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TU-Clausthal Institut für Thermische Verfahrens- und Prozesstechnik

Prozessintensivierung

Veröffentlichungen ITVP

Schwerpunkt ist die Entwicklung und Optimierung von Auslegungsmethoden zur Prozessintensivierung. Dabei sind sowohl neuartige Konzepte und ihr Einsatz zur Prozessintegration als auch der Prozessverstärkung gefragt. Es werden Modellierungshandwerkzeuge zur Auslegung von Hybriden-Trennprozessen im Bereich der Prozessintegration und der Entwicklung von Mikrosystembauteilen im Bereich der Prozessverstärkung weiterentwickelt.

Die Entwicklung von Bauteilen der Mikro-Systemtechnik zielt zunächst auf Verdampfung, Kondensation, Rektifikation und Flüssig-Flüssig-Extraktion ab. Für Kristallisation und Chromatographie/Adsorption liegen erste Ideen vor. Es können CFD-Simulationen durchgeführt und deren Ergebnisse zur Bauteilkonstruktion in CAD und anschließend mit CNC gefertigt werden. Diese Prototypen werden im Labor fluiddynamisch und hinsichtlich ihrer Trennleistung charakterisiert.

Sobald eine Grundoperation leistungsfähig ist, können die Wechselwirkungen mit anderen Grundoperationen untersucht und optimiert werden.

Die Nutzung von Mikroreffekten im Bereich der Mikrosystemtechnik und smart-factory Konzepten zur Verstärkung des Stoffaustausches ist noch ein weitgehend unbearbeitetes Gebiet. Es birgt jedoch großes Potential und stellt daher am Institut einen Schwerpunkt der Prozessverstärkung dar.

Eine farbcodierte Visualisierung von Geschwindigkeitsvektoren in einer Simulation. Die Grafik zeigt die Strömungsgeschwindigkeit (m/s) um kreisförmige Hindernisse, dargestellt in verschiedenen Farben von Blau (niedrig) bis Rot (hoch). Links befindet sich eine Farbskala, und am unteren Rand sind die Simulationsoftware und das Datum angegeben.

Forschungsprojekte:

Entwicklung von Auslegungsmethoden zur Prozessentwicklung der Thermischen Trenntechnik und des Downstream Processings

Ein neues Themengebiet des ITVP ist die Entwicklung von Auslegungsmethoden für die zielgerichtete Prozessführung, wie der Molekülgruppen, Isomere, Enantiomere, Diastereomere, SunFuels, Phytoextrakte, Plant Made Pharmaceuticals, Peptide, Proteine, monoklonale Antikörper.

Wachsender wirtschaftlicher Druck und zunehmende Limitierungen der Gesundheitssysteme erfordern weitgehende Prozessverbesserungen. Ziel der Arbeit ist, neuartige eziente Designmethoden, Prozesse und Apparatekonzepte zu entwickeln, die es erlauben, neue Produkte eektiv zu produzieren und bestehende Optimierungspotentiale der Produktion von synthetischen und biotechnologischen Pharmazeutika und Feinchemikalien zu realisieren.


Das Interessenfeld ist wie folgt untergliedert:

  1. Auslegung, Aufbau und Inbetriebnahme
    1. einer Mini-Plant Versuchsanlage sowie
    2. einer Mikro-Plant Versuchsanlage
  2. Eziente Methoden zur Prozessentwicklung und -intensivierung des Downstream Processing
    1. einer Mini-Plant Versuchsanlage sowie
    2. einer Mikro-Plant Versuchsanlage

Dabei sollen alle notwendigen Grundoperationen der Thermischen Trenntechnik und des Downstream Processings, wie Feststo-Extraktion, Flüssig-Flüssig-Extraktion, Destillation, Adsorption, Chromatographie, Ionenaustausch, selektive und UF/DF-Membranen sowie Kristallisation/Fällung mit Filtration und Trocknung/Lyophilisation untersucht werden.

Mini- und Mikro-Plant Versuchsanlagen für die einzelnen Grundoperationen müssen ausgelegt, gefertigt, vermessen und modelliert werden. Bestehende industrielle Kontakte/Kooperationen auf verschiedenen Fachgebieten ermöglichen eine interdisziplinäre Zusammenarbeit.

Ansprechpartner:  Sekretariat ITVP