TU BRAUNSCHWEIG

 Studentische Arbeiten

Das ICTV bietet stets neue und spannende Themen für Abschlussarbeiten im Rahmen der aktuellen Forschungsprojekte an. Um schnell einen Überblick der jeweiligen Schwerpunkte zu bekommen, erfolgt eine Zuordnung der Arbeiten zu den Arbeitsgruppen:

  Fouling und Reinigung
  Pharmazeutische und Biotechnologische Prozesse
  Nachhaltige Produktionskonzepte
  Innovative Apparate- und Anlagentechnik
  Pharmazeutisch-Chemische Reaktionstechnik
  Sonstiges

Nähere Informationen zu den Themen und auch den jeweiligen Ansprechpartner findet Ihr durch einen Klick auf die Überschriften. Einen kompakten Leitfaden für die Anfertigung einer Forschungsarbeit gibt es hier.

 

Aktuelle studentische Arbeiten

Entwicklung einer Regelungsmethodik für eine kontinuierlichen Produktionsanlage

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: Nach Absprache, ab sofort möglich
Betreuer: Natalie Schwerdtfeger
Forschungsgebiet: Nachhaltige Produktionskonzepte
Ausschreibung: PDF-Ansicht
 
Beschreibung:

Viele Produkte der spezialchemischen und pharmazeutischen Produktion werden diskontinuierlich oder semi-kontinuierlich hergestellt. Dies ist oft mit einem hohen Einsatz an Personal, Energie sowie Reinigungsmitteln verbunden. Im Verbundprojekt Mi²Pro „Skalierbare Milli- und Mikroproduktionstechnik zur energieeffizienten, kontinuierlichen Fertigung in der Prozessindustrie“ soll in Zusammenarbeit mit der Firma Auro Pflanzenchemie AG ein Batch-Prozess zur Herstellung von Lacken und Lasuren auf eine kontinuierliche Betriebsweise umgestellt werden.

Ziel dieser Arbeit ist die Ausarbeitung eines Regelungskonzepts der neuen kontinuierlichen Produktionsanlage. Geeignete Regelungsverfahren werden in einer Literaturrecherche ermittelt. Anschließend folgt das Erstellen und Erproben einer geeigneten Regelung an der kontinuierlichen Laboranlage. Diese Arbeit richtet sich an Studierende der Studiengänge Bio-/ Chemieingenieurwesens, des Maschinenbaus, der Energie- und Verfahrenstechnik oder ähnlichen Vertiefungen mit Interesse an Regelungstechnik.

Inbetriebnahme einer kontinuierlichen Anlage zur Herstellung von Lacken und Lasuren

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: Nach Absprache, ab sofort möglich
Betreuer: Natalie Schwerdtfeger
Forschungsgebiet: Nachhaltige Produktionskonzepte
Ausschreibung: PDF-Ansicht
 
Beschreibung:

Viele Produkte der spezialchemischen und pharmazeutischen Produktion werden diskontinuierlich oder semi-kontinuierlich hergestellt. Dies ist oft mit einem hohen Einsatz an Personal, Energie sowie Reinigungsmitteln verbunden. Im Verbundprojekt Mi²Pro „Skalierbare Milli- und Mikroproduktionstechnik zur energieeffizienten, kontinuierlichen Fertigung in der Prozessindustrie“ soll in Zusammenarbeit mit der Firma Auro Pflanzenchemie AG ein Batch-Prozess zur Herstellung von Lacken und Lasuren auf eine kontinuierliche Betriebsweise umgestellt werden.

Ziel dieser Arbeit soll die Inbetriebnahme der Anlage sein. Dazu zählen das Erproben und Kombinieren der einzelnen Anlagenmodule und die Ausarbeitung erster Produktwechsel- und Reinigungsstrategien. Diese Arbeit richtet sich an Studierende der Studiengänge Pharma-, Bio-/ Chemieingenieurwesens, des Maschinenbaus, der Energie- und Verfahrenstechnik oder ähnlichen Vertiefungen.

Erweiterung einer Reinigungsanlage durch Messtechnik zur Untersuchung von Reinigungsmechanismen

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: nach Absprache, ab Februar/März 2019
Betreuer: Hanna Wiese
Forschungsgebiet: Reinigung
Ausschreibung: PDF-Ansicht
 
Beschreibung:

Um Reinigungsprozesse lebensmittelproduzierender Anlagen gezielt an gegebene Verschmutzungen anpassen zu können ist ein vertieftes Verständnis der vorherrschenden Reinigungsmechanismen nötig.

Um diese untersuchen zu können, soll im Rahmen dieser Arbeit eine inline FDG-Apparatur in eine bestehende Reinigungsanlage im Labormaßstab integriert werden, um so den Reinigungsfortschritt durch Änderung der Verschmutzungsschichtdicke inline bestimmen zu können. Zusätzlich zur Schichtdicke soll die Anreicherung der Verschmutzung im Reinigungsmedium semi-kontinuierlich at-line erfasst werden. Dazu soll eine Vorrichtung entwickelt und gebaut werden, mit der eine semi-kontinuierliche Probenahme möglich ist.

Nach erfolgreicher Inbetriebnahme soll das Reinigungsverhalten der Modellverschmutzung Molkeprotein-Gel in Abhängigkeit von Temperatur und Konzentration des Reinigungsmediums (NaOH) untersucht werden.

Rheologisches Verhalten einer Modellverschmutzung bei der Reinigung

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort/nach Absprache
Betreuer: Hanna Wiese
Forschungsgebiet: Rheologie, Reinigung
Ausschreibung: PDF-Ansicht
 
Beschreibung:

Rheologische Eigenschaften von Verschmutzungen spielen für die Interaktion von Verschmutzung und Reinigungsfluid eine wichtige Rolle. Ziel dieser Arbeit ist es daher die viskoelastischen Eigenschaften der Modellverschmutzung Molkeproteingel (WPI-Gel) während der Reinigung zu untersuchen und somit die Interaktion zwischen Reinigungsfluid und Modellverschmutzung bzgl. verschiedener rheologischer Größen zu beschreiben.

In Batch-Reinigungsversuchen soll durch die Bestimmung von Schub-, Speicher- und Verlustmodul am oszillierenden Rheometer bei verschiedenen Temperaturen, Konzentrationen und Quellzeiten im Reinigungsmedium die Strukturänderungen der Verschmutzung untersucht werden. Die Ermittlung der Schichtdicke als Bezugsgröße erfolgt mittels Texture Analyzer. Darüber hinaus soll die Gelbildung unter gegebenen Bedingungen untersucht werden um umfassend den Auf- und Abbau der Gelstruktur beschreiben zu können.

Die Versuche können mittels statistischer Versuchsplanung geplant und ggf. ausgewertet werden um den größten Informationsgehalt bei minimiertem experimentellem Aufwand zu ermöglichen.

Methodenentwicklung zur Löslichkeitsbestimmung bei Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab Januar 2019
Betreuer: Tobias Sauk
Forschungsgebiet: Pharmaverfahrenstechnik
 
Beschreibung:

Die Löslichkeit stellt für verfahrenstechnische Prozesse wie der Kristallisation und Extraktion eine entscheidende Größe dar. Darüber hinaus hat die Verfügbarkeit der Reaktanden in der Lösung und damit deren Löslichkeit auch bei chemischen Reaktionen einen maßgeblichen Einfluss. Betrachtet man nun kontinuierliche Verfahren, im speziellen chemische Reaktionsprozesse, wird die Löslichkeit noch bedeutsamer. Hier kann ein mangelndes Verständnis über die Löslichkeit zu Verblockungen und nur geringer Produktivität führen.

Das Ziel der Arbeit soll die Entwicklung von Methoden sein, um vor allem bei schwer oder nur moderat löslichen Substanzen die Löslichkeit zu bestimmen. Große Herausforderungen sind dabei allem voran die Probenentnahme und Vermessung der Proben bei Temperaturen weit oberhalb der Raumtemperatur. Die Durchführung erfolgt am Beispiel einer Auswahl an Substanzen und Lösungsmitteln sollen die Löslichkeiten bestimmt werden. Die Arbeit umfasst sowohl die Recherche zu etablierten Methoden als auch umfassende praktische Versuche zur Löslichkeitsbestimmung.

Die Arbeit richtet sich an Studenten des Bio-/Chemie- und Pharmaingenieurwesens sowie der Biotechnologie oder verwandten Studiengängen. Der Arbeitsumfang kann angepasst werden (Bachelorarbeit, Studienarbeit, Forschungspraktikum).

Kontinuierliche Synthese in einem Festbettreaktor

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Tobias Sauk
Forschungsgebiet: Pharmaverfahrenstechnik
 
Beschreibung:

Diazole sind eine Stoffklasse mit vielfältigen Anwendungsgebieten. Ein Bereich mit aktuell hohem Interesse ist die Verwendung von Diazoliumsalzen als Liganden für die metallorganische Wirkstoffentwicklung (Krebstherapie,uvm.). Die Synthese dieser Diazoliumsalze, ausgehend von Diazolen, erfolgte bisher anhand einer Synthese mit Alkylhaliden und einer festen Base in Rundkolben. Nun wird der Sprung in eine kontinuierliche Prozessführung vollzogen, wobei die feste Base als Füllung einer Säule vorliegt und somit einen Festbettreaktor darstellt.

Im Rahmen dieser Arbeit soll anhand zwei Modellreaktionen die Synthese von Diazoliumsalzen in einem Festbettreaktor optimiert werden. Die Optimierung erfolgt anhand einer geschickten Variation von Temperatur, Volumenstrom und Packungsdichte. Das Zielt ist dabei ein vollständiger Umsatz der Edukte und gleichzeitig eine hohe Raum-Zeit-Ausbeute.

Die Arbeit richtet sich an Studierende des Bio-/Chemie- und Pharmaingenieurwesens sowie der Biotechnologie oder verwandten Studiengängen. Der Arbeitsumfang kann angepasst werden (Bachelorarbeit, Studienarbeit, Masterarbeit).

Experimentelle Bestimmung des thermischen Foulingwiderstands beim Partikelfouling

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: Anfang 2019
Betreuer: Hannes Deponte
Forschungsgebiet: Fouling
Ausschreibung:

PDF-Ansicht

 
Beschreibung:

Mit der Strukturierung der Oberfläche eines Wäremeübertragers wird auch die Ablagerung von suspendierten Partikeln aus dem Fluid begünstigt. Durch die unerwünschte Ablagerung der im jeweiligen Fluid transportierten Partikeln (z.B. Sand-, Schlamm- oder Rostpartikel) vermindert sich der Wärmedurchgang und somit wird die Effizienz des Wärmeübertragers verringert. Zur Bewertung der Effizienzverminderung kann der thermische oder massebezogene Foulingwiderstand herangezogen werden.

Das Ziel dieser Arbeit ist die experimentelle Bestimmung der thermischen Foulingwiderstände beim Partikelfouling auf Dellenoberflächen im Strömungskanal. Dabei soll der Einfluss der Prozessparamter in den unterschiedlichen Foulingphasen untersucht werden. Weiterhin sollen die erzielten Ergebnisse mit den massebezogenen Foulingwiderständen verglichen werden. Der Selbstreinigungseffekt der Dellen soll anhand dieser Messungen für die einzelne Delle sowie der Dellenreihe belegt werden. Für die Untersuchungen soll die neu installierte fluidische Beheizung des Strömungskanals in Betrieb genommen werden.

Untersuchung des Ablagerungsverhaltens von Partikeln in Dellenstrukturen

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: nach Absprache
Betreuer: Hannes Deponte
Forschungsgebiet: Fouling
Ausschreibung:

PDF-Ansicht

 
Beschreibung:

Eine Möglichkeit der Effizienzsteigerung bei der Übertragung thermischer Energie in Wärmeübertragern stelle das Einbringen von Strukturierungen, wie z. B. Dellen oder Rippen, auf der wärmeübertragenden Oberfläche dar. Mit der Strukturierung wird potentiell allerdings auch die Ablagerung von suspendierten Partikeln, wie z. B. Sand, Schlamm oder Korrosionsprodukte, aus dem Fluid begünstigt. Das sogenannte Partikelfouling ist eine der häufigsten Ursachen für Belagbildungsprobleme in Wärmeübertragern.

Das Ziel dieser Arbeit ist die experimentelle Untersuchung des Partikelfoulings auf Dellenoberflächen. Die bereits erzielten Ergebnisse sollen mit Untersuchungen in der Kavität der Dellen erweitert werden. Dazu muss die entwickelte Analytik entsprechend angepasst werden.

Kontinuierliche Herstellung von pharmazeutischen Wirkstoffen in Mikroreaktoren

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Moritz Rehbein
Forschungsgebiet: Pharmaverfahrenstechnik
 
Beschreibung:

Potentielle Wirkstoffe aus der Molekülklasse der Paullone sind Untersuchungsgegenstand am neuen Zentrum für Pharmaverfahrenstechnik (PVZ) der TU Braunschweig. Viele der 300 bis heute untersuchten Paullone weisen interessante, pharmazeutisch relevante Eigenschaften auf. Traditionell erfolgt die Herstellung von solchen Wirkstoffen absatzweise in sogenannten Batch-Kampagnen. Der Trend in der pharmazeutischen Forschung und Produktion geht allerdings dahin, innovative, kontinuierliche Herstellungsprozesse in Mikroreaktoren zu etablieren, da diese oftmals ressourcenschonender arbeiten, exzellente Massen- und Wärmeübertragungseigenschaften aufweisen und somit eine hervorragende Prozesskontrolle bieten.

Im Rahmen dieser Arbeit soll nun untersucht werden, inwieweit sich verschiedene relevante Paullone mithilfe eines kontinuierlichen Mikroreaktors herstellen lassen. Ein solches, kontinuierliches Prozesskonzept besteht aus Pumpen, Mischern, Verweilzeitstrecken und Katalysatorpackung. Basierend auf einer vorangegangenen Arbeit soll der Reaktoraufbau verbessert und der Einfluss verschiedener Prozessparameter (etwa Temperatur, Verweilzeit, Eduktverhältnis, Konzentration etc.) auf die Produktbildung und -reinheit untersucht werden.

Die Arbeit richtet sich an Studierende des Bio-/Chemie- und Pharmaingenieurwesens sowie der Biotechnologie, Chemie oder verwandter Studiengänge. Der Arbeitsumfang kann an die Art der Arbeit (Bachelor-, Studien-, Masterarbeit) angepasst werden.

Kontinuierliche Destillation von Mehrkomponentengemischen der Spezialchemie durch Dünnschicht- und Kurzwegverdampfung

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Stefan Jahnke
Forschungsgebiet: Verdampfung sowie Verfahrens- und Prozessentwicklung
 
Beschreibung:

Im Rahmen des industriegebundenen Forschungsprojekts Mi²Pro werden Batchprozesse hinsichtlich ihrer Umstellung auf eine kontinuierliche und nachhaltige Prozessführung in der Chemieindustrie untersucht. Ein Teilaufgabe sieht dabei vor, ein Mehrkomponentengemisch mit einem mittelsiedenden Wertprodukt aus einer gekoppelten Dünnschicht- und Kurzwegverdampferstufe kontinuierlich abzudestillieren. Allgemein eignen sich diese beiden Verdampfertypen hervorragend zur Auftrennung thermisch sensibler sowie viskoser Medien. In ihnen sind Prozessdrücke ≤ 1 mbar abs realisierbar. Dadurch lässt sich die Siedetemperatur unter die thermische Zersetzungstemperatur absenken und eine produktschonende Verdampfung durchführen. Aufgrund der komplexen apparativen, betrieblichen sowie stofflichen Abhängigkeiten bei der Dünnschicht- und Kurzwegverdampfung sind experimentelle Untersuchungen erforderlich.

Die Arbeit umfasst folgende Schwerpunkte:

  • Durchführung von Verdampfungsversuchen von Mehrkomponentengemischen an einer vollautomatisierten Dünnschicht- und Kurzwegverdampferanlage im Labormaßstab
  • Variation von Prozessparametern wie Prozessdruck, Heizmanteltemperatur, Wischerdrehzahl und Feedbelastung
  • Aufstellen von Massen- und Energiebilanzen
  • Analytische Bestimmung von Ausbeuten und Reinheiten bei den gewählten Prozessbedingungen

Die Arbeit richtet sich an alle Studierende der Ingenieurwissenschaften wie MB(EVT), BCPI o.ä., die Interesse an experimentellen Untersuchungen mit direktem Bezug zur Industrie haben.

Prozesssimulation in ChemCAD (Rektifikation)

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort/nach Vereinbarung
Betreuer: Sven Gutperl
Forschungsgebiet: Stofftrennung, Laboranalytik, Rektifikation, Simulation
Ausschreibung:

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Beschreibung:

Als Zugpferd der thermischen Verfahrenstechnik kann die Rektifikation in den gängigen Prozesssimulatoren (ChemCAD, Aspen Plus …) im allgemeinen sehr gut abgebildet werden, sodass praktisch jeder Rektifikationsprozess im Zuge der Apparate- und Anlagenauslegung auf Grundlage von Simulationen entwickelt und nur noch sporadisch unter Zuhilfenahme experimenteller Untersuchungen ausgelegt wird.

Zur Untersuchung der erreichbaren Trennleistung für solche Trennaufgaben steht im Institut eine Versuchsanlage zur Verfügung, dessen Betrieb durch entsprechende Prozesssimulationen unterstützt werden soll. Ziel dieser Arbeit soll daher zunächst sein, den apparativ umgesetzten Prozess in ChemCAD abzubilden und bereits untersuchte Betriebspunkte nachzubilden. Auf dieser Grundlagen sollen daraufhin aussagekräftige Betriebspunkte vorausberechnet und damit der zu untersuchende Versuchsraum eingeschränkt werden.

Neuartige Stoffsysteme für eine energie-und ressourceneffizientere Stofftrennung

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort/nach Vereinbarung
Betreuer: Sven Gutperl
Forschungsgebiet: Stofftrennung, Laboranalytik, Rektifikation, Simulation
Ausschreibung:

PDF-Ansicht

 
Beschreibung:

Für eine energie- und ressourceneffiziente Auslegung von Trennapparaten sowie zur Auswahl geeigneter Apparatetypen und der verwendeten Einbauten sind Kenntnisse über die erreichbare Trennleistung von grundlegender Bedeutung. Je nach Trennverfahren und Apparatetyp sind unterschiedliche Auslegungs- und Berechnungsmethoden bekannt, welche im Wesentlichen auf eine Abschätzung des erreichbaren Stoffübergangs abzielen. In einigen Fällen, wie etwa der Trennung viskoser Stoffgemische, führen die bekannten Modelle jedoch zu fehlerhaften Ergebnissen und die tatsächlich erzielbare Stofftrennung liegt weit unterhalb des abgeschätzten Werts, sodass hierfür insb. mit Blick auf die Energie- und Ressourceneffizienz neue Modellgleichungen für die Apparateauslegung erforderlich werden.

Die Trennleistung kann zum einen über bekannte Modellgleichungen unter Berücksichtigung von Gemisch- und Apparateeigenschaften vorausberechnet oder experimentell bestimmt werden. Zur experimentellen Bestimmung kommen vor allem niedrig-viskose Stoffgemische zum Einsatz. Die Modelle sind also nicht auf die Trennung höher-viskoser Gemische, welche in realen Prozessen den weitaus größeren Anteil der Trennaufgaben ausmachen, übertragbar. Die standardisierten Stoffgemische sind für entsprechende Trennleistungsmessungen ungeeignet.

Für eine verbesserte Apparate- und Prozessauslegung gilt es im Zuge verschiedener Arbeiten daher, geeignete Stoffgemische zu entwickeln und mit anschließenden Trennleistungsmessungen zu erproben.

Bestimmung von Reaktions- und Abtragsraten

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab September
Betreuer: Lukas Schnöing
Forschungsgebiet: Fouling
Ausschreibung:

PDF-Ansicht

 
Beschreibung:

Das Ablagerungsverhalten von Milch unterliegt verschiedenen Mechanismen. Bedingt durch die unterschiedlichen Komponenten, die in der Milch enthalten sind, bestehen komplexe Wechselwirkungen zwischen zum Beispiel Proteinen und Salzen. Abhängig von der Temperatur und der durch eine Strömung wirkende Scherkraft ergeben sich unterschiedliche Raten der Ablagerungsbildung und des Abtrags. Diese bedingen die absolute Schichtdicke in einem Strömungskanal und führen in Wärmeübertrager zu einer Beeinträchtigung der Wärmeübertragung und erhöhen den Druckverlust.

In dieser Arbeit sollen verschiedene Experimente in einem laminar betriebenen Strömungskanal designt und durchgeführt werden um die temperaturabhängige Belagbildung und die scherkraftabhängige Abtragung von Milchablagerungen zu bestimmen.

Die Arbeit richtet sich an Studierende des Pharma-, Bio-/ Chemieingenieurwesens, des Maschinenbaus (Verfahrenstechnik), der Chemie und der Biotechnologie.

Beschreibung der Festigkeitszunahme von Milchablagerungen durch Proteindenaturierung

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Lukas Schnöing
Forschungsgebiet: Fouling
Ausschreibung:

PDF-Ansicht

 
Beschreibung:

Eine besondere Voraussetzung in der Milchindustrie ist die Einhaltung von Hygienestandards. Dies schließt insbesondere die rückstandsfreie Entfernung von Lebensmittelresten bei der Reinigung ein. Für ein erfolgreiches Abreinigen von Milchbestandteilen sollten diese eine möglichst geringe Haftung zur Oberfläche (Adhäsion) und innerhalb des Belags (Kohäsion) aufweisen. Schwerpunkt dieser Arbeit ist deshalb die Untersuchung der Festigkeit und des Haftverhaltens von Milchproteinen und Milchsalzen. Besonderes Augenmerk soll dabei auf den Einfluss der Temperatur und der Zusammensetzung solcher Ablagerungen gelegt werden. Die Erhöhung der Temperatur führt zu einer Zunahme der Festigkeit, da die Proteine denaturieren. Zusätzliche Salze in den Ablagerungsstrukturen komplexieren die Proteine und führen ebenso zu einer Festigkeitserhöhung. Beide Faktoren sollen in dieser Arbeit mit verschiedenen Messgeräten untersucht werden. Der Umfang der Arbeit (Bachelor- und Studienarbeit oder Forschungspraktikum) kann der erforderlichen Leistungspunktzahl entsprechend angepasst werden. Für weitere Informationen zu dieser studentischen Arbeit melde dich bitte bei Lukas Schnöing (l.schnoeing@tu-bs.de oder 0531/391-2786)

Auswirkungen der Strukturveränderung von Lebensmitteablagerungen

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab Oktober
Betreuer: Lukas Schnöing
Forschungsgebiet: Fouling
Ausschreibung:

PDF-Ansicht

 
Beschreibung:

Die Bildung unerwünschter Ablagerungen (Fouling) bestehend aus komplexen Lebensmittelbestandteilen unterliegt neben einer Ablagerungsbildung und einem strömungsbedingten Abtrag in verfahrenstechnischen Apparaten auch einer Alterung. Dabei handelt es sich um Veränderungen in der kristallinen oder chemischen Struktur aufgrund einer zunehmenden Wandtemperatur in Wärmeübertrager. Diese Veränderungen führen beispielsweise durch denaturierenden Proteine zu einer Verschlechterung der Wärmeleitung durch die Ablagerungsschicht. Solche Alterungsmechanismen sollen in einer Studien- oder Masterarbeit näher betrachtet werden. Erster Teil dieser Arbeit ist die Durchführung verschiedener Strömungskanalversuche in denen Milchablagerungen erzeugt und hinsichtlich der Schichtdicke mit einem Digitalmikroskop vermessen werden. Daraufhin soll die zeitliche und lokale Veränderung der Wärmeleitfähigkeit in der Verschmutzungsschicht mit bekannten Modellen beschrieben werden. Hast du Interesse Experimente zu entwickeln und durchzuführen um diese anschließend in eine Modellierung einfließen zu lassen, dann melde dich bei Lukas Schnöing (l.schnoeing@tu-bs.de oder 0531/391-2786).

Reinigung von Membranfouling bei der Trinkwasseraufbereitung

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Nathalie Gottschalk
Forschungsgebiet: Membranfouling und -reinigung
Ausschreibung:

PDF-Ansicht

 
Beschreibung:

Das von der EU geförderte Projekt POMACEA beschäftigt sich mit Membranverfahren zur Trinkwasseraufbereitung in Indien. Dabei werden mit internationalen Partnern unter anderem Konzepte zur effizienten Reinigung der Membranen entwickelt. Die Forschung am ICTV wird sich hierbei auf die Reinigung mineralischer und partikulärer Ablagerungen mittels pulsierender Strömungen konzentrieren. Durch die Überlagerung der stationären mit einer oszillierenden Strömung kommt es dabei zu hohen Wandschubspannung und teilweise sogar zur Strömungsumkehr an der Membran.

Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Reinigung von Membranfouling mittels pulsierender Strömungen. Dazu müssen zunächst definierte Foulingschichten mit einem Modellrohwasser auf den Membranen hergestellt werden. Bei der anschließenden Reinigung werden die Prozessparameter mittlere Strömungs-geschwindigkeit, Welligkeit und Reinigungszeit variiert. Die Quantifizierung des Reinigungserfolgs soll anhand von Analytik des Spülwassers (z.B. TOC, SAC und Leitfähigkeit) und der gereinigten Membranen (z.B. EDX) erfolgen, sowie durch Bestimmung des Permeatflux durch die gereinigten Membranen.

Die Arbeit richtet sich an Studierende des Pharma-, Bio-/ Chemieingenieurwesens, des Maschinenbaus (Verfahrenstechnik), des Umweltingenieurwesens, der Chemie und der Biotechnologie.

Naturumlaufverdampfung mithilfe von hiTRAN®-Elementen

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Yan Lu
Forschungsgebiet: Naturumlaufverdampfung mithilfe von hiTRAN®-Elementen
Ausschreibung:

PDF-Ansicht

 
Beschreibung:

Naturumlaufverdampfer zeichnen sich durch einen sehr guten Wärmeübergang, einen einfachen Aufbau, sowie einen pumpenlosen Betrieb aus. Der Umlauf stellt sich aufgrund der Dichtedifferenz zwischen dem flüssigen Einlauf und dem Dampf-Flüssigkeits-Gemisch im Verdampferrohr ein. Die enge Kopplung von Fluid- und Thermodynamik schränkt jedoch die Einsatzbereiche von Naturumlaufverdampfern ein, da der Umlauf stark von den Betriebsbedingungen wie Betriebsdruck, Flüssigkeitsstand und treibender Temperaturdifferenz zwischen der Heiz- und Verdampfungsseite beeinflusst wird. Vorarbeiten haben gezeigt, dass mithilfe von Turbulenzpromotoren wie Drahtgestrickeinbauten oder oberflächenstrukturierten Rohren die Einsatzbereiche erweitert werden können.

Im Rahmen dieser Arbeit werden verschiedene hiTRAN®-Elemente zur Untersuchung der Einflüsse von der Schlaufendichte und der Bestückungslänge im Verdampferrohr eingesetzt. Experimente werden in der Nähe der Stabilitätsgrenze des Naturumlaufverdampfers mit Glattrohren durchgeführt, damit mögliche Betriebserweiterungen identifiziert werden können. Weitere Schwerpunkte der Arbeit sind die fluiddynamische und wärmetechnische Auswertung der Experimente sowie der Vergleich mit dem Stand des Wissens.

Diese Studien-/Masterarbeit richtet sich an Studierende des Maschinenbaus/EVT, Bio-/Chemieingenieurwesens, Umweltingenieurswesen oder ähnlichen Fachrichtungen. Ein Beginn ist ab sofort möglich.

Optimierung des Herstellungsprozesses eines Polymers anhand von experimentellen Untersuchungen

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Annika Hohlen
Forschungsgebiet: Fouling
Ausschreibung:

PDF-Ansicht

 
Beschreibung:

Während der Herstellung von Polymeren lagern sich betriebsbedingt vermehrt Polymerrückstände auf den gekühlten Reaktorwänden ab, wodurch die Abfuhr der Reaktionswärme verschlechtert wird. Um diesem entgegen zu wirken, muss die Kühlleistung erhöht werden, was wiederum zu erhöhten Energiekosten führt. Ein neuartiger Ansatzpunkt zur Verringerung dieser Ablagerungen ist der Einsatz von modifizierten Oberflächen, sogenannten Diamond Like Carbon (DLC) Beschichtungen. Damit diese Beschichtungen industriellen Einsatz finden können, muss deren Funktionalität zunächst im Labor erprobt werden. Daher soll im Rahmen einer studentischen Arbeit der Einfluss von verschiedenen DLC-Oberflächen auf das Ablagerungsverhalten einer reagierenden Polymerreaktion untersucht werden. Des Weiteren soll auch der Einfluss der abgeführten Wärme, sowie des Strömungsgeschwindigkeit untersucht werden.

Bestandteil der Arbeit ist zum einen die Durchführung einer Polymersynthese zum anderen die Quantifizierung der Polymerablagerung. Die Quantifizierung der Polymerablagerung erfolgt u.a. optisch mit einem Digitalmikroskop sowie über den Massenzuwachs. Die Arbeit richtet sich an Studierende des Pharma-, Bio-/ Chemieingenieurwesens, der Biotechnologie und der Chemie.

Wirkstofffreisetzung aus Hydrogelen

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab April 2018
Betreuer: Dr. Julia Großeheilmann, Andra Mildner
Forschungsgebiet: Bio-, Chemie- und Pharmaverfahrenstechnik
 
Beschreibung:

Der Bedarf an nachhaltigen, leistungsfähigen und zuverlässigen Methoden zur kontrollierten Freisetzung von Arzneistoffen aus Arzneiformen wächst kontinuierlich. Für diese anspruchsvolle Aufgabenstellung sind verschiedene Lösungsansätze bereits bekannt, wozu auch der Einschluss von Arzneistoffen in Hydrogele gehört. Solche innovativen Systeme ermöglichen die „intelligente“ Abgabe von bioaktiven Molekülen aus Medikamenten. Nachteile bereits existierender intelligenter Hydrogele bestehen in geringer mechanischer Stabilität, begrenztem und nicht vollständig reversiblem Quellvermögen und träge Antwort auf externe Stimuli.

Um diese Eigenschaften zu verbessern, sollen im Rahmen des Projekts neuartige Hydrogele synthetisiert, chemisch modifiziert und als Wirkstoffträger optimiert werden. Das Ziel ist es dabei, Arzneistoffe aus Hydrogelen über einen definierten Zeitraum und an einem bestimmten Ort gezielt freizusetzen, um so die Wirkdauer zu steuern und unerwünschte Wirkungen abseits des Wirkorts zu minimieren. Zunächst soll über die Quellungseigenschaft der Hydrogele eine diffusionsgesteuerte oder chemisch kontrollierte Freisetzung am Beispiel von Modellsubstanzen untersucht werden.

Die Arbeit richtet sich an alle Studierenden der Fachrichtung Pharma-, Bio- und Chemieingenieurwesens, Biotechnologie, Chemie sowie Maschinenbau (Verfahrenstechnik.

Fließbildsimulation zur Eindampfung von lösemittelhaltigen Produktströmen

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Stefan Jahnke
Forschungsgebiet: Verdampfung und Simulation (ChemCad)
Ausschreibung: PDF-Ansicht
 
Beschreibung:

Ein häufiges Einsatzgebiet von Verdampfern ist die Abtrennung von Lösemitteln aus einem Produktstrom. Der zugeführte Produktstrom (Feed) trennt sich dabei in ein lösemittelreiches Destillat und einen produktreichen Sumpf auf. Die genaue Zusammensetzungen dieser beiden Austragsströme ist dabei von verschiedenen Faktoren wie Prozessdruck, zugeführter Wärmemenge, Feedmassenstrom oder Startzusammensetzung abhängig. Um diese grundlegenden Vorgänge zu charakterisieren soll im Rahmen einer Fließbildsimulation in ChemCad ein einstufiger Verdampfer entwickelt werden. Darauf aufbauend sollen Sensitivitätsanalysen zeigen, in welche Richtungen sich die Zusammensetzungen der Austragsströme bei sich ändernden Betriebs- und Prozessbedingungen verschieben.

Diese Bachelorarbeit ist eingegliedert in das durch das BMWi geförderte Forschungsprojekt Mi²Pro und richtet sich an Studierende des Maschinenbaus/EVT, BCPI, Umweltingenieurswesen oder ähnlichen Fachrichtungen, die Kenntnisse in ChemCAD sammeln möchten. Ein Beginn ist ab sofort möglich.

Weitere Informationen findest Du im verlinkten PDF.

Untersuchung und Charakterisierung des Foulingverhaltens in Mikrokomponenten

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Christoph Spiegel
Forschungsgebiet: Fouling und Reinigung
Ausschreibung:

PDF-Ansicht

 
Beschreibung:

Eine vielversprechende Möglichkeit zur Gestaltung innovativer, qualitäts-optimierter sowie ressourcenschonender Produktionsprozesse ist die konse-quente Verwendung von Mikroproduktionstechnik. Trotz aller Vorteile, die mit dem Einsatz von Mikrokomponenten in kontinuierlichen Prozessen verbunden sind, existieren eine Reihe von Besonderheiten bezüglich ihres Betriebs, ihres Foulingverhaltens sowie ihrer Reinigung.

Im Rahmen dieser Arbeit sollen daher mithilfe eines Modelstoffsystems erste Foulingschichten erzeugt und generelle Erkenntnisse über den Betrieb dieser Versuchsanlage gewonnen werden. Neben der systematischen Untersuchung von Einflussfaktoren, wie beispielsweise Temperatur und Strömungsge-schwindigkeit, steht die Entwicklung einer geeigneten Methode zur Detektion von Fouling in Mikrokomponenten im Fokus dieser Arbeit.

Diese studentische Arbeit ist in das durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderte Forschungsprojekt Mi²Pro eingegliedert und richtet sich insbesondere an Studierende des Maschinenbaus mit der Vertiefung Verfahrenstechnik, des Bioingenieurwesens oder ähnlichen Fachrichtungen. Die konkrete Aufgabenstellung kann nach Art und Umfang der Studienleistung angepasst werden.

Entwicklung von Cleaning in Place (CIP) Reinigungsstrategien für Mikrokomponenten

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Christoph Spiegel
Forschungsgebiet: Fouling und Reinigung
Ausschreibung:

PDF-Ansicht

 
Beschreibung:

Der Einsatz und das Betriebsverhalten von Mikrokomponenten in kontinuier-lichen Produktionsprozessen ist nach wie vor Gegenstand vieler Forschungs-vorhaben. Trotz der steigenden Verbreitung von Mikroproduktionstechnik insbesondere zur Herstellung von Feinchemikalien sowie speziellen Lebens-mittelprodukten wird die Reinigung von Mikrokomponenten bisher nicht oder nur unzureichend betrachtet.

Ziel dieser Arbeit ist es daher, erste Reinigungsversuche an zuvor erzeugten Foulingschichten in Mikrokomponenten durchzuführen. Neben der Auswahl geeigneter Reinigungsmittel steht die Charakterisierung der Wirkmechanismen sowie des generellen Reinigungserfolges im Fokus. Darüber hinaus sind bereits bekannte CIP-Strategien aus dem Makromaßstab auf ihre Anwendbarkeit im Mirkomaßstab zu überprüfen, so dass erste Reinigungsstrategien speziell für Mikrokomponenten abgeleitet werden können.

Diese studentische Arbeit ist in das durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderte Forschungsprojekt Mi²Pro eingegliedert und richtet sich insbesondere an Studierende des Maschinenbaus mit der Vertiefung Verfahrenstechnik, des Bioingenieurwesens oder ähnlichen Fachrichtungen. Die konkrete Aufgabenstellung kann nach Art und Umfang der Studienleistung angepasst werden.

Reinigungsmechanismen beim Cleaning in Place

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Nathalie Gottschalk
Forschungsgebiet: Fouling und Reinigung
Ausschreibung:

PDF-Ansicht

 
Beschreibung:

Die Reinigung von Produktionsanlagen in der Lebensmittelindustrie spielt aus Gründen der Hygiene, Produktqualität und Wirtschaftlichkeit eine große Rolle und birgt nach wie vor ein erhebliches Optimierungspotenzial. Da in Lebensmittelanlagen häufig verschiedene Materialien (z.B. Rohre aus Edelstahl, Dichtungen aus EPDM, …) eingesetzt werden, ist es wichtig die Reinigbarkeit der unterschiedlichen Materialien zu charakterisieren. Um Ansätze zur Optimierung der Reinigungsprozesse aufzuzeigen, ist zudem eine Modellierung der wirkenden Mechanismen notwendig.

Ziel dieser Arbeit ist die Bestimmung der vorherrschenden Mechanismen bei der Abreinigung eines Modellsystems (z.B. Eigelb). Dazu werden zunächst Reinigungsversuche in einer Reinigungsanlage durchgeführt und dabei u.a. auch die Größe der abgelösten Partikel mittels online Partikelgrößenanalyse erfasst. Durch Variation des Reinigungsmittels (pH, Temperatur & Strömungsgeschwindigkeit) und des Substrats soll anschließend mittels statistischer Versuchsauswer-tung ein Reinigungsmodell entwickelt werden. Dafür wird zwischen gelöster und partikulär abgetragener Verschmutzung unterschieden. Zudem kann der Diffusionskoeffizient der Verschmutzung in das Reini-gungsmittel in einem separaten Versuchsaufbau untersucht werden.

Die Arbeit richtet sich an Studierende des Pharma-, Bio-/ Chemieingenieurwesens, des Maschinenbaus (Verfahrenstechnik), der Chemie und der Biotechnologie.

Kristallisation chemisch-/pharmazeutischer Wertprodukte in einem Rotating Disc Reactor (RDR)

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: nach Absprache
Betreuer: Marius Meise
Forschungsgebiet: Pharmaverfahrenstechnik
Ausschreibung:

PDF-Ansicht

 
Beschreibung:

Bei der Aufarbeitung von chemisch-/pharmazeutischen Wertprodukten dient die Kristallisation neben der Erhöhung der Reinheit, der gezielten Einstellung von Produkteigenschaften wie Kristallgröße, Morphologie, etc. Großtechnisch wird diese Grundoperation in der Regel im Chargenbetrieb in Batch-Reaktoren durchgeführt. Diese weisen bauartbedingt Nachteile wie Temperatur- oder Strömungsgradienten auf. Des Weiteren können die verwendeten Rührorgane zu einer unerwünschten Zerkleinerung des gebildeten Kristallisats führen. Zur Erreichung notwendiger Qualitätskriterien ist daher der Betrieb in ökonomisch oder ökologisch ungünstigen Prozessfenstern nötig. Die Entwicklung neuer Apparatedesigns wird von daher intensiv beforscht.

Im Rahmen dieser Arbeit wird ein neuartiges Reaktordesign, der sogenannte Rotating Disc Reactor (RDR), untersucht. Dieser weist aufgrund einer neuartigen Bauart eine gute Durchmischung ohne Rührorgane oder Einbauten auf und ist somit zur Kristallisation besonders empfindlicher Stoffe geeignet. Anhand verschiedener Modellsysteme sollen Prozessführungskonzepte zur gezielten Einstellung der Größen Ausbeute, Kristallgröße sowie Kristallgrößenverteilung entwickelt werden.

Der Umfang der Arbeit wird der erforderlichen Leistungspunktzahl entsprechend angepasst. Es ist die Möglichkeit gegeben parallel zur Arbeit Lehrveranstaltungen zu besuchen.

Wohin mit den ganzen ausgedienten Getränkeflaschen? Wie kann man den Plastik-Müll in Seen und Meeren noch verwerten?

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Lars Leipert Esther Peschel
Forschungsgebiet: Nachhaltige Produktionskonzepte
Ausschreibung:

PDF-Ansicht

 
Beschreibung:

Diese Fragestellungen werden im Rahmen des Projekts „solvoPET“ bearbeitet. Es soll ein skalierbares, kontinuierliches Solvolyse-Verfahren zur stofflichen Verwertung auch bisher nicht verwertbarer Verbunde aus PET und weiteren Polymeren sowie PET in technischen Anwendungen weiter entwickelt und in einer Technikumsanlage realisiert werden. Es ist das Ziel, sowohl farbige als auch Multilayermaterialien ohne aufwändige Vorsortierung zu verwerten. Das Forschungskonsortium strebt an, die monomeren Bausteine Monoethylenglykol (MEG) und Terephthalsäure (TPA) zu produzieren, die nahtlos in etablierte stoffliche Wertschöpfungsketten eingeschleust werden können. Das Aufgabengebiet umfasst neben der Durchführung von Versuchen und Analysen auch konstruktive Aufgaben.

Dir macht das wissenschaftliche Arbeiten Spaß und möchtest am Forschungsprojekt mitwirken? Dann melde dich bei Esther Peschel (e.peschel@tu-braunschweig.de) 0531 / 391-8581 oder Lars Leipert (l.leipert@tu-braunschweig.de oder 0531/391-2783) Es besteht außerdem die Möglichkeit das Thema im Rahmen einer studentischen Arbeit zu vertiefen.

Tropfenmitriss bei der Entspannungsverdampfung

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab Februar 2018
Betreuer: Katharina Jasch
Forschungsgebiet: Verdampfung und innovative Kolonneneinbauten
 
Beschreibung:

Im Rahmen des industriegebundenen Forschungsprojektes TERESA wird die Tropfenentstehung und der Tropfenmitriss in Trennkolonnen und Verdampfern untersucht. Ziel ist es, Parameter zu identifizieren, die eine starke Tropfenbildung verursachen, sowie Maßnahmen zur Reduzierung und Handhabung dieser aufzuzeigen.

Bei der Entspannungsverdampfung ist die Gefahr der Bildung vieler und kleiner Tropfen aufgrund der schlagartigen Druckreduktion besonders groß. Im ICTV werden daher betriebliche, apparative und stoffliche Parameter in einem Entspannungsverdampfer im Technikumsmaßstab variiert, um die Auswirkungen im Hinblick auf Tropfenentstehung und–mitriss zu analysieren. Darüber hinaus werden in Zusammenarbeit mit Industriepartnern u.a. neue Einbauten entwickelt und deren Abscheideeffizienz im Verdampfung bestimmt.

Die Arbeit kann folgende Punkte umfassen:

  • Durchführung von Verdampfungsversuchen bei verschiedenen Prozessparametern wie Gasbelastung oder Druckdifferenz
  • Durchführung von Verdampfungsversuchen mit verschiedenen Stoffsystemen zur Untersuchung des Tropfenmitrisses bei veränderter Viskosität und Oberflächenspannung
  • Aufstellen von Massen- und Energiebilanzen

Die Arbeit richtet sich an alle Studierenden der Ingenieurwissenschaften, die Interesse an experimentellen Untersuchungen mit direktem Bezug zur Industrie haben und Erfahrungen im Bereich Anlagenbetrieb und Messtechnik sammeln wollen.

Vermessung von Blasenströmungen

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab Februar 2018
Betreuer: Katharina Jasch
Forschungsgebiet: Blasenströmung und Messtechnik
 
Beschreibung:

Im Rahmen des industriegebundenen Forschungsprojektes TERESA wird die Tropfenentstehung und der Tropfenmitriss in Trennkolonnen und Verdampfern untersucht. Zum besseren Verständnis der Tropfenentstehung und zur Entwicklung einer Strömungskarte auf Basis dimensionsloser Kennzahlen soll in einem Teilprojekt die Berechnungsgleichung des Sauterdurchmessers, eine charakteristischen Größe von Tröpfchen- und Blasenspektren, validiert werden. Im Institut wurde eine Laboranlage aufgebaut, mit der eine Blasenströmung /Luft7Wasser) nachgebildet werden kann. Durch den Einsatz statischer Mischer und durch Variation der jeweiligen Fluidgeschwindigkeiten werden unterschiedliche Blasenspektren erzeugt. Ziel dieser Arbeit ist es, eine Messmethodik zu entwickeln, mit der der Sauterdurchmesser der erzeugten Blasenströmung bestimmt werden kann.

Die Arbeit umfasst folgende Schwerpunkte:

  • Entwicklung einer Messprozedur zur Bestimmung des Blasendurchmessers
  • Bildverarbeitung und Bildanalyse mittels geeigneter Werkzeuge wie z.B. Matlab, Labview, etc.
  • Berechnung des Sauterdurchmessers mittels gemessenem Druckverlust
  • Vergleich der berechneten und optisch bestimmten Sauterdurchmesser

Die Arbeit richtet sich an alle Studierenden der Ingenieurwissenschaften, die Interesse an experimentellen Untersuchungen und Erfahrungen im Bereich Messtechnik sammeln wollen.

Polymeraufreinigung in Packungskolonnen

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort/nach Absprache
Betreuer: Sven Gutperl
Forschungsgebiet: Rektifikation
 
Beschreibung:

Die Rektifikation ist das großtechnisch am häufigsten eingesetzte thermische Trennverfahren und findet somit in nahezu allen Bereichen der chemischen, petrochemischen, biotechnologischen und pharmazeutischen Industrie Anwendung. Darüber hinaus resultieren aus der steigenden Komplexität der Produktions- und Aufarbeitungsprozesse zunehmend anspruchsvollere Trennaufgaben, was insbesondere vor dem Hintergrund energie- und ressourceneffizienter Apparate zu besonderen Herausforderungen führt. Hier werden häufig strukturierte Packungen eingesetzt, da diese eine große Phasengrenzfläche bei geringen Druckverlusten ermöglichen.

Als anspruchsvolle Trennaufgabe kann bspw. die Trennung viskoser Stoffgemische angesehen werden, welche etwa bei der Polymeraufreinigung oder der CO2-Sequestrierung auftritt. Hierbei ist der Stofftransport innerhalb der flüssigen Phase erheblich behindert, was zu einer verminderten Trennleistung sowie einem höheren Druckverlust führt und daher von hohem wissenschaftlichem und industriellem Interesse ist.

Daher soll die Trennung viskoser Gemische im Rahmen von studentischen Arbeiten näher beleuchtet und schließlich ein tieferes Grundverständnis durch Anlagenversuche, Simulationen, Stoffcharakterisierung und fluiddynamische Betrachtungen gewonnen werden.

Mögliche Aufgabenstellungen richten sich an alle Studierende, die Interesse an Forschungstätigkeiten auf dem Gebiet der Rektifikation haben und Erfahrungen im Bereich Labor, Analytik, Anlagenbetrieb oder Simulation sammeln wollen.

Löslichkeit von Aminosäuren unter verschiedenen Einflussfaktoren

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Nils Warmeling
Forschungsgebiet: Nachhaltige Produktionskonzepte
 
Beschreibung:

Für die Produktion von Fine Chemicals oder pharmazeutischen Stoffen sind im Rahmen des Downstream Processing zuverlässige Stofftrennungsprozesse unerlässlich um neben einer hohen Produktreinheit auch eine hohe Ausbeute zu generieren. Ressourcen- und Energieeffiziente Verfahren rücken dabei immer weiter in den Vordergrund. Bei der Auslegung, Optimierung und Umstrukturierung dieser Prozesse ist die Prozesssimulation ein bewährtes Mittel. Für diese sind zuverlässige Stoffdaten unerlässlich. Im vorliegenden Fall wird ein Prozess zur Produktion pharmazeutischer Aminosäuren betrachtet. Für die dabei herrschendenden Bedingungen sind die aus der Literatur bekannten Daten nicht ausreichend vorhanden und müssen deshalb experimentell bestimmt werden.

Die Arbeit richtet sich an Studierende des Pharma-, Bio-/ Chemieingenieurwesens oder ähnlicher Studiengänge. Vorwissen wird nicht vorausgesetzt.

Entwicklung eines Aufarbeitungskonzepts für elektrochemisch synthetisierte Biokraftstoffe

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: nach Absprache
Betreuer: Moritz Rehbein
Forschungsgebiet: Mobilität
 
Beschreibung:

Biokraftstoffe sind organische Substanzen die aus erneuerbaren Quellen gewonnen und als Brennstoffe, z.B. für Kraftfahrzeuge, verwendet werden. Neben bereits kommerziell genutzten Stoffen wie Bio-Ethanol und Bio-Diesel stellen Furane interessante, potentielle Biokraftstoffe dar. olg versprechenden Weg darstellt, Energie zu speichern. Die Methode ist aus zweierlei Gründen interessant. Zum Einen kann das aus Biomasse produziertes Furfural als Edukt genutzt werden. Zum Anderen bietet diese Technik die Möglichkeit erneuerbare Energie, z.B. aus Wind- und Solaranlagen, elektrochemisch in dem produzierten 2-Methylfuran zu speichern. Die elektrochemische Synthese erfolgt in einem wässrigen Elektrolyten. Anschließend soll das entstandene 2-Methylfuran von der Elektrolytlösung getrennt werden, welche aus wirtschaftlichen Gründen rezykliert wird. Das gewonnene 2-Methylfuran muss ebenfalls aufgearbeitet werden.

Aus der Gruppe der Furane gilt 2-Methylfuran als vielversprechender Biokraftstoff, vor allem für die Nutzung in Verbrennungsmotoren. Am Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie konnte gezeigt werden, dass die elektrochemische Umsetzung von Furfural durch zweifache Reduktion zu 2-Methylfuran einen Erfolg versprechenden Weg darstellt, Energie zu speichern. Die Methode ist aus zweierlei Gründen interessant. Zum Einen kann das aus Biomasse produziertes Furfural als Edukt genutzt werden. Zum Anderen bietet diese Technik die Möglichkeit erneuerbare Energie, z.B. aus Wind- und Solaranlagen, elektrochemisch in dem produzierten 2-Methylfuran zu speichern. Die elektrochemische Synthese erfolgt in einem wässrigen Elektrolyten. Anschließend soll das entstandene 2-Methylfuran von der Elektrolytlösung getrennt werden, welche aus wirtschaftlichen Gründen rezykliert wird. Das gewonnene 2-Methylfuran muss ebenfalls aufgearbeitet werden.

In dieser Arbeit soll ein Aufarbeitungskonzept für die kontinuierliche, elektrochemische Herstellung von 2-Methylfuran erarbeitet werden. Dazu ist es zunächst notwendig, den Herstellungsprozess zu charakterisieren sowie zu bilanzieren. Des weiteren sind relevante Stoffdaten der beteiligten Komponenten zu ermitteln. Anhand dieser Stoffdaten können dann diverse Aufarbeitungskonzepte entworfen und, ggf. unterstützt durch Fließbildsimulationen in z.B. ChemCAD, bewertet und vergleichen werden.

Diese eher theoretische Arbeit richtet sich an Studierende der Fachrichtungen Bio-, Chemie- und Pharmaingenieurwesen sowie Maschinenbau (Verfahrenstechnik). Der Umfang der Arbeit kann an die erforderliche Leistungspunktezahl angepasst werden. Der Start der Arbeit ist ab sofort möglich.

Bestimmung von Diffusionskoeffizienten bei der Reinigung

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: nach Absprache
Betreuer: Nathalie Gottschalk
Forschungsgebiet: Fouling
 
Beschreibung:

Die Reinigung von Produktionsanlagen in der Lebensmittelindustrie spielt aus Gründen der Hygiene, Produktqualität und Wirtschaftlichkeit eine große Rolle und birgt nach wie vor ein erhebliches Optimierungspotenzial. Für die Modellierung von Reinigungsprozessen sind Diffusionskoeffizienten ein entscheidender Parameter. Sowohl die Diffusion einer Verschmutzung in ein Reinigungsmittel als auch die Diffusion des Reinigungsmittels in die Verschmutzung hängen u.a. entscheidend von der Temperatur und dem pH-Wert des Reinigungsmittels ab.

Ziel dieser Arbeit ist daher die experimentelle Bestimmung von Diffusionskoeffizienten verschiedener Modellverschmutzungen in ein Reini-gungsmittel und des Reinigungsmittels in die Modellverschmutzungen. Dazu werden u.a. die Verschmutzungen dem Reinigungsmittel ausgesetzt, nach unterschiedlichen Zeiten Reinigungsmittelproben gezogen und der Protein-/ Kohlenstoff-/Fettgehalt analytisch bestimmt. Weiterhin werden Messungen am Fluid Dynamic Gauging durchgeführt und mit anderen Versuchsmethoden verglichen.

Die Arbeit richtet sich an Studierende des Pharma-, Bio-/ Chemieingenieurwesens, des Maschinenbaus (Verfahrenstechnik), der Chemie und der Biotechnologie.

Etablierung und Charakterisierung einer Kristallisationsmethode zur Herstellung eines pharmazeutischen Wirkstoffes

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Marius Meise
Forschungsgebiet: Pharmaverfahrenstechnik
 
Beschreibung:

Die Kristallisation ist eine der wichtigsten Grundoperationen in nahezu jedem pharmazeutischen Herstellungsprozess. Sie dient dabei der Aufreinigung und Isolierung des Wirkstoffes sowie der Erzeugung physikalischer Kristalleigenschaften (Größe, Morphologie, …) für die anschließende Formulierung.

Ziel dieser Arbeit ist die Weiterentwicklung einer Kristallisationsmethode für die Herstellung eines pharmazeutischen Wirkstoffes. Das in einer vorangegangenen Arbeit etablierte Verfahren soll charakterisiert und hinsichtlich relevanter Einstellungsparameter optimiert werden. Dazu steht ein modernes Labor sowie Analytik (FBRM, ATR-FTIR, UHPLC, …) zur Verfügung.

Die Arbeit richtet sich an alle Studierenden der Fachrichtung Chemie, Bio-, Chemie-, Pharmaingenieurwesen, Biotechnologie sowie Maschinenbau (Verfahrenstechnik).

Der Umfang wird der erforderlichen Leistungspunktzahl entsprechend angepasst. Parallel zur Arbeit können Lehrveranstaltungen besucht werden.

Modifizierte Oberflächen als „Anti-Fouling“ Tool

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Annika Hohlen
Forschungsgebiet: Fouling
 
Beschreibung:

DLC Beschichtungen sind amorphe Kohlenstoffbeschichtungen, die z.B. zur Verringerung des Verschleißes bei Werkzeugen eingesetzt werden. Neben der großen Härte und der Verschleißfestigkeit von DLC Beschichtungen konnte bereits gezeigt werden, dass DLC Beschichtungen ebenfalls die unerwünschte Belagbildung auf wärmeübertragenden Oberflächen, Fouling genannt, verringern können. Damit DLC Beschichtungen als „Anti-Fouling Beschichtungen“ eingesetzt werden können, ist es notwendig ihre Langzeitstabilität zu untersuchen. Des Weiteren kann durch gezieltes einbringen von z.B. Stickstoff oder Sauerstoff in die Oberfläche die Beschichtung an das jeweilige Foulingmaterial angepasst werden.

Daher soll im Rahmen einer BA, SA oder MA zum einen die Stabilität solcher Beschichtungen untersuchtwerden und zum anderen die Wechselwirkung zwischen der Beschichtung und der Foulingablagerung genauer analysiert werden. Dazu kann z.B. die Messung der freien Oberflächenenergie verwendet werden.

Die Arbeit richtet sich an Studierende des Pharma-, Bio-/ Chemieingenieurwesens, der Biotechnologie und der Chemie.

Etablierung einer Methode für die Erzeugung von reproduzierbaren Foulingschichten

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: ab sofort
Betreuer: Annika Hohlen
Forschungsgebiet: Fouling
 
Beschreibung:

Ob Sportschuhe, Autoverkleidungen oder Getränkeflaschen, Polymere sind aus unserem Alltag nicht mehr weg zu denken. Damit Polymere mit maximalen Profit erwirtschaftet werden können, müssen die Herstellungsprozesse und –verfahren möglichst effizient und kostensparend sein. Bei der Synthese von Polymeren kommt es jedoch durch die betriebsbedingte Verschmutzung von wärmeübertragenden Oberflächen, auch Fouling genannt, zu einer Verschlechterung der Wärmeübertragung und damit zu erhöhten Energiekosten, erhöhten Wartungskosten und einer geringeren Verfügbarkeit der Anlage. Damit eine optimale Prozessführung gewährleistet werden kann, ist es für die kunststoffproduzierende Industrie von großem Interesse Polymerfouling zu vermeiden oder zumindest zu verhindern. Daher wird im Rahmen eines AIF Forschungsprojektes, das Foulingverhalten eines reagierenden Polymers untersucht werden.

In Anlehnung an das Forschungsprojekt soll in einer Bachelor-, Studien- oder Masterarbeit eine neuartige Methode zur Charakterisierung des Foulingverhaltens von reagierenden Stoffsystemen etabliert werden. Dabei sind drei wichtige Aufgabenkomplexe zu bearbeiten, die je nach Interesse, Umfang oder Startpunkt der Arbeit gewählt werden können. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Etablierung einer Modellpolymerisationsreaktion im Labormaßstab inklusive der Erprobung entsprechender Analytik. Ein weiterer Schwerpunkt kann auf den Umbau des Reaktors zu einer für Foulingversuche geeignete Anlage gelegt werden. Hierbei soll ein Spinning Disc Apparatus in den Deckel des Reaktors integriert werden. Ziel ist es dann im letzten Schritt eine Methode zu etablieren, mit der reproduzierbare Foulingschichten erzeugt werden können, um anschließend Einflussparameter auf das Foulingverhalten eines reagierenden Polymers zu untersuchen.

Von der Batch- zu konti-Synthese: neue Herstellungsverfahren für pharmazeutische Wirkstoffe

  Forschungspraktikum   Masterarbeit   Studienarbeit   Bachelorarbeit
     
Beginn: Ab sofort
Betreuer: Moritz Rehbein
Forschungsgebiet: Pharmaverfahrenstechnik
 
Beschreibung:

In Kooperation mit dem Institut für Medizinische und Pharmazeutische Chemie wird im Projekt „µ-Props“ unter Anderem an neuen, innovativen Herstellungsverfahren für pharmazeutische Wirkstoffe gearbeitet. Ziel ist dabei, die Synthese und Aufarbeitung vom batch-Prozess hin zu einem kontinuierlichen Verfahren zu übertragen, um so gleichbleibend hohe Produktqualitäten, geringe Ressourcenverschwendung und Abfallproduktion zu erreichen. Als Modellwirkstoff dient dabei KuFal194, ein vielversprechender, potenzieller Wirkstoff für die Forschung an Alzheimer und Down Syndrom.

Ziel dieser Arbeit ist die Herstellung der ersten Vorstufen des Wirkstoffes. Dazu soll zunächst das entsprechende Laborprotokoll am ICTV umgesetzt und die Synthese so etabliert werden. Anschließend erfolgt eine Optimierung des Prozesses hinsichtlich gesteigerter Ausbeuten und reduzierter Reaktionszeiten, wofür moderne Apparate zur Verfügung stehen. Auch die Aufarbeitung der Produkte soll untersucht und optimiert werden. Verfahren, die hier zum Einsatz kommen sind typische Grundoperationen z.B. flüssig/flüssig Extraktion, Kristallisation sowie Verdampfung und Trocknung, die auf die Anforderungen der entsprechenden Substanzen angepasst werden.
Diese Arbeit richtet sich an Studierende des Bio-, Chemie- und Pharmaingenieurwesens, die Spaß an Laborarbeit haben und sich für das spannende Feld der pharmazeutischen Prozesse interessieren. Der Umfang der Arbeit kann an die entsprechende Leistungspunktzahl angepasst werden.

Cleaning Mechanisms of Food Fouling Layers (ENGLISH)

  Research internship   Master thesis   Research project   Bachelor thesis
     
Start: -
Contact: Nathalie Gottschalk
Area of research: Fouling / Fluid Dynamic Gauging
 
Description:

The cleaning of production plants in the food industry plays for reasons of hygiene, product quality and economic efficiency a big role and still rescues a considerable optimization potential. For the choice of the optimum cleaning parameters, like cleaning temperature, concentration of cleaning agents and cleaning time, is the knowledge of the removal and cleaning behavior of the deposits of great importance. Fluid Dynamic Gauging is a measurement technique used to study this behavior of soft deposit layers in a liquid environment.

This thesis project aims at the investigation of adhesion and cohesion forces of model systems for food fouling layers by fluid dynamic gauging measurement. The research activity will include the production of reproducible fouling layers, the characterization of the fouling layers (e.g. compressibility), fluid dynamic gauging measurements and characterization of the substrates (e.g. surface free energy and surface roughness). Experiments will be planned by Design of Experiments to optimize research results and allow mathematical modelling.

The project is directed at students of pharmaceutical, biological and chemical process engineering, mechanical engineering (specialization: process engineering), biotechnology, food technology and chemistry.

 


  aktualisiert am 03.12.2018
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