DECHEMA/VDI-Fachsektion Fluiddynamik und Trenntechnik

Die Fachgruppe Adsorption befasst sich mit allen Aspekten der technischen Adsorption und Chromatographie. Dies beinhaltet neben Materialien (Adsorbentien), Apparaten (Adsorbern) und Prozessen auch die physikalisch-chemischen Grundlagen der Adsorption von Molekülen an festen Oberflächen.

Die Fachgruppe ist die zentrale Plattform für den fachlichen Austausch zwischen den Adsorbens-Herstellern, dem Anlagenbau, Herstellern von spezifischen Messgeräten und den Adsorber-Betreibern sowie Wissenschaftlern aus universitären und außeruniversitären Forschungseinrichtungen.

Arbeitsschwerpunkte

1. Entwicklung und Optimierung von Adsorbentien (Aktivkohlen, Zeolithe, Silica-Gele, Aluminiumoxide, Polymere,...)
2. Charakterisierung von porösen Feststoffen
3. Adsorptions-Thermodynamik und -Kinetik
4. Adsorptive und chromatographische Prozesse insbesondere in der chemischen und pharmazeutischen Industrie, im Umweltschutz und in der Energietechnik
5. Adsorptive Funktionsmaterialien und Produkte, z.B. Schutzanzüge, Kabinenluftfilter oder Wirkstoffträger
6. Regeneration und Entsorgung beladener Adsorbentien

Die Fachgruppe versteht sich als Forum zur Diskussion von Forschungs- und Entwicklungsergebnissen aus dem Bereich numerische Strömungssimulation (CFD), speziell bezogen auf verfahrenstechnische Anwendungen. Neben technischen Anwendungen sind besonders neue Entwicklungen von numerischen Verfahren und Methoden von Interesse. Die Fachgruppe dient als Plattform zum Erfahrungsaustausch zwischen Hochschulen, Forschungseinrichtungen, Industrie und auch Software-Vertreibern. Weiterhin ist die Förderung und Fortbildung von Doktoranden und Nachwuchswissenschaftlern ein wichtiger Aspekt.

Arbeitsgebiete

• Numerische Verfahren (Molekulardynamik, DNS, LES und RANS)
• Diskretisierungs- und Parallelisierungsmethoden
• Mehrskalige und hybride numerische Verfahren
• Turbulenzmodellierung
• Mischvorgänge
• Strömungen mit Wärme- und Stofftransport, bzw. reagierende Strömungen
• Fluid-Struktur Kopplung
• Verfahren und Methoden für Mehrphasenströmungen

Die Fachgruppe befasst sich mit allen Aspekten der Flüssig-Flüssig-Extraktion und Phasentrennung, wobei Fluiddynamik, Stoffübertragung, Modellierung, Scale-up und Apparateauslegung als klassische zentrale Themen zu sehen sind.

Arbeitsschwerpunkte

• Grundlegende Phänomene der Extraktion wie Stofftransport, Koaleszenz, Grenzflächeneffekte, Fluiddynamik etc.
• Dispersion und Phasentrennung
• Apparateauslegung und Scale-up mit z.B. Simulationsmethoden, Populationsbilanzen oder CFD
• Rückgewinnung von Metallen und anderen Wertstoffen (Circular Economy)
• Reaktivextraktion in Biotechnologie oder Hydrometallurgie
• Anwendungen aus Chemie, Pharmazie und Biotechnologie
• Prozessinnovationen und Sonderverfahren wie z.B. Membranextraktion oder Flüssig-Flüssig-Chromatographie
• Beispiele zu Monitoring, Sensorik, Digitalisierung und Maschinellem Lernen

International Solvent Extraction Community:
https://solventextract.org/news/

Das Arbeitsgebiet der Fachgruppe Fluidverfahrenstechnik sind Vorgänge und Prozesse mit mindestens einer fluiden Phase die durch Stoff- und Wärmeübergang getrieben werden. Die Themen umfassen thermo- und fluiddynamische Grundlagen, Prozess-, Anlagen- und Apparatedesign und zugehörige Modellierungs- und Simulationstechniken sowie ihre kompetitive industrielle Umsetzung.

Arbeitsschwerpunkte

• Weiterentwicklung klassischer und neuartiger Grundoperationen
• Integrierte, reaktive und hybride Trennverfahren, Trennverfahren für komplexe Moleküle
• Neue messtechnische Methoden
• Scale-up und Betrieb der Trennoperationen
• Mehrphasenströmung und Transportvorgänge
• Methodenentwicklung und Optimierung sowie Analyse und Synthese von Trennprozessen

Aktuelle F&E-Ziele sind auch die Entwicklung biobasierter Produktionsprozesse sowie Kompatibilität von Prozessen mit Zielen der Energiewende.

Die Fachgruppe beschäftigt sich mit physikalischen, chemischen, technischen und ökonomischen Fragen der Anwendungen hohen Drucks. Dies betrifft praktisch jeden Industriezweig von fossilen und erneuerbaren Rohstoffen, Energie- und Gaswirtschaft, Chemie und Pharmazie über die Halbleiterindustrie bis zur Lebensmitteltechnologie.

Arbeitsschwerpunkte

• Stoffdaten, Strömungen und Messverfahren
• Förderung/Aufarbeitung unkonventioneller fossiler Rohstoffe (Gashydrate, Schweröle…)
• Hochdruckreaktionen, Katalysatordesign, Katalyse
• Trennverfahren (Extraktion, Kristallisation, Adsorption, Membranverfahren…)
• Herstellung und Funktionalisierung von Werkstoffen und neuen Materialien
• Konstruktion, Bau und Betrieb von Hochdruckapparaten und -maschinen
• Werkstoffe, Sicherheit und Korrosion

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Die Fachgruppe beschäftigt sich mit dem gesamten Feld der Kristallisation. Es werden die molekularen Grundlagen der Keimbildung und des Kristallwachstums abgedeckt bis hin zu Konzeption und Betrieb von Anlagen für eine großtechnische Produktion von kristallinen Produkten. Betrachtet werden sowohl die Produktionseigenschaften des Kristallisats, wie Reinheit, Polymorphie, Korngrößenverteilung und Ausbeute, wie auch ökonomische und ökologische Aspekte, z. B. der Energieeinsparung oder der Produktstromverbesserung der nicht kristallisierenden Komponenten.

Arbeitsgebiete

• Produkterzeugung und -gestaltung (z. B. Polymorphe und Solvate, Fremdstoffeinflüsse, Nanopartikel)
• Kristallisation in biotechnologischen Prozessen
• Alternative Lösungsmittel
• Hybride Trennprozesse
• Messtechnik in der Kristallisation

Die Fachgruppe beschäftigt sich mit der Trennung disperser Stoffsysteme (sowohl flüssig-flüssig als auch fest-flüssig) im Größenbereich 10 nm bis 10 mm. Überwiegend stehen dabei die mechanischen Trennverfahren, wie z. B. das Sedimentieren, Filtrieren, Klassieren und Sortieren sowohl im Erdschwerefeld als auch im Zentrifugalfeld sowie auch Trennverfahren für Partikelsysteme in elektrischen oder magnetischen Feldern im Vordergrund. Die Fachgruppe hat sich die Erforschung von grundlegenden Vorgängen und deren praktische Anwendung in Anlagen, Apparaten und Maschinen zum Ziel gesetzt.
Neben den ingenieurtechnischen apparativen Fragestellungen stehen auch die Eigenschaften der zu trennenden dispersen Stoffsysteme im Mittelpunkt, hierzu zählen: die Stabilität von Suspensionen, das Flockungsverhalten, Fragestellungen der Suspensions- und Schlammrheologie oder Entmischungseffekte in Suspensionen.

Arbeitsschwerpunkte

• Charakterisierung disperser Stoffsysteme und daraus gebildeter Suspensionen
• Auslegung, Modellierung, Simulation und Weiterentwicklung von Verfahren zur Mechanischen Flüssigkeitsabtrennung
• Untersuchungen zu instationären, dynamischen Prozessen, zur Flockung und zur Verhinderung einer überlagerten Partikelgenerierung
• Abtrennung feinster Partikel bis in den nanoskaligen Bereich

Verfahrenstechnische Prozesse finden zumeist unter Beteiligung mehrerer Phasen bzw. Fluide statt. Die wissenschaftlich-technische Behandlung der Mehrphasenströmungen im Hinblick auf Impuls-, Stoff- und Wärmeaustausch als auch chemische bzw. biochemische Reaktionen ist die zentrale Aufgabe der Fachgruppe Mehrphasenströmungen. Die Fachgruppe ist damit ein Querschnittsausschuss und branchenunabhängig.

Arbeitsschwerpunkte

• Gas-Flüssigkeits-Strömungen (Sprays, …)
• Flüssigkeits-Gas-Strömungen (Blasensäulen, Verdampfer, …)
• Fluid-Feststoff-Strömungen (Trenntechnik, Wirbelschichten, …)
• Modellierung und numerische Simulation mehrphasiger Strömungen
• Messmethoden zur Analyse mehrphasiger Strömungen (Eigenschaften der Phasen, Phasenverteilungen, …)

Aufgabe der Fachgruppe ist, die Fachöffentlichkeit im Rahmen von Veranstaltungen über neueste Ergebnisse aus Forschung, Entwicklung und Anwendung zu informieren, den wissenschaftlichen Nachwuchs zu fördern und die Rahmenbedingungen für Membrantechnik günstig zu beeinflussen. Ein weiterer Schwerpunkt ist der Dialog mit anderen Fachgebieten.

Für die Entwicklung des Arbeitsgebietes Membrantechnik ist die interdisziplinäre Zusammenarbeit mit den Schwerpunkten Materialentwicklung, Chemie und Verfahrenstechnik von entscheidender Bedeutung und internationale Zusammenarbeit notwendig. Die Membrantechnik wird überwiegend von mittelständischen Firmen in den Markt gebracht, daher soll das Innovationsklima am Standort Deutschland gestärkt werden.

Kooperationen

Die DECHEMA/VDI-Fachgruppe Membrantechnik ist Mitglied der European Membrane Society EMS. Die Fachgruppe pflegt Kontakte zur Deutschen Gesellschaft für Membrantechnik e.V. DGMT und der ‘Working Party on Membranes' der Europäischen Föderation für Chemieingenieurwesen EFCE

Publikationen

April 2022: Positionspapier Membranen für die Trenntechnik – Anwendungspotenziale für Deutschland

Die Fachgruppe befasst sich mit den technisch-wissenschaftlichen Problemen bei Mischvorgängen in Stoffsystemen, in denen die Hauptkomponente als Feststoff, Paste oder als niedrig- bis hochviskose Flüssigkeit vorliegt.

Arbeitsschwerpunkte

• Rührtechnik
• Mischen mit Feststoffen, Pasten oder hochviskosen Flüssigkeiten
• Mikro- und Minimischer
• Modellbildung und Simulation
• Industrielle Anwendungen

Die thematischen Schwerpunkte der Fachgruppe reichen von der molekularen Modellierung und Simulation von Katalysatoren, Kristallen, Polymeren, porösen Medien und Biomolekülen bis hin zur Prozessauslegung und Produktgestaltung.

Arbeitsschwerpunkte

• Entwicklung von molekularen Methoden zur Simulation mikroskopischer Phänomene mit verfahrenstechnischer Relevanz
• Gewinnung von verfahrenstechnischen Daten mit molekularen Methoden
• Entwicklung von Produkten mit Unterstützung durch molekulare Modellierung und Simulation
• Nutzung von molekularen Methoden und Simulationen zur Erklärung von verfahrenstechnischen Phänomenen und Gewinnung vertiefter Einsichten in verfahrenstechnische Abläufe auf molekularer Ebene

Die Fachgruppe beschäftigt sich mit Methoden zur Verfahrenskonzeption und -auslegung sowie apparate- und produktions-technischen Lösungen für die spezifischen Anwendungen der Pflanzenextrakte, wie z.B. Kosmetika, Nahrungsergänzung, Vorprodukte, Flavors und Pharmazeutika.

Arbeitsschwerpunkte

• Integrierte Bioprozessentwicklung (Prozesssynthese für Biotechnologie aus Chemie)
• Simultane Betrachtung von Stammgenerierung und Downstream Processing
• Wert- und Wirkstoffisolierung z.B. für Substitutionsprodukte

Thermodynamik ist eine der wichtigsten Basisdisziplinen des Chemieingenieurwesens und der Verfahrenstechnik. Gegenstand sind die wissenschaftlichen Grundlagen von Prozessen zur Energie- und Stoffumwandlung und damit eng verbunden die Erforschung und Beschreibung der thermophysikalischen Eigenschaften von Ein- und Mehrstoffsystemen.

Arbeitsschwerpunkte

Aktuelle Diskussionsthemen des Gremiums:

• Stoffdaten von komplexen Mehrstoffsystemen, insbesondere von Gemischen mit Polymeren, ionischen Flüssigkeiten und Biomolekülen
• Thermodynamische Aspekte neuer Prozesse zur rationellen Energie- und Rohstoffnutzung, Stofftrennung und Produktgestaltung, Bewertung der Energieeffizienz von Prozessen
• Entwicklung neuer Messmethoden zur Analyse von komplexen Stoffsystemen oder von transienten Vorgängen
• Molekulare Thermodynamik

Die Fachgruppe beschäftigt sich mit den wissenschaftlichen Grundlagen und den ingenieurtechnischen Anwendungen der Wärme- und Stofftransportvorgänge.

Experimentelle, theoretische und numerische Methoden werden gleichberechtigt und häufig eng miteinander verknüpft behandelt. Die Fachgruppe diskutiert aktuelle Forschungs- und Entwicklungsergebnisse, gibt Impulse für neue Forschungen und Entwicklungen und trägt zur Vernetzung der Forschung mit der industriellen Praxis bei.

Arbeitschwerpunkte

• Konvektiver einphasiger Wärmeübergang
• Siede- und Verdampfungsvorgänge, Kondensation
• Diffusionsvorgänge, Wärme- und Stofftransport in porösen Medien
• Mikro-Wärmeübertragung
• Erstarrung und Trocknung
• Verbrennung, Wärmeübertrager

Ziele
Als Nachwuchsgruppe der DECHEMA/VDI-Fachsektion Fluiddynamik und Trenntechnik fördern wir den fachlichen Austausch und die Vernetzung neuer Mitglieder innerhalb der Fachsektion.  Somit wollen wir die Basis für eine dynamische Gemeinschaft legen und Chancen für die persönliche Entwicklung junger Talente schaffen.

Zielgruppe
Jung ist kein Maß des Alters. Unsere Aktivitäten richten sich an Gruppenleiter, interessierte Doktoranden in der Endphase der Promotion und Berufseinsteiger, die am Beginn ihrer Karriere im Bereich Fluiddynamik und Trenntechnik stehen. Wir möchten eine Plattform schaffen, um bereits aktive Mitglieder sowie interessierte Nachwuchskräfte aus der Industrie und der Academia miteinander zu vernetzen.

Aktivitäten
Für einen erfolgreichen Austausch werden wir unterschiedliche Veranstaltungsformate organisieren, dies schließt digitale als auch Präsenzveranstaltungen ein. Sobald es konkreter wird, werden die Infos auf der Website bekannt gegeben.

Interessiert?

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