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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 Nukleare Magnetische Resonanz (NMR) 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

 

 

 

News

 

 

 

 

 

Auszeichnungen

15. April 2016: "Student Poster Award 2016" des 12th World Filtration Congress

Dipl.-Ing. Marco Gleiss aus der Arbeitsgruppe Verfahrenstechnische Maschinen wurde auf dem 12th World Filtration Congress mit einem Preis für die Präsentation der Arbeit mit dem Titel „Development of a Dynamic Process Model for Separation Processes within Decanter Centrifuges“ ausgezeichnet.

 

 

03. März 2016: "Best Poster Award 2016" der ProcessNet Jahrestagung "Mechanischen Flüssigkeitsabtrennung" und "Membrantechnik"

Dipl.-Ing. Manuel Konrath aus der Arbeitsgruppe Verfahrenstechnische Maschinen wurde auf der Jahrestagung der ProcessNet-Fachgruppe Mechanische Flüssigkeitsabtrennung mit einem Preis für die Präsentation der Arbeit mit dem Titel „Klassierung von Feinstpartikeln in schnelldrehenden Sedimentationszentrifugen“ ausgezeichnet.

 

 

25.März 2015: „Best Lecture Award“ der ProcessNet Jahrestagung Mechanischen Flüssigkeitsabtrennung

Dipl.-Ing. Manuel Konrath aus der Arbeitsgruppe Verfahrenstechnische Maschinen wurde auf der Jahrestagung der ProcessNet-Fachgruppe Mechanische Flüssigkeitsabtrennung und Membrantechnik mit einem Preis für seinen Vortrag „Optimierung der semi-kontinuierlichen Separation in Vollmantelzentrifugen zur Klassierung feinster Partikelsysteme“ ausgezeichnet.

 

 

19. März 2015: „Johannes Möller-Preis“ für Dr.-Ing Johannes Lindner

Im Rahmen des Jahrestreffens der ProcessNet Fachgruppen Computational Fluid Dynamics und Mehrphasenströmungen in Lüneburg wurde Herrn Dr.-Ing Johannes Lindner der Johannes Möller-Preis für seine Dissertation zum Thema „On Continuous Magnetically Enhanced Centrifugation in Large Scale Downstream Processing of Bioproducts“ verliehen. Herr Dr.-Ing. J Lindner forschte zu diesem Thema in der Arbeitsgruppe Verfahrenstechnische Maschinen von Prof. Dr.-Ing habil. H. Nirschl. Der Johannes Möller-Preis wird dabei jährlich für eine herausragende Dissertation im Gebiet der Feststoffverfahrenstechnik verliehen.

 

 

 

2. Oktober 2013: KIT-Doktorandenpreis 2013 für Dr.-Ing Florian Keller

Herrn Dr.-Ing. Florian T. Keller wurde im Oktober 2013 der KIT-Doktorandenpreis für  seine herausragende Promotion im Kompetenzbereich „Systeme und Prozesse“ zum Thema „Numerische Simulation kolloidaler Partikelsysteme“ verliehen. Herr Dr.-Ing F. Keller fertige seine Dissertation im Rahmen seiner Tätigkeit als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Mathematik in der Arbeitsgruppe Numerik partieller Differentialgleichungen von Prof. Dr. W. Dörfler sowie dem Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik in der Arbeitsgruppe Verfahrenstechnische Maschinen von Prof. Dr.-Ing. habil. H. Nirschl an. Herr Dr.-Ing. F. Keller forschte dabei auf dem Thema kolloidaler Partikelsysteme. Hierbei verknüpfte er Ansätze der mikroskopischen als auch makroskopische Ebene zur numerischen Simulation dieser kolloidalen Partikelsysteme.