Nachholmodul Reaktionstechnik

Credits Workload Kontaktzeit Selbststudium Dauer
4 CP120 h 4 SWS (42 h)78 h

Lehrveranstaltungen

Veranstaltung/ Lehrform CP SWS Häufigkeit
Vorlesung Reaktionstechnik 4 CP 2 SWS WS, jährlich
Übung Reaktionstechnik   2 SWS WS, jährlich

Prüfungsleistung

2-stündige Klausur

Note

Die Modulnote ist die Note der Klausur.

Lernergebnisse / Kompetenzen

Fachbezogen:

  • Die Studierenden sind fähig, die Bedeutung der Kinetik für chemische und biologische Prozesse zu interpretieren und in Bezug zur Gleichgewichtsthermodynamik zu setzen.
  • Die Studierenden können grundlegende kinetische Begriffe definieren und wesentlich kinetische Phänomene beschreiben.
  • Die Studierenden können die unterschiedlichen Zeitskalen von Elementarprozessen einschätzen und in Modellen adäquat berücksichtigen.
  • Die Studierenden kennen verschiedene Optimierungsziele und können diese situationsbedingt anwenden.
  • Die Studierenden können die Gesamtkinetik von biologischen und chemischen Reaktionen aus der Überlagerung von kinetischen Einzelreaktionsprozessen ableiten.
  • Die Studierenden kennen typische Reaktorkonfigurationen und können für beispielhafte Prozesse optimale Reaktorkonfigurationen und Reaktorbetriebsweisen herleiten und beurteilen.
  • Die Studierenden lernen wesentliche Beispiele für homogene, heterogene, enzymatische und Ganzzell-Katalyse kennen.

Nicht fachbezogen (z.B. Teamarbeit, Präsentation, Projektmanagement, etc.):

  • Die Studierenden können mit Simulationswerkzeugen umgehen.
  • Die Studierenden 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

Alternative Wahlmodule zu diesem Modul

Dieses Modul gehört zur Gruppe "Themenmodule Berufsfelder". Die Studierenden müssen die noch fehlenden Themenmodule eines ihrer im Bachelorstudiengang gewählten Berufsfelder belegen: Produktionstechnik; Konstruktionstechnik; Energietechnik; Verfahrenstechnik; Kunststofftechnik; Textiltechnik; Fahrzeugtechnik; Luftfahrttechnik; Fächerkatalog Medizintechnik

Anschließend müssen weiterführenden Themenmodule dieser gewählten Vertiefungsrichtung belegt werden. Da dies aufgrund der von den Studierenden im Bachelorstudiengang gewählten Berufsfelder individuell ist, kann es an dieser Stelle keinen ausführlichen Studienverlaufsplan geben.

Jeder Studierende muss zu Beginn seines Masterstudiums seinen individuellen Studienverlaufsplan mit Hilfe des Modulhandbuchs selber zusammenstellen und vom Fachstudienberater genehmigen lassen.

    Berufsfeld Energietechnik

    Berufsfeld Fahrzeugtechnik

    Berufsfeld Konstruktionstechnik

    Berufsfeld Kunststofftechnik

    Berufsfeld Luftfahrttechnik

    Berufsfeld Medizintechnik

    Berufsfeld Produktionstechnik

    Berufsfeld Textiltechnik

    Berufsfeld Verfahrenstechnik

    Modulzuordnung

    Master of Science: Fach Grundlagen des Maschinenbaus: Bereich Berufsfeld 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.


     
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