Liste der Inhalte der Vertiefungsfaecher - CIW/VT

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Fakultät für Chemieingenieurwesen
und Verfahrenstechnik
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Masterprüfungskommission
INHALTE
DER VORLESUNGEN UND ÜBUNGEN
DER VERTIEFUNGSFÄCHER
ZU DEN MASTER-STUDIENGÄNGEN
CIW/VT UND BIW
Stand 11.02.2015
-1-
INHALTSVERZEICHNIS
Angewandte Rheologie .........................................................................................................................................3
Biopharmazeutische Verfahrenstechnik ...............................................................................................................8
Bioverfahrenstechnik .......................................................................................................................................... 12
Chemische Energieträger – Brennstofftechnologie ........................................................................................... 14
Chemische Verfahrenstechnik ........................................................................................................................... 16
Energieverfahrenstechnik .................................................................................................................................. 19
Gas-Partikel-Systeme ........................................................................................................................................ 20
Lebensmittelverfahrenstechnik .......................................................................................................................... 22
Lebensmittelwissenschaften und Trinkwasser (Food Sciences and Drinking Water) ...................................... 26
Produktgestaltung .............................................................................................................................................. 28
Prozesse der Mechanischen Verfahrenstechnik ................................................................................................ 31
Technische Biologie ........................................................................................................................................... 35
Technische Thermodynamik .............................................................................................................................. 37
Thermische Verfahrenstechnik .......................................................................................................................... 41
Umweltschutzverfahrenstechnik ........................................................................................................................ 45
Verbrennungstechnik ......................................................................................................................................... 47
Wassertechnologie ............................................................................................................................................. 50
-2-
ANGEWANDTE RHEOLOGIE
RHEOLOGIE UND RHEOMETRIE
Veranstaltungsnummer:
Dozenten:
Semester:
Semesterwochenstunden:
ECTS-Leistungspunkte:
22949
Dr. Bernhard Hochstein und Prof. Dr. Norbert Willenbacher
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Rheologische
Materialfunktionen;
Relevanz
rheologischer
Größen
in
Produktentwicklung,
Qualitätsmanagement
und
Verarbeitung;
Praxisrelevante
Schergeschwindigkeiten;
allgemeiner
Spannungszustand, Extraspannungen, Definition des hydrostatischen Druckes, viskometrische Strömung;
Rheologische Grundkörper; Kugelfall- und Auslaufviskosimeter, Kegel-Platte-, Platte-Platte-, koaxiales
Zylinderrheometer, Hochdruck-Kapillarrheometer; Energiedissipation bei einer Scherung; thermorheologisches Verhalten; Versuchsführungen; Schwingungsrheologie, Cox-Merz Beziehung, TimeTemperature Superposition, Strain rate frequency Superposition, Einführung in die Dehnrheologie (CaBERExperiment); Anwendungsbeispiele: Auslegung eines Spenders für kosmetische Produkte, Ermittlung der
(Temperatur-) Stabilität von Emulsionen mittels Schwingungsanalyse, Bestimmung der Molmassenverteilung
eines Polymers aus der Viskositätsfunktion, Rheologisches Verhalten linearer unvernetzter Polymere.
Rheologie disperser Systeme: kolloidale Partikel-Wechselwirkung, hydrodynamische Wechselwirkungen,
Partikelgrößenverteilung, Partikelform, Viskosität und Volumenanteil / Feststoff, Suspensionen repulsiv und
attraktiv wechselwirkender Partikel, Scherverdickung, Thixotropie, Fließgrenze.
RHEOLOGIE VON POLYMEREN
Dozent:
Semester:
22924
Prof. Dr. Norbert Willenbacher
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Grundlagen der (Scher)-Rheometrie & Rheologische Phänomene, Lineare Viskoelastizität, Polymere in Natur
und Technik, Was ist ein Polymer? Kettenmodelle und -statistik, verdünnte und mäßig konzentrierte
Lösungen, Rouse-Modell - vom Molekül zum Modul !
Zimm-Modell - Intrinsische Viskosität, Molmasse, Molekülarchitektur, Einfluss von Polymerkonzentration und
Lösemittelgüte, konzentrierte Lösungen und Schmelzen, Entanglement-Konzept, Röhrenmodelle und
Reptation, Einfluss von Molmassenverteilung und Glastemperatur, Zeit-Temperatur Superposition, Gele und
Netzwerke, Verdickerlösungen.
Dehnrheologie und Beschichtungsprozesse, Technische Bedeutung - Beispiele aus der industriellen Praxis
-3-
STABILITÄT DISPERSER SYSTEME – AUSGEWÄHLTE KAPITEL
Dozent:
Semester:
22926
Prof. Dr. Norbert Willenbacher
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
DLVO-Theorie, Polymeradsorption und sterische Wechselwirkungen, sog. Verarmungs- (depletion)
Wechselwirkung. Dispersionen: elektrostatische und sterische Stabilisierung, Flockung und Koagulation,
schnelle Koagulation (Smoluchowski-Gleichung), langsame Koagulation, strömungsinduzierte Koagulation
Emulsionen: Herstellung von Emulsionen, mechanische Beanspruchung, Stabilisierung durch Tenside,
Thermodynamik von Oberflächen, Gibbs Adsorptionsgleichung, Grenz- und Oberflächenspannung/
Benetzung, Aufrahmung und Sedimentation, Koaleszenz, Ostwald-Reifung
Stabilisierung durch Polymere, Proteine, feste Partikel (Pickering Emulsionen)
Schäume: Struktur- und Topologie, Koaleszenz, Disproportionierung, Drainage, Filmstabilität und -kollaps,
Entschäumen
Messmethoden: optische Methoden: statische und dynamische Lichtstreuung, Trübung, DWS
Zentrifugation, Elektrokinetik, dielektrische Spektroskopie, Leitfähigkeit, Ultraschall, Rheo-logie, Kalorimetrie,
statische und dynamische Schäumtests
Praxisbeispiele
Rheologie disperser Systeme
NEUE MESSMETHODEN IN DER RHEOMETRIE
Dozenten:
Semester:
22930
Prof. Dr. Norbert Willenbacher, Prof. Dr. Manfred Wilhelm, PD Dr. Edme
Hardy, Dr. Bernhard Hochstein, Dr. Claude Oelschlaeger
jedes zweite SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Mechanische Hochfrequenzrheologie und Ultraschall - Messprinzipien, Anwendungen, Labordemonstration,
Fouriertransform (FT)-Rheologie – Theorie, Anwendungsbeispiele und Labordemonstration, Dehnrheologie Messprinzipien, Anwendungen, Labordemonstration, Online-Rheologie – Messprinzipien,
Anwendungsbeispiele aus der industriellen Praxis, NMR-Kapillarrheometrie und Grundlagen der Rheo-NMR
mit Anwendungsbeispielen und Labordemonstrationen, Optische Mikrorheologie – Diffusing Wave
Spectroscopy (DWS), Video-Particle-Tracking, optische Pinzetten, Rheometrie in Kombination mit anderen
Analysemethoden z. B. Licht-, Röntgen- und Neutronen-Streuung, dielektrische Spektroskopie
-4-
DIMENSIONSANALYSE STRÖMUNGSMECHANISCHER FRAGESTELLUNGEN
Dozent:
Semester:
22927
Dr. Bernhard Hochstein
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Dimensionsanalyse als exakte Wissenschaft, Voraussetzungen, Möglichkeiten der Dimensionsanalyse; π Theorem, Kennzahlen ( π - Produkte), Prinzipielle Vorgehensweise zur Ermittlung aller relevanten Daten eines
Problems; Schleppwiderstand eines Schiffes, Widerstand eines umströmter Körper, Schwingungsverhalten
eines Hochhauses unter Windlast, Druckverlust einer Rohrströmung bei glatten und rauhen Wänden,
Durchströmung einer Packung (Gesetze von Darcy, Molerus u.a., Karman & Kozeny, Ergun); Leistungsbedarf
eines begasten Rührkessels; Rühren eines viskoelastischen Fluids; Kennlinie einer Kreiselpumpe; Zerstäuben
einer Flüssigkeit in einer Einstoffdüse, Suspendieren in einem Rührwerk, Herstellen von flüssig/flüssig
Emulsionen, Konvektiver Wärmeübergang an einer überströmten Platte.
STRÖMUNGSMECHANIK NICHT-NEWTONSCHER FLUIDE
Dozent:
Semester:
22962
Dr. Bernhard Hochstein
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Newtonsches Fluid, nicht-newtonsches Fluid, rheologisch einfaches Fluid, integrale und differenzielle
Stoffgesetzte, linear viskoelastische Stoffgesetze, empirische Stoffgesetze, nicht lineares Fließen,
Normalspannungsdifferenzen, Dehnviskosität, Relaxationszeit; Kinematische Konzepte: Strom-, Bahn- und
Streichlinie,
Eigenschaften
von
Strömungen,
Schichtenströmungen,
Dehnströmungen;
Verzerrungsgeschwindigkeitstensor; Kontinuumsmechanische Konzepte: Massen- und Volumenkräfte,
Extraspannungen, thermodynamischer Druck, Masse-, Energie und Impulsbilanz, Erhaltungssätze;
Strömungen die durch die Fließfunktion kontrolliert werden (Rohr-, Schlepp-Druck-, Schraubenströmung);
Strömungen die durch die Normalspannungsdifferenz kontrolliert werden (Weissenberg-Effekt,
Strangaufweitung); Dehnströmungen (Ziehen eines Fadens, Dehnen einer Lamelle, pulsierende Blase).
Weitergehende Informationen unter www.mvm.kit.edu
-5-
BIOPHARMAZEUTISCHE VERFAHRENSTECHNIK
BIOPHARMAZEUTISCHE AUFARBEITUNGSVERFAHREN
Dozent:
Semester:
22705
Prof. Dr. Jürgen Hubbuch
WS
3V + 1Ü
8
INHALT:
Grundlagen; Zellaufbruch; Fest-Flüssigtrennung; Integrierte Prozesse, Chromatographie; Löslichkeit;
Präzipitation; Kristallisation; Rückfaltung; Prozesskunde
FORMULIERUNG UND DARREICHUNG BIOPHARMAZEUTISCHER WIRKSTOFFE
Dozent:
Semester:
22712
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Grundlagen; Wirkstoffentwicklung; LADME; Verabreichungsformen: Oral, Parenteral, Dermal, Nasal, Pulmonal
PROZESSMODELLIERUNG IN DER AUFARBEITUNG
Dozent:
Semester:
22717
Prof. Dr. Matthias Franzreb
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Prozesssimulation mittels SuperProDesigner, Grundlagen und praktische Übungen zur
Chromatografiemodellierung
INDUSTRIELLE ASPEKTE IN DER BIOPROZESSTECHNOLOGIE
Dozent:
Semester:
22710
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Angewandte Themen aus dem Feld der Bioprozesstechnologie
-6-
ERSATZ MENSCHLICHER ORGANE DURCH TECHNISCHE SYSTEME
Dozent:
Semester:
2106008
PD Dr. habil. Christian Pylatiuk
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Einführung: Definition und Klassifikation, Organunterstützung und Organersatz.
Spezielle Themen: Hörprothesen, Sehprothesen, Exoskelette, Neuroprothesen, Endoprothesen,
Tissue‐engineering, Hämodialyse, Herz‐Lungen‐Maschine, Kunstherzen, Biomaterialien.
BIOELEKTROCHEMIE UND BIOSENSOREN
Dozent:
Semester:
22708
Dr. Michael Wörner
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Elektrochemische Kinetik und Charakterisierungsmethoden; Elektrochemische Prinzipien in der Biologie und
biologische Aspekte der Elektrochemie; Elektrochemische Techniken in der Bioanalytik; Elektrochemische
Biosensoren;
BIOMIMETISCHE GRENZFLÄCHEN UND BIOKONJUGATION
Dozent:
Semester:
22716
Dr. Michael Wörner
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Design und Anwendungen von biomimetischen Grenzflächen und Membranen; Biokonjugation und
Biofunktionalisierung von (anorganischen) Oberflächen; Experimentelle Techniken für die Charakterisierung
von biomimetischen Systemen.
GRUNDLAGEN DER MEDIZIN FÜR INGENIEURE
Dozent:
Semester:
2105992
PD Dr. habil. Christian Pylatiuk
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Grundlagen, Organsysteme, Anatomie, häufige Erkrankungen,
-7-
BIOMEMS I
Dozent:
Semester:
2141864
Prof. Dr. Andreas Guber
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Einführung
in
die
verschiedenen
mikrotechnischen
Fertigungsverfahren;
Biomaterialien,
Sterilisationsverfahren; Mikrofluidik; Mikrotiter- und Nanotiterplatten; Mikroanalysensysteme (µTAS), Lab-onChip-Systeme
BIOMEMS II
Dozent:
Semester:
2143883
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Mikrofluidische Systeme (Lab-CD, Proteinkristallisation); Microarray, BioChips, Tissue Engineering (TE); Drug
Delivery Systeme; Mikroverfahrenstechnik; Mikrofluidische Messzellen; Mikrosystemtechnik für Anästhesie,
Intensivmedizin (Monitoring) und Infusionstherapie; Atemluft-Diagnostik; Neuroprothetik; Nano-Chirurgie
BIOMEMS III
Dozent:
Semester:
2143879
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Einsatzbeispiele aus dem Bereich der diagnostischen und operativen Minimal Invasiven Therapie (MIT);
Minimal Invasive Chirurgie (MIC); Neuroendoskopie; Interventionelle Kardiologie und Gefäßtherapie; NOTES
(Natural Orifice Transluminal Endoscopic Surgery); Operationsroboter und Endosysteme; Zulassung von
Medizinprodukten (Medizinproduktgesetz)
Weitergehende Informationen unter http://mab.blt.kit.edu/28.php
-8-
BIOVERFAHRENSTECHNIK
INTEGRIERTE BIOPROZESSE
Dozent:
Semester:
22946
Prof. Dr. C. Posten
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Vertieftes Verständnis für die Entwicklung von Bioprozessen; die Integration besteht in der Wechselwirkung
einzelner Prozessstufen (Upstream – Bioreaktion - Downstream) zur optimalen Abrufung des biologischen
Potentials aber auch in der Betrachtung verschiedener Produktklassen vor dem Hintergrund wirtschaftlich /
gesellschaftlicher Randbedingungen; exemplarische Darstellung realer Bioprozesse wie verschiedene
Verfahren zur Herstellung rekombinanter Proteine vom biologischen System bis zum Produkt;
Querschnittsthemen spezielle Reaktortypen, Prozessführung oder spezielle Messtechnik;
PHOTOBIOTECHNOLOGIE
Dozentin:
Semester:
22949
Prof. Dr.-Ing. C. Posten
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Mikroalgen; Photosynthese; Produkte aus Mikroalgen (etablierte Märkte und Marktpotential nicht etablierte
Produkte); Kultivierungssysteme (Beschreibung und Vergleich der verschiedenen Arten von
Photobioreaktoren, Festlegung wichtiger Parameter für optimales Wachstum und deren Einfluss auf den
Photobioreaktor-Design, Vorstellung neue Entwicklungen); aktuelle Forschung in der Photobiotechnologie
FERMENTATIONSTECHNIK MIT INTEGRIERTEN PRAKTISCHEN ÜBUNGEN
Dozenten:
Semester:
22993
Prof. Dr. C. Posten und Mitarbeiter
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Grundlagen bzgl. Fermentation; Medienoptimierung, Prozessführung; Prozessüberwachung mit Hilfe von
Modellen; es wird eine reale aerobe Fedbatch-Kultivierung von der Versuchsplanung über die praktische
Arbeit am Reaktor im Pilotmaßstab bis zur Dokumentation durchgeführt.
-9-
MIKROBIOLOGIE FÜR INGENIEURE
Dozentin:
Semester:
22933
N.N.
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Die Vorlesung soll Ingenieure aus dem Bereich Chemieingenieurwesen, Verfahrenstechnik und Bau-, Geo-,
Umwelt mit den Prinzipien der Mikrobiologie und deren technischer Anwendung vertraut machen. Hierzu
werden Schwerpunkte wie Aufbau und Rolle von Mikroorganismen, Wechselwirkungen mit globalen
Stoffkreisläufen und anderen Organismen, der mikrobielle Einfluss auf Energie und Korrosion sowie die
Bekämpfung von Mikroorganismen herausgegriffen und anhand angewandter Beispiele erläutert. Ergänzt
werden die Schwerpunkte durch Exkurse über Grundlagen wie Stoffwechsel und Genetik, die entsprechend
angewandt aufbereitet werden. Die Kenntnisvermittlung von technisch relevanten biochemischen und
molekularbiologischen Besonderheiten soll zum Verständnis der mikrobiologischen Grundlagen ökologischer,
bio- und umwelttechnischer Prozesse beitragen. Fragen, die angesprochen werden, sind „Was sind
Mikroorganismen, wie funktionieren sie und wie ist ihre Lebensweise?“, „Welche Rolle spielen
Mikroorganismen in Stoffkreisläufen und wie ist ihr Beitrag zur Energieversorgung?“ und andere wichtige
Fragen mehr.
Weitergehende Informationen unter www.bio-ag.de
- 10 -
CHEMISCHE ENERGIETRÄGER – BRENNSTOFFTECHNOLOGIE
BRENNSTOFFE I (EINFÜHRUNG UND FLÜSSIGKEITEN)
Dozent:
Semester:
22305
N.N.
WS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Einführung in die chemischen Brennstoffe: Entstehung, Vorräte, Verbrauch, charakteristische Eigenschaften
von Rohstoffen und Produkten, Verfahrensübersicht;
Erdöl und Erdölverarbeitung: Charakterisierung von Erdöl und Erdölprodukten, physikalische Trennverfahren,
chemische Umwandlungsverfahren in der Erdölverarbeitung (chemische Gleichgewichte als
Orientierungshilfe, Cracken, Hydrotreating, etc.), Raffineriestrukturen; Nicht-konventionelle flüssige
Brennstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen (Fettsäureester und abgeleitete, Ethanol/Alkohole, synthetische
Kraftstoffe)
BRENNSTOFFE II (GASE UND FESTSTOFFE)
Dozent:
Semester:
22303
Prof. Dr. Thomas Kolb
SS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Gasförmige Brennstoffe: Erdgas im Rohstoff- und Energiemarkt (Gründe für Attraktivität,
Eigenschaftsvergleich), Eigenschaften von Brenngasen und Synthesegasen, Gas für die öffentliche
Gasversorgung (Richtlinie G 260 des DVGW), Verfahren der Gasaufbereitung (Umweltaspekte, Adsorption,
Absorption, Wäschen), Herstellung von Synthesegas und Wasserstoff aus Erdgas; Feste Brennstoffe:
Übersicht und Einordnung fester Brennstoffe, Kohle im Rohstoff- und Energiemarkt, Aufbereitung von Kohle,
Hauptanwendungen fester Brennstoffe, Herstellung von Synthesegas und Brenngas
ENERGIEFLÜSSE, STOFFKREISLÄUFE UND GLOBALE ENTWICKLUNG
Dozent:
Semester:
22319
N.N.
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Bio-Geosphäre als Lebensraum auf der Erde (historische Entwicklung, Atmosphäre, Klima, Leben,
Zivilisation), Energiebilanz der Erde, globale, regionale und lokale Energieflüsse, Stoffkreisläufe (C, H2O, N, S,
P) und Verknüpfung mit Energieflüssen, Anthropogene Einflüsse (Beispiele aus Verkehr, Industrie,
Wohn/Haushalt), Grenzen für menschliche Stoff-Umwandlung und Energieumsetzung, Zukunftsperspektiven,
Szenarien, Entwicklungskriterien, technische Beispiele
- 11 -
TECHNICAL SYSTEMS FOR THERMAL W ASTE TREATMENT
(Technische Verfahren der Thermischen Abfallbehandlung; lecture will be held in English)
Dozent:
Semester:
22516
Prof. Dr. Thomas Kolb
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Waste (definition, specification, potential), legal fundamentals, thermo-chemical processes: pyrolysis,
gasification, combustion; Technical Systems: combustion: Grate furnace, rotary kiln, fluidized bed, gasification:
fixed bed, fluidized bed, entrained flow, pyrolysis: rotary kiln and others, life cycle analysis for waste treatment,
excursion to industrial site.
SICHERHEITSTECHNIK FÜR PROZESSE UND ANLAGEN
Dozent:
Semester:
22305
Prof. Dr. Jürgen Schmidt
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Einführung in den Schutz von Mensch und Umwelt vor den Gefahren von technischen Anlagen in der Chemie,
Petrochemie, Pharmazie und im Bereich Öl und Gas. Durch Risikomanagement lassen sich Störfälle
vermeiden und die Auswirkungen von Ereignissen begrenzen.
Risikomanagement, Handhabung von Gefahrstoffen, Vermeidung von Durchgehreaktionen bei gefährlichen
chemischen Reaktionen, Auslegung von Schutzeinrichtungen für Notentlastungen wie Sicherheitsventile,
Berstscheiben und nachgeschaltete Rückhalteeinrichtungen. Moderne Prozessleittechnische Systeme,
Emission und Ausbreitung von Gefahrstoffen in der Atmosphäre sowie Explosionsschutz und Brandschutz.
Weitergehende Informationen unter http://ceb.ebi.kit.edu/
- 12 -
CHEMISCHE VERFAHRENSTECHNIK
CHEMISCHE VERFAHRENSTECHNIK II
Dozent:
Semester:
22122 (Ü: 22123)
Prof. Dr. Bettina Kraushaar-Czarnetzki
WS
1V + 1Ü
4
INHALT:
Mehrphasige Reaktionstechnik; Theorie von Stofftransport und Reaktion in mehrphasigen
Reaktionssystemen; Anwendung des Filmmodells; Reaktoren für zweiphasige Systeme: gasförmig-flüssig,
flüssig-flüssig, gasförmig-fest; Reaktoren für dreiphasige Systeme.
HETEROGENE KATALYSE I
Dozent:
Semester:
22125
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Katalytische Funktionen und Wirkungsweise von Katalysatoren; Aufbau, Herstellung und Formgebung
heterogenen Katalysatoren; physikalisch-chemische Eigenschaften (Zusammensetzung, morphologische
mechanische
Eigenschaften,
Gesamtoberfläche
und
partielle
Oberflächen,
Porosität
Porenradienverteilung, Oberflächenchemie) und ihre Charakterisierung; funktionale Charakterisierung
heterogenen Katalysatoren (Aktivität, Selektivität, Stabilität).
von
und
und
von
HETEROGENE KATALYSE II
Dozent:
Semester:
22134 (P/Ü: 22135)
SS
2V + 2P/Ü
4+4
INHALT:
Einflüsse von Stoff- und Wärmetransport auf Wirkung und Leistungsfähigkeit von Katalysatoren (Aktivität,
Selektivität,
Überhitzungsphänomene,
multiple
Zustände);
moderne
Formulierungsund
Formgebungstechniken für Industriekontakte; neue Konzepte in der katalytischen Reaktionstechnik;
Fallstudien zu aktuellen Anwendungen von heterogenen Katalysatoren.
REAKTIONSKINETIK
Dozent:
Semester:
22106 (Ü: 22107)
Dr.-Ing. Steffen Peter Müller
WS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Grundlagen: Theorie des aktivierten Komplexes, thermodynamische Aspekte, aktive Zentren,
Kettenreaktionen. Anwendungen: Photochemie, Reaktionen in Lösungen, Poly-Reaktionen, Autokatalyse,
Explosionen.
- 13 -
GRUNDLAGEN DER MIKROVERFAHRENSTECHNIK
Dozent:
Semester:
22136 (P: 22137)
Dr.-Ing. Peter Pfeifer
SS
2V + 1P
4+2
INHALT:
Methoden zur Mikrostrukturierung; Verbindungstechniken für Mikrostrukturapparate; Grundlagen des Wärmeund Stofftransports in Mikrokanälen; Mischprinzipien in Mikrostrukturapparaten und Charakterisierung des
Mischverhaltens von Mikrostrukturapparaten; Verweilzeitverteilung in Einkanal- und Mehrkanalanordnungen;
Katalysatorintegration in Mikrostrukturreaktoren; experimentelle Kriterien zur Beurteilung von Wärme- und
Stofftransportlimitierungen in katalytischen Mikrostrukturreaktoren; Stoff- und Wärmebilanzen in homogenen
und heterogenen Systemen.
AUSGEWÄHLTE ANWENDUNGEN MIKROVERFAHRENSTECHNISCHER SYSTEME
Dozent:
Semester:
22144
Prof. Dr.-Ing. Roland Dittmeyer
WS
2V
4
INHALT:
Einführung in die Prozessintensivierung; mikrostrukturierte Wärmeaustauscher für einphasige Fluide;
Wärmeaustausch mit Phasenübergang in Mikrostrukturapparaten; modulare Mischer/Reaktorsysteme für
Flüssigphasenreaktionen;
mikrostrukturierte
Reaktoren
im
Produktionsmaßstab
für
Flüssigphasenanwendungen; Fallfilm-Mikrostrukturreaktoren für Gas/Flüssig-Systeme (Absorption von
Kohlendioxid in alkalischer Lösung); Mikrostrukturreaktoren für heterogen-katalytische Gasphasenreaktionen
(Oxidation von Schwefeldioxid zu Schwefeltrioxid, Direktsynthese von Dimethylether aus Synthesegas);
Mikrostrukturreaktoren für heterogen-katalytische Mehrphasenreaktionen; Übungen: Entwicklung und Einsatz
von Simulationsmodellen in Matlab für ausgewählte Systeme aus der thermischen und chemischen
Mikroverfahrenstechnik.
SOL-GEL-PROZESSE
Dozent:
Semester:
22110 (P: 22111)
SS
2V + 1P
4+2
INHALT:
Herstellung von funktionalen Materialien durch Sol-Gel-Prozesse; Sol-Bildung: Hydrolyse und Kondensation;
Vernetzung, Gelierung und Alterung; Deformation und Fließen von Gelen; Trocknung und Rissbildung;
Struktur von Aero- und Xerogelen; Oberflächenchemie und Modifikation; Sinterung; Anwendungen: Pulver,
Keramiken, Gläser, Filme, Membranen.
- 14 -
MESSMETHODEN IN DER CHEMISCHEN VERFAHRENSTECHNIK
Dozent:
Semester:
22126 (P: 22127)
SS
2V + 1P
4+2
INHALT:
Theorie und Praxis zur on-line Messung von Prozessgrößen (Temperatur, Druck, Durchflussgeschwindigkeit,
Gemischzusammensetzung, pH-Wert) und zur Bestimmung von Stoffeigenschaften (Fluiddichte,
Feststoffdichte).
Weitergehende Informationen unter https://studium.kit.edu
- 15 -
ENERGIEVERFAHRENSTECHNIK
BRENNSTOFFE I (EINFÜHRUNG UND FLÜSSIGKEITEN)
Siehe Vertiefungsfach „Chemische Energieträger - Brennstofftechnologie“
BRENNSTOFFE II (GASE UND FESTSTOFFE)
GRUNDLAGEN DER VERBRENNUNGSTECHNIK
Siehe Vertiefungsfach „Verbrennungstechnik“
ANGEWANDTE VERBRENNUNGSTECHNIK
(STRÖMUNG, MISCHUNG UND VERBRENNUNG)
VERBRENNUNG UND UMWELT
ENERGIEFLÜSSE, STOFFKREISLÄUFE UND GLOBALE ENTWICKLUNG
ENERGIETECHNIK
Weitergehende Informationen unter http://ceb.ebi.kit.edu/
- 16 -
GAS-PARTIKEL-SYSTEME
GAS-PARTIKEL-SYSTEME 1 – TRANSPORTPROZESSE UND MESSTECHNIK
Dozent:
Semester:
22917
Prof. Dr. Gerhard Kasper
WS
2V + 2Ü
6
INHALT:
Strömungswiderstand und Partikelmobilität; Trägheitseffekte, Stokes-Zahl; Impaktoren, Flugzeitspektrometer;
Partikeldiffusion, Peclet-Zahl, Diffusionsbatterie; elektrische Aufladung von Partikeln und Modelle;
Mobilitätsspektrometrie; Gesetzmässigkeiten von Lichtstreuung und Lichtextinktion, optische Partikelzähler,
Extinktionsmessverfahren, Beugungssspektrometer.
GAS-PARTIKEL-SYSTEME 2 – AEROSOLDYNAMIK
Dozent:
Semester:
22919
Prof. Dr. Gerhard Kasper
SS
2V + 2Ü
6
INHALT:
Populationsbilanzen (Smoluchowski-Gleichung); Kollisionsfrequenz-Modelle; Verhalten spezieller Systeme:
anfänglich monodisperses Aerosol, bi-disperses Aerosol, polydisperses Aerosol, asymptotisches Verhalten
(Self-Preserving Size Distribution); Anwendungsbeispiel: Emission von Nanopartikeln am Arbeitsplatz.
GAS-PARTIKEL-TRENNVERFAHREN
Dozent:
Semester:
22939
Dr. Jörg Meyer
WS
2V + 2Ü
6
INHALT:
Grundlagen: Kräfte auf Partikeln in Trennapparaten, Bewegungsgleichung, Bedeutung der Trenngradfunktion
und Möglichkeiten zur experimentellen Ermittlung. Anforderungen an Trennverfahren sowie Kriterien zur
Beurteilung von Trennapparaten.
Speziell: Betrachtung von Funktionsweise, Trennleistung, Energiebedarf und Anwendungsbereichen und
-grenzen für verschiedene Sichter (zur Größentrennung von Partikelkollektiven) und für Abscheider (Filter,
elektrische Abscheider, Wäscher und Zyklone). Aktuelle Praxisbeispiele zum Einsatz von Trennapparaten.
- 17 -
NANOPARTIKEL –STRUKTUR UND FUNKTION
Dozent:
Semester:
22936
Prof. Dr. G. Kasper, Dr. Jörg Meyer
SS
2V + 1Ü
6
INHALT:
1.
2.
3.
4.
5.
Einleitung: Einordnung der Nanopartikeltechnik in die Nanotechnologie
Oberflächenenergie nanoskaliger Systeme als eigenschaftsbestimmende Größe
Strukturabhängigkeit physikalischer Eigenschaften
Synthese von Nanopartikeln in Flüssig- und Aerosolphase
Funktionalisierung von Nanopartikeln
Weitergehende Informationen unter www.mvm.kit.edu/gps.php
- 18 -
LEBENSMITTELVERFAHRENSTECHNIK
GRUNDOPERATION DER LEBENSMITTELVERFAHRENSTECHNIK (LVT I)
Dozentin:
Semester:
22201
Prof. Dr. Heike P. Schuchmann
WS
3V + 0Ü
6
INHALT:
Grundlagen der auf die Belange der Lebensmittel zugeschnittenen Verfahren, wie Kühlen und Gefrieren,
Pasteurisieren und Sterilisieren, Eindampfen, Trocknen, Membran-Trennverfahren, Agglomerieren,
Emulgieren, Schäumen, Anwendung von Mikrowellen, Extrusion
TECHNOLOGIE UND BIOTECHNOLOGIE DER LEBENSMITTEL (LVT II)
Dozentin:
Semester:
22203
SS
3V + 0Ü
6
INHALT:
Herstellverfahren für die wichtigsten Lebensmittel wie Fette und Öle, Milch und Milchprodukte, Fleisch und
Fleischprodukte, Getreide und Getreide-Erzeugnisse, Obst- und Gemüse-Produkte, Zucker, Schokolade,
Kaffee, alkoholische Getränke
QUALITÄTSSICHERUNG IN DER LEBENSMITTELINDUSTRIE (LVT III)
Dozentin:
Semester:
22205
WS
1V + 0Ü
2
INHALT:
Qualitätssicherungssysteme, HACCP, wichtige physikalische Eigenschaften von Lebensmitteln und deren
Messung,
wie
Partikelgröße
und
-form,
Textur
und
Fließverhalten,
Instanteigenschaften,
Grenzflächeneigenschaften, Sensorische Eigenschaften; begleitend: praktische Übungen
LEBENSMITTELVERARBEITUNG IN DER PRAXIS (SEMINAR)
Dozent:
Semester:
22248
Prof. Dr. Heike P. Schuchmann & Mitarbeiter
WS
0V + 1S
2
INHALT:
Anhand ausgewählter Herstellprozesse werden aktuelle Fragestellungen bei der industriellen Herstellung
dieser Produkte in Kleingruppen erarbeitet und im Plenum diskutiert. Begleitet wird das Seminar durch eine
Exkursion zu entsprechenden lebensmittelverarbeitenden Betrieben
- 19 -
LEBENSMITTELKUNDE UND -FUNKTIONALITÄT
Dozent:
Semester:
22207
Prof. Dr. Bernhard Watzl
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Bedeutung der Ernährung für die Gesundheit. Im Mittelpunkt stehen Makro- und Mikronährstoffe
(Kohlenhydrate, Proteine, Fette, Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente, Ballaststoffe, sekundäre
Pflanzenstoffe) sowie deren Bedeutung im Stoffwechsel des Menschen. Es werden die wesentlichen
Lebensmittelgruppen (pflanzlich, tierisch) für die Nährstoffzufuhr vorgestellt. Darüber hinaus werden
funktionelle Aspekte der Lebensmittel sowie einzelner Inhaltsstoffe (z. B. Senkung des Cholesterinspiegels,
Stimulation des Immunsystems, Modulation von Krankheitsrisiken) behandelt
EMULGIEREN UND DISPERGIEREN
Dozent:
Semester:
22229
SS
1V + 0Ü
2
INHALT:
Definitionen der grundlegenden Begriffe, Einführung in die Mechanismen, Präsentation einer repräsentativen
Auswahl von Maschinen zur Herstellung von Dispersionen, Anlagen im Detail (Technikumsmaßstab),
Aufzeigen von Kriterien zur Auswahl des richtigen Gerätes, Einführung in die aktuelle Forschungsthemen im
Bereich Emulgieren und Dispergieren
LEBENSMITTELEXTRUSION
Dozenten:
Semester:
22244
Dr.-Ing. M. Azad Emin
Blockveranstaltung (1 Woche) in Semesterferien
1V + 0Ü + 1P
4
INHALT:
Im Rahmen der Vorlesung werden die Grundlagen der Extrudertechnik und der Gestaltung von extrudierten
Produkten behandelt. Im Rahmen eines Praktikums wird das erlernte Wissen in Form von selbst
herzustellenden und zu beurteilenden Produkten direkt umgesetzt. Die Veranstaltung wird zusammen mit
französischen Studierenden der Université Straßbourg durchgeführt
- 20 -
RINGVORLESUNG „PRODUKTGESTALTUNG“
Dozenten:
Semester:
22215
diverse, Koordination Prof. Dr. Heike P. Schuchmann
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Anhand von ausgewählten Produkten geben verschiedene Dozenten Beispiele, wie im industriellen Alltag
Produkte gestaltet werden und was dabei zu beachten ist. Auch Aspekte außerhalb der reinen
Verfahrenstechnik, wie beispielsweise zugrunde liegende Kostenkalkulationen oder Marketingüberlegungen
werden diskutiert. Die Dozenten kommen entweder direkt aus der Industrie oder berichten von einer
Produktentwicklung, die sie in Ihrer Berufszeit in der Industrie selber begleitet haben. Zu Beginn der Reihe
wird in einer Einführungsvorlesung das allen Teilbeiträgen zugrunde liegende Ziel und spätere Prüfungsinhalte
erläutert
MIKROBIOLOGIE FÜR INGENIEURE
Dozentin:
Semester:
22933
Prof. Dr. Thomas Schwartz
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Mikroorganismen als Lebensformen und in verschiedenen Umgebungen; Mikroorganismen in biologischen
und geochemischen Lebenszyklen und technischen Anwendungen; mikrobielle Energiegewinnung;
Wechselwirkungen von Mikroorganismen mit Materialien; Wechselwirkung zwischen Mikroorganismus und
Wirt; Kontrolle und Eliminierung von Mikroorganismen; Einblicke in Biomoleküle, mikrobiellen Metabolismus,
Genetik und Stressmechanismen
GRUNDLAGEN DER LEBENSMITTELCHEMIE
Dozentin:
Semester:
6602
Dr. Renate Loske
WS/SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Die Vorlesung vermittelt Grundwissen über Proteine, Kohlenhydrate und Lipide als Hauptbestandteile von
Lebensmitteln. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Beschreibung ihrer chemischen Struktur, ihren
Eigenschaften und möglichen Reaktionen im Lebensmittel. Die sich in diesem Zusammenhang ergebenden
ernährungsphysiologischen, toxikologischen, warenkundlichen und analytischen Aspekte werden diskutiert
- 21 -
MODERNE MESSTECHNIKEN ZUR PROZESSOPTIMIERUNG
Dozent:
Semester:
22218
Prof. Dr. Marc Regier
SS (als Blockveranstaltung)
2V + 0Ü
4
INHALT:
Typische Produktionsprobleme bei der Lebensmittelherstellung anhand von Fallbeispielen und
Lösungsmöglichkeiten. Messmethodiken für Temperatur, Masse, Dichte, Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit,
'Stoffleitfähigkeit', Sorptionsisotherme, (Di)elektrische Eigenschaften, Magnetische Eigenschaften (NMR,
MRI), Anwendungsbeispiel: Prozessoptimierung mittels messwertgestützter Modellierung, am Beispiel einer
Mikrowellenerwärmung - Nutzen der Modellierung zur Optimierung
EINFÜHRUNG IN DIE SENSORIK MIT PRAKTIKUM
Dozent:
Semester:
6610
Dr. Franz Eckert
SS
0,5V + 0,5P
2
INHALT:
Sinnesphysiologische Grundlagen: einzelne Sinne, Grundgeschmacksrichtungen, Vereinheitlichung und
Normung, Anforderungen an Prüfraum und Prüfer, Prüferschulung, Methoden der sensorischen Analyse:
Unterschiedsprüfungen, Dreiecksprüfung, Duo-Trio-Prüfung, beschreibende Prüfungen, bewertende Prüfung
mit Skale u.a.
Weitergehende Informationen unter http://www.lvt.uni-karlsruhe.de/42.php
- 22 -
LEBENSMITTELWISSENSCHAFTEN UND TRINKWASSER
(FOOD SCIENCES AND DRINKING W ATER)
BIOCHEMIE DER ERNÄHRUNG I
Dozentin:
Semester:
6615
Prof. Dr. Andrea Hartwig
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Die Vorlesung vermittelt zunächst grundlegende Aspekte der Biochemie (Struktur von Zellen,
Membranaufbau, Stofftransport, Signaltransduktion). Ferner werden der Aufbau des Gastrointestinaltraktes
sowie der Verdau und die Resorption von Nahrungsbestandteilen besprochen
LEBENSMITTELTOXIKOLOGIE I+II
Dozentin:
Semester:
6606
Prof. Dr. Andrea Hartwig
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Überblick über Struktur, Vorkommen und toxikologische Wirkmechanismen sowie Ansätze einer
Risikobewertung verschiedener für Lebensmittel relevanter Stoffklassen. Im Einzelnen werden behandelt:
Mykotoxine, bakterielle Toxine, Nitrosamine, Pilzgifte, pflanzliche Gifte, Biogene Amine, Acrylamid
EINFÜHRUNG IN DAS LEBENSMITTELRECHT
Dozent:
Semester:
6627
Dr. Gerhard Marx
WS
1V + 0Ü
2
INHALT:
Einführung in Struktur und Aufbau des nationalen und EU-Lebensmittelrechts (LMR). Wesentliche Aspekte
sind dabei: Allgemeine Grundsätze des LMR, horizontale und vertikale Vorschriften, Hygienebestimmungen,
Durchführung der Überwachung, Gutachten, Warenverkehr in der EU, Qualitätsmanagement
Weitergehende Informationen unter http://www.lvt.uni-karlsruhe.de/42.php
- 23 -
PRODUKTGESTALTUNG
PRODUKTGESTALTUNG II
Dozent:
Semester:
22833
Prof. Dr. Matthias Kind
WS
2V + 0U
4
INHALT:
Grundlagen, Systematik, Produktbeispiele; Produktfindung, -definition und -charakterisierung; Prinzipien der
Formulierung und Rezeptur-Findung: Wirkstoffe, Hilfsstoffe, Füllstoffe;
Prozessbeispiele: Wirbelschicht-Sprühgranulation, Flash-Kristallisation, Fällung von Nanopartikeln;
Struktur und Funktion: Kolloidverfahrenstechnik
INDUSTRIELLE KRISTALLISATION
Dozent:
Semester:
22814
SS
2V + 1Ü (Übung wird als Hausaufgabe vergeben)
6
INHALT:
Verfahren und Apparate zur Kristallisation aus Lösungen; Gleichgewicht, Wachstums- und
Keimbildungskinetik; Simulation der Kristallgrößenverteilung kontinuierlicher Kristallisatoren: Lösung der
gekoppelten Stoff- und Populationsbilanz; Apparateauslegung, Bestimmung der Hauptabmessungen von
Zwangsumlauf-Kristallisatoren
GRUNDLAGEN DER HERSTELLUNGSVERFAHREN DER KERAMIK UND
PULVERMETALLURGIE (FAK. F. MASCHINENBAU)
Dozent:
Semester:
21754
Dr. Rainer Oberacker
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Pulvertechnologie: warum? Pulverbasierte Werkstoffe: Fallbeispiele
Pulver und ihre Eigenschaften: Größenverteilungen: Darstellung + Messung, Spezifische Oberfläche,
Fließverhalten + Packungsdichte von Pulvern
Suspensionsbasierte Formgebungsverfahren: Teilchenwechselwirkung – Stabilisierung,
Suspensionsrheologie, Formgebungsverfahren (Schlickerguss, Druckguss, Foliengießen,
Gelierungsverfahren, Elektrophorese, Spritzguss, Extrusion, Spezialverfahren für poröse Werkstoffe)
Formgebung durch Trockenpressen: granulierte / nicht-granulierte Pulver, Prozesse im Presskörper,
Axialpresstechnik, Isostatisches Pressen, Industrielle Pressentechnologie
- 24 -
PRODUKTENTSTEHUNG – ENTWICKLUNGSMETHODIK (FAK. F. MASCHINENBAU)
Dozent:
Semester:
2146176
Prof. Dr. Albert Albers
SS
3V + 0Ü
6
INHALT:
Die Vorlesung soll die Berufsfähigkeit der Studenten in den Grundlagen der Entwicklungsstrukturen und der
Entwicklungsprozesse des Maschinen- und Fahrzeugbaus aufbauen und Wissen zu produktneutralen
Entwicklungsmethoden vermitteln, die dann unmittelbar in der Praxis der Produktentwicklung als Werkzeuge
eingesetzt werden können. Zunächst wird die Einordnung der Entwicklung im Umfeld des Unternehmens und
des Marktes diskutiert. Darauf aufbauend werden Berufsfelder und notwendiges Kompetenzprofil für
Entwicklungsingenieure besprochen. Nach der Diskussion der Produktkosten als Parameter im
Entwicklungsprozess werden die Grundbegriffe der Entwicklungsmethodik besprochen.
Ausgehend von einer Analyse des Konstruktionsprozesses hat die Vorlesung weiterhin die Vermittlung einer
systematisierten Vorgehensweise beim Konstruieren mit den Hauptabschnitten Planung und Klärung der
Aufgabe, Konzeptentwicklung und Entwerfen zum Ziel. Anhand praxisnaher Beispiele werden Strategien zum
Finden möglichst optimaler Lösungen vermittelt. Hierbei werden u.a. Kreativitätstechniken für eine frühe
Konzeptphase, konkrete Gestaltungsrichtlinien für den Entwurf und, begleitend hierzu, geeignete
Qualitätssicherungsmethoden für diese frühe Produktentstehungsphase vorgestellt.
Die Vorlesung findet in Zusammenarbeit mit den Instituten WBK und IWK 1 statt.
Weitergehende Informationen unter http://www.tvt.uni-karlsruhe.de/28.php
- 25 -
PROZESSE DER MECHANISCHEN VERFAHRENSTECHNIK
VERARBEITUNG NANOSKALIGER PARTIKELSYSTEME
Dozent:
Semester:
22921
Prof. Dr. Hermann Nirschl
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Ideenfindung für technische Prozesse; Toxizität, Messtechnische Methoden, Grenzflächeneffekte,
Partikelsynthese, Verarbeitungsverfahren: Zerkleinern, Separieren, selektive Separation, Klassierung,
Mischen, Granulieren; Apparatetechnische Grundlagen, Produktformulierung, Grundlagen der Simulation
partikulärer Prozesse (SolidSim), Diskrete Simulationsmethoden
EINFÜHRUNG IN DIE AGGLOMERATIONSTECHNIK
Dozent:
Semester:
22935
Dr. Harald Anlauf
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Grundlagen und Anwendungen; Haftkräfte zwischen Partikeln; Agglomerateigenschaften; Charakterisierung
von Agglomeraten bezüglich Größe, Größenverteilung, Porosität, Dichte, Festigkeit, Fließverhalten und
Instatisiereigenschaften; Agglomerationsprozesse, wie Rollagglomeration in Tellern und Trommeln,
Mischagglomeration, Wirbelschicht- und Sprühagglomeration, Agglomeration in Flüssigkeiten durch
Koagulation, Flockung oder Umbenetzung, Pressagglomeration durch Tablettierung, Walzenkompaktierung
oder Extrusion durch Matrizen sowie Nachverfestigung von Agglomeration durch Sintern.
MISCHEN UND RÜHREN
Dozent:
Semester:
22967
Dr. Harald Anlauf
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Grundlagen und Anwendungen; Einführung in die Mischtechnik; Statistische Methoden zur Charakterisierung
der Mischgüte; Charakterisierung der Fließeigenschaften von Schüttgütern und Flüssigkeiten; Einführung in
die Dimensionsanalyse zur Ermittlung von mischtechnisch wichtigen Kennzahlen; Scale-up Verfahren für
spezifische Mischprozesse auf der Basis der Ähnlichkeitstheorie; Feststoffmischverfahren, wie Freifall-,
Schub-, Intensivmischer, Wirbelschicht-, Luftstrahl- und Umwälzmischer, Haldenmischverfahren;
Fluidmischverfahren, wie Homogenisierung, Suspendierung, Emulgierung, Begasung und Wärmeübertragung;
Statische Mischer und Kneter.
- 26 -
MECHANISCHE SEPARATIONSTECHNIK
Dozent:
Semester:
22987, 22988 (Übungen zu 22987)
Dr. Harald Anlauf
WS
3V + 0Ü
8
INHALT:
Grundlagen, Apparate, Anwendungen, Strategien; Charakterisierung von Partikelsystemen und
Suspensionen; Vorbehandlungsmethoden zur Verbesserung der Trennbarkeit von Suspensionen; Grundlagen, Apparate und Anlagentechnik der statischen und zentrifugalen Sedimentation, Flotation, Tiefenfiltration,
Querstrom-filtration, Kuchenbildenden Vakuum- und Gasüberdruckfiltration, Filterzentrifugen und Pressfilter;
Filtermedien; Auswahlkriterien und Dimensionierungsmethoden für trenntechnische Apparate und Maschinen;
Kombinationsschaltungen; Rechenbeispiele zur Lösung trenntechnischer Aufgabenstellungen.
GAS-PARTIKEL-TRENNVERFAHREN
Dozent:
Semester:
22939, 22949 (Übungen zu 22939)
Dr. Jörg Meyer
SS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Grundlagen: Kennzeichnung einer Trennung, Elementartheorie für Sichter und Abscheider, Auswahlkriterien
und Bewertung von Trennapparaten, Gesetzliche Rahmenbedingungen. Trennapparate für Gas-PartikelSysteme: Sichter im Erdschwerefeld u. Fliehkraftfeld, Fliehkraftabscheider (Gaszyklon), Filternde Abscheider,
Nassabscheider (Wäscher), Elektrische Abscheider (Elektrofilter). Funktionsweise, Bauformen,
Einsatzbereiche, Praxisbeispiele. Näherungsrechnungen zur Quantifizierung von Abscheideleistung und
Energieaufwand bei exemplarischen Abscheideaufgaben.
MIKROFLUIDIK (VORLESUNG)
Dozent:
Semester:
22964
Dr. Gero Leneweit
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Definition des Begriffes „Mikrofluidik“; Physik der Miniaturisierung, Größenskalen der Mikrofluidik; Einführung
in die Mikrofabrikationstechniken; Fluiddynamik mikrofluidischer Systeme, Grundgleichungen der
Strömungsmechanik,
reibungsdominierte
Strömungen;
Elektrohydrodynamik von
Mikrosystemen,
Elektroosmose, Elektrophorese und DNA-Sequenzierung; Diffusion, Mischen und Trennen in Mikrosystemen;
Grenzflächenphänomene und Mehrphasenströmungen in Mikrosystemen; Digitale Mikrofluidik und
mikrofluidische Systeme
FALLSTUDIEN ZUR MIKROFLUIDIK (PRAKTIKUM ZU 22964)
Dozent:
Semester:
22971
Dr. Gero Leneweit
WS
1V + 0U
2
INHALT:
Mikromischer zur Erzeugung einer Nanoemulsion in wässriger Lösung; Bestimmung der Bruchfestigkeit von
Nanokapseln und ihrer Wandreibung in Nanokanälen
- 27 -
VERFAHRENSTECHNISCHE APPARATE UND MASCHINEN UND IHRE
PROZESSINTEGRATION
Dozenten:
Semester:
22941
Prof. Herbert Riemenschneider, Dr. Manfred Nagel
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Vermittlung von Methoden und die Sensibilisierung für Randbedingungen zur Systematik der
ingenieurwissenschaftlichen Verfahrensentwicklung. Vor dem Vordiplom und in den verfahrenstechnischen
Grundlagenfächern wurde die Beschreibung/Analyse separater physikalischer Vorgänge behandelt. Ihre
Verknüpfung bei der Auswahl, Dimensionierung, Verschaltung und Optimierung geeigneter Apparate und
Maschinen und deren Integration bei der verfahrens-technischen Prozessentwicklung soll dargelegt und
anhand verschiedenster Beispiele aus der Praxis untermauert werden.
DATENANALYSE UND STATISTIK
Dozentin:
Semester:
22942
PD Dr. Gisela Guthausen
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Einführung in die Statistik und Anwendung auf die Datenanalyse in der Analytik. Einfache beschreibende
Statistik mit Größen, wie Standardabweichung, typischen Verteilungen und deren Anwendungen. Die
Anwendung dieser Werkzeuge führt zu statistischen Tests, die zur Approximation und Regression benötigt
werden. Chemometrische Datenverarbeitung und statistische Behandlung großer Datensätze werden am
Beispiel von multivarianten Näherungen zur Aufdeckung von Korrelationen studiert.
INSTRUMENTELLE ANALYTIK
Dozentin:
Semester:
22942
PD Dr. Gisela Guthausen
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Einführung in ausgewählte, moderne Methoden der instrumentellen Analytik: Optische Methoden,
magnetische Resonanzverfahren. Analytik über bildgebende Verfahren wie die MRT, die µCT und optische
Methoden (CLSM und OCT). Grundlagen der Daten- und Bildanalyse. Der Fokus liegt dabei auf einer
anschaulichen Darstellung der physikalisch-chemischen Grundlagen und den zugrundeliegenden Prinzipien.
- 28 -
KERNSPINTOMOGRAPHIE
Dozent:
Semester:
22954
PD Dr. Edme Hardy
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Bemerkungen zu der Quantentheorie; Kurze Einführung in die kernmagnetische Resonanz; Grundlagen der
Fourier-Bildgebung in Theorie, Simulation und Experiment; Ortsauflösung in zwei und drei Dimensionen;
Schichtselektion; Kontrastparameter Relaxation, chemische Verschiebung, Diffusion, Strömung; Ausgewählte
ingenieurwissenschaftliche
Anwendungen
aus
der
mechanischen
Verfahrenstechnik
und
Lebensmittelverfahrenstechnik.
GRENZFLÄCHENEFFEKTE IN DER VERFAHRENSTECHNIK
Dozent:
Semester:
22948
Prof. Dr.-Ing. Ioannis Nicolaou
WS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Folgt noch
Weitergehende Informationen unter http://www.mvm.kit.edu/profil_vm.php
- 29 -
TECHNISCHE BIOLOGIE
INDUSTRIELLE GENETIK
Dozentin:
Semester:
22412
Dr. Anke Neumann
SS
2V + 1Ü (Seminarvortrag Pflicht)
6
INHALT:
Grundlagen der Gentechnik in Hinblick auf ihre industrielle Anwendbarkeit; Methoden der DNARekombinationstechnik, Sequenzierung und PCR; Manipulation der Genexpression in Prokaryoten;
Herstellung heterologer Proteine in eukaryotischen Zellen; gezielte Mutagenese und Proteindesign;
gentechnisch veränderte Mikroorganismen in der Industrie; Produktion pharmazeutisch wirksamer Proteine
wie z.B. Insulin oder Interferon, Antibiotikaproduktion, molekulare Diagnostik, Herstellung von Antikörpern,
Impfstoffen und Therapeutika; Möglichkeiten der biologischen Dekontaminierung und Verwertung von
Biomasse, Förderung des Pflanzenwachstums durch gentechnisch veränderte Bakterien und Herstellung
mikrobieller Insektizide.
INDUSTRIELLE BIOKATALYSE
Dozent:
Semester:
22411
Dr. Jens Rudat
WS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Aktuelle Entwicklungen enzymatisch katalysierter Produktionsverfahren sowie am Markt etablierte Prozesse
u.a. aus den Bereichen Pharmaindustrie wie Synthese und Modifikation von Wirkstoffen, Chemische Industrie
wie Synthese und Modifikation von Basis- und Feinchemikalien und Lebensmittelindustrie wie enzymatische
Umsetzung von Lebensmittelzutaten sowie Herstellung von Geschmacksträgern und Aromastoffen.
Hierbei werden neben der eigentlichen enzymatischen Reaktion und deren molekularbiologischer Optimierung
auch verfahrenstechnische Aspekte wie z.B. Wahl und Design des Lösungsmittels bzw. des
Reaktionsmediums, Methoden der Produktisolierung („Downstream Processing“) sowie wirtschaftliche und
ökologische Aspekte besprochen.
UMWELTMIKROBIOLOGIE
Dozentin:
Semester:
22620
Prof. Dr. Ursula Obst
WS
2V
4
INHALT:
Ökologische und technische Aspekte von Mikroorganismen in der Umwelt: Biofilme; Energiegewinnung ohne
Sauerstoff, Chemolithotrophie, Extremophile, C-Abbau (Wasseraufbereitung, Bodensanierung), N- und PElimination (Abwasser), Wechselwirkung mit Metallen, Hygiene und Desinfektion, Genexpressionen und
Anpassungsmechanismen, Gentransfer und Weitergabe spezieller Funktionen, moderne Nachweismethoden,
Zellkommunikation und Quorum Sensing, Pathogenität und Wechselwirkungen Mikrobe/Wirt.
- 30 -
ZELLKULTURTECHNIK
Dozent:
Semester:
22422
Dr. Eric Gottwald
SS
1V + 1Ü
4
INHALT:
D
Grundlagen der Zellkultur in 2D und 3D, insbesondere Vorstellung des 3 -KITChip-Systems,
Bioreaktortechnik, Charakterisierungsmöglichkeiten organotypischer Leistungen am Beispiel der Leber:
Vitalitätsbestimmungen, Albuminbestimmung, Phase I- und II-Enzymaktivitätsbestimmungen aus S9Fraktionen, RNA-Isolierungen und DNAse I-Verdau, Erstellung von Genexpressionsprofilen lebertypischer
Marker, Auswertemethoden in der Real-Time-PCR, Herstellung von 2D- und 3D-Immunfluoreszenzpräparaten
für die Konfokale Laser Scanning Mikroskopie (CLSM) zur Charakterisierung der zellulären
Intermediärfilament-Struktur.
KOMMERZIELLE BIOTECHNOLOGIE I
Dozent:
Semester:
22418
Dr. Frank Mühlenbeck
WS
1V
2
INHALT:
Blockveranstaltung mit Exkursion; Überblick Pharma-Industrie; biotechnologisch hergestellte Produkte in der
Pharmaindustrie; Überblick Biotech-Industrie, mit Vergleich USA/EU/D; Finanzierung von BiotechUnternehmen; Grundlagen der Lizensierung am Beispiel eines Wirkstoffes; Vorbereitung und Durchführung
einer Lizenzverhandlung.
KOMMERZIELLE BIOTECHNOLOGIE II
Dozent:
Semester:
22413
Dr. Ralf Kindervater
SS
1V
2
INHALT:
Überblick industrielle Biotechnologie; Biotechnologisch hergestellte Produkte der chemischen Industrie und
deren Folgeprodukte, Erläuterung des Begriffes Bioökonomie und deren Konsequenzen für
Wirtschaftssysteme. Einführung in das Projektmanagement, Planung und Zielkontrolle von Projekten,
beispielhaftes Erarbeiten von Projektabläufen für Produktentwicklungsvorhaben
Weitergehende Informationen unter http://tebi.blt.kit.edu/studium-lehre.php
- 31 -
TECHNISCHE THERMODYNAMIK
THERMODYNAMIK DISPERSER SYSTEME
Dozent:
Semester:
22010
Prof. Dr. Karlheinz Schaber
SS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Grundlagen; Thermodynamik der Grenzflächen; Spontane Phasenübergänge; Metastabile Phasen;
Homogene und heterogene Keimbildung; Wachstum disperser Phasen; Aerosolbildung in technischen
Prozessen; Erzeugung von Nanopartikeln in der Gasphase; Glasübergang und Kryokonservierung.
THERMODYNAMIK DER PHASENGLEICHGEWICHTE
Dozent:
Semester:
22016
Prof. Dr. Michael Türk
WS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Allgemeine Grundlagen, chemischen Potential, partielle molare Größen, Mischungs- und Exzessgrößen,
Zustandsgleichungen, reine Gase und Gasgemische, Berechnung von Fugazitäten und -koeffizienten, reine
Flüssigkeiten und Flüssigkeitsgemische, Berechnung von Fugazitäten und Aktivitäten; Raoultsches Gesetz,
Henrysches Gesetz, Berechnung binärer und ternärer Phasengleichgewichte, Phasengleichgewichte von
Polymerlösungen.
KÄLTETECHNIK A
Dozent:
Semester:
22026
Prof. Dr. Steffen Grohmann
WS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Allgemeine Grundlagen, Prozesse und Verfahren der Kälteerzeugung, theoretische Arbeit zum Kühlen und
Heizen, theoretische Verflüssigungsarbeit, Kältemittel und Arbeitsstoffe, Ein- und mehrstufige
Kompressionskältemaschinen, thermodynamische Verluste in Kälteanlagen, Absorptionskältemaschinen,
Wärmepumpen
KÄLTETECHNIK B
Dozent:
Semester:
22014
SS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Bauformen und Betriebszustände von Kältemittelverdichtern, Auslegung von Verdampfern und
Kondensatoren, Betriebscharakteristik von Wärmeübertragern, Reglung von Kälteanlagen, Kältetechnische
Anwendungen, Verfahren zur Gasverflüssigung, Transport und Lagerung von Flüssigerdgas (LNG), Sicherheit
- 32 -
ANGEWANDTE MOLEKULARE THERMODYNAMIK
Dozent:
Semester:
22019
SS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Allgemeine Grundlagen, Zwischenmolekulare Wechselwirkung, Virialkoeffizienten, Potentialfunktionen,
Zustandsgleichung für reale Gase; Stoßprozess, Ablenkwinkel und Stoßintegrale, Transportkoeffizienten für
ein- und mehratomige Gase, Transportkoeffizienten in binären Gasgemischen, Druckabhängigkeit der
Transportkoeffizienten; Berechnung thermodynamischer Zustandsgrößen mittels der statistischen
Thermodynamik
KRYOTECHNIK A
Dozent:
Semester:
22030
SS (ab 2013)
2V + 1Ü
6
INHALT:
Grundlagen der Kälteerzeugung bei tiefen Temperaturen, Kältemittel in der Kryotechnik, Gaskältemaschinen,
Gemischkältemaschinen, Heliumkälteanlagen, Luftverflüssigung, Materialeigenschaften bei tiefen
Temperaturen, Temperaturmessung und sonstige Messverfahren in der Kryotechnik
ÜBERKRITISCHE FLUIDE U. D. ANWENDUNGEN
Dozent:
Semester:
22021
WS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Allgemeine Grundlagen, Darstellung thermodynamischer Eigenschaften, reine überkritische Fluide, binäre und
ternäre Systeme incl. Polymerlösungen, Überkritische Fluide als Lösungs-, Separations- und
Reaktionsmedium, Herstellung von organischen, anorganischen metalloxidischen Nanopartikeln,
Eigenschaften von Polymerlösungen, Wirtschaftliche Aspekte von Hochdruckprozessen.
VAKUUMTECHNIK I
Dozent:
Semester:
22034
Dr. Christian Day
WS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Grundlegende Begriffe; Vakuumpumpen; Praktische Vakuumlimits; Ausgasung und deren Minimierung;
Sauberkeitsanforderungen;
Vakuuminstrumente,
Totaldruckmessung;
Restgasanalyse;
Lecksuche;
Vakuumströmung; Auslegung von Vakuumsystemen; Technische Spezifikationen, Qualität; Beispiele großer
Vakuumsysteme; Industrielle Anwendungen in der Verfahrenstechnik.
- 33 -
KRYOTECHNIK B
Dozent:
Semester:
22030
Prof. Dr.-Ing. S. Grohmann
ab WS 15/16
2V + 0Ü
4
INHALT
folgt noch
Weitergehende Informationen unter www.ttk.uni-karlsruhe.de
- 34 -
THERMISCHE VERFAHRENSTECHNIK
THERMISCHE TRENNVERFAHREN II
Dozent:
Semester:
22812
SS
6
INHALT:
Grundlagen der Modellierung und Simulation verfahrenstechnischer Prozesse am Beispiel der Rektifikation
eines mehrkomponentigen Gemischs: Phasengleichgewicht, Fugazitätskoeffizient, AktivitätskoeffizientenModelle; Flash-Rechnung; Gleichungssystem für die Simulation der kontinuierlichen Rektifikation von
Mehrkomponenten-Gemischen; Lösung des Gleichungssystems für ein 3-komponentiges System nach der
Methode von Thiele und Gaddes; Kennenlernen weiterer Lösungsmethoden; Grundlagen der
fluiddynamischen Auslegung einer von Boden- und Füllkörperkolonnen
WÄRMEÜBERTRAGUNG II
Dozent:
Semester:
22809
Prof. Dr. Thomas Wetzel
WS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Fortgeschrittene Themen der Wärmeübertragung: Instationäre Wärmeleitung im endlichen und im halbunendlichen Körper; 1., 2. und 3. Randbedingung; Analytische Methoden (Kombinations- und
Separationsansatz, Laplace-Transformation); Numerische Methoden (Differenzen- und Volumenverfahren);
Wärmeübertragung in Rippen und Nadeln
STOFFÜBERTRAGUNG II
Dozent:
Semester:
22817
Prof. Dr. Wilhelm Schabel
WS
1V + 2Ü (Übung besteht aus Laborversuchen mit Ausarbeitung)
6
INHALT:
Fortgeschrittene Themen der Stoffübertragung; Versuche: Membrandiffusion; Gemischverdunstung;
Diffusionsdestillation; Gemischkondensation; Physikalische Absorption; Chemische Absorption;
Ausgewählte Themen und Literaturbesprechung; Diffusion und Absorption in Polymeren; Diskussion und
Vorstellung von Ergebnissen in der Gruppe
- 35 -
TROCKNUNGSTECHNIK - DÜNNE SCHICHTEN UND PORÖSE STOFFE
Dozent:
Semester:
22811
Prof. Dr. Wilhelm Schabel
SS
2V + 0Ü
4
INHALT:
Einführung und industrielle Anwendungen; Trocknungsverfahren und Modellbildung; Modellierung der WärmeStoffübertragung; Materialeigenschaften, Feuchteleitung, Sorption und Diffusion; Trocknungsverlaufskurve,
Trocknungsabschnitte; Anwendung der Grundlagen auf die Trocknung dünner Schichten und poröser Stoffe;
Prinzipien der Sprüh-, Wirbelschicht-, Mikrowellen-, Infrarot- und Gefriertrocknung
INDUSTRIELLE KRISTALLISATION
Dozent:
Semester:
22814
SS
6
INHALT:
Verfahren und Apparate zur Kristallisation aus Lösungen; Gleichgewicht, Wachstums- und
Keimbildungskinetik; Simulation der Kristallgrößenverteilung kontinuierlicher Kristallisatoren; Lösung der
gekoppelten Stoff- und Populationsbilanz; Apparateauslegung, Bestimmung der Hauptabmessungen von
Zwangsumlauf-Kristallisatoren
WÄRMEÜBERTRAGER
Dozent:
Semester:
22807
Prof. Dr. Thomas Wetzel
WS
2V
4
INHALT:
Typen technischer Wärmeübertrager; Methodik zur Auslegung und Nachrechnung von Wärmeübertragern;
Ermittlung von Wärmeübergangskoeffizienten für Wärmeübertrager; Zellmodellierung; Optimierung von
Wärmeübertragernetzen – Wärmeintegrationsmethode
MINIATURISIERTE WÄRMEÜBERTRAGER
Dozent:
Semester:
22845
PD Dr.-Ing. Jürgen Brandner
SS
2V
4
INHALT:
Mittlere logarithmische Temperaturdifferenz, ε-NTU-Methode; Miniaturisierung und Prozessintensivierung;
Grundlagen der Wärmeübertragung in miniaturisierten Apparaten; Design, Auslegung, Materialien und
Herstellung von Mikroapparaten; Grundtypen von Mikrowärmeübertragern, Vorteile und Nachteile gegenüber
konventionellen
Apparaten;
Phasenübergänge
und
Mehrphasensysteme;
Optimierung
von
Mikrowärmeübertragern, Effizienz; Anwendungen von Mikrowärmeübertragern
Weitergehende Informationen unter http://www.tvt.uni-karlsruhe.de/28.php
- 36 -
UMWELTSCHUTZVERFAHRENSTECHNIK
CHEMISCHE TECHNOLOGIE DES WASSERS
Dozent:
Semester:
22601, 22602
Prof. Dr. Harald Horn
WS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Wasserkreislauf, Wassernutzung, physikalisch-chemische Eigenschaften, Wasser als Lösemittel, Säure/BaseSysteme, pH-Wert, Puffergleichgewicht, Redoxreaktionen, Nernst-Gleichung, Hauptinhaltsstoffe des Wassers,
Härte des Wassers, Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht, Wasseraufbereitung (Siebung, Sedimentation,
Flotation, Filtration, Membranverfahren, Flockung, Adsorption, Ionenaustausch, Gasaustausch, Entsäuerung,
Enthärtung, Oxidation, Desinfektion); Anwendungsbeispiele, Berechnungen.
GRUNDLAGEN DER ABWASSERREINIGUNG
Dozentin:
Semester:
22618
Dr. Susanne Lackner
SS
2V
4
INHALT:
Historischer Überblick, Nutzungszyklus des Wassers, Abwasserarten und Abwasserinhaltsstoffe,
Abwasserdefinition und –arten, Abwasseranalytik (Parameterbeispiele), Abwasserabgabengesetz,
Konventionelle
Abwasserreinigung,
Verfahrenskombinationen.
weitergehende
Abwasserreinigung,
Mechanische Verfahren (Mikrosiebung, Filtration), Physikalisch-chemische Verfahren (Flockung, Fällung,
Phosphatentfernung), Biologische Verfahren, Sonderverfahren (Industrieabwasserreinigung), Behandlung und
Entsorgung von Klärschlamm, Verfahrensübersicht, Klärschlammverordnung.
UMWELTBIOTECHNOLOGIE
Dozent:
Semester:
22614
Dr. Andreas Tiehm
WS
2V
4
INHALT:
Grundlagen Umweltbiotechnologie, Anwendungsgebiete, Stoffwechseltypen, Abbaubarkeit, Testverfahren zur
Abbaubarkeit,
Nährstoffe,
Elektronenakzeptoren,
Toxizität,
Wachstumskinetik,
Biologische
Abwasserreinigung, Belebtschlammverfahren, Tropfkörper, Membranbioreaktoren, Klärschlammbehandlung,
Biogasbildung, Desintegrationsverfahren, Mikrobiologischer Abbau von Schadstoffen (PAK, CKW,
Arzneimittel), Sanierung kontaminierter Standorte, Natürlicher Abbau (Natural Attenuation), Uferfiltration,
Trinkwasser-Aufbereitung, Monitoring-Methoden (Kulturverfahren, Molekularbiologie).
Weitergehende Informationen unter http://wasserchemie.ebi.kit.edu/289.php
- 37 -
VERBRENNUNGSTECHNIK
GRUNDLAGEN DER VERBRENNUNGSTECHNIK
Dozent:
Semester:
22501
Prof. Dr.-Ing. Dimosthenis Trimis
WS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Einführung und Stellenwert der Verbrennungstechnik; Thermodynamik technischer Verbrennung: Stoffumsatz
und
Enthalpieumsatz;
Gleichgewichtszusammensetzung;
Verbrennungstemperatur;
Kinetik
von
Verbrennungsvorgängen;
Verbrennungstechnische
Kenngrößen:
Zündgrenzen,
Zündtemperatur,
Zündenergie, Zündverzug, Löschabstand, Flammpunkt; Reaktionsmechanismen der Verbrennung;
Flammengeschwindigkeit; Thermische Flammentheorie; Turbulente Flammenausbreitung; Übersicht
Brennersysteme
ANGEWANDTE VERBRENNUNGSTECHNIK
(STRÖMUNG, MISCHUNG UND VERBRENNUNG)
Dozent:
Semester:
22503
Prof. Dr.-Ing. Nikolaos Zarzalis
WS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Grundlagen
der
Verbrennungsvorgänge;
Fossile,
nicht-fossile
und
Umwandlungsbrennstoffe;
Verbrennungstechnische Kenngrößen; Laminare Flammenfortpflanzung; Struktur und Eigenschaften
stationärer laminarer und turbulenter Flammen; Flammenstabilität; Ähnlichkeitsgesetze und Skalierung von
Brennern; Verbrennung von flüssigen Brennstoffen; Heterogene Verbrennung von festen Brennstoffen;
Beispiele praktischer Verbrennungssysteme
HOCHTEMPERATUR-VERFAHRENSTECHNIK
Dozent:
Semester:
22505
SS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Beispiele typischer Hochtemperaturprozesse; Grundlagen der Erzeugung hoher Temperaturen;
Wärmeübertragung
durch
Strahlung;
Wärmeaustauschrechnung
für
Hochtemperaturanlagen;
Temperaturmessung; Grundlagen zur Konstruktion von Hochtemperaturanlagen; Metallische und keramische
Werkstoffe
- 38 -
ENERGIETECHNIK
Dozent:
Semester:
22511
Prof. Dr.-Ing. Horst Büchner
WS
2V
4
INHALT:
Die Vorlesung beginnt mit einer allgemeinen Übersicht über die wichtigsten wirtschaftlichen Gesichtspunkte
und Kennzahlen thermischer Energietechnik am Beispiel Deutschland. Danach werden die
thermodynamischen Grundlagen für das Verständnis von Wärmekraftmaschinen besprochen und bei
ausgewählten
Energieumwandlungsprozessen
(Stirling-Motor,
Gasturbine,
Dampfkraftwerk,
etc.)
angewendet, um so Möglichkeiten zur Steigerung des thermischen und exergetischen Wirkungsgrades wie
auch des Arbeitsverhältnisses anhand von Beispielen aufzuzeigen
STRÖMUNGS- UND VERBRENNUNGSINSTABILITÄTEN IN TECHNISCHEN
FEUERUNGSSYSTEMEN
Dozent:
Semester:
22523
Prof. Dr.-Ing. Horst Büchner
SS
2V
4
INHALT:
Die Vorlesung umfasst die theoretischen Grundlagen für die Entstehung selbsterregter Strömungs- und
Verbrennungsinstabilitäten in technischen Verbrennungssystemen. Hierzu wird die messtechnische Erfassung
wie auch die Bedeutung dynamischer, d.h. zeitabhängiger Flammeneigenschaften besprochen und
Flammenfrequenzgänge definiert und physikalisch interpretiert. Schließlich wird beispielhaft das
Resonanzverhalten einer Modellbrennkammer modelliert und eine vollständige Stabilitätsanalyse eines
Vormisch-Verbrennungssystems durchgeführt
VERBRENNUNG UND UMWELT
Dozent:
Semester:
22507
SS
2V
4
INHALT:
Bedeutung des Umweltschutzes; Schadstoffe aus der Verbrennung und ihre Wirkung; Mechanismen der
Schadstoffbildung; Feuerungsbezogene Maßnahmen (Primärmaßnahmen) zur Emissionsminderung;
Rauchgasreinigung: Sekundärmaßnahmen zur Emissionsminderung; Emissionen bei motorischer
Verbrennung und Verbrennung in Gasturbinen
- 39 -
WASSERSTOFF- UND BRENNSTOFFZELLENTECHNOLOGIEN
Dozent:
Semester:
22508
SS
2V
4
INHALT:
Einführung und thermodynamische Grundlagen; PEM-Brennstoffzellen; Schmelzkarbonat Brennstoffzellen
(MCFC); Festoxidbrennstoffzellen (SOFC); Brennstoffzellen für flüssige und feste Brennstoffe; Wasserstoff als
Energieträger;
Wasserstofferzeugung;
Elektrolyse;
Dampfreformierung;
Partielle
Oxidation;
Reformierverfahren für flüssige Brennstoffe; Konvertierung/Reinigung von Kohlenmonoxid; Entschwefelung;
Brennstoffzellensysteme: Peripheriekomponenten und Integration
AUSLEGUNG EINER GASTURBINENBRENNKAMMER
Dozent:
Semester:
22509
WS
2V + 1Ü
6
INHALT:
In vier Vorlesungsdoppelstunden werden zuerst die theoretischen Grundlagen erläutert. Diese bestehen aus
der Beschreibung und Funktionsweise des Triebwerkes und der speziellen Aufgabe und Funktionsweise der
Brennkammer. Danach erfolgt die Auslegung der Triebwerksbrennkammer ausgehend von vorgegebenen
geometrischen Randbedingungen und Leistungsdaten eines Triebwerkes. Die speziellen Aufgaben der
Auslegung sind die Aerodynamik (Luftverteilung und Druckverlust), die Wärmetechnik (Temperaturverteilung,
Kühlung und Materialwahl) die Berechnung der Emissionen und die Brennkammerkonstruktion. Zu diesem
Zweck bilden die Studenten Gruppen und jede Gruppe übernimmt eine Teilaufgabe. Der Arbeitsfortschritt wird
anhand des erstellten Zeitplans bei regelmäßigen Präsentationen kontrolliert. Die Gesamtauslegung wird in
einer abschließenden Präsentation dargestellt und diskutiert
THEORIE TURBULENTER STRÖMUNGEN OHNE UND MIT
ÜBERLAGERTER VERBRENNUNG
Dozent:
Semester:
22514
SS
2V
4
INHALT:
Charakterisierung der Turbulenz; Herleitung der Bilanzgleichungen für Masse, Impuls und Energie;
Turbulenter Impuls-, Wärme- und Stofftransport; Herleitung der Bilanzgleichungen für die kinetische Energie
der Hauptströmung und der turbulenten Schwankungsbewegung; Herleitung der Bilanzgleichungen für die
Enstrophie der Hauptströmung und der turbulenten Schwankungsbewegung; Erläuterung der Energiekaskade;
Wechselwirkung zwischen Turbulenz und Wärmefreisetzung bei turbulenten Vormischflammen
- 40 -
VERBRENNUNGSTECHNISCHES PRAKTIKUM
Dozent:
Semester:
22542
Prof. Dr.-Ing. Peter Habisreuther
WS
3P
3
INHALT:
Es werden Experimente zur Ermittlung der laminaren Flammengeschwindigkeit und des Stabilitätsbereiches
von Brennersystemen, sowie auch zur Charakterisierung des Verbrennungsverlaufs durchgeführt. Bei der
angewandten Messtechnik handelt es sich sowohl um konventionelle (Thermoelement, Abgassonden) als
auch um optische Messtechnik
MESSTECHNIK IN DER THERMOFLUIDDYNAMIK
Dozent:
Semester:
22509
WS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Es werden die gängigen experimentellen Methoden der Strömungs-, Konzentrations- und
Temperaturmesstechnik in Theorie und Praxis vermittelt. Zunächst werden die Grundlagen der Messung der
Geschwindigkeit, Druck, Dichte, Temperatur, Wärmestrom und Konzentration erläutert. Anschließend werden
die Methoden zur Messung dieser Größen vorgestellt, hinsichtlich Genauigkeit und Auflösung diskutiert und in
ihrer technischen Ausführung dargelegt. Insbesondere wird der Schwerpunkt auf moderne laser-optische
Messverfahren einschließlich digitaler Bildverarbeitung gelegt (LDA, PDA, PIV, LIF, …). Abschließend werden
die Methoden zur Weiterverarbeitung und Analyse der Messdaten insbesondere in turbulenten Strömungen
erläutert. Die Studierenden können in den kombinierten Praktikums-Übungsstunden unmittelbar die Methoden
erproben
- 41 -
WASSERTECHNOLOGIE
CHEMISCHE TECHNOLOGIE DES WASSERS
Dozent:
Semester:
22601, 22602
WS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Wasserkreislauf, Wassernutzung, physikalisch-chemische Eigenschaften, Wasser als Lösemittel, Säure/BaseSysteme, pH-Wert, Puffergleichgewicht, Redoxreaktionen, Nernstgleichung, Hauptinhaltsstoffe des Wassers,
Härte des Wassers, Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht, Wasseraufbereitung (Siebung, Sedimentation,
Flotation, Filtration, Membranverfahren, Flockung, Adsorption, Ionenaustausch, Gasaustausch, Entsäuerung,
Enthärtung, Oxidation, Desinfektion); Anwendungsbeispiele, Berechnungen.
OXIDATIONS- UND DESINFEKTIONSVERFAHREN
Dozent:
Semester:
22612
SS
2V + 0U
4
INHALT:
Desinfektion (Chlor (Cl2/HOCl, ClO2), UV-Bestrahlung, Silber, Ozon), Oxidation (Ozon O3, Kaliumpermanganat, Wasserstoffperoxid, Sauerstoff, Hybrid-Oxidationsprozesse, intensivierte Oxidationsprozesse),
Nachweisreaktionen von Oxidationsmitteln (O3, H2O2, Cl2), Wasserinhaltsstoffe und deren Wechselwirkungen
bei den Aufbereitungsschritten, Vorstellung ausgewählter Verfahren, Diskussion der angewendeten Verfahren
mit Vor- und Nachteilen.
MEMBRANVERFAHREN
Dozenten:
Semester:
22605
Prof. Dr. Harald Horn, Dr. Florencia Saravia
WS
2V + 0U
4
INHALT:
Theoretische Grundlagen und Anwendung von Membranverfahren (Umkehrosmose, Nanofiltration,
Ultrafiltration, Mikrofiltration, Dialyse, Elektrodialyse, Diafiltration, Pervaporation, Gasseparation),
Membranherstellung
und
Membraneigenschaften,
Membrankonfiguration
und
Membranmodule,
Anlagenaufbau, Membrananlagen in der Praxis, Exkursionen.
- 42 -
GRUNDLAGEN DER ABWASSERREINIGUNG
Dozentin:
Semester:
22618
Dr. Susanne Lackner
SS
2V + 0U
4
INHALT:
Historischer Überblick, Abwasserarten und Abwasserinhaltsstoffe, Abwasserdefinition und Gesetzgebung,
Abwasseranalytik und -charakterisierung, Mechanische Abwasserreinigung (Rechen- und Siebanlagen,
Sedimentation), Grundlagen biologischer Prozesse, biologische Abwasserreinigung (das Belebungsverfahren,
Verfahren zur C, N und P-Elimination, Belüftung), Biofilmverfahren (Grundlagen zu Biofilmen, Tropfkörper,
Schwebebettverfahren, u.a.), Sonderverfahren (Membranverfahren u.a.), anaerobe Verfahren (Behandlung
und Entsorgung von Klärschlamm, industrielle Anwendungen), Prozesssteuerung.
NATURWISSENSCHAFTLICHE GRUNDLAGEN DER W ASSERBEURTEILUNG
Dozentin:
Semester:
22603, 22604
Dr. Gudrun Abbt-Braun
WS
2V + 1Ü
6
INHALT:
Wasserarten, Wasserrecht, Grundbegriffe der wasserchemischen Analytik, Analysenqualität, Probenahme,
Schnellteste, Allgemeine Untersuchungen, elektrochemische Verfahren, Optische Charakterisierung, Trübung,
Färbung, SAK, Säure-Base-Titrationen, Abdampf- /Glührückstand, Hauptinhaltstoffe, Ionenchromatographie,
Titrationen (Komplexometrie), Atomabsorptionsspektrometrie, Schwermetelle und organische Spurenstoffe
und ihre analytische Bestimmung, Wasserspezifische summarische Kenngrößen, Radioaktivität,
Mikrobiologie.
REAKTIONEN AQUATISCHER HUMINSTOFFE
Dozentin:
Semester:
22615
Dr. Gudrun Abbt-Braun
SS
1V + 0U
2
INHALT:
Vorkommen, Definitionen, Genese, Strukturmodelle, Isolierung, Charakterisierungsverfahren, Wechselwirkung
mit anderen anorganischen und organischen Wasserinhaltsstoffen, Umsetzungen im Gewässer, Reaktionen
bei der Wasseraufbereitung.
- 43 -
PRAKTIKUM W ASSERTECHNOLOGIE UND WASSERBEURTEILUNG
Dozenten:
Semester:
22664
Prof. Dr. Harald Horn, Dr. Gudrun Abbt-Braun
WS, SS
2P
4
INHALT:
Wassertechnologische und wasserchemische Versuche aus folgender Auswahl: Kalklöseversuch,
Atomabsorptionsspektrometrie,
Flockung,
Ionenchromatographie,
Adsorption
an
Aktivkohle,
Flüssigkeitschromatographie, Photochemische Oxidation, Summenparameter, Vortrag
ABWASSERENTSORGUNG UND TRINKWASSERVERSORGUNG
(EXKURSION MIT EXKURSIONSEINFÜHRUNG)
Dozenten:
Semester:
226609
Prof. Dr. Harald Horn, Dr. Gudrun Abbt-Braun
SS
1V + 0U
2
INHALT:
Abwasserentsorgung: Abwasseranfall, Abwasserinhaltsstoffe, Entwicklung der Abwasserbehandlung,
Abwasserbehandlungsanlagen,
Schlammbehandlung
und
-entsorgung;
Trinkwasserversorgung,
Trinkwasserbedarf, Aufbereitung von Rheinwasser, Gewässerschutz und Trinkwasserversorgung;
Exkursionen zu industriellen und kommunalen Anlagen und Betrieben.
Weitere Informationen: http://wasserchemie.ebi.kit.edu/289.php
- 44 -

Liste der Inhalte der Vertiefungsfaecher - CIW/VT

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