Masterstudium

Pflichtvorlesung: Prozesse der Energie- und Umwelttechnik

9. Trimester (WT) [MB09501]

Teil I: Energietechnik (Prof. Joos)

• Grundlagen der Energiewandlung
• Energiewandelnde Prozesse
• Kraftwerksprozesse (GT, DT, GuD)
• Regenerative Energie
• Brennstoffzelle
• CO2-reduzierte Prozesse
• Sonderkonzepte (Wasseraufbereitung, ORC)

 

Teil II: Umwelttechnik: Müllentsorgung und Abgasreinigung in der thermischen Müllentsorgung (Prof. Niemeyer

Organisatorisches der Müllentsorgung

•  Müllaufkommen und -zusammensetzung
• Sammelkonzepte
• Mülltrennung und stoffliche Wiederverwertung
• Müllgebühren

 

Rechtliche Grundlagen der Mülleinsammlung und –Behandlung

• Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz
• Bundesimmissionsschutzgesetz, und –Verordnungen, UVPG

 

Prinzipielle Möglichkeiten der Müllbehandlung

• Deponierung und Deponietechnik
• mechanisch-biologische Müllvorbehandlung
• thermische Müllbehandlungsverfahren

 

Thermisch-oxidative Müllbehandlung

• Thermische Behandlungsstufen
• Abgasreinigung
• Stoffliches Recycling und Stoffbilanzen
• Energie-Nutzung
• Gesamtprozess und –führung
• Wirtschaftlichkeitsüberlegungen und –Rechnungen

 

Abgasreinigung (Beispielprozesse)

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Wahlpflichtvorlesung: Bioverfahrenstechnik

9./10. Trimester (FT/WT) [MB09535]

setzt sich aus folgenden Lehrveranstaltungen zusammen:

Biotechnologie

9. Trimester (FT) [MB09536]

Einführung

• Geschichte der Biotechnologie
• Wirtschaftliche Bedeutung biotechnologisch- hergestellter Produkte
• Biotechnologie als interdisziplinäres Fachgebiet
• Vor- und Nachteile biotechnologischer Prozesse gegenüber herkömmlichen
• Herstellungsverfahren

 

Grundlagen der Biotechnolgie

• Biochemie
• Aminosäuren
  • Peptide
  • Proteine
• Enzymologie
  • Katalytische Wirkung
  • Stereoselektivität
  • Einteilung der Enzyme
• Viren und Zellen
  • Einteilung
  • Zellaufbau
  • Stoffwechsel

 

Biotechnologische Prozesse

• Isolierung, Selektionierung und Anzucht von Mikroorganismen
• Kultivierungsverfahren
  • Statische Kultur (diskontinuierlicher Reaktorbetrieb)
  •  Dynamische Kultur (kontinuierlicher Reaktorbetrieb)
    • Turbidostat
    • Chemostat
• Kinetik biotechnologischer Abläufe (Modellierung)
  • Wachstum von Mikroorganismen (nach Monod)
  • Enzym-Kinetik (nach Michaelis-Menten)
• Bioreaktor
  • Instrumentierung
  • Betriebsformen
  • Modellierung
• Ablauf biotechnologischer Herstellungsverfahren
  • Sterilisation
  • Immobilisierung

 

Wertstoffe

Beispiele biotechnischer Produktionsverfahren

• Erz-Leaching
• Milchindustrie
• Bierherstellung

 

 

Thermische Verfahrenstechnik

10. Trimester (WT) [MB10537]

 

Einordnung der klassischen und nicht-klassichen thermischen Trennverfahren

• Spezielle Aufgaben in der Umwelt-Verfahrenstechnik
• Rektifikation (Dalton, Raoult, Henry, p-T, p-c, x-y-Diagramme, spezifische Stoffgemische (Azeotrope, Mischungslücken, …)

 

Absorptionsverfahren

• Verfahrensprinzip und -varianten
• Auslegung von Gegenstromkolonnen
• Bauformen von Absorbern
• Regenerierung des Lösungsmittels

 

Adsorptionsverfahren

• Grundbegriffe der Adsorption
• Gas- / Flüssigadsorption
• Messmethoden von Adsorptionsgleichgewichten
• Adsorptionskinetik und -gleichgewicht
• Charakterisierung poröser Stoffe (Adsorbentien)
• Regeneration von Adsorbentien
• selektive Adsorption (Affinitätstrennung)

 

Trocknung

• Einführung in die Trocknung
• Trocknungsverlauf / -Kinetik
• Trocknungsdauer
• Molier-Diagramm
• Prozessführungsstrategien in der Trocknung
• Prozessauslegung
• Bauformen von Trocknern

 

Kristallisation

• Grundlagen und Verfahrensweisen der Kristallisation
• Kristallisation aus Lösungen
• Kristallisation aus der Gasphase
• Auslegung von KristallisatorenWirtschaftlichkeit technischer Prozesse

 

Wirtschaftlichkeit technischer Prozesse

• Kopplung technischer und wirtschaftlicher Parameter
• Grundbegriffe der wirtschaftlichen Kostenermittlung
• Graduelle Abschätzung von Investitionskosten (nach dem Stand der Planungsphase)
• Betriebskosten und deren Einflussgrößen
• Rentabilitätsbewertung

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Wahlpflichtvorlesung: Mechanische und Thermische Verfahrenstechnik

 

9./10. Trimester (FT/WT) [MB09532]

setzt sich aus folgenden Lehrveranstaltungen zusammen:

Mechanische Verfahrenstechnik

9. Trimester (FT) [MB09533]

 

Einführung in die Mechanische Verfahrenstechnik

• Arbeitsgebiete der mechanischen Verfahrenstechnik
• Spezielle Aufgaben in der Umwelt-Verfahrenstechnik

 

Charakterisierung von Teilchenschwärmen

• Vorbemerkung und Definitionen
• Teilchengröße und Partikeloberfläche
• Teilchengrößenanalyse
• Teilchengrößenverteilung
• Oberflächenbestimmung aus der Teilchengrößenverteilung
• Anmerkungen zu Schüttungen und Festbett-Anordnungen

 

Mechanische Trennung disperser Systeme

• Charakterisierung einer Trennung
• Abtrennung einer festen Phase
  • Sedimentation
    • im Schwerefeld
    • im Zentrifugalfeld
  • Flotation
  • Filtration
    • kuchenbildende Oberflächenfiltration
    • Tiefenfiltration
    • Querstromfiltration
  • Abscheidung im elektrischen Feld
  • Naßabscheider
• Trennung zweier fluider Phasen
• Kombination verschiedener Trennverfahren

 

Thermische Verfahrenstechnik

10. Trimester (WT) [MB10534]

 

Einordnung der klassischen und nicht-klassichen thermischen Trennverfahren

• Spezielle Aufgaben in der Umwelt-Verfahrenstechnik
• Rektifikation (Dalton, Raoult, Henry, p-T, p-c, x-y-Diagramme, spezifische Stoffgemische (Azeotrope, Mischungslücken, …)

 

Absorptionsverfahren

• Verfahrensprinzip und -varianten
• Auslegung von Gegenstromkolonnen
• Bauformen von Absorbern
• Regenerierung des Lösungsmittels

 

Adsorptionsverfahren

• Grundbegriffe der Adsorption
• Gas- / Flüssigadsorption
• Messmethoden von Adsorptionsgleichgewichten
• Adsorptionskinetik und -gleichgewicht
• Charakterisierung poröser Stoffe (Adsorbentien)
• Regeneration von Adsorbentien
• selektive Adsorption (Affinitätstrennung)

 

Trocknung

• Einführung in die Trocknung
• Trocknungsverlauf / -kinetik
• Trocknungsdauer
• Molier-Diagramm
• Prozessführungsstrategien in der Trocknung
• Prozessauslegung
• Bauformen von Trocknern

 

Kristallisation

• Grundlagen und Verfahrensweisen der Kristallisation
• Kristallisation aus Lösungen
• Kristallisation aus der Gasphase
• Auslegung von Kristallisatoren

 

Wirtschaftlichkeit technischer Prozesse

• Kopplung technischer und wirtschaftlicher Parameter
• Grundbegriffe der wirtschaftlichen Kostenermittlung
• Graduelle Abschätzung von Investitionskosten (nach dem Stand der Planungsphase)
• Betriebskosten und deren Einflussgrößen
• Rentabilitätsbewertung