Home | deutsch  | Legals | Data Protection | Sitemap | KIT

Verfahrenstechnische Maschinen (VM)

 

Die Arbeitsgruppe befasst sich mit verfahrenstechnischen Prozessen zur Partikelherstellung bzw. Partikelverarbeitung in einer flüssigen Phase. Im Mittelpunkt der Arbeiten hinsichtlich der untersuchten Prozesse stehen die Filtration und Zentrifugation sowie die Mischtechnik bzw. die Agglomeration, wobei auf allen Gebieten aufgrund des bereits über 50jährigen Bestehens des MVMs umfangreiche Erfahrungen vorliegen. Die Herausforderungen liegen derzeit vor allem in der Verarbeitung von sehr feinen Materialien, deren charakteristische Größen meist im nanoskaligen Bereich liegen. Die Eigenschaften der Partikel werden durch deren Grenzfläche bestimmt, was auch einen erheblichen Einfluss auf die Verarbeitung hat. Hinsichtlich der untersuchten Materialien besteht jedoch keine Einschränkung, diese reichen von partikulären Systemen auf Basis von Metalloxiden über reine Metalle bis hin zu biologischen Produkten und Lebensmitteln.

Zur Beurteilung der Prozesse ist eine umfangreiche Charakterisierung unumgänglich. Dazu dienen kommerziell verfügbare Messtechniken zur Bestimmung von Partikelgrößenverteilungen oder partikulären Strukturen. Es werden aber auch von der Arbeitsgruppe selbst Messsysteme entwickelt bzw. weiterentwickelt, u.a. die Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS), die Kernspinresonanz (NMR), die Mikrocomputertomographie (µCT) oder spezielle Techniken zur Bestimmung von Haftkräften. In unserer Partikelmesstechnik steht jedoch auch eine breite Palette zur Charakterisierung von Partikeln im µm-Maßstab zur Verfügung.

 

Um die in den Verfahrenstechnischen Maschinen ablaufenden Prozesse verstehen und beschreiben zu können, entwickeln wir Simulationsmethoden, mit denen die mehrphasigen Strömungen in einer ausreichenden Genauigkeit vorausgesagt werden können. Die Methoden beruhen zum großen Teil auf der Computational Fluid Dynamics (CFD), wobei sich das Partikelverhalten u.a. durch Diskrete Elemente Methoden (DEM) integrieren lässt. Es werden aber auch Lattice-Boltzmann- oder Stokesian-Dynamics-Codes für spezielle und weiterführende Prozesssimulationen selbst entwickelt. Die Entwicklung erfolgt in einer engen Zusammenarbeit mit der Angewandten und Numerischen Mathematik.

Schließlich führt das mit Hilfe der Charakterisierungs- und Simulationsmethoden entwickelte Prozessverständnis zur Entwicklung von neuen Maschinen und Apparaten. Dazu steht der Arbeitsgruppe eine langjährige Konstruktionserfahrung zur Verfügung, die mit Hilfe der institutseigenen Mechanischen und Elektrischen Werkstatt in der Lage ist, neue Konzepte zu realisieren.

  

Industriekurse und aktuelle Konferenzen

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit verfahrenstechnischen Maschinen in Fest-Flüssig-Prozessen. Im Zentrum der Forschung stehen integrierte Prozesse zur Aufreinigung, Abtrennung und Strukturierung feinster Partikeln.

Wir bieten Vorlesungen zum Apparatebau, zur numerischen Strömungssimulation und zu Grundoperationen der mechanischen Verfahrenstechnik.

Jedes Jahr wird zur beruflichen Weiterbildung der Hochschulkurs "Theorie und Praxis der Fest-Flüssig-Trennung" angeboten. Er wendet sich nicht nur an erfahrene Fachleute aus vielfältigen Industriezweigen und Arbeitsbereichen, sondern auch an Quereinsteiger in das Fachgebiet.

 

Leiter des Bereichs Verfahrenstechnische Maschinen

Prof. Dr.-Ing. habil. Hermann Nirschl

Auszeichnungen