Themenmodul Reaktionstechnik
| Credits | Workload | Kontaktzeit | Selbststudium | Dauer | Semester-Zeitraum | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4 CP | 120 h | 3 SWS (31.5 h) | 88.5 h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Lehrveranstaltungen
| Veranstaltung/ Lehrform | CP | SWS | Semester | Häufigkeit | |
|---|---|---|---|---|---|
| Vorlesung: Reaktionstechnik | 4 CP | 2 SWS | 5. Sem. | WS, jährlich | |
| Übung: Reaktionstechnik | 1 SWS | 5. Sem. | WS, jährlich | ||
Prüfungsleistung
2-stündige Klausur
Note
Die Modulnote ist die Note der Klausur.
Lernergebnisse / Kompetenzen
Die Studierenden
- sind fähig, die Bedeutung der Kinetik für chemische und biologische Prozesse zu interpretieren und in Bezug zur Gleichgewichtsthermodynamik zu setzen.
- können grundlegende kinetische Begriffe definieren und wesentlich kinetische Phänomene beschreiben.
- können die unterschiedlichen Zeitskalen von Elementarprozessen einschätzen und in Modellen adäquat berücksichtigen.
- kennen verschiedene Optimierungsziele und können diese situationsbedingt anwenden.
- können die Gesamtkinetik von biologischen und chemischen Reaktionen aus der Überlagerung von kinetischen Einzelreaktionsprozessen ableiten.
- kennen typische Reaktorkonfigurationen und können für beispielhafte Prozesse optimale Reaktorkonfigurationen und Reaktorbetriebsweisen herleiten und beurteilen.
- lernen wesentliche Beispiele für homogene, heterogene, enzymatische und Ganzzell-Katalyse kennen.
- können mit Simulationswerkzeugen umgehen.
- sind in der Lage, komplexe Gesamtprozesse systematisch in Teilprobleme zu zerlegen.
Inhalte
- Zukünftige Änderung der Rohstoffbasis und der chemischen Routen zur Herstellung von Chemikalien
- Biologische und chemische Prozesse, jeweilige typische Vor- und Nachteile
- Notwendigkeit zur Beschreibung, Modellierung und Simulation von kinetischen Phänomenen
- Unstrukturierte, strukturierte, segregierte Modelle von kinetischen Phänomenen
- Klassifizierung von Reaktionen: homogene, heterogene Reaktionen, Chemische Katalysatoren, Typen von Biokatalysatoren
- Reaktionsordnungen
- Kinetik chemischer und biologischer Elementarreaktionen
- Limitierungen, Inhibierungen, Aktivierungen
- Verschiedene Phasen des Wachstums von Mikroorganismen, Mathematische Ansätze zu deren Beschreibung
- Reaktionsstöchiometrien chemischer und biologischer Reaktion
- aerobe/anaerobe Reaktionen: respiratorischer Quotient
- Reaktionswärmen
- Batch-, kontinuierliche Reaktoren, Vor- und Nachteile
- Herleitung der Bilanzen für Reaktoren mit Rückführungen
- Bilanzen für Reaktoren mit Zuführungen: fed-batch-Reaktor
- Reaktoren mit immobilisierten Katalysatoren, Katalysatoren mit Diffusionswiderständen
- Thiele Modulus
- Instationäre Zustände und Reaktionen
- Mehrkomponenten-Reaktionen
- Einfluss des pH-Wertes auf biologische Reaktionen
- Temperatureinfluss auf biologische und chemische Reaktionen
- Einfluss des osmotischen Druckes auf biologische Reaktionen
- Eduktüberschuss-, Produkt- und Nebenprodukt-Inhibierungen
- Parallelreaktionen
- Sequentielle Reaktionen
- Verhalten von Reaktionssystemen mit Eduktüberschuss-, Produktinhibierung oder Katabolitrepression im Fed-batch
- Kinetische Beschreibung von Bioprozessen mit Katalysatorrückführung
- Beschreibung von Prozessen unterschiedlicher Kinetik mit Reaktorkaskadierung
- Interaktion von Reaktion und Stofftransport
- Regelungsstrategien
Sonstige Informationen
Wahlpflichtmodul
Alternative Wahlmodule zu diesem Modul
Dieses Modul gehört zur Gruppe "Themenmodul Berufsfelder". Sie müssen im 3. Jahr Themenmodule aus zwei Berufsfeldern mit zusammen mindestens 16 ECTS wählen (13 ECTS im 5. und 3 ECTS im 6. Semester).
Berufsfeld Energie- und Verfahrenstechnik: Vertiefung Energietechnik
- Aufbaumodul Technische Verbrennung I
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- Themenmodul Grundlagen der Verbrennungsmotoren
- Themenmodul Strömungsmechanik II
Berufsfeld Energie- und Verfahrenstechnik: Vertiefung Verfahrenstechnik
- Themenmodul Grundoperationen in der Energietechnik
- Themenmodul Grundoperationen in der Verfahrenstechnik
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Berufsfeld Konstruktionstechnik
- Themenmodul Elektromechanische Antriebstechnik
- Themenmodul Fertigungstechnik I
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Berufsfeld Kunststoff- und Textiltechnik
- Themenmodul Forschungslabor
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- Themenmodul Textiltechnik I
Berufsfeld Kunststoff- und Textiltechnik: Vertiefung Kunststofftechnik
- Themenmodul Kautschuktechnologie
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- Themenmodul Werkstoffkunde der Kunststoffe
Berufsfeld Kunststoff- und Textiltechnik: Vertiefung Textiltechnik
- Themenmodul Faserstoffe I (Naturfasern)
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- Themenmodul Medizintechnik I
- Themenmodul Mess- und Prüfverfahren in der Textiltechnik
Berufsfeld Produktionstechnik
- Aufbaumodul Produktionsmanagement I
- Themenmodul Einführung in die Arbeitswissenschaft
- Themenmodul Fertigungsgerechte Konstruktion und produktgerechte Fertigungsauslegung
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- Themenmodul Fügetechnik I – Grundlagen (1. Hälfte)
- Themenmodul Messtechnik und Qualität
- Themenmodul Werkzeugmaschinen
Berufsfeld Verkehrstechnik: Vertiefung Fahrzeugtechnik
- Themenmodul Fahrzeugtechnik I - Längsdynamik
- Themenmodul Grundlagen der Schienenfahrzeugtechnik
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- Themenmodul Strategien in der Kfz-Industrie
Berufsfeld Verkehrstechnik: Vertiefung Luftfahrttechnik
- Themenmodul Aerodynamik I
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- Themenmodul Leichtbau
- Themenmodul Luftfahrtantriebe I
- Themenmodul Strömungsmechanik II
- Themenmodul Strömungsmechanik II
Fächerkatalog Medizintechnik
- Themenmodul Faserstoffe I (Naturfasern)
- Themenmodul Faserstoffe II (Chemiefasern)
- Themenmodul Konstruktionslehre I
- Themenmodul Kunststoffverarbeitung I
- Themenmodul Medizintechnik I
- Themenmodul Textiltechnik I
Modulzuordnung
Bachelor of Science: Fach Grundlagen des Maschinenbaus: Bereich Berufsfeld Energie- und Verfahrenstechnik: Vertiefung Verfahrenstechnik
Disclaimer
Bitte beachten Sie, dass im Zweifel (z.B. sich widersprechende Angaben auf der Website und dem Modulhandbuch) für Ihr Studium immer die Angaben in der aktuellen Bachelorprüfungsordnung mit den entsprechenden Anhängen verbindlich sind. Wenden Sie sich bitte an die Fachstudienberatung, wenn Ihnen Unstimmigkeiten auffallen.
