps - angereichert 

werden. Destillation und Extraktion sind die am häufigsten 

in der Industrie angewendeten thermischen Trennverfahren. 

Das Forschungskonzept 

Um eine solche Vorhersage über viele Größenskalen aus dem 

Labor zu Apparaten von bis zu 100 m Größe sicher zu erlauben, 

müssen die zu Grunde gelegten Modelle das Stoffverhalten 

korrekt abbilden. Dies stellen wir dadurch sicher, 

dass wir das vorhandene Wissen auch über noch kleinere 

Größenskalen sinnvoll mit nutzen. Daraus ergibt sich das 

dargestellte Forschungskonzept. 

Die Bedeutung dieser Trennverfahren insgesamt rührt 

daher, dass in vielen Prozessschritten keine reinen Stoffe 

erzeugt werden oder Verunreinigungen eine folgende Prozessstufe 

wesentlich beeinträchtigen würden, so dass damit 

Trennschritte unerlässlich werden. Das Potenzial der 

thermischen Trennverfahren wird auch deutlich, wenn man 

bedenkt, dass in ihnen typischerweise rund 80% der Energie 

eingesetzt werden muss, die für den Betrieb des Gesamtprozesses 

benötigt wird. Es gilt also, die thermischen 

Trennverfahren optimal auszulegen und zu betreiben, um ein 

verfahrenstechnisches Produkt wirtschaftlich zum Erfolg zu 

führen. 

Um hier der Industrie praktikable Hilfsmittel bereitzustellen, 

beschäftigen wir uns am Lehrstuhl damit, geeignete aufeinander 

abgestimmte experimentelle Methoden und Simulationstechniken 

zu entwickeln. Für den industriellen Einsatz 

muss z.B. die für ein Experiment benötigte Menge an Substanz 

möglichst gering und die Messungen müssen ausreichend 

schnell durchführbar sein. Andererseits sind geeignete 

Simulationsmethoden zu entwickeln, die basierend auf den 

so gewonnenen Informationen über die Stoffeigenschaften 

eine sichere Vorhersage des Verhaltens technischer Anlagen 

erlauben. 

AVT-TVT-Forschungskonzept 

Für unsere Forschung ist dabei insbesondere die Größenskala 

der Tropfen und Blasen als die kleinste Stofftransport- 

Einheit in einem technischen Apparat besonders relevant, 

da diese ideal im Labor untersucht werden kann. Hier haben 

wir standardisierte Messzellen entwickelt, auf deren Ergebnissen 

aufbauend es z.B. bereits gelungen ist, das Verhalten 

von Extraktionskolonnen genau vorherzusagen. So wird der 

bisher nötige aufwändige und daher teure Technikumsversuch 

ohne Einschränkung der Auslegungssicherheit überflüssig. 

Ein ganz aktuelles Thema ist der Einsatz thermischer 

Trennverfahren für Rohstoffe aus Biomasse, die sich z.B. 

durch höhere Viskositäten auszeichnen. 

Daneben beschäftigen wir uns mit der Dispersionstrennung 

und der Destillation. Insgesamt ist es dabei immer 

das Ziel, für die Industrie handhabbare Auslegungsmethoden 

durch die beispielhaft dargestellte Verknüpfung von einfachen 

Experimenten und detaillierten Simulationen zu entwerfen 

und kontinuierlich weiterzuentwickeln. Entsprechend 

kooperieren wir national und international mit den Unter- 

24


nehmen, bei denen thermische Trennverfahren eingesetzt 

werden. Dies ist insbesondere der gesamte Chemiebereich, 

aber auch unter anderem die Umwelt- sowie die Lebensmitteltechnik. 

Neben der Zusammenarbeit mit großen Unternehmen 

(z.B. Bayer, BASF, Evonik-Degussa, DSM, Lonza, 

Sulzer) pflegen wir auch besonders regional Kooperationen 

mit kleineren und mittelständischen Unternehmen. 

Lehrangebot 

In den Vorlesungen der Thermischen Verfahrenstechnik werden 

die für die berufliche Praxis nötigen Kenntnisse zu den 

Trennverfahren vermittelt. Dazu gehören auch die entsprechenden 

Grundlagenkenntnisse insbesondere im Bereich der 

Gemischthermodynamik, die aber auch in den anderen Bereichen 

der Verfahrenstechnik, z.B. bei Reaktionen wichtig 

sind. Ziel bei allen Vorlesungen ist es, die Anschauung für die 

Zusammenhänge so zu vermitteln, dass später im Beruf einerseits 

sicher die genauen Auslegungsmethoden beherrscht 

werden, andererseits aber auch „aus dem Bauch heraus” die 

wesentlichen Zusammenhänge intuitiv erfasst werden können. 

Wir bieten entsprechende Studien- und Diplomarbeiten 

an, in denen auch in Kooperation mit unseren Industriepartnern 

verfahrenstechnisches Wissen praktisch vertieft werden 

kann. 

Zudem bieten wir die Branntwein-AG an, in der anhand 

eines einfachen verfahrenstechnischen Beispieles außerhalb 

des Lehrplanes die unterschiedlichen Aktivitäten des Verfahrensingenieurs 

praktisch erprobt werden können. 

Tropfen bestimmen das Verhalten von Extraktionskolonnen 

Branntwein AG: Spaß als Verfahrensingenieur 

Hier können Erfahrungen zur Projektplanung und - 

abwicklung genauso wie zum Umgang mit Behörden gesammelt 

werden. Die erfolgreiche Teilnahme wird mit einem 

Zertifikat bestätigt. Daneben soll die Veranstaltung Spaß 

machen und ein schmackhaftes Ergebnis liefern. 

25


2.10 Die AVT im Exzellenz-Cluster TMFB 

Die Verknappung fossiler Brennstoffe und Sorgen um 

mögliche Folgen des Klimawandels haben zur verstärkten 

Suche nach Alternativen zu erdölbasierten Kraftstoffen geführt. 

Vor allem das Stichwort Elektromobilität wird seit 

einigen Jahren als eine zukunftsträchtige Strategie angesehen, 

allerdings verhindert bis jetzt die niedrige Energiespeicherdichte 

der Batterien eine breite Anwendung. Von daher 

werden chemische Energieträger, im Idealfall aus nachwachsenden 

Rohstoffen, auch weiterhin eine wichtige Rolle als 

Kraftstoff für mobile Antriebe spielen. 

Der TMFB-Ansatz: Die 3. Generation der Biokraftstoffe 

Die TMFB-Bioraffinerie als LEGO-Modell 

Biokraftstoffe, wie Ethanol oder Biodiesel, fanden ihren 

Weg an die Zapfsäulen. Doch mit teils niedriger Effizienz, 

unbefriedigender CO2-Einsparung und einer Konkurrenz mit 

der Nahrungsmittelindustrie waren diese Biokraftstoffe erster 

Generation noch keine optimale Lösung. Einige dieser 

Probleme lösten bereits die Biokraftstoffe der so genannten 

zweiten Generation, die anders als ihre Vorgänger aus 

der gesamten Biomasse der Nutzpflanzen hergestellt werden. 

Der Exzellenz-Cluster Tailor-made fuels from biomass 

geht hier noch einen Schritt weiter: Das Ziel des Clusters 

ist nicht nur, bestehende Kraftstoffe durch nachwachsende 

Rohstoffe zu ersetzen, sondern vielmehr einen genau 

definierten Kraftstoff zu entwickeln, dessen gewünschten 

Eigenschaften und Zusammensetzung von Anfang an in 

der Erforschung berücksichtigt werden. Durch direkte katalytische 

Umsetzungen wird so mit minimalem Energieund 

Stoffverlust ein maßgeschneiderter Kraftstoff hergestellt, 

der die natürlichen Ressourcen optimal ausnutzt. Seit 

2007 arbeiten 22 verschiedene Forscherteams der RWTH 

Aachen, das Fraunhofer Institut für Molekularbiologie und 

angewandte Ökologie und das Max-Planck Institut für Kohleforschung 

an diesem interdisziplinären Projekt. Vor kurzem 

wurde die Finanzierung des Projekts in einer zweiten Förderungsrunde 

bis 2017 sichergestellt. Auch die AVT ist im 

Cluster vertreten und forscht unter Anderem in den Bereichen 

Biomasse-Auftrennung, Bio-Katalytische Umwandlung 

und Kraftstoffentwicklung. 

Eine der größten Herausforderungen bei der Umsetzung 

von Biomasse zum gewünschten Kraftstoff ist der 

hohe Sauerstoffgehalt der Lignozellulose. Während fossile 

Energieträger üblicherweise sauerstofffrei sind, erfordert 

die Entfernung des Sauerstoffs aus der Biomasse große 

Mengen an Wasserstoff und somit Energie, was die Nachhaltigkeit 

des Gesamtprozesses entscheidend verschlechtern 

könnte. Somit werden auch sauerstoffhaltige Verbindungen 

als mögliche Kraftstoffkomponenten in Betracht gezogen, 

obwohl das die Kraftstoffentwicklung um ein Vielfaches 

komplizierter macht. Da nicht alle infrage kommenden 

Stoffe in zeitaufwendigen Versuchen hinsichtlich ihrer Verbrennungseigenschaften 

getestet werden können, verfolgt 

die AVT.PT einen modellbasierten Ansatz zur Kraftstoffentwicklung. 

Welche Eigenschaften bestimmte Verbindungen 

dem Kraftstoff verleihen, soll anhand der molekularen 

Strukturen mittels so genannter Quantitativer Struktur- 

Wirkungs-Eigenschaften simuliert werden. Auf diese Weise 

lassen sich Millionen infrage kommender Moleküle hinsichtlich 

Siedetemperatur, Verbrennungswärme, Viskosität oder 

anderer interessierenden Eigenschaften schnell und mit relativ 

geringem Aufwand untersuchen. Mit dieser Methode 

lässt sich eine überschaubare Anzahl vielversprechender Verbindungen 

ermitteln, die dann mittels Testläufen und weiterführenden 

Modellierungen genauer untersucht werden. 

Diese sauerstoffhaltigen Kraftstoffverbindungen werden 

durch direkte (bio-)katalytische Umfunktionalisierung von 

so genannten Plattformchemikalien hergestellt, beispielsweise 

Itakonsäure oder Lävulinsäure. Die katalytische Umwandlung 

ist ein wichtiger Teil der Forschung im TMFB 

Projekt und bildet zusammen mit der nachhaltigen Produktion 

der Plattformchemikalien eine äußerst herausfordernde 

Forschungsaufgabe für die AVT. Die AVT.BioVT forscht 

an der fermentativen Produktion von Itakonsäure durch 

den Mikroorganismus ustilago maydis. In einem interdisziplinären 

Ansatz haben AVT.BioVT und AVT.CVT einen 

Membranreaktor für diese Fermentation entwickelt, der 

durch Gegenstrom-Diafiltration für die Substratversorgung 

und Produktabfuhr, eine signifikante Steigerung der Raum- 

Zeit Ausbeute aufweist. Auch die anschließende Entfernung 

26


von organischen Säuren aus der Reaktionsbrühe wird untersucht; 

hier konzentriert sich die AVT.CVT auf bipolare 

Elektrodialyse und die AVT.TVT auf reaktive Extraktion. 

Ein kontinuierlich betriebener Membran-Bio- 

Reaktor zur Zellkultivierung 

Die Fermentation von Itakonsäure aus Biomasse erfordert 

den Aufschluss der Lignozellulose in für Mikroorganismen 

verwertbare Zuckermoleküle. Um das zu erreichen werden 

im Rahmen des TMFB Projekts verschiedene Prozessstufen 

untersucht: Mechanische Vorbehandlung (AVT.MVT) 

zerkleinert die Biomasse soweit, dass Extraktions- und Fraktionierungsprozesse 

möglich sind, die vor allem auf organischen 

Lösungsmitteln und Ionischen Flüssigkeiten beruhen. 

Eine detaillierte Untersuchung dieses Biomasseaufschlusses 

erfolgt durch moderne Spektroskopiemethoden (AVT.PT) 

auf der einen und molekularer Simulation (AVT.MST) auf 

der anderen Seite. Ionische Flüssigkeiten wurden darüber 

hinaus als unkonventionelles Medium zur enzymatischen 

Hydrolyse von Lignozellulose eingesetzt (AVT.EPT). Die 

AVT.PT beschäftigt sich mit dem konzeptionellen Prozessdesign, 

das in einer Art Vogelperspektive auf das Projekt 

schaut und die einzelnen Reaktionen und Teilschritte zu 

einem Gesamtprozess verknüpft. Dabei liegen die Herausforderungen 

in einem möglichst integrierten Prozess mit 

maximaler Energie- und Stoffrückführung, Abschätzen des 

Gesamtenergiebedarfs und der Produktionskosten, sowie die 

Verwendung der gewonnenen Kenntnisse zur Optimierung 

des gesamten TMFB-Ansatzes. 

Seit Projektbeginn des TMFB-Clusters wurden erhebliche 

Fortschritte gemacht und seit dem Start der zweiten Finanzierungsrunde 

wurden neue Herausforderungen und Problemstellungen 

formuliert und in Angriff genommen. So wird 

beispielsweise die Methode zur Kraftstoffentwicklung um die 

Verfügbarkeit der Plattformchemikalien erweitert, wenn diese 

durch direkte katalytische Umsetzung hergestellt werden. 

Um dem Ziel näher zu kommen, alle Bestandteile der Biomasse 

zu verwenden, wird nun auch der Aufschluss von Lignin 

in verwertbare Monomere untersucht. Wieder gibt es 

einen parallelen Ansatz, bei dem die AVT.EPT an einer enzymatischen 

und die AVT.CVT an einer elektrochemischen 

Lösung forschen. Der nächste große Schritt ist die Entwicklung 

eines Referenzprozesses, indem alle Forschungsaktivitäten 

zusammengeführt werden und die Prozessführung durch 

Experimente bestätigt wird. 

27

3 Verfahrenstechnikstudium an der RWTH 


So vielfältig die Einsatzgebiete und Aufgaben eines Verfahrenstechnikingenieurs 

sind, so vielfältig präsentiert sich 

auch das Studium der Verfahrenstechnik an der RWTH. 

Der Begriff „Verfahrenstechnik“ steht hierbei für eine Vielzahl 

verfahrenstechnischer Gebiete, die durch die einzelnen 

Lehrstühle innerhalb der AVT vertreten werden. Während 

des Studiums soll Ihnen besonders das Denken in Stoffflüssen, 

Bilanzen und Zustandsänderungen nahe gebracht werden. 

An der RWTH ist die Verfahrenstechnik neben dem Master 

Verfahrenstechnik, der auf den Bachelor Maschinenbau 

aufbaut auch in anderen Studiengängen vertreten. So ist 

es möglich als Wirtschaftsingenieur im Master Verfahrenstechnik 

zu studieren, im Studiengang CES gibt es die Vertiefungsrichtung 

Verfahrenstechnik und der neu eingeführte 

Masterstudiengang Umweltingenieurwesen hat einen eigenen 

Schwerpunkt Umweltverfahrenstechnik. 

B.Sc. Maschinenbau BF Verfahrenstechnik 

In den Pflichtvorlesungen der ersten vier Semester des 

Bachelorprogramms wird für alle Studierende des Maschinenbaus 

das grundlegende Handwerkszeug für Ingenieure 

vermittelt. Hierzu gehören insbesondere die Vorlesungen 

Thermodynamik, Strömungsmechanik und Wärme- und 

Stoffübertragung, in denen unabdingbare Kenntnisse zu 

den wichtigsten verfahrenstechnischen Grundoperationen 

und Arbeitsmethoden vorgestellt werden. Sie bilden die 

Grundlage für das Verständnis aller verfahrenstechnischen 

Vorlesungen des Berufsfeldes und eines potentiellen Masterstudiums. 

Die Entscheidung für ein Berufsfeld steht mit Beginn des 

5. Semesters an. Im 5. und 6. Semester des Studiums 

müssen im Berufsfeld jeweils 15 Credits (CP) gesammelt 

werden. Im 5. Semester sind die verfahrenstechnischen Vorlesungen 

Grundoperationen der Verfahrenstechnik, Reaktionstechnik 

und Thermodynamik der Gemische vorgesehen. 

Während des 6. Semesters werden Produktentwicklung in 

der Verfahrenstechnik, Prozessentwicklung in der Verfahrenstechnik 

und Grundoperationen der Energietechnik gelesen. 

Vorgesehen ist, dass jeweils im 5. und 6. Semester ein 

Wahlpflichtfach mit 3 CP aus den vorgeschlagenen Wahlpflichtfächern 

ausgewählt wird. Sollte dies aufgrund der 

persönlichen Interessenslage nicht möglich sein, so können 

auch beide Wahlpflichtfächer in einem Semester belegt werden. 

Die Wahlpflichtfächer bieten die Möglichkeit, das eigene 

Studium nach persönlichen Neigungen mitzugestalten. 

Für das Berufsfeld Verfahrenstechnik werden eine Reihe an 

verfahrenstechnischen Wahlpflichtfächern empfohlen. Die 

Empfehlungen sind nicht bindend, d.h. Sie können auch 

Wahlpflichtmodule aus anderen Berufsfeldern wählen. 

Im 7. Semester sieht der Studienplan das Absolvieren 

eines 14-wöchigen Praktikums sowie das Erstellen einer Bachelorarbeit 

(10 Wochen) vor. 

M.Sc. Verfahrenstechnik 

Mit dem Sommersemester 2011 ist das Masterprogramm 

Verfahrenstechnik an der RWTH Aachen erstmals angelaufen. 

Dieses ist auf 3 Semester ausgelegt. Innerhalb des Masters 

gibt es, wie im Bachelor, Pflichtvorlesungen, die als weiterführende 

Grundlagenvorlesungen zu verstehen sind. Die 

Lehrinhalte aus den Grundlagenvorlesungen des Bachelors 

werden als bekannt vorausgesetzt. 

Über den größten Wahlpflichtbereich aller Vertiefungsrichtungen 

können Sie als Verfahrenstechniker sehr gezielt 

Ihre eigenen Studienschwerpunkte nach persönlichem Interessen 

auswählen. Diese Wahl sollte sorgfältig und rechtzeitig 

passieren. Die Studienberatung hilft Ihnen dabei gerne. Zusätzlich 

zu den üblichen Vorlesungen können Sie Erfahrungen 

in Projektmanagement und Teamarbeit im Rahmen der 

verfahrenstechnischen Projektarbeit, des ChemCar Wettbewerbs, 

der Branntwein AG oder der Sake AG sammeln, 

Vorlesungen in englischer Sprache besuchen sowie Softskills 

in seminaristischen Vorlesungen entwickeln und trainieren. 

Das Masterprogramm stellt somit eine weitergehende Ausbildung 

zum Verfahrensingenieur dar. Durch Belegen entsprechender 

Fächer im Wahlpflichtbereich ist eine starke 

persönliche Schwerpunktsetzung innerhalb der Verfahrenstechnik 

möglich. Z.B.: 

• Bioverfahrenstechnik 

• Chemische Verfahrenstechnik 

• Energieverfahrenstechnik 

• Enzymprozesstechnik 

• Mechanische Verfahrenstechnik 

• Prozesstechnik 

• Thermische Verfahrenstechnik 

• Umweltverfahrenstechnik 

Im 1. Semester des Masters werden die Pflichtfächer 

Chemische Verfahrenstechnik, Mechanische Verfahrenstechnik 

und Modellierung technischer Systeme gelesen. Außerdem 

ist vorgesehen, dass Sie am verfahrenstechnischen 

Seminar teilnehmen. Im 2. Semester finden Bioprozesskinetik, 

Thermische Trennverfahren sowie die verfahrentechnische 

Projektarbeit statt. Der Anteil der Pflichtvorlesungen 

deckt einen Umfang von 30 CP ab, das Seminar und die 

Projektarbeit weitere 12 CP. Aus dem großen Wahlpflichtkatalog 

können Fächer im Umfang von 12-14 CP frei nach 

persönlichem Interesse ausgewählt werden. Zu belegen sind 

zudem noch 4-6 CP aus dem „gesamten“ Angebot der 

RWTH (mathematisch/technisch/naturwissenschaftlich). 

Für das 3. Mastersemester ist die Master-Arbeit mit einem 

Umfang von 30 CP angesetzt. 

28


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


Die Entscheidung für ein Berufsfeld steht mit Beginn des 

5. Semesters an. Im 5. und 6. Semester werden im Berufsfeld 

6 bzw. 10 Credits (CP) abgelegt. Die Studienpläne 

können auf der Homepage der Fakultät eingesehen werden: 

http://www.maschinenbau.rwth-aachen.de 

Im 5. Semester ist die verfahrenstechnische Pflichtvorlesung 

Grundoperationen der Verfahrenstechnik vorgesehen. 

Während des 6. Semesters werden Produktentwicklung in 

der Verfahrenstechnik und Grundoperationen der Verfahrenstechnik 

gelesen. Alle Pflichtfächer haben einen Umfang 

von 4 CP. Der Wahlpflichtbereich umfasst 4 CP, die frei 

wählbar aus dem empfohlenen Katalog der Verfahrenstechnik 

belegt werden können. 

Im 7. Semester sieht der Studienplan das Absolvieren 

eines 14-wöchigen Praktikums sowie das Erstellen einer Bachelorarbeit 

(10 Wochen) vor. 

M.Sc. Wirt.-Ing. Energie- und 


Seit dem Sommersemester 2011 ist ebenfalls das Masterprogramm 

Wirtschaftsingenieurwesen mit der Fachrichtung 

Maschinenbau und der Vertiefungsrichtung Verfahrenstechnik 

an der RWTH Aachen gestartet, das auf 3 Semester 

ausgelegt ist. 

Der Master ist in einen ingenieurwissenschaftlichen 

Pflichtbereich und einen Wahlpflichtbereich gegliedert. In 

Abhängigkeit von der Fakultät, in der die Masterarbeit geschrieben 

werden soll, variiert die Anzahl der zu absolvierenden 

CP im ingenieurwissenschaftlichen bzw. wirtschaftswissenschaftlichen 

Wahlpflichtbereich. 

Im 1. Semester des Masters wird das Pflichtfach Mechanische 

Verfahrenstechnik gelesen, im 2. Semester finden 

Reaktionstechnik und Thermische Trennverfahren statt. 

Der Anteil der ingenieurwissenschaftlichen Pflichtvorlesungen 

deckt einen Umfang von 14 CP ab. Im Wahlpflichtbereich 

sind 46 CP zu belegen. Soll die Masterarbeit in der 

Fakultät für Maschinenwesen geschrieben werden, dann sind 

mind. 30 CP aus dem wirtschaftswissenschaftlichen Wahlpflichtbereich 

zu absolvieren. Möchten Sie Ihre Masterarbeit 

in der Fakultät für Wirtschaftswissenschaften machen, 

sind 15-30 CP aus dem wirtschaftswissenschaftlichen Wahlpflichtbereich 

abzudecken. Unabhängig, in welcher Fakultät 

die Masterarbeit angefertigt wird, können bis zu 5 CP in 

einem Softskill Modul belegt werden. 

Für das 3. Mastersemester ist die Master-Arbeit angesetzt, 

die 30 CP einbringt. 

Projekt-, Bachelor- und Master-Arbeiten 

Für das Berufsfeld Verfahrenstechnik sind im Bachelor eine 

Projektarbeit und die Bachelorarbeit vorgesehen. Im 

Masterstudiengang Verfahrenstechnik werden bis zum Abschluss 

die verfahrenstechnische Projektarbeit, ein verfahrenstechnisches 

Seminar und eine Masterarbeit gefordert. 

Aufgrund der dargestellten großen Vielfalt der bearbeiteten 

Themen innerhalb der Aachener Verfahrenstechnik bietet 

dieses Berufsfeld bzw. dieser Master ein breit gefächertes 

Angebot an verschiedensten Themen für die durchzuführenden 

Arbeiten. Das Angebot reicht von experimentellen 

und konstruktiven Arbeiten im Bereich der Labore bis hin 

zu theoretischen Arbeiten im Bereich der Modellbildung und 

Simulation. Eine Liste und Informationen zu den aktuellen 

Themenangeboten sind auf der AVT-Homepage zu finden 

(www.avt.rwth-aachen.de). 

Das Forschungsprogramm der Lehrstühle der Aachener 

Verfahrenstechnik umfasst sowohl grundlagenorientierte Bereiche 

als auch industie- und anwendungsnahe Schwerpunkte. 

Durch Industriekontakte können regelmäßig auch Arbeiten 

in der Industrie vergeben werden. Es sei aber explizit 

erwähnt, dass die Möglichkeiten zur Durchführung einer externen 

Arbeit limitiert sind. Vom Prüfungsausschuss werden 

maximal nur eine externe Arbeit in der Industrie und maximal 

eine weitere an einer anderen Universität genehmigt. Zu 

beachten ist dabei, dass Institute außerhalb der Fakultät 4 

ebenfalls als extern eingestuft werden (z.B. Lehrstühle aus 

dem Bereich der Chemie, Fakultät 1) und dort angefertigte 

Arbeiten zuvor durch den Prüfungsausschuss genehmigt 

werden müssen. 

29


Voraussetzungen 

abgeschlossenes Bachelor-Studium bzw. vergleichbarer 

Abschluss 

Ingenieurw. und 

math.-naturw. 

Grundlagen 

(120 ECTS) 

Grundlagen 

Maschinenbau 

(z.B. Mechanik: 

>18ECTS) 

berufspraktische 

Tätigkeit 

(20 Wochen) 

ja 

Alles erfüllt? 

nein 

Prüfung durch den 

Prüfungsausschuss 

der Fakultät 4 

(Auflagen) 

30 ECTS 

Defizit 

Zulassung zum 

Master 

keine Zulassung 

zum Master 

Zugangsvoraussetzungen für den Master Verfahrenstechnik 

3.1 Infos zum Studium 

Zulassungsvoraussetzungen für den Master 

In der Masterrahmenprüfungsordnung Verfahrenstechnik 

sind die Zugangsvorraussetzungen für die Aufnahme des 

Masterstudiums an der RWTH aufgeführt. Die Prüfungsordnung 

ist auf der Homepage der Fakultät 4 zu finden. Die Note 

des Bachelor (oder eines vergleichbaren Abschlusses) wird 

bei der Bewerbung nicht berücksichtigt. Es wird von Bewerbern 

verlangt, dass ein gewisser ECTS-Mindestumfang 

an mathematisch-naturwissenschaftlichen, ingenieurwissenschaftlichen 

und Grundlagen des Maschinenbaus im vorangegangenen 

Studium absolviert wurden (siehe Abb. 17). 

Ebenso wird ein Praktikum mit einem Mindestumfang von 

20 Wochen erwartet. Bacheloranden der RWTH erfüllen diese 

Anforderungen automatisch. Bei der Bewerbung Externer 

prüft der Prüfungsausschuss die abgelegten Fächer. Beträgt 

das Defizit zu dem geforderten Umfang weniger als 30 

ECTS, so kann der Bewerber mit Auflagen (nachzuholende 

Fächer) zugelassen werden. Die zusätzlich zu belegenden 

Fächer müssen bis zur Anmeldung der Masterarbeit abgelegt 

worden sein. Sollte das Defizit größer 30 ECTS sein, so 

ist das Einschreiben in den Master der RWTH leider nicht 

möglich. 

Studium im Ausland 

Auslandsaufenthalte bieten ausgezeichnete Möglichkeiten 

zur persönlichen und fachlichen Weiterbildung. Von verschiedenen 

Lehrstühlen werden Austauschprogramme betreut, 

bei denen jeweils einige Studierende der RWTH Aachen 

für ein Jahr im Ausland studieren können. Die im Ausland 

erbrachten Studien- und Prüfungsleistungen können unter 

Beachtung der formalen Randbedingungen problemlos in 

den Studienplan integriert werden. Für Studierende der Verfahrenstechnik 

sind folgende Angebote für ein integriertes 

Auslandsstudium besonders interessant: 

• PT/SVT: Carnegie Mellon University (Pittsburgh) 

• LTT: University of California, Davis (Davis) 

über die Bewerbungsmodalitäten informiert der jeweils zuständige 

Lehrstuhl. Darüber hinaus bestehen viele weitere 

Möglichkeiten, im Ausland zu studieren. Dies erfordert jedoch 

eine langfristige Vorbereitung und eine frühzeitige Absprache 

mit der Studienberatung. Auf der AVT-Homepage 

finden Sie eine aktuelle Liste aller internationaler Kontakte. 

Die AVT verfügt über enge Kontakte zu ausländischen 

Universitäten, die hilfreich sein können, wenn Sie eine Studienleistung 

im Ausland erbringen möchten. Einige Beispiele 

für ausländische Hochschulen, an denen in den letzten 

Jahren Aachener Verfahrenstechnikstudierende eine externe 

Arbeit verfasst haben: 

• BioVT: UCTL (Mumbai) 

• CVT: École Centrale (Paris), University of California 

(Berkeley), University of Texas (Austin) 

• PT: EPFL (Lausanne), Imperial College (London) 

• SVT: MIT (Boston) 

• TVT: King Mongkut’s Institute of Technology (Bangkok) 

30


3.2 AVT-Angebote 

Studentische Hilfskraft 

Als Studentische Hilfskraft haben Sie die Möglichkeit, intensive 

Einblicke in die Forschungsarbeit der Lehrstühle zu 

nehmen. Neben der finanziellen Entlohnung sollte auch das 

Sammeln wichtiger praktischer Erfahrungen ein Anreiz sein, 

sich für eine Hilfskraftstelle zu bewerben. An allen Lehrstühlen 

der Aachener Verfahrenstechnik sind regelmäßig Hilfskraftstellen 

zu besetzen. Beachten Sie bitte die Stellenausschreibungen 

auf der AVT-Homepage. 

AVT-Kolloquium 

Im Rahmen des AVT-Kolloquiums werden regelmäßig interessante 

Vorträge aus Industrie und Hochschule angeboten. 

Hier bietet sich Studierenden die Möglichkeit, über das 

Vorlesungsangebot hinaus Einblick in den aktuellen Stand 

verfahrenstechnischer Forschung und die industrielle Praxis 

zu gewinnen. Die einzelnen Vorträge werden jeweils durch 

Aushang angekündigt und finden in der Regel mittwochs 

um 17:30 Uhr im Super C statt. 

Wettbewerb, der sich an Studierende einschlägiger Fachrichtungen 

richtet, treten Teams aus aller Welt gegeneinander 

an, um ein Fahrzeug mit einem innovativen chemischen 

Antriebskonzept zu bauen. Der ChemCar-Wettbewerb 

2013 findet im Rahmen der Jahrestagung des Fachausschuss 

Prozess-, Apparate- und Anlagentechnik (PAAT) in Bruchsal 

vom 18.11.2013 bis 19.11.2013 statt. Ein Team aus sieben 

engagierten Studenten schickt dafür dieses Jahr unter 

dem Logo des AVT ein ChemCar mit dem Namen „CampusBahn“ 

ins Rennen. Aachens einzige Campusbahn wird 

durch eine Gasreaktion angetrieben und funktioniert nach 

dem Prinzip einer Handhebeldraisine. Der Handhebel wird 

durch zwei gegenläufige Pneumatikzylinder bewegt, wobei 

die Steuerung der Zylinder durch eine Briggs-Rauscher- 

Reaktion realisiert wird. 

Exkursionen 

Die Lehrstühle bieten regelmäßig Exkursionen an. Beliebte 

Ziele sind verfahrenstechnische Anlagen, Firmenbesichtigungen 

und Besuche von Fachmessen. Achten Sie hier auch 

auf die Aushänge in den Lehrstühlen und die Informationen 

im CAMPUS-System. Bei allen Fragen zum Studium, 

insbesondere bei Studienplanänderungen, berät Sie die 

Studienrichtungsbetreuung. Auch die Ansprechpartner der 

Lehrstühle beraten Sie gerne. 

Branntwein AG 

Am AVT.TVT (Thermische Verfahrenstechnik) wird in jedem 

Wintersemester eine Branntwein AG angeboten, in der 

aus Früchten zunächst Wein bereitet und dieser anschließend 

destilliert wird. In dieser Veranstaltung wird konkrete 

verfahrenstechnische Projektarbeit an einem einfachen 

Beispiel erprobt. Ziel ist unter anderem, Projektplanung 

und Teamarbeit kennenzulernen. Verfahrenstechnische Vorkenntnisse 

werden nicht vorausgesetzt. 

Sake AG 

Auch im Jahr 2013 wird die Sakebrautradition der 

AVT.BioVT weitergeführt. Die inzwischen Jahrelange Erfahrung 

in der Herstellung dieses süßlich schmeckenden japanischen 

Reisweines machen uns zuversichtlich beim diesjährigen 

„International Brewing Contest“ in der schönen Hafenstadt 

Hamburg nicht nur, wie in den Jahren zuvor, den 

Preis des Getränkes mit dem höchsten Alkoholgehalt zu gewinnen. 

Wir gehen fest davon aus zusätzlich bei der Vergabe 

des Gesamtsieges ein gehöriges Wort mitzureden und 

somit in der langjährigen Tradition dieses Wettkampfes das 

Double perfekt zu machen. Mit den zusätzlichen, auf einer 

Japanreise von Herrn Prof. Büchs erlangten, Geheimtipps 

einer japanischen Traditionsbrauerei sollte dem nichts mehr 

im Wege stehen. Trotzdem kann es nicht schaden, wenn uns 

am 15.09.13 die Daumen gedrückt werden. 

ChemCar 

Beim ChemCar-Wettbewerb gilt es ein Auto zu entwickeln, 

das alternative (bio)chemische Reaktionen als Antriebsquelle 

nutzt. Erlaubt sind weder ein Zeitgeber für Start und 

Stopp, noch eine in das Auto integrierte Bremse. Wettbewerbsziel 

ist es, eine vorgegebene Wegstrecke mit einer ausgelosten 

Zuladung möglichst exakt zurückzulegen. Bei dem 

31


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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3.4 Studienplanänderungen 

Was ist das!? 

Falls Sie mit ihrem Studienverlaufsplan nicht zufrieden sind, 

bietet Ihnen eine Studienplanänderung (kurz auch SPÄ genannt) 

die Möglichkeit Ihr Studium individueller zu gestalten. 

Aber wie funktioniert das und wie lange dauert das?! Es 

gibt 3 verschiedene Studienplanänderungen. Die SPÄ für ein 

Mastervorzugsfach, eine Interne Studienplanänderung und 

eine SPÄ für Externe und Prüfungen im Ausland. Jede SPÄ 

ist anders und benötigt viel Zeit. Die erste und wichtigste 

Frage ist, wann müssen Sie die SPÄ einreichen und bei wem. 

Bei wem lässt sich leicht klären, nachdem Sie die Studienplanänderung 

ausgefüllt und unterschrieben haben, muss 

diese zum Prüfungsausschuss (PA) der Fakultät. (Wichtig 

für SPÄ’s aus dem Ausland: Es reicht auch eine gescannte 

Version des Antrages, es ist nicht notwendig das Original 

per Post zu schicken). Der PA prüft die SPÄ auf formelle 

Richtigkeit und leitet danach die SPÄ an uns weiter. Wir 

prüfen die SPÄ inhaltlich und geben sie nach der Prüfung zurück 

an den PA. Der PA sendet, nach einer abschließenden 

Prüfung, Ihnen die Studienplanänderung an die eingetragene 

Adresse zu. (Wichtig! Um möglichen Problemen vorzubeugen, 

empfehlen wir Ihnen vor dem einreichen einer SPÄ mit 

uns Rücksprache zu halten) 

Wie Sie sehen können, ist die Bearbeitung von Studienplanänderungen 

aufwendig. Daher empfehlen wir Ihnen eine 

interne Studienplanänderung min. 10 Wochen vor der ersten 

Prüfung einzureichen. Für externe Studienplanänderung 

empfehlen wir 12 Wochen. Für Auslandssemester hat dies 

den Vorteil, dass Sie vorher nach geeigneten Fächern suchen 

können, aber die SPÄ aus dem Ausland stellen können. In 

den nächsten Abschnitten wollen wir Ihnen für die einzelnen 

Studienplanänderungen einen Leitfaden an die Hand geben. 

Wichtig Die Studienplanänderung bietet Ihnen die Möglichkeit 

ihren Stundenplan individuell zu gestalten. Sie sind 

jedoch an die Grenzen der möglichen Creditpoints in den 

einzelnen Wahlbereichen gebunden. Heißt, auch mit Studienplanänderung 

müssen Sie 12 - 14 CP aus dem Wahlpflichtbereich 

belegen. Sollten Sie daran etwas ändern wollen/müssen, 

müssen Sie einen Antrag an den Prüfungsausschuss 

stellen. 

Studienplanänderung Mastervorzugsfach 

Die häufigste Studienplanänderung tritt zum Ende des Bachelorsstudiums 

auf.Falls Sie bereits 120 CP gesammelt haben 

und ein Fach aus dem Master vorziehen wollen müssen 

Sie eine Studienplanänderung einreichen. Die folgende 

Punkte sollten Sie dabei beachten: 

1. Gehen Sie auf die Homepage der Fakultät 4 und laden 

im Downloadbereich das Dokument Antrag auf 

Studienplanänderung herunter. 

2. Wählen Sie im Formular 

RWTH Intern/Mastervorzugsfach aus. 

3. Lesen Sie die erste Seite sorgfältig durch. Sie enthält 

bereits viele wertvolle Informationen für das erfolgreiche 

einreichen einer SPÄ 

4. Tragen Sie anschließend in alle markierten Felder ihre 

Daten ein 

5. Wählen Sie in der Tabelle für die gewünschten Änderungen 

auf der linken Seite das Dropdown Menü 

aus. Hier können Sie sich zwischen MVZF Pflich* 

oder MVZF Wahlpf* entscheiden. Ob das gewünschtes 

Fach ein Pflichtfach oder ein Wahlpflichtfach ist, 

können Sie dem Studienverlaufsplan entnehmen. 

6. Auf der zweiten Seite des Dokumentes müssen Sie 

noch eintragen ob Sie bereits Studienplanänderungen 

beantragt haben und oder ob ein Fach geändert werden 

soll, das Sie bereits abgelegt oder angemeldet haben. 

Sollte dies der Fall sein, müssen Sie die Unterlagen 

in Kopie zur SPÄ hinzulegen. 

7. Abschließend müssen Sie das Dokument unterschreiben 

und zum Prüfungsausschuss in die Kackerstraße 

9 bringen. 

Studienplanänderung Intern 

Solltet ihr ein Wahlfach entdecken, dass nicht bereits in unserem 

großen Katalog für die Wahlfächer der Verfahrenstechnik 

enthalten ist, könnt ihr ebenfalls eine SPÄ einreichen. 

Das Vorgehen ist sehr ähnlich. 


im Downloadbereich das Dokument Antrag auf 

Studienplanänderung herunter. 

2. Wählen Sie im Formular 

RWTH Intern/Mastervorzugsfach aus. 



einreichen einer SPÄ 

4. Tragen Sie anschließend in alle markierten Felder ihre 

Daten ein 

5. Wählt in der Tabelle für die gewünschten Änderungen 

auf der linken Seite das Dropdown Menü aus. Hier 

könnt ihr dann auswählen zwischen Pflicht übergreifend, 

Pflicht VT Wahlpflicht, Zusatzfach und Auflagenfach. 

(Die Änderung von Pflichtfächern bei einer 

internen SPÄ ist so gut wie ausgeschlossen, da das 

Ersatzfach Inhaltsgleich sein muss) 

6. Das Wahlfach das ihr euch dann ausgesucht hat, 

muss einen Ingenieurswissenschaftlichen Hintergrund 

haben, in eure benötigten Creditpoints passen und in 

euren bisherigen Stundenplan passen. (Sprachen können 

nicht gewählt werden. Diese können Sie sich nur 

als Zusatzfächer anerkennen lassen) 

36









und zum Prüfungsausschuss in die Kackerstraße 

9 bringen. 

Studienplanänderung Extern/Ausland 

Um Prüfungen im Ausland ablegen zu können, müsst ihr eine 

Studienplanänderung beantragen. Die SPÄ für Prüfungen im 

Ausland ist die aufwendigste, nichtsdestotrotz funktioniert 

sie sehr ähnlich wie die anderen SPÄs 


Sie im Downloadbereich das Dokument Antrag 

auf Studienplanänderung herunter. 

2. Wählen Sie im Formular dann RWTH Extern/Ausland 

aus. 



einreichen einer SPÄ. 

4. Füllen Sie anschließend das Formular vollständig aus. 

5. Bei externen SPÄs muss ein Nachweis des Inhalts und 

des zeitlichen Umfangs erfolgen, welcher vom Prüfungsausschuss 

formal vorgeprüft wird. Als Nachweis 

gelten Dokumente (pdfs) von der Uni, Screenshots 

von der Unihomepage und Ausdrucke von Emails, von 

Professoren, deren Mitarbeiter, Studien- oder Erasmuskoordinatoren. 








und mit allen Anlagen zum Prüfungsausschuss in 

die Kackerstraße 9 bringen. 

37

4 Fächerkatalog der verfahrenstechnischen Pflicht- und Wahlpflichtfächer 


Alternative 

Energietechniken 

V2/Ü2 

SoSe 

LTT 

Prof. Allelein 

Diese Vorlesung beinhaltet die physikalischen, 

technischen und ökonomischen 

Grundlagen der alternativen Energietechniken. 

Im Einzelnen werden hierbei folgende 

Themen behandelt: 

• Übersicht über die Energiewirtschaft 

• Bewertungsmethoden für Prozesse 

der Energietechnik (Bilanzgleichungen, 

Energie- und Mengenbilanzen, 

Wirkungsgrade, ökonomische Aspekte) 

• Besondere Verfahren in der Energietechnik 

(Kraft-Wärme-Kopplung, 

Fernwärme, geothermische Energie, 

rationelle Energienutzung) 

• Verfahren zur Umwandlung fossiler 

Brennstoffe (Kohleverbrennung, Kohlevergasung, 

Kohleverflüssigung) 

• Verfahren zur Nutzung der Solarenergie 

(Solares Energieangebot, Solarkollektoren, 

Solarfarmanlagen, Solartoweranlagen, 

Photovoltaische Kraftwerke) 

• Windenergienutzung (Windenergieangebot, 

Energienutzung, Bauarten und 

Daten von Windenergiekonvertern) 

• Wasserkraftwerke (Laufwasserkraftwerke, 

Pumpspeicherkraftwerke, Wellenenergie, 

Gezeitenenergie) 

Gletscherenergie- 

• OTEC-Kraftwerke, 

nutzung 

• Energie aus Biomasse (Potenziale, 

Konversionsprozesse, Stoffkreisläufe) 

• Dezentrale Energieversorgung 

• Bewertungsaspekte (Kostenfragen, 

ökologische Fragen, Ressourcenaspekte, 

Optimierungen) 

• (Wasserstoffwirtschaft, Brennstoffzellen) 

Dabei wird der Schwerpunkt insbesondere 

auf die regenerativen Energien gelegt. Eine 

Bewertung der Energiesysteme wird unter 

besonderer Berücksichtigung technischer, 

ökonomischer und ökologischer Aspekte vorgenommen. 

Angewandte molekulare 

Katalyse 

V2 

WS 

ITMC 

Prof. Leitner 

Inhalt: Gemeinsamkeiten und Unterschiede 

metallorganischer und enzymatischer Katalyse; 

Methoden der Katalysatorentwicklung 

(rational design, high throughput techniques, 

directed evolution); Implementierung molekularer 

Katalyse in unterschiedlichen Bereichen 

von Grundchemikalien zu Pharmazeutika; 

Industrielle asymmetrische Katalyse mit 

chemischen und biochemischen Methoden; 

Immobilisierung molekularer Katalysatoren; 

Ausgewählte Beispiele: z.B. Hydroformylierung, 

Carbonylierung, (asym.) Hydrierung, 

(asym.) Oxidation, Dimerisierung und Oligomerisierung 

von Olefinen, Olefinmetathese, 

C-C Verknüpfung, (dynamische) kinetische 

Racematspaltung, Methionin Synthese; 

aktuelle Trends, z.B. C-H Aktivierung, 

Kaskaden- Reaktionen, bio-metallorganische 

Hybridkatalysatoren. Lernziele: Molekulares 

und reaktionstechnisches Verständnis der 

wichtigsten technischen Anwendungen der 

molekularen Katalyse; Kenntnis über Potenzial 

und Limitierung moderner katalytischer 

Methoden im industriellen Einsatz; Fähigkeit 

zur Beurteilung unterschiedlicher Ansätze 

und Verfahrensalternativen. 

38


Angewandte Molekulare Thermodynamik ist 

ein interdisziplinäres Arbeitsfeld auf dem Gebiet 

fluider Systeme. Seine Anwendungen 

gründen sich auf die Methoden der klassischen 

Thermodynamik, seine eigentlichen 

Wurzeln liegen aber auf dem Gebiet der klassischen 

Mechanik, der Quantenchemie, der 

statistischen Physik und der Elektrodynamik. 

Auf dieser breiten Grundlage wird ein umfassendes 

Rahmenwerk zur Ableitung von Erkenntnissen 

über das Verhalten fluider Systeme 

formuliert. Viele industrielle Anwendungen 

sowie die Erklärung in der Natur 

beobachteter Phänomene basieren auf solchem 

Wissen, z.B. in der Raumfahrtindustrie 

oder anderen Hochtemperaturanwendungen, 

in der chemischen Technik und in der Umwelttechnik, 

in der Biotechnologie und vielen 

weiteren Anwendungen im Ingenieurwesen. 

Der Kurs fasst zu Beginn kurz die wesentlichen 

Ergebnisse der interdisziplinären 

Angewandte molekulare 

Grundlagen zusammen und widmet sich dann 

Thermodynamik/Applied 

den Anwendungen aus unterschiedlichen Gebieten 

von Naturwissenschaft und Technik. 

Molecular Thermodynamics 

V2/Ü1 

Darunter sind die Gastechnologie, einschließlich 

chemischer Hochtemperatur Reaktio- 

WS 

LTT 

nen, die Aufarbeitungstechnologie für einfache 

und komplexe flüssige Systeme, und eine 

Prof. Leonhard 

Einführung in die Anwendung auf Elektrolyte 

und biotechnische Systeme. Die Veranstaltung 

wird in englischer Sprache gehalten. 

In allen Bereichen des Maschinenbaus gewinnen 

rechnergestützte Optimierungsverfahren 

zunehmend an Akzeptanz und werden 

in näherer Zukunft zu Standardwerkzeugen 

von Entwicklungsingenieuren gehören. In 

dieser Vorlesung werden die mathematischen 

Grundkonzepte der Optimierung eingeführt 

und anhand von anwendungsorientierten Beispielen 

vertieft. Die Vorlesung gliedert sich in 

vier Teile: 

1. Unbeschränkte Optimierung: Für unbeschränkte 

Probleme werden die Optimalitätsbedingungen 

hergeleitet und 

die fundamentalen Lösungsansätze des 

„line searchs“ und der „trust region“ 

vorgestellt. Als „line search“ Verfahren 

werden die Methoden des steilsten 

Abstiegs und der konjugierten Gradienten 

und als „trust region“ Verfahren 

das Newton Verfahren und einige quasi 

Newton Verfahren behandelt. 

2. Beschränkte Optimierung: Für beschränkte 

Optimierungsprobleme werden 

die Karush-Kuhn-Tucker (KKT) 

Optimalitätsbedingungen hergeleitet 

und intensiv diskutiert. Anschließend 

werden Lösungsverfahren für spezielle 

Problemklassen vorgestellt: Das Simplex 

Verfahren für lineare, die quadratische 

Programmierung für quadratische 

und die sequentiell quadratische Programmierung 

(SQP) für nichtlineare 

Probleme. 

3. Spezielle Optimierungsprobleme: Es 

werden die Grundlagen der Theorie 

und Algorithmen für anspruchsvollere 

Optimierungsformulierungen geschildert: 

gemischt ganzzahlige Optimierung, 

stochastische und deterministisch 

globale Optimierung, und dynamische 

Optimierungsprobleme. 

4. Es werden Beispiele aus Forschung 

und Entwicklung diskutiert. Der Vorlesungsstoff 

wird in den Übungen unter 

Verwendung von Matlab vertieft. 

Angewandte numerische 

Optimierung 

V2/Ü2 

WS 

AVT.SVT 

Prof. Mitsos 

Es soll Verständnis für die Funktion der verschiedenen 

quantenchemischen Näherungsverfahren 

vermittelt werden, so dass die Hörer 

in der Lage sind zu entscheiden, welche 

Methode für welche Anwendung geeignet ist. 

In den Übungen werden quantenmechanische 

Grundlagen und der Umgang mit quantenchemischer 

Software am Beispiel immer wieder 

kehrender Probleme und einiger spezieller 

Anwendungen erlernt (z.B. Geometrieoptimierung, 

Spektrenberechnung, Gasphasen- 

Enthalpien, -Entropien, -Wärmekapazitäten 

sowie Reaktions- Enthalpien und -Entropien; 

molekulare Eigenschaften wie Multipolmomente, 

Polarisierbarkeiten und Dispersionswechselwirkungen 

(zur Anwendung in Zustandsgleichungen 

und bei Interesse Berechnung 

von Realgaseffekten); COSMO- 

Rechnungen und COSMO-RS zur Bestimmung 

von Lösungseffekten. 

Angewandte 

Quantenchemie für 

Ingenieure 

V2/Ü1 

SoSe 

LTT 


39


Anlagenweite Regelung 

V2/Ü2 

WS 

AVT.PT 

Dr. Mhamdi 

Die sichere Betreibbarkeit und der bestimmungsgemäße 

Betrieb einer gesamten Anlage 

stehen im Vordergrund bei der anlagenweiten 

Regelung. Die Betreibbarkeit 

beschreibt die Fähigkeit (oder Schwierigkeit) 

eines Prozesses, die bestimmungsgemäße 

Funktion und damit alle Anforderungen 

an Sicherheit, Umweltschutz, Produktqualität 

und Wirtschaftlichkeit unter Beachtung 

betrieblicher Beschränkungen und veränderlicher 

Randbedingungen zu erfüllen. Dies 

kann sowohl durch gestalterische Maßnahmen 

(Veränderung des Prozesses) als auch 

durch automatisierungstechnische Maßnahmen 

erreicht werden. Üblicherweise sind chemische 

Prozesse Mehrgrößenregelungssysteme, 

weshalb die Zuordnung von Regel- und 

Stellgrößen von entscheidender Bedeutung 

ist und in der Veranstaltung genauer behandelt 

wird. Die Veranstaltung umfasst die folgenden 

Inhalte: 

• Prozessführung und Betreibbarkeit einer 

gesamten Anlage 

• Regelziele und Regelungsstrukturen. 

Prozessgrößen: Klassifikation und Auswahlregeln. 

Analyse der Freiheitsgrade 

• Grundstrukturen von Mehrgrößenregelsystemen. 

Spezielle Regelkreisstrukturen 

und typische Lösungen der 

Hauptregelaufgaben 

• Systemdarstellungen im Zustandsraum 

und Frequenzbereich 

• Verhaltensanalyse stationärer und dynamischer 

Systeme 

• Systemeigenschaften: Steuerbarkeit, 

Beobachtbarkeit. Stabilität des Systems 

• Zentrale Regelung und dezentrale Regelung 

Grundlegende Kenntnisse der Regelungstechnik 

werden vorausgesetzt. Die in der 

Vorlesung erarbeiteten Konzepte und Methoden 

werden in der begleitenden Übung an 

ausgewählten Beispielen erprobt. Zusätzlich 

gibt es eine Laborübung, in der einige der erlernten 

Methoden an einer realen Destillationskolonne 

demonstriert und ihre Vor- bzw. 

Nachteile diskutiert werden. 

Bioprozesskinetik 

V2/Ü1 

WS 

AVT.BioVT 

Prof. 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. Den Studierenden werden 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. 

40


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. 

Bioreaktortechnik 

V2/Ü1 

SoSe 

AVT.BioVT 

Prof. Büchs 

Jeder industrielle chemische Prozess ist 

das Resultat des Zusammenspiels von 

chemischen Reaktionen mit physikalischchemischen 

und verfahrenstechnischen 

Aspekten. Das Ziel der Vorlesung ist es, ein 

Grundverständnis für dieses Zusammenspiel 

anhand ausgewählter und industriell bedeutender 

Reaktionen und Prozesse zu vermitteln. 

Typische Grundlagenkenntnisse eines 

Verfahrenstechnikers - wie z.B. Wärme- und 

Stofftransport - werden vorausgesetzt bzw. 

nur sehr kurz behandelt. Schwerpunkte sind 

die Nomenklatur chemischer Verbindungen, 

die Arten der chemischen Bindung, die Kinetik 

homogener und heterogener Reaktionen, 

die Grundlagen der Katalyse sowie eine 

kurze Betrachtung reaktionstechnischer 

Prinzipien. Die Auswahl der Reaktionen und 

Verfahren erfolgte nach zwei Kriterien: 1. 

Wichtige Produkte der organischen und anorganischen 

industriellen Chemie sowie deren 

Eigenschaften und Herstellung werden 

im Rahmen der Vorlesung behandelt. 2. Die 

Prozesse wurden so ausgewählt, daß eine 

Vielzahl an unterschiedlichen chemischen 

Verfahren im Hinblick auf folgende Aspekte 

behandelt werden: 

• unterschiedliche Produkte wie Benzin, 

Dieselöl, Synthesegas, Wasserstoff, 

Olefine, Aromaten, Alkohole, 

Polymere, Chlor, Natronlauge, Schwefelsäure, 

Ammoniak, Düngemittel 

• unterschiedliche Typen chemischer Reaktionen 

wie z. B. Gasphasenreaktionen, 

Gas/Feststoffreaktionen, homogen 

und heterogen katalysierte Reaktionen 

• verschiedene Reaktortypen wie z. B. 

Wirbelschicht, Festbett, Flugstrom 

etc. 

• unterschiedliche Prinzipien der Reaktionsführung 

wie z. B. adiabat, gekühlt, 

Kreislauf etc. 

Außerdem werden in der Vorlesung aktuelle 

Beispiele aus der Forschung vorgestellt, z.B. 

aus dem Exzellenzcluster „Maßgeschneiderte 

Kraftstoffe aus Biomasse (TMFB)“. Eine 

Führung durch die Labore der technischen 

Chemie sowie durch das Chemietechnikum 

ist ebenfalls eingeplant. 

Chemie für 

Verfahrenstechniker 

V3 

SoSe 

ITMC 

Prof. Liauw 

41


Chemische 


V2/Ü2 

SoSe 

AVT.CVT 


Der Chemiereaktor stellt das Herz der Stoffumwandlungstechnik 

dar. Seine Auslegung 

und Optimierung erfordert interdisziplinäre 

Kenntnisse und Fertigkeiten, die oft auf 

andere verfahrenstechnische Apparate übertragbar 

sind. Zunächst wird ein systematischer 

Überblick über die Vielfalt der eingesetzten 

Reaktortypen gegeben. Im folgenden 

Grundlagenteil werden für die Vorlesung 

wichtige Zusammenhänge der physikalischen 

Chemie, Thermodynamik und Kinetik 

zusammengestellt. Es folgt die Behandlung 

idealisierter Reaktorsysteme, des Rührkesselreaktors, 

des idealen Strömungsrohrs 

und von Kaskaden idealer Reaktoren. Es werden 

Lage und Stabilität der Betriebspunkte 

des kontinuierlich durchströmten Rührkesselreaktors 

als Funktion der Betriebsparameter 

untersucht sowie die Optimierung von 

Reaktoren behandelt. Als wesentliche Nichtidealität 

wird das Verweilzeitverhalten, seine 

Ermittlung, mathematische Formulierung 

und sein Einfluss auf Umsatzgrad, Selektivität 

und Leistung diskutiert. Weiterführend 

befasst sich die Vorlesung mit mehrphasigen 

Reaktionssystemen und dem Zusammenspiel 

von Stofftransport und chemischer Reaktion. 

U.a. werden heterogen katalysierte Systeme 

und der wichtige Bereich der Beschleunigung 

des Gas- /Flüssigkeitsstofftransportes durch 

chemische Reaktion behandelt. Ergänzt wird 

die Vorlesung durch zahlreiche Praxisbeispiele. 

Combustion Chemistry 

V2/Ü1 

SoSe 

LTT 


Um Motoren und Kraftstoffe auf hohe Wirkungsgrade 

und geringe Emissionen optimieren 

zu können, müssen wir das Zündungsund 

Brennverhalten potentieller neuer Kraftstoffe 

verstehen. Die Vorlesung ergänzt das 

Wissen aus Veranstaltungen wie "Technische 

Verbrennungïn zwei Richtungen: Es 

werden einerseits experimentelle Verfahren 

zur Verbrennungsanalyse erläutert (Stoßwellenrohr, 

Rapid Compression Machine, Laserspektroskopie), 

andererseits das Verständnis 

von Elementarkinetiken durch thermodynamische 

und quantenmechanische Methoden 

vermittelt. Die Schwerpunkte der Veranstaltung 

liegen in der optimalen Verknüpfung 

experimenteller und theoretischer Techniken 

sowie auf Anwendungen im Exzellencluster 

"Tailor-Made Fuels from Biomass", dessen 

Ziele die Entwicklung neuer nachhaltiger 

Kraftstoffkomponenten und neuer emissionsarmer 

Brennverfahren sind. Es wird aber 

auch gezeigt, wie sich die Methoden zu Untersuchungen 

in der chemischen Reaktionsund 

verfahrenstechnik einsetzen lassen. 

Einführung in die 

Ökotoxikologie und 

Ökochemie 

V2 

WS 

UBC 

Prof. Schäffer 

Inhalt: Ökotoxikologie: Bioverfügbarkeit, 

Bioakkumulation, Effektendpunkte für Organismen, 

Populationen und Biozönosen, Ermittlung 

von Dosis-/ Wirkungsbeziehungen 

und Effektschwellen, Zusammenwirken multipler 

Stressoren. Ökochemie: Eigenschaften, 

Funktion und Prozesse von Umweltmatrices 

(Boden, Pflanze, Wasser, Atmosphäre), 

Verhalten und Nachweis von organischen 

und anorganischen Spurenstoffen (Extraktionsmethoden, 

Spektroskopie, Chromatographie). 

Lernziele: Die Studierenden sollen 

Kenntnisse und Methoden erlernen, Umweltchemikalien 

in verschiedenen Matrizes und 

deren ökotoxische Effekte auf Organismen, 

Populationen und Ökosysteme zu analysieren 

und zu bewerten. 

Energiesystemtechnik 

V2/Ü1 

SoSe 

LTT 

Prof. Bardow 

Energiesystemtechnik ist die Wissenschaft 

vom Zusammenfügen energietechnischer 

Komponenten (Kraftwerke und Kessel, Wärmepumpen 

und Kältemaschinen, Wärmeübertrager 

und Speicher) zu Energiesystemen. 

Typische Energiesysteme sind Gebäude, 

industrielle Produktionsbetriebe, Siedlungsgebiete 

und Kommunen. Ihre Versorgung 

mit mechanischer Energie, Strom, 

Raum- bzw. Prozesswärme, Kälte und sonstigen 

energieanalogen Dienstleistungen wie 

Wasser, Druckluft u.a.m. kann durch unterschiedliche 

energietechnische Komponenten 

in unterschiedlichen Verschaltungen realisiert 

werden. Dabei ergeben sich eine Vielzahl 

technischer Lösungen, die nach den Kriterien 

Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit 

und Umweltfreundlichkeit zu bewerten und 

zu optimieren sind. Die Vorlesung Energiesystemtechnik 

vermittelt die Grundlagen zur 

Synthese von Energieerzeugungsanlagen und 

sonstigen energietechnischen Komponenten 

zu Gesamtsystemen sowie zu deren ökonomischer 

und ökologischer Bewertung. Sie ist 

für Studierende höherer Semester gedacht 

und setzt die Kenntnis der Inhalte der Vorlesung 

Energiewirtschaft voraus. 

42


Einführung in Energiewandlungssysteme: 

Energiequellen und Nutzenergie; Energiewandlungsverfahren 

Maschinen und Apparate: 

Funktionsprinzip und Bauarten; Klassifikation; 

Auswahl und Anwendung (Pumpen, 

Ventilatoren, Gebläse, Verdichter, Turbinen, 

Expander, Regel- und Schnellschlussorgane, 

Rohrleitungssysteme); Kennlinien; Betriebsbereiche 

und Betriebsverhalten Anwendung 

und Betrieb von Energiewandlungssystemen: 

Zusammenschalten der Maschinen und Apparate 

zu Energiewandlungssystemen; Zusammenwirken 

der Komponenten; Kennfelder; 

Regelung und Teillastbetrieb; transientes 

Verhalten; Energiebedarf Anlagenplanung: 

Prozessintegration an Beispielen; 

rechtliche Rahmenbedingungen; Genehmigungsfragen; 

Entscheidungskriterien; Kostenrechnung 

Umweltverträglichkeit: Rechtliche 

Grundlagen; Schadstoffe aus Energiewandlungsanlagen 

(Mechanismen der Entstehung, 

Möglichkeiten der Vermeidung bzw. 

Reduzierung); Geräuschentstehung und - 

minderung; Strahlungsemission (lokale und 

globale Auswirkungen) 

Energiewandlungstechnik 

V2/Ü1 

SoSe 

IDG 

Prof. Wirsum 

Die Vorlesung Enzymprozesstechnik betrachtet 

die wesentlichen Aspekte zur Analyse 

und Beschreibung von biokatalytischen 

Reaktionen und vermittelt erforderliche Methoden 

zur Auslegung und Beurteilung von 

Enzymreaktionen und geeigneten Reaktoren. 

Nach einer Einführung in die Grundlagen der 

Biokatalyse werden folgende Punkte besprochen: 

• Beschreibung und Analyse von Enzymkinetiken 

• Einflüsse auf die Enzymstabilität und 

ihre Beschreibung 

• Immobilisierung von Enzymen und ihren 

Einfluss auf die Reaktionskinetik 

• Enzymreaktoren für die homogene und 

heterogene Biokatalyse 

• Einsatz von unkonventionellen Medien 

als Alternative zu wässrigen Reaktionsumgebungen 

• Enzymprozessentwicklung 


V2/Ü1 

WS 

AVT.EPT 

Prof. Spieß 

Inhalt: Anionische Polymerisation, Ringöffnende 

Polymerisation, Copolymerisation, 

Oxazolinpolymerisation, Proteinanalytik, 

Metallocenkatalysierte Polymerisation. Lernziele: 

Die Studierenden sollen einen Einblick 

in moderne Syntheseverfahren für funktionelle 

Makromoleküle erhalten und die wichtigsten 

Methoden erlernen. 

Fortgeschrittene 

Polymersynthese 

V2 

WS 

ITMC 

Prof. Möller 

Diese Vorlesung bietet eine Einführung in 

grundlegende Methoden der Kontinuumsund 

insbesondere der Strömungsmechanik, 

Strukturmechanik und Materialwissenschaften. 

Diese Vorlesung gibt eine Vorstellung 

der Schwierigkeiten und Konzepte für die Lösung 

von multiskalen Probleme aller Art, wie 

sie bei den Materialwissenschaften Anwendung 

finden. 

From Molecular to 

Continuum Physics II 

V2/Ü3 

SoSe 

AVT.MST 

Prof. Ismail 

Die Vorlesung behandelt die Abscheideverfahren 

verschiedener Luftschadstoffe, die 

insbesondere bei der Verbrennung fossiler 

Einsatzstoffe in Kraftwerken sowie bei der 

thermischen Reststoffbehandlung entstehen. 

Dazu werden zunächst die physikalischen 

und chemischen Grundlagen erarbeitet, die 

für das Verständnis und die Auslegung der 

einzelnen Komponenten wie z.B. Staubabscheider, 

Nasswäscher, Adsorption etc. notwendig 

sind. In den Übungen werden dazu 

vereinfachte Auslegungsbeispiele gerechnet. 

Auf dieser Basis werden Gesamtkonzepte für 

Abgasreinigungsanlagen vorgestellt und am 

Beispiel existierender Anlagen diskutiert. Die 

Veranstaltung schließt eine Exkursion zu einem 

Kraftwerk oder einer Müllverbrennungsanlage 

ein. 

Grundlagen der 

Luftreinhaltung 

Dipl: V2/Ü2 

M.Sc. & B.Sc. V2/Ü1 

WS 

AVT.MVT 


43


Grundlagen optischer 

Strömungsmessverfahren 

V2/Ü2 

WS 

LTFD 

Prof. Grünefeld 

Grundlagen: Natur des Lichtes, elektromagnetisches 

Spektrum, Wechselwirkung zwischen 

Licht und Materie Geräte: Lichtquellen, 

Spektrographen, Detektoren, sonstige 

optische Elemente Schlieren-Verfahren: 

Prinzip, experimenteller Aufbau, Anwendungsbeispiele 

Laser-Doppler-Anemometrie 

(LDA) und Phasen-Doppler-Anemometrie 

(PDA): Prinzip, experimenteller Aufbau, Signalverarbeitung 

und Auswertung, Anwendungsbeispiele. 

Particle-Imaging-Verfahren 

(PIV): Prinzip, experimenteller Aufbau, Anwendungsbeispiele 

Emissions- und Absorptionsspektroskopie: 

Prinzip, Pyrometrie zur 

Temperaturbestimmung, Infrarotabsorptionsspektroskopie, 

Emissionsspektroskopie 

im VIS und UV-Bereich Fluoreszensmesstechniken: 

Prinzip, LIF als spektrale Punktmesstechnik, 

planare laserinduzierte Fluoreszenz 

(PLIF) Raman-Spektroskopie: Prinzip, 

experimenteller Aufbau, Auswertung der 

Spektren bzgl. Temperatur und Konzentration, 

Anwendungsbeispiele Kohärente anti- 

Stoke’sche Ramanspektroskopie (CARS): 

Prinzip, experimenteller Aufbau, Auswertung 

der Spektren bzgl. Temperatur und Konzentration, 

Anwendungsbeispiele 

Grundlagen und Technik 

der Brennstoffzellen 

V2/Ü2 

WS 

IEK-3 Brennstoffzellen 

Prof. Stolten 

Behandelt werden die physikalischen und 

technischen Grundlagen, Aufbau der Zellen 

und Werkstoffe, Verfahrenstechnik von 

Brennstoffzellensystemen, deren Anwendungen 

und Einbindung in die Energieversorgungsstrukturen 

sowie Kosten- und 

Markteinführungsaspekte. 

Grundoperationen der 

Energietechnik 

V2/Ü1 

SoSe 

ERC EBC 

Prof. Müller 

Energie ist die in einem System oder 

Stoff gespeicherte Arbeit, die unterschiedliche 

Formen annehmen und weder erzeugt 

noch verbraucht werden kann (Energieerhaltungssatz). 

Die verschiedenen Energieformen 

können durch Umwandlungsprozesse ineinander 

übergehen. Nach einer kurzen Einführung 

in die Grundlagen der unterschiedlichen 

Prozesse der Energieumwandlung, werden 

in dieser Veranstaltung die folgenden 

Themen behandelt: Verbrennungsprozesse, 

Wärmeübertragung und Strömungsmaschinen. 

Die dabei verwendeten Apparate, wie 

Brenner, Wärmeübertrager und Arbeitsmaschinen 

(Pumpen und Verdichter), werden 

anhand von Berechnungen erläutert. Dabei 

wird Bezug auf Anwendungen aus der Gebäudetechnik 

genommen. 

Grundoperationen der 


V2/Ü1 

WS 

AVT.MVT 


Verfahrenstechnische Prozesse, und seien sie 

noch so kompliziert, sind immer aus vielen 

einzelnen Apparaten zusammengesetzt, 

in denen jeweils sogenannte Grundoperationen 

durchgeführt werden. Eine Grundoperation 

ist zum Beispiel das Zerkleinern von 

Reaktanden, wozu unter anderem das Brechen 

von Gesteinsbrocken, das Aufmahlen 

von groben Pulvern, das Schneiden fasriger 

Stoffe oder auch das Zerstäuben von Flüssigkeiten 

gehören. Weitere Grundoperationen 

sind beispielsweise Mischen oder Auftrennen 

von Gemischen. Je nach dem zu behandelndem 

Stoffsystem werden auch diese Grundoperationen 

wieder auf verschiedene Arten 

in unterschiedlichen Apparaten realisiert. In 

der Vorlesung werden wichtige Grundoperationen 

und die Apparate, in denen sie durchgeführt 

werden, vorgestellt und die Grundlagen 

zu deren Auslegung erarbeitet. 

44


Die Vorlesung ist als eine Vertiefung nach 

der Pflichtveranstaltung Mess- und Regelungstechnik 

konzipiert. Aufbauend auf den 

in Mess- und Regelungstechnik vermittelten 

Grundlagen werden weiterführende Verfahren 

und regelungstechnische Werkzeuge behandelt, 

die die Grundlage zur Bearbeitung 

und Lösung vieler regelungstechnischer Probleme 

darstellen. Zielgruppe sind Studierende, 

die in Mess- und Regelungstechnik die 

interdisziplinäre und stark systematisierende 

Arbeitsweise der Regelungstechnik kennen 

gelernt haben und in ihrem weiteren Studium 

hier einen Schwerpunkt legen wollen. 

Es werden die folgenden Themen vertieft: 

• Betragsoptimum 

• Wurzelortskurvenverfahren 

• Regelkreise mit nichtlinearen Gliedern 

• Beschreibungsfunktion 

• Z-Transformation 

• Zeitdiskrete Regelungen und Steuerungen 

• Zustandsregelung 

• Zustandsbeobachtung 

• Modellgestützte Prädiktive Regelung 

• Robuste Regelung 

• Flachheitsbasierte Vorsteuerung 

• Robuste Konzepte der Nichtlinearen 

Regelung 

• Sliding Control 

Höhere Regelungstechnik 

V2/Ü2 

SoSe 

IRT 

Prof. Abel 

Ausgehend von der Darstellung der industriellen 

Umweltbelastung wird auf die wichtigsten 

technischen Maßnahmen zu ihrer Reduzierung 

eingegangen. Die nachgeschalteten 

Umweltschutzverfahren, die eine Behandlung 

der emittierten Abluft- , Abwasserund 

Abfallströme zum Ziel haben, werden 

anhand von zahlreichen Beispielen erläutert. 

Dann wird auf produktionsintegrierte Umweltschutzmaßnahmen 

eingegangen. Theorie 

und Praxis von Vermeidung, Recycling 

und Verwertung werden dargestellt. Im Rahmen 

einer Seminarveranstaltung wird darüber 

hinaus den Studierenden die Möglichkeit 

gegeben, vor einem Hörerkreis unterschiedlicher 

Fachrichtungen (Verfahrenstechnik, 

Entsorgungsingenieurwesen und allgemeiner 

Maschinenbau) Vorträge aus dem 

Bereich des allgemeinen Umweltschutzes zu 

halten. Neben der selbständigen Bearbeitung 

der Vortragsthemen aus den Fachgebieten 

der Verfahrenstechnik, Siedlungswasserwirtschaft 

und Abfallwirtschaft ist der interdisziplinäre 

Charakter vor allem durch die gemeinsame 

und fachübergreifende Diskussion 

im Anschluss an die Vorträge gegeben. 

Industrielle Umwelttechnik 

Dipl: V2/Ü2 

M.Sc. , B.Sc. V2/Ü1 

WS 

AVT.CVT 

Prof. Wintgens 

Inhalt: Grundlagen der Spektroskopie-Arten 

UV, Vis, MIR, NIR, ATRMIR, Raman, NMR; 

ex-situ/insitu/ operando; Vorstellung verfügbarer 

Geräte; Beispiele aus der Produktion; 

Probleme und Lösungsansätze; regelungstechnische 

Grundlagen. Lernziele: Die Studierenden 

können bei Fragestellungen aus 

der chemischen Produktion fundierte Vorschläge 

zur Implementierung spektroskopischer 

Methoden machen. 

In situ-Spektroskopie zur 

Prozessführung 

V2 

SoSe 

ITMC 

Prof. Liauw 

Dieses Praktikum wird insbesondere für 

Studierende der Verfahrenstechnik und des 

Lehrstuhls für Biotechnologie (Fakultät 1) 

angeboten. Das fachübergreifende Angebot 

dient der Förderung von Kommunikation, 

Zusammenarbeit und Verständnis zwischen 

den beiden Studienrichtungen. Es werden in 

gemischten 4er-Gruppen praktische Versuche 

an verschiedenen Fermentations- und 

Aufarbeitungsanlagen durchgeführt. Mikrobiologische, 

analytische und steriltechnische 

Arbeitselemente sind ebenso Bestandteil wie 

technische Aufgaben, etwa die rechnergestützte 

online-Datenerfassung, Prozessbilanzierung 

und Berechnung von Stoffübergängen. 

Die Praktikumsversuche werden gemeinsam 

ausgewertet und im Abschlusskolloquium 

vorgetragen, sodass der interdisziplinäre 

Austausch über Fachgebietsgrenzen 

hinweg gefördert wird. Im Zuge der Internationalisierung 

in Forschung und Industrie 

können die Studierenden ihre Ergebnisse 

auch auf Englisch präsentieren. Eine Besonderheit 

des interdisziplinären Praktikums ist 

ein optionales, von den Studierenden organisiertes 

Frühstück nach der Abschlussklausur, 

bei welchem der im Praktikum selbstgebraute, 

japanische Sake sowie der selbsthergestellte 

Apfelwein verkostet werden können. 

Interdisziplinäres Praktikum 

Biotechnologie/Bioverfahrenstechnik 

ÜT8 

WS 

AVT.BioVT, Biotec 

Prof. Büchs, 

Prof. Schwaneberg 

45


Introduction to Molecular 

Simulations 

V2/Ü1 

SoSe 

AVT.MST 

Prof. Ismail 

Diese Vorlesung bietet eine Einführung in die 

grundlegenden Methoden der molekularen 

Simulationen, darunter Monte-Carlo Simlationen 

und Molekulardynamik. Besonderes 

Augenmerk liegt darauf, wie die thermodynamischen 

Eigenschaften aus den große Mengen 

an Informationen berechnet und extrahiert 

werden können. Die Teilnehmer werden 

verschiedene Software-Programme in den 

Übungen anwenden und eigenständig Projekte 

bearbeiten. 

Introduction to Polymer 

Physics 

V2 

WS 

AVT.MST 

Prof. Ismail 

Die Studenten erlernen die grundlegenden 

Modelle der Physik der Polymere und deren 

Anwendung auf thermodynamische und mechanische 

Eigenschaften; wie man Lösungseigenschaften 

von Polymeren schätzt; wie 

man Polymereigenschaften modelliert und simuliert; 

und wie die grundlegenden Eigenschaften 

realer Polymere mit den Ergebnissen 

der Standard-Polymer Modelle korrelieren. 

Vorlesungsbegleitend arbeiten die Studenten 

an individuellen Projekten über Themen 

ihrer Wahl. 

Kolloidchemie 

V2 

SoSe 

IPC 

Prof. Richtering 

Inhalt: Einteilung kolloidaler Systeme, Theorien 

zur Stabilität von Dispersionen und 

Emulsionen: DLVO Theorie, sterische Stabilisierung, 

Depletion- Wechselwirkung, Assoziationskolloide, 

Phasendiagramme, Stabilität 

und Flockung kolloidaler Dispersionen. 

Lernziele: Die Studierenden sollen vertraut 

werden mit modernen Vorstellungen über 

die Stabilität von Dispersionen, Emulsionen 

und Polymerlösungen. Sie sollen den Einfluss 

chemischer Größen (pH-Wert, Salzgehalt, 

Zusatz organischer Stoffe) und physikalischer 

Größen (Konzentration, Temperatur, 

Teilchenform) auf die Stabilität kolloidaler 

Systeme verstehen lernen und in die 

Lage versetzt werden, kolloidchemische Messungen 

zu interpretieren. 

Kosten und 

Wirtschaftlichkeit von 

Bioprozessen 

V2/Ü1 

WS 

AVT.BioVT 

Prof. Büchs 

Im Rahmen dieser Vorlesung werden verschiedene 

Aspekte zur ökonomischen Beurteilung 

von Bioprozessen vorgestellt, mit 

dem Ziel, eine Optimierung ungeeigneter 

Prozessparameter zu vermeiden. Es werden 

typische Anlagenkonfigurationen für biotechnische/ 

biotechnologische Produkte vorgestellt 

und für unbekannte Prozesse geeignete 

Anlagenkonfigurationen vorgeschlagen. 

Inhalte und Aussagekraft von Prozessund 

Kostenmodellen werden differenziert sowie 

grundlegende Begriffe aus der Kostenund 

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung vermittelt 

und auf bestehende Prozesse angewandt. 

Aufgezeigte Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen 

werden angemessen interpretiert 

und Folgerungen für den Bioprozess abgeleitet. 

Ferner werden Vorgehensweisen für 

die ökonomische Optimierung von Bioprozessen 

vorgestellt. Für den anwendungsbezogenen 

Teil der Vorlesung / Übung wird 

die Software SuperPro Designer verwendet, 

welche mittlerweile als industrieller Standard 

für die ökonomische Beurteilung von Bioprozessen 

gilt. Hierbei werden manuelle und 

computergestützte Kostenrechnungsmethoden 

angewendet und deren Vorhersagenstärke 

beurteilt. Typische Projektfragestellungen 

werden sowohl auf wirtschaftliche als auch 

auf Prozessfragestellungen hin analysiert und 

adäquat in eine Software übertragen. 

Kraftwerksprozesse 

V2/Ü1 

WS 

IDG 

Prof. Wirsum 

Im Mittelpunkt der Vorlesung steht die Optimierung 

vorhandener und neuer Prozesse 

zur Erzeugung von mechanischer, thermischer 

und elektrischer Energie bei Einsatz 

unterschiedlicher Primärenergieträger. Themenschwerpunkte 

sind kombinierte Kraftund 

Kraft-Wärme-Verbund-Anlagen, Kohlevergasung 

und Wirbelschichtfeuerungen sowie 

Teillast- und Störfallverhalten von Prozessen. 

Des Weiteren werden in der Vorlesung 

Verfahren zur Simulation moderner 

Kraftwerksprozesse vorgestellt und anhand 

ausgewählter Beispiele angewendet. 

46


Die Vorlesung „Laser in Bio- und Medizintechnik“ 

befasst sich mit den unterschiedlichen 

Wechselwirkungsmechanismen von Laserstrahlung 

mit biologischen Materialien 

und Materie sowie mit der Nutzung des 

Werkzeugs Photon für photochemische Verfahren. 

Im Rahmen der Vorlesung werden 

sowohl Laserverfahren für medizintechnische 

Produkte beschrieben und erläutert sowie 

durch beispielhafte Anwendungen veranschaulicht 

als auch Laserverfahren in der direkten 

medizinischen Therapie und Diagnostik 

mit ihren charakteristischen Eigenschaften 

vorgestellt. Neben den Prozessgrundlagen 

werden auch die für diese Prozesse erforderlichen 

Laserstrahlquellen und die dazugehörige 

Systemtechnik erläutert. Bei der Anwendung 

von Lasern in der direkten medizinischen 

Diagnostik und Therapie wird u.a. 

der Einsatz von Laserstrahlung sowohl bei 

der Weichgewebe- als auch Hartgewebechirurgie 

und in der Ophtalmologie vorgestellt 

und eingehend erläutert. In der Diagnostik 

werden Messverfahren wie z.B. die photodynamische 

Diagnostik (PDD) zur frühzeitigen 

Krebsdiagnose und Laserverfahren in 

der Bioanalytik, wie beispielsweise Fluoreszenztechniken 

zur Bestimmung der Wechselwirkungen 

zwischen Biomolekülen vorgestellt. 

Einen Schwerpunkt der Veranstaltung 

bilden laserbasierte Zellmanipulationsverfahren, 

die Funktionalisierung von Implantaten 

und Biochips sowie die Proteinmanipulation 

mittels Laserstrahlung. Ziel der Veranstaltung 

ist, dass die Studenten die wesentlichen 

Eigenschaften von Laserstrahlung und deren 

Nutzung für Anwendung in der Medizin, Biotechnologie 

und Chemie, die unterschiedlichen 

Wechselwirkungsmechanismen von Laserstrahlung 

mit biologischen Materialien für 

unterschiedliche Gewebetypen und die Nutzung 

des Werkzeugs Photon für photochemische 

und photothermische Verfahren für 

die Mikro- und Nanotechnik kennen und verstehen. 

Laser in Bio- und 

Medizintechnik 

VT4 

SoSe 

ILT 

Dr. Gillner 

Materie stellt sich in unterschiedlicher Erscheinungsform 

mit sehr unterschiedlichen 

physikalischen und chemischen Eigenschaften 

dar. Es ist das Ziel der Vorlesung, die wesentlichen 

Eigenschaften phänomenologisch 

zu beschreiben. Es werden zunächst die Zustandsformen 

von Materie diskutiert und verschiedene, 

gebräuchliche Ordnungsschemata 

nach Zustand oder Eigenschaft vorgestellt. 

Im zweiten Teil der Vorlesung werden 

spezifische physikalische Stoffeigenschaften, 

wie z.B. mechanische, thermische oder elektrische 

Eigenschaften behandelt. Der letzte 

Teil der Vorlesung beschäftigt sich mit 

den für die chemischen Reaktionen relevanten 

chemisch-physikalischen Eigenschaften. 

Material- und Stoffkunde 

V2/Ü2 

WS 

AVT.MST 

Prof. Ismail 

In dieser Vorlesung werden die Grundoperationen 

der mechanischen Verfahrenstechnik 

behandelt. Schwerpunktmäßig wird die 

Partikel- und Separationstechnologie vorgestellt, 

wobei Systeme mit zumindest einer 

festen Phase im Vordergrund stehen. 

Schwerpunkte der Vorlesung sind: 

• Methoden und Maschinen der Zerkleinerung 

• Messung und Darstellung von Kornverteilungen 

• Siebung: Methoden, Maschinen, Fraktionsabscheidekurven 

• Bewegung von Feststoffpartikeln in 

Fluiden 

• Berechnung von Zentrifugen 

• Auslegungsgleichungen für Zyklone 

• Strömungen durch Schüttungen 

• Berechnungs- und Betriebsgrundlagen 

für Filterapparate und Filtermittel 

Mechanische 


V2/Ü1 

SoSe 

AVT.MVT 


47


Medizinische 


V2/Ü1 

SoSe 

AVT.CVT 


Die Vorlesung medizinische Verfahrenstechnik 

behandelt die interdisziplinären Themenschwerpunkte 

aus der Verfahrenstechnik 

und der Medizintechnik, wobei auch einige 

ausgewählte, verfahrenstechnisch interessante 

Inhalte aus dem Pharmabereich behandelt 

werden. Nach der Einführung in die 

Vorlesungsinhalte werden zunächst die Fließeigenschaften 

(Rheologie) und die mechanische 

Stabilität des Bluts als Grundlage für 

die Berechnung und Auslegung von Geräten, 

in denen das Blut mechanisch beansprucht 

wird, z. B. in Blutpumpen, erläutert. 

Einen weiteren wichtigen Themenschwerpunkt 

stellen die Stofftrennverfahren dar. 

Verfahren zur Blutseparation und der Einsatz 

von Membranverfahren entweder als künstlicher 

Ersatz für menschliche Organe (z.B. 

Niere, Lunge) oder als Peripherie von solchen 

Geräten werden behandelt. Außerdem 

wird auf die Werkstoffe für die medizinische 

Verfahrenstechnik eingegangen. Zum 

Schluss werden die Techniken zur Sterilisation 

in der Medizin und Pharmaindustrie vorgestellt. 

Membranverfahren 

V2/Ü2 

WS 

AVT.VT 


Mit der Entwicklung leistungsfähiger und beständiger 

Membranen auf der Basis von Polymeren 

haben die Membranverfahren in den 

letzten 10 Jahren als energetisch und wirtschaftlich 

interessante Grundoperation Eingang 

in die Verfahrenstechnik gefunden. Insbesondere 

in der Lebensmitteltechnik, der 

Bioverfahrenstechnik und der Aufarbeitung 

industrieller Abwässer sind die Membranverfahren 

eine vielversprechende Alternative zu 

den konventionellen Trennverfahren, z.B. der 

Eindampfung. Die Vorlesung behandelt die 

Grundlagen des Stofftransportes in Membranen 

und an der Membranoberfläche für 

die Verfahren Umkehrosmose, Gaspermeation, 

Pervaporation, Elektrodialyse und Ultrafiltration. 

Darauf aufbauend werden Moduldesign, 

Moduloptimierung sowie Modulschaltungen 

besprochen. Einige erfolgreiche 

Anwendungen werden diskutiert. 

Messtechnik und Analytik 

in der Verfahrenstechnik 

V2 

SoSe 

AVT.BioVT, AVT.EPT 

Prof. Büchs, Prof. Spieß 

Die Vorlesung Messtechnik und Analytik in 

der Verfahrenstechnik behandelt grundlegende 

Methoden zur online und offline Messung 

von Kultivierungsprozessen. Dabei werden 

zuerst die physikalisch / chemischen 

Funktionsweisen der einzelnen Methoden erarbeitet. 

Darauf aufbauend werden mögliche 

Anwendungsgebiete inkl. Vor- und Nachteile 

diskutiert. Mit dem Wissen der Vorlesung 

ist es möglich, geeinigte Messverfahren auszuwählen, 

sowie gewonnene Messdaten hinsichtlich 

ihrer Aussagekraft und Verlässlichkeit 

zu bewerten. 

Modellierung technischer 

Systeme 

V2/Ü1 

SoSe 

AVT.SVT 

Prof. Mitsos 

In zunehmendem Maße werden Entscheidungen 

in der Verfahrenstechnik auf Basis 

von Simulation und Optimierung getroffen. 

Mathematische Modelle bilden die Grundlage 

solcher Berechnungen. Deshalb wird in 

dieser Vorlesung des Pflichtteils die systematische 

Modellierung von verfahrenstechnischen 

Prozessen behandelt. Im Zentrum der 

Modelle stehen in der Verfahrenstechnik die 

Bilanzgleichungen von Masse, Energie und 

Impuls. In der Vorlesung erfolgt eine systematische 

Herleitung und es wird gezeigt, 

wie sich spezielle Modelle für die vielfältigen 

Prozesse der Verfahrenstechnik aus der allgemeinen 

Gleichungsstruktur ableiten lassen. 

Zur Unterstützung desModellierungsprozesses 

bei komplexen Prozessen wird dann eine 

auf der Systemtheorie beruhende Vorgehensweise 

zur Modellentwicklung vorgestellt. 

Dazu gehört die Darstellung von Methoden 

zur Strukturierung verfahrenstechnischer 

Systeme und der anschließenden Ableitung 

der bilanzgleichungsbasierten Beschreibung 

der in ihnen ablaufenden physikalischchemischen 

Phänomene sowie der wesentlichen 

Modellierungsschritte. In einer abschließenden 

Analyse der so erstellten stationären 

und dynamischen Modelle wird deren prinzipielle 

Lösbarkeit überprüft und damit die 

Voraussetzung für die Implementierung auf 

dem Rechner geschaffen. Die Vorlesung umfasst 

damit den gesamten Bogen der Modellbildung. 

Das Vorgehen wird an ausgewählten 

Beispielen aus der Reaktions- und Stofftrenntechnik 

illustriert. 

48


In der industriellen Praxis und in der Forschung 

tritt immer wieder das Problem auf, 

dass wichtige Größen (z. B. Eingangsdaten 

oder Zustände) nicht direkt gemessen werden 

können. Sie müssen stattdessen aus anderen 

Messungen rekonstruiert werden. In 

der Veranstaltung Simulationstechnik IV, die 

gemeinschaftlich vom Institut für Geometrie 

und Praktische Mathematik (IGPM) und 

vom Lehrstuhl für Prozesstechnik (PT) betreut 

wird, werden dazu die grundlegenden 

Methoden vorgestellt. Einführend werden die 

benötigten statistischen Grundlagen vermittelt. 

Danach werden die grundlegenden Eigenschaften 

inverser Probleme vorgestellt; 

hier wird besonders die Schlechtgestelltheit 

diskutiert. Anschließend werden Regularisierungsmethoden 

zur Lösung schlecht gestellter 

Probleme sowie die dazugehörigenMethoden 

zurWahl der Regularisierungsparameter 

vorgestellt. Diese Methoden werden dann 

zur Lösung von Zustands-, Eingangs- und 

Parameterschätzproblemen angewandt und 

erweitert. Dabei wird die Verknüpfung von 

bekannten Methoden, wie beispielsweise dem 

Luenberger Beobachter, zu inversen Problemen 

gezeigt. Abschließend werdenMethoden 

der optimalen Versuchsplanung behandelt. 

Anwendungen aus der Industrie werden 

in der Vorlesung eines Gastdozenten 

aufgezeigt. Die begleitende Übung besteht 

zu ca. 2/3 aus Rechnerübungen, in denen 

in der mathematischen Programmierumgebung 

MATLAB Lösungsstrategien für inverse 

Probleme selbst implementiert und beurteilt 

werden. Diese werden durch theoretische 

Übungen ergänzt, die das Verständnis 

des Stoffes vertiefen. 

Modellgestützte 

Schätzmethoden 

V2/Ü2 

SoSe 

AVT.PT, IGPM 

Dr. Mhamdi, Prof. Reusken 

Brennstoffzellen stehen heute in mehreren 

Bereichen an der Schwelle zur Markteinführung. 

Die drei wesentlichen Säulen des 

Fortschritts sind heute die Materialtechnik, 

die elektrochemische Mechanismenforschung 

sowie Modellierung und Simulation. 

Durch Modellierung und Simulation wurde es 

möglich, die komplexen Wechselwirkungen 

innerhalb der Brennstoffzellen besser zu verstehen. 

Die Spanne der Modelle reicht von 

der Beschreibung grundlegender Aspekte der 

Elektrochemie bis hin zu der Beschreibung 

von Gesamtsystemen. Wesentliche Effekte, 

die in den verschiedenen Komponenten einer 

Brennstoffzelle eine Rolle spielen sind 

Stoff-, Wärme- und Ladungstransport. Diese 

sind gekoppelt mit elektrochemischen Reaktionen. 

Im Rahmen der Vorlesung werden 

die Prinzipien der elektrochemischen Modellierung 

und Simulation vorgestellt. Beispielhaft 

werden Modelle für die beiden wichtigsten 

Brennstoffzellentypen, die SOFC und die 

PEMFC, entwickelt. In den Übungen werden 

die Modellansätze und die Simulationsergebnisse 

anhand von Beispielen diskutiert und 

bewertet. 

Modellierung in der 

elektrochemischen 


V2/Ü2 

WS 

IEK-3 

Prof. Lehnert 

Die Anwendung von Enzymen für die Produktion 

von Wertstoffen im industriellen 

Massstab (’Weiße Biotechnologie’) erfordert 

die interdisziplinäre Zusammenarbeit 

von Biologen, Chemikern und Verfahrensingenieuren. 

Die Veranstaltung ’Moderne 

Aspekte der Angewandten Enzymtechnologie’ 

führt die wesentlichen Grundlagen und 

ihre Wechselwirkungen aus dem Bereich 

der Biologie (Biokatalysatordesign und - 

screening), Chemie (Verfügbarkeit von Reaktanden, 

Strategien der Reaktionsführung) 

und der Reaktionstechnik (Katalyse, Thermodynamik, 

Enzymkinetik und -stabilität) 

zusammen. In einer Fallstudie wird das Gelernte 

angewandt, um die Entwicklung eines 

enzymkatalysierten Prozesses zu verfolgen. 

Moderne Aspekte der 

angewandten 

Enzymtechnologie 

V2 

SoSe 

AVT.EPT, Biotec 

Prof. Spieß, Prof. 

Schwaneberg 

In dieser Vorlesung geht es um die Grundlagen 

zur numerischen Simulation von Strömungen. 

Zunächst werden die verschiedenen 

zur Verfügung stehenden mathematischen 

Modelle diskutiert. Danach werden 

die Grundlagen zur Lösung partieller Differentialgleichungen 

auf der Basis finiter 

Differenzen- oder finiter Volumenverfahren 

vermittelt. Dabei werden Konzepte wie Konsistenz 

und Stabilität näher vorgestellt. Abschließender 

Bestandteil der Vorlesung sind 

Lösungsverfahren für elliptische Probleme, 

wie sie z.B. in Potentialströmungen auftreten. 

Bei der Vorstellung aller mathematischen 

Zusammenhänge wird darauf geachtet, 

diese möglichst allgemein verständlich 

und im Zusammenhang mit tatsächlichen 

Strömungssimulationen zu diskutieren, damit 

die erworbenen Kenntnisse auf reale Simulationprobleme 

übertragen werden können. 

Die Vorlesung wird in der Regel auf Englisch 

gehalten. 

Numerische 

Strömungsmechanik I 

V2/Ü1 

SoSe 

AIA 

Prof. Schröder, Dr. Meinke 

49


Physikalische 

Festkörperchemie 

V2/Ü1 

SoSe 

IPC 

Prof. Martin 

Die Vorlesung beschäftigt sich mit den 

physikalischchemischen Eigenschaften von 

Festkörpern und ihren Anwendungen als 

moderne Funktionsmaterialien. Ausgehend 

von idealen Festkörpern und ihren thermodynamischen 

und elektrischen Eigenschaften 

liegt der Schwerpunkt der Vorlesung 

auf der Behandlung fehlgeordneter Festkörper. 

Erst die Fehlordnung eines Festkörpers 

und ihre quantitative Behandlung (Defektchemie) 

ermöglichen das Verständnis und 

die experimentelle Steuerung der thermodynamischen 

und kinetischen Eigenschaften 

eines Festkörpers (Sensorik, Masse- und 

Ladungstransport, Ionenleitung, Hochtemperaturoxidation 

Hochtemperaturbrennstoffzellen). 

Inhalte der Vorlesung: Kristallgitter, 

Bindungen und Bänder in Festkörpern, 

Festkörper-thermodynamik, Defekte 

in Festkörpern (Defektchemie), Thermodynamik 

von Punktdefekten, Festelektrolyte, 

Nichtstöchiometrische Verbindungen, 

Diffusion, Festkörperreaktionen, Brennstoffzellen, 

experimentelleMethoden. Die Übungen 

zur Vorlesung werden im Rahmen des 

Physikalisch-Chemischen Praktikums abgehandelt. 

Praktikum Allgemeine und 

analytische Chemie 

L3 

WS 

AC 

Prof. Simon 

Die Veranstaltungen setzt sich zusammen 

aus einem AC-Teil (Praktikum Allgemeine 

und Analytische Chemie I (Semestergruppe 

1) bzw. Praktikum Allgemeine und Analytische 

Chemie I (Semestergruppe 2)) und PC- 

Teil (Praktikum Allgemeine und Analytische 

Chemie I (Physikalisch-chemischer Teil)) zusammen. 

Eine Zuteilung in die jeweilige Semestergruppe 

1 bzw. im AC-Teil erfolgt nach 

der Sicherheitsklausur. Weitere Pflichtveranstaltungen 

sind das Sicherheitsseminar (Sicherheitsseminar 

zum Praktikum Allgemeine 

und Analytische Chemie I), die Sicherheitsklausur 

(Klausur zum Praktikum Allgemeine 

und Analytische Chemie I), die Rechenübungen 

(Rechenübung zum Praktikum 

ALG1) und die Vorbesprechung zum Praktikum 

(Vorbesprechung zum Praktikum Allgemeine 

und Analytische Chemie I). Es ist 

nur eine Anmeldung zum Praktikum erfolderlich, 

weitere Informationen erhalten Sie in der 

Vorbesprechung zum Praktikum. Das Praktikum 

beinhaltet einen Anorganisch Chemischen 

Teil (AC) und einen Physikalisch Chemischen 

Teil (PC). Eine gesonderte Anmeldung 

zum PC-Teil ist nicht erfolderlich. Mit 

dieser Anmeldung ist auch eine Teilnahme 

am Tutorium verpflichtend. Sollte keine Anmeldung 

zu einer Gruppe erfolgen, werden 

Studierende einer Gruppe zugeteilt. Die Einteilung 

zu den Semestergruppen 1 und 2 im 

AC-Teil bzw. PC-Teil erfolgt nach erfolgreichem 

Bestehen der Sicherheitsklausur und 

wird per Aushang bekannt gegeben. 

Produktaufbereitung 

V2/Ü1 

WS 

AVT.EPT 

Prof. Spieß 

Die Aufarbeitung von Produkten biotechnologischer 

Fermentationsprozesse erfordert 

besondere Methoden, da aufgrund der thermischen 

Empfindlichkeit von Bioprodukten 

Verfahren wie Destillation nicht angewandt 

werden können. In der Vorlesung werden die 

wichtigsten Aufarbeitungsmethoden in der 

Biotechnologie vorgestellt. Dabei wird auf 

die Auswahl der richtigen Methode, die Verfahrensauslegung 

und das Vorgehen bei der 

Erstellung von möglichst optimalen Aufarbeitungsstrategien 

eingegangen. 

Produktentwicklung in der 


V2/Ü1 

SoSe 

AVT.CVT 


Viele Verfahrenstechnik-Ingenieure stehen 

heute nicht mehr vor der Aufgabe, die Erzeugung 

von Massenchemikalien zu optimieren, 

sondern chemische Wertprodukte zu 

entwickeln oder zu verbessern. Dabei stellen 

sich weit vor der Prozessentwicklung vielfältige 

interdisziplinäre Fragestellungen bezüglich 

der gezielten Einstellung bestimmter 

Produkteigenschaften. 

In der Vorlesung wird anhand eines einfachen 

Schemas die verschiedenen Schritte einer 

Produktentwicklung vermittelt: Von der 

Festlegung der Anforderungen an das Produkt 

über die Ideenfindung und die Auswahl 

der besten Ideen bis zur Herstellung des 

Produkts. Ferner werden wichtige Grundlagen 

der Grenzflächenphysik und physikalischer 

Chemie vermittelt, die essenziell für die 

Beschreibung und Entwicklung stark strukturierter 

Produkte sind. In einer begleitenden 

Projektübung in Kleingruppen wird das Erlernte 

praxisnah an konkreten Fallbeispielen 

angewendet. 

50


Die Erzeugung von Grund- oder Feinchemikalien 

in verfahrenstechnischen Prozessen 

ist eine Kernkompetenz der chemischen Industrie. 

Bei der Entwicklung verfahrenstechnischer 

Prozesse handelt es sich um eine 

kreative Tätigkeit. Im Rahmen dieser Vorlesung 

wird eine hierarchische Vorgehensweise 

vorgestellt, um geeignete Prozessstrukturen 

zu entwickeln und ökonomisch zu bewerten. 

Von der Grobstruktur zur detaillierten Apparaeteauslegung 

wird der Prozess stufenweise 

detailliert. Unter Berücksichtigung von 

umwelttechnischen, wirtschaftlichen und sicherheitsrelevanten 

Überlegungen wird entschieden, 

ob Prozessvarianten weiterverfolgt 

werden. Geeignete Methoden für eine Bewertung 

werden im Rahmen dieser Vorlesung 

vermittelt. Für die Dimensionierung der 

Apparate sind dies Näherungsverfahren, wie 

zum Beispiel die Underwood Methode für 

die Rektifikation, und für eine energetische 

Bewertung zum Beispiel die Pinch-Analyse 

eines Wärmetauscher-Netzwerks. In dieser 

Vorlesung finden grobe Abschätzungsverfahren 

besondere Beachtung. Mit den vermittelten 

Methoden können in Vorlesung und 

Übung reale Prozesse diskutiert und mit geringem 

Aufwand entwickelt und bewertet 

werden. 

Prozessentwicklung in der 


V2/Ü1 

SoSe 

AVT.SVT 

Prof. Mitsos 

In vielen Bereichen des Maschinenbaus sind 

komplexe Anlagen zu automatisieren, die 

über viele Einund Ausgangsgrößen verfügen. 

Speicherprogrammierbare Steuerungen 

und Prozessleitsysteme unterstützen die 

Regelung und Steuerung, aber auch die 

Prozessvisualisierung und -dokumentation 

in sehr komfortabler Weise, so dass der 

Planer/Entwickler sich auf die inhaltliche 

regelungs- und steuerungstechnische Arbeit 

konzentrieren kann. In dieser auf Regelungstechnik 

(bzw. vergleichbaren Vorlesungen) 

aufbauenden Lehrveranstaltung werden einige 

Prinzipien und die Gerätetechnik erläutert 

und in praktischen Einsatzbeispielen im 

Rahmen von mehreren Übungen in Gruppenarbeit 

vertieft. Im Laufe der letzten Jahre 

wurde in den Räumen des Instituts eine 

„Modellfabrik für Lehre und Forschung“ 

aufgebaut und in Betrieb genommen. Diese 

umfasst einen prozesstechnischen Teil, einen 

fertigungstechnischen Teil sowie die Integration 

eines Industrieroboters für Handlingaufgaben. 

Dadurch besteht die Möglichkeit, 

modernste Automatisierungstechnik kennen 

zu lernen und in den Übungen eigene Anwendungserfahrungen 

damit zu sammeln. Durch 

die räumliche Nähe kann der Vorlesungsstoff 

jederzeit durch praktische Beispiele ergänzt 

und anschaulich erläutert werden. Themen: 

• Vorstellung der Modellfabrik 

• Begriffe, Strukturen und Darstellungsformen 

in er Prozess- und Steuerungstechnik 

• Feldnahe Komponenten: Sensoren, 

Aktoren 

• Geräte zur Prozesssteuerung, - 

regelung und -überwachung: Einzelregler, 

speicherprogrammierbare Steuerungen, 

Bussysteme, Prozessleitsysteme 

• Industrieroboter: Aufgaben, Einsatzbereiche 

• Laborübungen: R&I Fließbilder, Speicherprogammierbare 

Steuerungen, 

Prozessleitsystem, Industrieroboter 

Prozessleittechnik und 

Anlagenautomatisierung 

V2/Ü1 

SoSe 

IRT 

Prof. Abel 

51


Reaktionstechnik 

V2/Ü1 

WS 

AVT.BioVT 

Prof. 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 

vermittelt, um den theoretisch diskutierten 

Einfluss der kinetischen Phänomene in 

der praktischen Anwendung zu untersuchen. 

Rechnergestütze 

Prozessentwicklung 

B.Sc.: V1/Ü2 

SoSe 

AVT.SVT 

Prof. Mitsos 

Der Entwurf von chemischen Prozessen und 

Anlagen findet heute größtenteils am Rechner 

statt. Dabei spielt Simulationssoftware 

eine zentrale Rolle. Mit Hilfe eines Simulators 

kann ein mathematisches Modell der geplanten 

Anlage erstellt und ihr Verhalten simuliert 

werden. Derartige Simulationsexperimente 

sind Grundlage für die Auslegung der 

Apparate und Maschinen sowie die Spezifikation 

von Stoffströmen, Temperaturen und 

Drücken. Die Vorlesung vermittelt Kenntnisse 

über die Funktionsweise von Simulatoren 

und die ihnen zugrunde liegenden numerischen 

Verfahren. Darüber hinaus werden weitere 

industriell relevante Softwarewerkzeuge 

vorgestellt und fortgeschrittene Methoden 

zur Entwicklung von Trennsequenzen behandelt. 

Im Übungsteil entwerfen die Kursteilnehmer 

mit Hilfe des kommerziellen Simulators 

Aspen Plus selbstständig einen Prozess 

zur Herstellung von Ethylenglykol. Da 

dieses Fallbeispiel sehr komplex ist, wird der 

Kurs in Gruppen aufgeteilt, die jeweils einen 

Prozessabschnitt genauer untersuchen. Der 

Kurs baut auf der Vorlesung Prozessentwicklung 

in der Verfahrenstechnik auf. 

Rheologie 

V2/Ü2 

SoSe 

AVT.MVT 


Rheologie ist die Lehre vom Fließen der Stoffe. 

Viele Fluide, die im Ingenieurwesen relevant 

sind, besitzen nicht-Newtonsche Fließeigenschaften 

(z.B. Polymere, Suspensionen), 

bei denen die Viskosität von der Art 

und der Vorgeschichte der Beanspruchung 

abhängt. In der Vorlesungsreihe werden Apparaturen 

und experimentelle Methoden dieser 

Eigenschaften behandelt und mathematischeModelle 

zur Beschreibung dieses Sachverhaltes 

vorgestellt und diskutiert. Ferner 

werden die Grundlagen zur Berechnung von 

Strömungsfeldern nicht-Newtonscher Flüssigkeiten 

gelehrt. 

Simulationstechnik I 

V1/Ü1 

WS 

AVT.SVT, CATS 

Prof. Mitsos, Prof. Behr 

Die Veranstaltung ist über das erste und 

zweite Studiensemester verteilt. Im jeweiligen 

Wintersemester soll die Anwendung von 

Simulationstechniken zur Lösung aktueller 

Forschungsaufgaben anhand von Vorträgen 

aus den Instituten vorgestellt werden. Dies 

umfasst Themen aus der Struktur- und Kontinuumsmechanik, 

wie der Strömungs- und 

Verbrennungsmechanik, der Verfahrens- und 

Energietechnik und der Visualisierung (Virtual 

Reality). An diese Vorträge schließt sich 

eine Einführung in das Programm MATLAB 

der Firma Mathworks an, welches eine Hochsprache 

und eine interaktive Umgebung zur 

Bearbeitung rechenintensiver Aufgaben, zur 

Entwicklung von Algorithmen sowie zur Datenanalyse 

und -visualisierung bereitstellt. Im 

anschließenden Sommersemester soll in etwa 

fünf weiteren praktischen Übungen die 

Lösung einfacher Simulationsaufgaben erläutert 

und durchgeführt werden. Dazu wird das 

Programmsystem MATLAB verwendet und 

zusätzlich die MATLAB-Ergänzung SIMU- 

LINK eingeführt. 

52


Die Vorlesung Simulationstechnik II vermittelt 

die grundlegenden Fähigkeiten zum selbständigen 

Lösen von Simulationsproblemen. 

Die Lösung von Simulationsproblemen wird 

anhand eines Ablaufschemas diskutiert, von 

dem einzelne Schritte im Detail betrachtet 

werden. Hierbei stellt sich beispielsweise 

die Frage, wie ein technisches System abstrahiert 

und mit Hilfe von mathematischen 

Gleichungen repräsentiert werden kann. Im 

Verlauf der Vorlesung werden verschiedene 

kommerziell verfügbare Simulationswerkzeuge 

vorgestellt und aus Nutzersicht diskutiert. 

In der Übung Simulationstechnik II werden 

von den Studenten Beispiele aus verschiedenen 

technischen Bereichen mit den in der 

Vorlesung vermittelten Fähigkeiten simuliert. 

Dabei werden zuerst die jeweiligen Modellgleichungen 

aufgestellt, die dann mit verschiedenen 

kommerziellen Simulationswerkzeugen 

gelöst werden. 

Simulationstechnik II 

V2/Ü2 

WS 

AVT.SVT 

Prof. Mitsos 

Die Vorlesung Simulationstechnik vermittelt 

grundlegende Fähigkeiten zum selbstständigen 

Lösen von Simulationsproblemen. Dazu 

gehört zum einen das Erstellen von mathematischen 

Modellen und zum anderen 

die Anwendung eines Simulators (Computerprogramm) 

auf das erstellte mathematische 

Modell. In der Veranstaltung werden 

die grundlegenden Systemklassen für Simulationen 

vorgestellt: konzentrierte dynamische 

Systeme, verteilte dynamische Systeme, diskrete 

Systeme und diskret-kontinuierliche 

Systeme. Es wird gezeigt, dass die Modellierung 

von Problemen aus verschiedenen ingenieurwissenschaftlichen 

und physikalischen 

Bereichen auf mathematische Modelle führt, 

die sich in der gleichen Zustandsform darstellen 

lassen. Außerdem werden Kenntnisse 

zur Arbeit mit verschiedenen Simulationswerkzeugen 

vermittelt. 

Simulationstechnik im 

Maschinenbau 

V3/Ü1 

SoSe 

AVT.SVT, CATS 

Prof. Mitsos, Prof. Behr 

Diese Veranstaltung gliedert sich in zwei Teile. 

Im ersten Teil wird den Studenten in 

Kleingruppen ein für das Umweltingenieurwesen 

relevantes Thema zugewiesen. Zu diesem 

Thema wird zunächst eine umfangreiche 

Literaturrecherche durchgeführt. Anschließend 

verfassen die Gruppen nach Vorgabe 

des Betreuers eine Seminararbeit. Im 

zweiten Teil wird ein Vortrag erstellt. Dieser 

wird von der kompletten Gruppe vor Studenten 

anderer Kleingruppen vorgetragen, wobei 

jeder Student einen Teil präsentiert. Ziel 

dieser Veranstaltung ist das Verfassen von 

wissenschaftlich korrekten Texten und Vorträgen 

zu erlernen. Insbesondere der Umgang 

mit Literatur d.h. deren Beschaffung, 

die Evaluierung ihrer Qualität und das richtige 

Zitieren soll vermittelt werden. 

Seminarvortrag für 

Umweltingenieure 

Ü2 

SoSe 

ISA, AVT gesamt 

Prof. Pinnekamp 

In der Vorlesung Thermische Trennverfahren 

werden die wichtigsten, industriell relevanten 

thermischen Grundoperationen auf 

der Grundlage der Vorlesung Thermodynamik 

der Gemische vermittelt. Anhand 

des Konzeptes der theoretischen Trennstufen 

wird gezeigt, wie der apparative Aufwand 

und das thermodynamische Gleichgewicht 

getrennt voneinander behandelt werden 

können. Diese separate Betrachtungsweise 

ermöglicht insbesondere die Beschreibung 

komplexer verfahrenstechnischer Trennapparate. 

Auf dieser Grundlage werden die 

verschiedenen thermischen Trennverfahren, 

wie z.B. die Rektifikation oder die Extraktion, 

erläutert. Die Auslegung der Kolonnen 

erfolgt sowohl auf rechnerischem Wege 

mittels sogenannter Short-Cut-Methoden 

als auch auf graphischem Wege mit Hilfe 

von geeigneten Diagrammen. Der konstruktive 

Aufbau und die wesentlichen Bestandteile 

der verschiedenen Trennapparate werden 

dargestellt. Inhalte der Vorlesung sind 

Batch-Rektifikation, kontinuierliche Rektifikation, 

Extraktion, Absorbtion, HTU-NTU- 

Konzept, Mehrstoffdestillation, Adsorption, 

Chromatographie und Kristallisation. 

Thermische Trennverfahren 

V2/Ü1 

SoSe 

AVT.CVT (AVT.TVT) 


53


Zur erfolgreichen Auslegung von Trennapparaten, 

wie z.B. Destillations- oder Extraktionskolonnen, 

benötigt der Verfahrensingenieur 

Kenntnisse über die thermodynamischen 

Zustandsgrößen (z.B. Druck, Temperatur, 

Dichte) der beteiligten Reinstoffe 

Thermodynamik der und Gemische. Die Vorlesung Thermodynamik 

der Gemische soll diese Auslegungs- 

Gemische 

V2/Ü1 

grundlagen vermitteln. Mittelpunkt der Betrachtungen 

in dieser Vorlesung ist das so- 

WS 

LTT (AVT.TVT) 

genannte thermodynamische Gleichgewicht. 

Prof. Leonhard, Prof. Bardow Dazu werden neben der Beschreibung des 

Verhaltens von Reinstoffen insbesondere die 

beiden gebräuchlichen Methoden zur Gleichgewichtsberechnung 

bei Mehrkomponentensystemen 

gegenübergestellt: Aufbauend auf 

den Kenntnissen der Vorlesung Thermodynamik 

I,II (Prof. Bardow – Bachelor MB) 

wird zunächst die Beschreibung mit Zustandsgleichungen, 

wie z.B. der Idealgas- 

Gleichung, erarbeitet. Ausgehend von den 

Schwächen dieser Methode bei der Beschreibung 

stark nicht-idealer Stoffsysteme wird 

die zweite Methode, nämlich die Beschreibung 

über sogenannte Exzessenthalpie- Modelle 

(GE-Modelle) vorgestellt. Die im Rahmen 

von praktischen Problemstellungen in 

diesem Zusammenhang typischerweise auftretenden 

Fragen, wie die Beschaffung verschiedenster 

Messdaten oder das Umsetzen 

der Methoden in mathematische Algorithmen 

zur praktischen Auslegung von Trennapparaten 

werden ebenso diskutiert, wie die 

wesentlichen theoretischen Grundlagen der 

verschiedenen Modellgleichungen. 

Wärmeübertrager und 

Dampferzeuger 

V2/Ü1 

SoSe 

WSA 

Prof. Kneer 

Die Vorlesung führt in die wärmetechnischen 

Auslegungsverfahren von Apparaten 

zur Wärme- und Stoffübertragung ein. 

Im ersten Teil werden Wärmeaustauscher- 

Bauarten beschrieben und Berechnungsverfahren 

für Wärmeaustauscher ohne Phasenwechsel 

vorgestellt. Im zweiten Teil werden, 

aufbauend auf den Grundlagen des gleichzeitigen 

Wärme- und Stoffaustauschs, Verfahren 

zur Auslegung von Apparaten mit 

Phasenwechsel, wie Trockner, Verdampfer 

und Kondensatoren abgeleitet. Diese Auslegungsverfahren 

werden abschließend beispielhaft 

bei der Auslegung von Dampferzeugern, 

Rückkühlern und Kühltürmen angewendet. 

Wasser- und 

Abwassertechnologie 

V2/Ü2 

SoSe 

CVT 

Prof. Wessling, 

Prof. Wintgens 

Ausgehend von der Darstellung der aktuellen 

Wassersituation, werden die Abwässer und 

ihre Inhaltsstoffe erläutert und charakterisiert. 

Nach einer Einführung in das Wasserrecht 

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. Die Vorlesung soll den Studenten 

die wichtigsten Wasserverunreinigungen, 

deren Ursprung sowie detaillierte Kenntnisse 

in der Verfahrenstechnik der Abwasserreinigung 

vermitteln. 

Verfahrenstechnische 

Projektarbeit 

L6 

WiSe 

AVT gesamt 

Die Studierenden bearbeiten eine aktuelle 

Problemstellung aus der verfahrenstechnischen 

Forschung in einer Gruppe. Dies umfasst 

die fachliche Einarbeitung in das Thema 

sowie das Erarbeiten und Umsetzen einer Lösungsstrategie. 

Die Aufgabenstellung beinhaltet 

Fragen aus mehreren verfahrenstechnischen 

Disziplinen. Die Studierenden erweitern 

daher ihren fachlichen Horizont über 

ihre eigene Vertiefungsrichtung hinaus. Die 

Studierenden verfügen je nach Aufgabenstellung 

über praktische Erfahrungen mit numerischen 

Simulationswerkzeugen bzw. mit experimentellem 

Arbeiten. 

Verfahrenstechnisches 

Seminar 

L2 

Sose 

AVT gesamt 

Im verfahrenstechnischen Seminar sollst du 

einmal selbst vorne stehen und dein Wissen 

an deine Kommilitonen weitergeben. Dazu 

wirst du zu einem aktuellen und besonders 

relevanten Forschungsschwerpunkt von 

einem der AVT-Lehrstühle ein Thema erhalten. 

Dies ist jeweils angelehnt an einen von 

sechs Vorträgen aus dem AVT-Kolloquium, 

bei welchem externe Redner aus Industrie 

und Forschung aus dem Nähkästchen plaudern 

und dir ihre tägliche Arbeit näher bringen. 

Um dich auf deinen Vortrag vorzubereiten, 

besuchst du im Rahmen des VT- 

Seminars den Softskillkurs "Präsentationstechnik". 

Der Besuch des VT-Seminars bietet 

dir so nicht nur Einblicke in aktuelle Forschungsfragen 

und den Industriealltag, sondern 

du lernst ebenfalls wie du deine Ergebnisse 

und deine Arbeit verkaufen kannst. 

54


55

5 Adressen & Lageplan der Lehrstühle 

5 Adressen & Lageplan der Lehrstühle 

Studienberatung 

Die Studienberatung steht Dir zu allen allgemeinen Fragestellungen 

offen, die das Verfahrenstechnikstudium betreffen. 

Sprechstunden werden dienstags und donnerstags zwischen 

14:00 und 15:00 Uhr angeboten. John Linkhorst und Lars 

Peters beraten Dich gerne in den Räumen der AVT.CVT. 

Ort Sammelbau Chemie, Worringer Weg 2 

Raum 38 B 238b 

Tel. 0241/80-29966 bzw. 95995 

E-Mail studienberatung-vt@avt.rwth-aachen.de 

Lehrstühle 

Bioverfahrenstechnik 

Prof. Dr.-Ing. J. Büchs 

Ort Worringerweg 1, 52074 Aachen 

Tel. 0241/80-23569 

Fax 0241/80-22570 

web www.avt.rwth-aachen.de 

E-Mail secretary.biovt@avt.rwth-aachen.de 

Chemische Verfahrenstechnik 

Prof. Dr.-Ing. M. Wessling 

Ort Turmstraße 46, 52064 Aachen 

Tel. 0241/80-95470 

Fax 0241/80-92252 


E-Mail secretary.cvt@avt.rwth-aachen.de 

Mechanische Verfahrenstechnik 

Prof. Dr.-Ing. M. Modigell 


Tel. 0241/80-95984 

Fax 0241/80-92252 


E-Mail secretary.mvt@avt.rwth-aachen.de 

Molecular Simulations and Transformation 

Junior Prof. A. E. Ismail, Ph.D. 

Ort Schinkelstraße 2, 52062 Aachen 

Tel. 0241/80-99128 

Fax 0241/80-628498 


E-Mail ahmed.ismail@avt.rwth-aachen.de 

Prozesstechnik 

Prof. Dr.-Ing. W. Marquardt 


Tel. 0241/80-94668 

Fax 0241/80-92326 


E-Mail secretary.pt@avt.rwth-aachen.de 

Systemverfahrenstechnik 

Prof. Alexander Mitsos, Ph.D. 


Tel. 0241/80-97717 

Fax 0241/80-92326 


E-Mail secretary.svt@avt.rwth-aachen.de 

Computational Systems Biotechnology 

Prof. Dr. W. Wiechert 

Ort Leo-Brandt-Straße, 52425 Jülich 

Tel. 02461/61-5557 

Fax 02461/61-3870 


E-Mail w.wiechert@fz-juelich.de 


Prof. Dr.-Ing. A. Spieß 

Ort Worringerweg 1, 52074 Aachen 

Tel. 0241/80-23159 

Fax 0241/80-23301 


E-Mail secretary.ept@avt.rwth-aachen.de 

56 

Thermische Verfahrenstechnik 

Ort Wüllnerstraße 5, 52062 Aachen 

Tel. 0241/80-95490 

Fax 0241/80-92332 


E-Mail secretary.tvt@avt.rwth-aachen.de 

Fakultät für Maschinenwesen 

Im Downloadbereich der Homepage befinden sich Antragsformulare 

für Studienplanänderungen und Erfassungsbögen 

für Bachelor-/Projekt- und Masterarbeiten. 

Ort Eilfschornstraße 18, 52062 Aachen 

Tel. 0241/80-95305 

Fax 0241/80-92144 

web www.maschinenbau.rwth-aachen.de 

E-Mail dekanat-fb4@rwth-aachen.de

von der Autobahn 

A4 aus Richtung 

Heerlen, Antwerpen 

AB-Ausfahrt 

Aachen- 

Laurensberg 

O 

A4 aus Richtung Köln, 

AB-Kreuz Aachen 

TVT 

Ponttor 

Roermonder Str. 

CVT 

MVT 

H 

Pontwall 

Turmstraße 

Kohlscheider Str. 

Pontstraße 

Friesenstr. 

Malteserstr. 

H 

PT 

SVT 

Audimax 

Wüllnerstraße 

H 

H 

Claßenstr. 

Pontstraße 

Marienbong. 

Toledoring 

Roermonder Str. 

Wüllnerstraße 

Turmstraße 

P* 

P* 

P* 

Super C 

Geschw.- 

Scholl-Str. 

P 

Templergraben 

TH Hauptg 

ebäude 

Schinkel- 

Pirlet-Str. 

straße 

P* 

H 

H 

Rütscher Straße 

Roermonder Straße 

Henricistraße 

Kühlwetterstr. 

Süsterfeldstraße 

Ponttor 

Pontwall 

Turmstraße 

Bahnhof 

Ampelanlage 

Bushaltestellen 

Parkmöglichkeiten 

parkausweispflichtig, 

bitte ggf. Rücksprache 

vor Anreise 

H 

Pontstraße 

graben 

Wüllnerstr. 

Turmstraße 

Claßenstr. 

Weg 

Aachen-WestSeffenter 

P 

P 

P 

G.-Sch.-Str. 

P* 

P 

Prof.- 

Prof.- 

Templer- 

P 

Pirlet-Str. 

Pariser Ring 

Gut 

Melaten 

Forckenbeckstraße 

Worringer Weg 

Helmertweg 

Wendlingweg 

Pariser Ring 

Valkenburgerstraße 

von Vaalser Straße 

Uniklinik 

Anlieferung 

Pauwelstraße 

P 

* 

H 

P 

W 

BioVT 

H 

H 

P 

N 

S 

Landschaftsbrücke 

H 

* 

H 

* 

Kullenhofstraße 

Schneebergweg 

Steinbergweg 

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Herausgeber 

Aachener Verfahrenstechnik 

Redaktion und Layout 

John Linkhorst, Lars Peters 

Druck 

Mainz Druck Aachen, Auflage 400

StudienfÃ¼hrer Verfahrenstechnik 2013/14 - Aachener ...

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