bis 30.06.2012 gefördert

2853

Dermacozine: Neuartige Phenazinderivate aus marinen Dermacoccus-Isolaten aus dem Marianengraben

Prof. Dr. Hans-Peter Fiedler, Universität Tübingen, AG Mikrobiologie/Antibiotika

Die Dermacozine A-L sind neuartige Phenazinderivate aus den marinen Dermacoccus-Stämmen MT 1.1 und MT 1.2, die aus einem Sediment der Challenger Deep des Marianengrabens (-10.898 m) isoliert wurden. Die Dermacozine, deren Strukturen ermittelt wurden, zeichnen sich durch starke antioxidative Eigenschaften aus. Das Dermacozin-Biosynthese-Gencluster wurde sequenziert und identifiziert.

 

2856

Kristallisation aus wässrigen Lösungen - Kristallhabitusvorhersage mittels Molecular Modelling

Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c. Joachim Ulrich, Martin-Luther-Universität Halle Wittenberg, Zentrum Ingenieurwissenschaften

Während des Kristallwachstums kann die Form, die Morphologie eines Kristalls, unter anderem durch Zugabe von Fremdstoffen gezielt beeinflusst werden. Änderungen der Kristallmorphologie die durch Zusatzstoffe hervorgerufen werden, können mit experimentellen Screening identifiziert werden. Mittels computergestützter Morphologievorhersagen kann diese Laborarbeit umgangen werden. Mit den verfügbaren Methoden war es bislang nicht möglich den Stoff Wasser einzusetzen: Darüber hinaus mangelt es in der Morphologievorhersage an einer expliziten Berücksichtigung einer flüssigen Phase beim Kristallisationsprozess. Dementsprechend konnte die Konzentrationen der Stoffe nicht berücksichtigt werden. Im Rahmen dieses Projektes wurde zunächst die Verwendung von Wasser in der Morphologievorhersage untersucht. Anschließend wurde eine computergestützte Methode erarbeitet, mit der die Kristallmorphologie eines aus der Lösung gewachsenen Kristalls vorhergesagt werden kann. Mit dieser Methode ist es möglich verlässliche Vorhersagen zu treffen, die an eine bestimmte Konzentration von Lösungsmittel und gelöstem Stoff gebunden sind.

 

2857

Untersuchung des Einflusses elektrischer Felder auf die Querstromfiltration am Beispiel der selektiven Wertstoffrückgewinnung bei der Mikroalgenkultivierung

Prof. Dr.-Ing. Norbert Räbiger, Universität Bremen, Institut für Umweltverfahrenstechnik

Im Rahmen dieses Projektes wurde der Einfluss unterschiedlicher elektrischer Felder bei der Querstromultrafiltration zur Aufkonzentrierung von Mikroalgen mit geringem Zetapotential (- 19 mV) untersucht. Es zeigte sich, dass vor allem bei Feldstärken im Bereich von 50 V cm-1 Wechselspannungsfelder einen Einfluss auf Deckschichtbildung und Selektivität der Membran haben.

 

2858

Hochdruck-Konditionierung von Naturstoffen vor der Feststoff-Extraktion 

Prof. Dr.-Ing. Rudolf Eggers, TU Hamburg-Harburg, LB Verfahrenstechnik II

Plant ingredients are commonly extracted from the natural source material through a variety of mechanical and/or thermal extraction methods. In order to enhance the efficiency of any extraction process an appropriate pretreating method is necessary. The objective of the current project is to develop a proper method for pretreatment of different plant and lichen material in order to increase efficiency of extraction of commercially valuable bioactive principles. The work is divided into a part for basic investigation of sorption effects under pressurized fluid atmosphere and a part of applying different pretreatment methods in order to enhance the yield of the extraction process on a pilot scale.

 

2860

Kieselgel-immobilisierte, redoxaktive und katalytisch wirksame Übergangsmetallkomplexe - Elektrochemische Charakterisierung und Steuerung der Aktivität

Prof. Dr. Bernd Speiser, Universität Tübingen, Institut für Organische Chemie

Die Verwendung von Nano- oder Mikropartikel hat sich über die letzten Jahrzehnte hinweg zu einem festen Bestandteil in der Katalyse entwickelt [1]. Durch den Einsatz dieser partikulären Systeme werden die Eigenschaften der homogenen und heterogenen Katalyse verknüpft. Der Einsatz von oberflächenmodifizierten Partikeln erlaubt Wechselwirkungen der aktiven Spezies mit Substraten auf molekularer Ebene und somit eine hohe Selektivität bei gleichzeitigem Erhalt der Feststoffeigenschaften, die eine leichte Rückgewinnung des Materials erlauben.

 

2862

Copolyimid-CNT-Hybridmaterialien für die Pervaporation

Prof. Dr. Claudia Staudt, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Organic and Macromolecular Chemistry, Functional Materials

Die Auftrennung von Aromaten/ Aliphaten-Mischungen spielt  in  der  chemischen  Industrie eine wichtige Rolle. Die Entwicklung neuer, effizienter und kostengünstiger Verfahren zur Auftrennung dieser  Mischungen ist von großem Interesse. Membranbasierte Verfahren wie zum Beispiel die Pervaporation stellt eine interessante Alternative zu konventionellen Trennmethoden für die Auftrennung von Aromaten/ Aliphaten-Mischungen dar. Dabei spielt die Entwicklung neuartiger Membranen eine entscheidende Rolle. Hybridmembranen bestehend aus einem organischen Polymer und einer anorganischen Komponente  sind hierbei eine aussichtsreiche Entwicklung, da die Eigenschaften beider  Komponenten (organisch und anorganisch)  kombiniert werden können.

 

2864

Experimentelle Untersuchung der Solubilisierungskapazität hyperverzweigter Polymere

Prof. Dr. Sabine Enders, TU Berlin, FG Thermodynamik und Thermische Verfahrenstechnik

Im Rahmen dieses Projekts konnte die prinzipielle Eignung der hyperverzweigten Polymer mit einer baumartigen Struktur und einer Vielzahl der funktionellen Gruppen für die Erhöhung der Wasserlöslichkeit von pharmazeutischen Wirkstoffen experimentell mit Hilfe der UV-VIS Spektroskopie nachgewiesen werden. Der limitierende Faktor ist jedoch die Mischungslücke der wässrigen Polymerlösung. Am Beispiel der Salizylsäure konnte bis zur Löslichkeitsgrenze des Polymers eine Steigerung um 30% experimentell gezeigt werden.

 

2866

Abbildung des Feuerraums von Dampfkraftwerken im Rahmen von APC-Applikationen

Prof. Dr. techn. Günter Scheffknecht, Universität Stuttgart, Institut für Feuerungs-Kraftwerkstechnik. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Ansätze untersucht mit deren Hilfe Aussagen über die Verhältnisse im Feuerraum eines konventionellen Dampferzeugers getroffen werden können. Eine vereinfachte numerische Dampferzeugersimulation sowie ein auf Messungen der Wasser-Dampfseite basierender Störgrößenbeobachter wurden entworfen. Die Anwendbarkeit beider Methoden im Rahmen von APC-Applikationen wurde in Hinblick auf Rechenzeit und Aussagekraft untersucht.

 

2867

Proteine und Nukleinsäuren als Bestandteile der extrazellulären polymeren Substanzen von Trinkwasserbiofilmen

Prof. Dr. Hans-Curt Flemming, Universität Duisburg-Essen, FB Chemie - Biofilm Centre Aquatische Mikrobiologie

Es wurde die Bildung und mikrobiologische  und  biochemische  Zusammensetzung von Trinkwasserbiofilmen auf einem elastomeren Werkstoff und ihren extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) untersucht. Ab einem Biofilmalter von 14 Tagen befanden sich die Biofilme in einem quasi-stationären Zustand  mit einer Zellzahl von etwa  2,5 x 108 Zellen/cm2. Die Populationszusammensetzung  zeigte eine hohe Diversität an Mikroorganismen und geringe Variationen im Verlauf der Biofilmbildung. Unabhängig vom Alter der Biofilme erwiesen sich Proteine als Hauptbestandteile der EPS, gefolgt von Kohlenhydraten und DNA. Die EPS zeigten eine hohe Diversität an Proteinen. Im Verlauf der Biofilmbildung nahmen Anzahl und molekulare Masse der Proteine ab, was durch den Abbau der Proteine durch extrazelluläre Enzyme hervor­ gerufen wurde , welche im Verlauf der Biofilmbildung verstärkt gebildet wurden. Vergleiche von Trinkwasserbiofilmen an verschiedenen Standorten zeigten trotz ähnlichen Zellzahlen deutliche Unterschiede in der Populations- und biochemischen Zusammensetzung der Biofilme und ihren EPS in verschiedenen Verteilungsnetzen. Die Unterschiede waren zudem ausgeprägter durch den Einfluss der Trinkwasserinstallation aus Kupfer.

 

2869

Selektive katalytische Umsetzung von Rohglycerol in organische Zwischenprodukte mit hoher Wertschöpfung

Prof. Dr. Wladimir Reschetilowski, TU Dresden, Institut für Technische Chemie

Im Mittelpunkt der Forschungsarbeit standen systematische Untersuchungen an Phosphorsäure-modifizierten H-ZSM-5 hinsichtlich ihrer texturellen, strukturellen und aciden Eigenschaften sowie ihrer katalytischen Aktivität in der Umsetzung von Rohglycerol zu Acrolein. Durch die Phosphorsäureimprägnierung konnte die Acroleinselektivität unter den Bedingungen des Mikroaktivitätstests gegenüber der unmodifizierten Katalysatorprobe verdoppelt werden.

 

2871

Untersuchung des Trocknungsverhaltens und der Struktur von Polymertropfen

Jun.-Prof. Dr.-Ing. Mirko Peglow, Universität Magdeburg, Institut für Thermische Verfahrenstechnik

 

2872

Enantioselektive Katalyse in chiralen Reaktionsmedien

Prof. Dr. Walter Leitner, RWTH Aachen, Institut für Technische und Makromolekulare Chemie

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der Wechselwirkungen von chiralen Anionen mit kationischen Übergangsmetallkomplexen zur Chiralitätsübertragung in der asymmetrischen Hydrierung von prochiralen Substraten. Der Schwerpunkt des Projekts lag auf der Synthese und Studie neuer, chirale Anionen beinhaltenden, Reaktionsmedien und deren Einfluss auf die Selektivität in der katalytischen Umsetzung von Dimethylitaconat. In diesem Zusammenhang wurden sowohl die Wechselwirkungen an Hand von NMR-spektroskopischen Methoden als auch kinetischen Untersuchungen studiert. Durch Strukturvariation der chiralen Additive wurde der Einfluss auf die Stärke der Interaktion mit dem Übergangsmetallkomplex beleuchtet. Unter Verwendung chiraler Anionen in Kombination mit einem racemischen Rh-BINAP-Komplex konnten so die gleichen Enantioselektivitäten erreicht werden, wie mittels des enantiomerenreinen Katalysators.

 

2873

Enzymatische Umlagerung von Tryptophan in ein Phenylpyrrol-Derivat

Prof. Dr. rer. nat. Karl-Heinz van Pée, TU Dresden, Inst. für Biochemie

Pyrrolnitrin [3-Chlor-4-(2-nitro-3-chlorphenyl)pyrrol] wurde 1964 von Arima et al. erstmalig isoliert und seine Struktur aufgeklärt (Imanaka et al., 1965). Pyrrolnitrin ist ein antifungisch wirkendes Antibiotikum, das von verschiedenen Bakterien wie Pseudomonaden, Burkholderia-Stämmen und Myxobakterien synthetisiert wird (Ligon et al., 2000). Die Biosynthese von Pyrrolnitrin leitet sich von der aromatischen Aminosäure Tryptophan ab und wurde seit Mitte der 1960er Jahre von verschiedenen Arbeitsgruppen intensiv untersucht. Die endgültige Aufklärung des Biosyntheseverlaufs gelang durch die Klonierung des Biosynthesegen-Clusters durch Hammer et al. (1997) und die Identifizierung der einzelnen Biosyntheseschritte durch Kirner et al. (1998).

 

2875

Kontrollierte Polymerisation von Arylen-Vinylen-Thiophenen

Prof. Dr. Gerhard Wenz, Universität des Saarlandes, Organische Makromolekulare Chemie

Beim Forschungsthema .Kontrollierte Polymerisation" haben wir unser Augenmerk auf die Synthese verschiedener substituierter Phenylenvinylene mit terminalen Thiophengruppen und deren Möglichkeiten zur Polymerisation gelegt.

 

2876

Untersuchungen zur Nanotribologie in elektrochemischer Umgebung

Prof. Dr. Roland Bennewitz, INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH

Im Verlauf des Projektes wurden Reibungsmessungen an Au(111)- und Au(lOO)-Einkristallen in schwefel- und perchlorsaurer­ Lösung durchgeführt. Ein Einfluss auf die Reibung konnte für die Vari­ ation der Oberfläche sowohl durch eine Aufhebung/Wiederherstellung der Goldrekonstruktionen als auch durch eine elektrochemische Oxida­ tion der Kristalle festgestellt werden. Ein komplexer Zusammenhang besteht zwischen der Adsorption von Anionen und der Reibung. Die gewonnenen Ergebnisse eröffuen einen Weg zur Schaltbarkeit der Rei­ bungskraft auf atomarer Ebene durch elektrochemische Kontrolle.

 

2877

Kathodische Aktivierung von CO2 im Mikrostrukturreaktor

Prof. Dr.-Ing. Elias Klemm, University of Stuttgart, Faculty of Chemistry

Die elektrochemische Aktivierung des thermodynamisch "wertlosen" CO2 und die Nutzung des Kohlenstoffs als C1-Baustein ist Gegenstand der Untersuchungen. Dabei gelten für die stoffliche Nutzung von CO2 die Kriterien der Energie- und CO2-Bilanz des Prozesses, der generierten Wertschöpfung, der Prozessalternativen und Produkteigenschaften. Insbesondere die Entwicklung eines selektiv arbeitenden Katalysators ist für den technischen Einsatz unerlässlich. Mit Hilfe eines entsprechend angelegten Potentials und je nach Katalysator, wird das CO2 an der Kathodenseite des kontinuierlich betriebenen elektrochemischen Mikroreaktors reduziert und in Anwesenheit von Protonen zu möglichen Produkten wie HCOOH, CO, CH4, CH2H6, etc. reagieren. Die Produktpalette der elektrochemischen CO2-Reduktion ist groß und die Selektivität hängt von verschiedenen Faktoren wie Katalysator, Elektrolyt, pH, Potential, etc. ab, deren Einflüsse noch nicht vollständig aufgeklärt sind. In diesem Projekt sollen unterschiedliche Reaktortypen und Katalysatoren zur elektrokatalytische CO2-Umsetzung untersucht werden. Das langfristige Ziel der Arbeit soll die großtechnische Umsetzung des Verfahrens zur Herstellung von Ameisensäure (Methansäure) sein.

 

2878

Biogasgewinnung als Endstufe von Bioraffineriekonzepten

Prof. Dr. Erwin Flaschel, Universität Bielefeld, Technische Fakultät

Euglena gracilis bildet in heterotropher Kultur ein 1,3--Glucan (Paramylon) und in photoautotropher Kultur -Tocopherol (Vitamin E), die als Wertstoffe von Interesse sind. Für die Verwertung der Restbiomasse ist eine kontinuierlich betreibbare Biogasanlage eines Arbeitsvolumens von 2 L entwickelt worden, die mit umfangreicher Analytik versehen ist. Restbiomasse von Euglena gracilis kann vorteilhaft zur Biogas­gewinnung eingesetzt werden.

 

2879

Modellidentifikation zur Beschreibung elektrodialytischer Prozesse zur Säurerückgewinnung

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Marquardt, RWTH Aachen, AVT - Aachener Verfahrenstechnik

Am Lehrstuhl für Prozesstechnik der Aachener Verfahrenstechn ik werden mechanistische Modelle zur Beschreibung von Transportprozessen in Elektromembranverfahren identifiziert. Im Rahmen des Max-Buchner­ Forschungsstipendiums wird ein strukturiertes Prozessmodell einer Elektrodialyseanlage zur Isolierung und Konzentration organischer Säuren aus komplexen Elektrolytlösungen erstellt. Das Modell beruht auf einer detaillierten dynamischen Beschreibung der lokalen Transportprozesse in den Elektrolytlösungen und lonenaustauschermembranen. Im Hinblick auf eine konsistente Modellformulierung und eine verlässliche numerische Behandlung mit in der chemischen Industrie etablierten Modellierungsumgebungen, liegt ein wesentlicher Schwerpunkt der Forschungsarbeiten auf der strukturellen Analyse der resultierenden Systeme partieller differential-algebraischer Gleichungen. ln zwei Fallstudien wird im Rahmen von Simulationsstudien das Potential des theoretis chen Rahmenwerks und des entwickelten Modells demonstriert.

 

2881

Glykosylierung von rekombinanten Proteinen in der einzelligen Grünalge Chlamydomonas reinhardtii

Prof. Dr. rer. nat. Rainer Buchholz, Universität Erlangen-Nürnberg, LS für Bioverfahrenstechnik

Die Glykosylierung von Proteinen eukaryontischer Organismen hat großen Einfluss z.B. auf Stabilität, Faltung und Funktion des Proteins im Organismus. Diese post-translationale Addition von mehreren Saccharidmonomenre bis zu Oligosaccharidstrukturen an Proteine wird in den meisten eukaryonitischen Zellen beobachtet und erfolgt in Prokaryonten nur in stark reduzierter Komplexität, sodass die Produktion von biopharmazeutischen Proteinen für die Anwendung als Human-Therapeutika in eukaryontischen Expressionssystemene, z.B. Insekten- und Säugerzelllinien angestrebt wird, die human-identische bzw. human-ähnliche Modifikationen durchführen.

 

2882

Adsorptive Entfernung von Wasser im unteren ppm- und ppb-Bereich zur Erzeugung hochreiner organischer Lösungsmittel

Prof. Dr.-Ing. Dieter Bathen, Universität Duisburg-Essen, Thermische Verfahrenstechnik

Die adsorptive Wasserentfernung mit Hilfe von Zeolithen aus organischen Lösungsmitteln wurde am Beispiel von linearen Alkoholen und Essigsäureestern systematisch untersucht. Der Vergleich der Adsorptionsisothermen der verschiedenen Systeme veranschaulicht, welche molekularen Struktureigenschaften die Adsorption auf Zeolithen bestimmen. Für große Lösungsmittelmoleküle kann die Wasseradsorption für 3 A Zeolithe und 4 A Zeolithe in guter Näherung durch die Gasphasenisotherme beschrieben werden.

 

2885

Entwicklung eines Reaktorsystems für die mikrobielle Sulfatentfernung und Charakterisierung der mikrobiellen Lebensgemeinschaft mit Hilfe molekulargenetischer Methoden

Prof. Dr. Michael Schlömann, TU Bergakademie Freiberg, Interdisziplinäres Ökologisches Zentrum

In Bergbaugebieten mit sulfit- und eisenhaltigen Mineralen kommt es natürlicherweise und verstärkt durch die menschliche Tätigkeit zur Bildung saurer, mit hohen Metall-, Sulfat- und Spurenstoffkonzentrationen belasteter Wässer. Im Rahmen des von der Siemens AG finanziell geförderten Forschungsprojektes erfolgt schwerpunktmäßig die Betrachtung der Sulfatbelastung und der Möglichkeit des Einsatzes der biologischen Sulfatreduktion für die Reinigung dieser Bergbauwässer. Ein Bioreaktor mit einem beweglichen Sandbett sollte als Kernstück dieses biologischen Verfahrens etabliert werden. In Laborversuchen erfolgte einerseits die Untersuchung verfahrenstechnischer Aspekte (z.B. hydraulische Aufenthaltszeit, Frequenz der Sandbettumwälzung in den Reaktoren, Einsatz verschiedener Elektronendonatoren), die einen Einfluss auf die Sulfatreduktionsleistung der Bioreaktoren haben könnten. Andererseits sollten mit Hilfe ausgewählter molekularbiologischer Methoden (z.B. PCR, T-RFLP, FISH, Pyrosequenzierung) die Auswirkungen der einzelnen verfahrenstechnischen Parameter auf die qualitative und quantitative Zusammensetzung der mikrobiellen Lebensgemeinschaft in den Bioreaktoren analysiert werden. Nach der erfolgreichen Etablierung und Durchführung der biologischen Sulfatreduktion im Labormaßstab sind Versuche mit realem Bergbau-beeinflusstem Wasser am Tagebau Nochten (Oberlausitz/Sachsen) durchgeführt worden.

 

2886

Supramolekulare Metallogele als Carrier für organische Lösungsmittelmoleküle

Prof. Dr. Karsten Gloe, Technische Universität Dresden, Fachrichtung Chemie und Lebensmittelchemie

Supramolekulare Gele stellen eine neue Klasse von "intelligenten" Nanoma terialien mit vielfaltigen Anwendungsoptionen in Forschung und Technik dar, die zunehmend steigendes Interesse finden [1-4]. Die typischen polymeren Netzwerke derartiger Gele mit hoher Porosität werden durch reversible Erkennungs- und Selbstorganisationsprozesse eines molekularen Gelbildners in einer flüssigen Phase gebildet und beruhen auf der Kombination  vielfaltiger  schwacher  Wechselwirkungen , insbesondere von Wasserstoffbrücken und n-n-Wechselwirkungen. Durch die Einbeziehung von Metallzentren in derartige Strukturen unter Nutzung koordinativer Wechselwirkungen ist sowohl eine signifikante Stabilisierung der Systeme als auch eine gezielte Eigenschaftsmodifizierung   möglich  [5-11]. Auch durch die elektrostatische Wechselwirkung mit Anionen kann eine Stabilisierung von Gelen erfolgen [12]. Trotz einer Vielzahl von Ergebnissen in der Literatur werden wesentliche Zusammenhänge, die für die Bildung derartiger "weicher" supramolekularer Gele verantwortlic h sind, nur unzureichend verstanden [13]. Während Anwendungsmöglichkeiten in Medizin, Katalyse, Optik oder Elektronik ausführlich in der Literatur diskutiert werden, sind vergleichsweise nur wenige  Ergebnisse  zum Einsatz dieser Systeme zur Stofftrennung zu finden. In diesen Arbeiten wird vor allem auf die Entfernung von Kohlenwasserstoffen  aus Wasser Bezug genommen  [14-17].

Ziel der vorliegenden Arbeiten ist es, die Bildung von MetaBogelen unter Einsatz multifunktioneller Ligandsysteme systematisch in Abhängigkeit von den gewählten experimentellen Bedingungen - Verknüpfungseinheit der Liganden, Art des Metallions und des Gegenions sowie Stoffmengenanteil L:M- zu charakterisieren und detaillierte Struktur-Wirkungsbeziehungen  abzuleiten.

 

2887

Erzeugung mikrostrukturierter Vliese auf der Basis von Collagen für gerichtetes zelluläres Wachstum in Tissue-Engineering-Applikationen

Prof. Dr. Katrin Salchert, Hochschule Lausitz, Fachbereich Bio-, Chemie- und Verfahrenstechnik

Für die Erzeugung voll funktionsfähiger biomimetischer Trägermaterialien zur Zell- und Gewebezüchtung wurden Scaffolds auf der Basis von fibrillärem Collagen Typ I entwickelt, die einerseits mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur in Form von Mikrostreifen und andererseits mit Hyaluronsäure ausgestattet werden konnten. Der Beeinflussung der Ausrichtung von humanen Endothelzellen aus der Nabelschnurvene durch die geometrische Struktur konnte neben dem Einfluss der biochemischen Komposition auf das Adhäsions- und Proliferationsverhalten nachgewiesen werden.

 

2890

Einsatz einer Expanded Bed Adsorptionsanlage am Bioreaktor zur direkten Abtrennung von Malariavakzinen aus Fermentationsbrühen

Prof. Dr. Gesine Cornelissen, HAW - Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Fakultät Life Sciences

In diesem Projekt wurde die Etablierung eines Integrierten Herstellungsprozesses bestehend aus Kultivierung und einer Primäraufreinigung über eine Expanded Bed Adsorptionsanlage (EBA) bearbeitet. Dazu wurde zunächst das Set-up eines Sequentiell Integrierten Bioprozesses zur Produktion artifizieller Malariavakzin-Kandidaten mit einer schnellen In-situ-Aufarbeitung über eine EBA durchgeführt. Im Anschluss wurde der Aufarbeitungsprozess mittels DoE - Design of Experiments optimiert.

 

2894

Aufklärung des Reaktionsmechanismus der Alkanspaltung in Zeolithen

Prof. Dr. Dr.h.c. Frerich Keil, TU Hamburg-Harburg, Chemische Reaktionstechnik

In diesem Abschlussbericht werden die Fortschritte gegenüber dem letzten Zwischenbericht dargestellt. Wesentliche Fortschritte konnten durch Anwendung von kombinierten quanten­mechanischen, molekülmechanischen und ab initio Moleküldynamik erzielt werden. Adsorp­tion und Spaltung von Heptan und Hexan an ZSM-5 und Faujasit-Zeolithen wurden unter­sucht, und zwar nunmehr mit voller Reaktionsdynamik, sodass auch das Produktspektrum erhalten werden konnte. Es wurden langreichweitige elektrostatische und auch van-der-Waals-Wechselwirkungen berücksichtigt.

 

2895

Selektive CO-Methanisierung auf Ru-Katalysatoren zur CO-Entfernung aus realistischen CO2-reichen Brenngasen für Niedertemperatur-Brennstoffzellen

Prof. Dr. Rolf Jürgen Behm, Universität Ulm, Abt. Oberflächenchemie und Katalyse

Grundlage für die Einführung von H2-basierten Technologien zur Energiegewinnung sind ökonomisch und ökologisch effiziente Methoden zur Herstellung von hochreinem Wasserstoff [1]. Für den Betrieb von Niedertemperatur - Brennstoffzellen muss mit heutigen Technologien z.B. der CO Gehalt unterhalb 10 ppm sein, um eine Vergiftung der Anodenkatalysators zu vermeiden [2]. Bei der Gewinnung von H2 aus fossilen Quellen, z.B. durch Dampfreformierung von Erdgas, fallen 4-5% CO an, die typisch mit einer Kombination der Wassergas-Shift Reaktion und der Selektiven CO Oxidation entfernt werden [3]. Alternativ kann man anstelle der Selektiven CO Oxidation, bei der O2 kontrolliert zugegeben wird, die Selektive Methanisierung verwenden, welche den Wasserstoff im Brenngas für die Umsetzung von CO zu CH4 verwendet. Momentan werden heutzutage hierzu auf Al2O3 oder TiO2 geträgerte Ni oder auch Co Katalysatoren verwendet [4-6], welche jedoch den Nachteil haben, den Kohlenstoff, der durch die Spaltung von CO auf der Oberfläche entsteht, sehr stark zu binden. Daraus resultierend deaktiviert der Katalysator schnell und muss entweder in-situ durch O2 Behandlung regeneriert oder komplett ausgetauscht werden.

 

2897

Minderung der Quecksilberemissionen der REA-Gips-verarbeitenden Industrie

Prof. Dr.-Ing. Heinz Köser, Universität Halle-Wittenberg, Zentrum für Ingenieurwissenschaften Umweltschutztechnik

In Rauchgasentschwefelungsanlagen (REA) der kohlegefeuerten Kraftwerke fällt als Nebenprodukt so genannter REA-Gips an, der in der Baustoffindustrie genutzt wird. Im REAGips wird ein Teil des im Abgas des Kraftwerkes befindlichen Quecksilbers (Hg) eingebunden, das bei der Weiterverarbeitung zu Bauprodukten zum Teil wieder freigesetzt werden kann. Im Rahmen des Vorhabens wurden verschiedene Parameter, Additive und Teilprozesse identifiziert, die die Wiederfreisetzung des Hg bei der Weiterverarbeitung des Gipses zu Baustoffen verringern.

 

2898

Untersuchungen zur Verkapselung von Aromastoffen in amorphen Matrices via formgebender Extrusion für Anwendungen im Bereich Life Sciences

Prof. Dr. Peter Kleinebudde, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Institut für Pharmazeutische Technologie

In dieser Arbeit wurde Carvacrol exemplarisch für ein Aroma ausgewählt und bzgl. Stabilität und Flüchtigkeit untersucht. Ausgewählte Kohlenhydrate bildeten zusammen mit Wasser in Sprühtrocknungs- und Extrusionsprozessen binäre und tertiäre Matrices. Die Glasübergangstemperatur (Tg) wurde mittels Dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) ermittelt. Der Einfluss der unterschiedlichen Kohlenhydrate und der Wasseraktivität (aW) auf die Tg wurde untersucht. Die Ermittlung der Tg war essentiell, um die Stabilität von verkapseltem Aroma in amorphen kohlenhydratbasierten Matrices untersuchen zu können.

 

2899

Reaktionstechnische Grundlagen der hydrothermalen Defunktionalisierung von Polyolen

Prof. Dr.-Ing. Herbert Vogel, TU Darmstadt, Ernst-Berl-Institut für Technische und Makromolekulare Chemie

Die Verwendung von überkritischen Fluiden in der Chemie ist im Laufe der Erschließung von umweltschonenderen und somit "grüneren" Lösungsmitteln in den letzten Jahren vermehrt in den Vordergrund getreten. Die Phänomene überkritischer Fluide sind jedoch seit 140 Jahren bekannt. Bereits 1869 beobachtet Andrews die nicht unterscheidbaren gasförmigen und flüssigen Phasen von überkritischem Kohlendioxid. Zehn Jahre später erhielten Hannay und Hogart bei Löslichkeitsuntersuchungen die gleichen Absorptionsspektren von Cobaltchlorid in überkritischem Ethanol-Dampf sowie in flüssigem Ethanol. Aber erst 1961 wurde der erste ausführlichere Übersichtsartikel von Franck veröffentlich, der überkritisches Wasser behandelte [Franck, 1961]. Seit dem steigt das Interesse um die effektive Nutzung der charakteristischen und besonderen Eigenschaften von SCFs (engl. "supercritical fluid"), insbesondere überkritischem Wasser, verstärkt [Ott, 2005]. In Folge des breiten Eigenschaftsprofils, welches durch die Prozessparameter Druck und Temperatur im Wesentlichen variiert werden kann, lassen sich eine Vielzahl von chemischen Reaktionen in nah- und überkritischen Wasser realisieren.

 

2902

Analyse der Tropfeninteraktion zur Modellierung von Koaleszenzprozessen in Flüssig/Flüssig-Dispersionen

Prof. Dr.-Ing. Udo Fritsching, Universität Bremen, Mechanische Verfahrenstechnik

A numerical investigation of binary droplet and particle collisions in a gaseous phase has been conducted as part of a coalescence modeling project. A volume of fluid (VOF) based interface capturing method, which is characterized by introducing an extra artificial compression term into the volume-fraction transport equation, is employed in combination with a ghost cell method to capture the liquid-gas interface. The phenomenological criteria for droplet coalescence modeling are discussed. Particle-droplet interaction is modeled by VOF method coupled with mesh motion in six degrees of freedom (6-DoF). Here the solid particle is represented by a solid object with 6-DoF motion while the liquid droplet is represented by liquid volume fraction. The results for solid particle penetration into liquid droplets are discussed.

 

2903

Systematische Messung der auftretenden Enthalpieeffekte bei der CO2-Absorption in wässrigen Alkoholaminlösungen

Prof. Dr. Jürgen Gmehling, Carl-von-Ossietzky-Universität Oldenburg, Institut für Reine und Angewandte Chemie

Zur Verringerung der CO2-Emissionen in die Atmosphäre ist die Rauchgaswäsche mit wässrigen Alkoholaminlösungen eine vielversprechende Methode. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden die beladungsabhängigen Wärmeeffekte bei der CO2-Absorption in wässrigen Lösungen von MEA, DEA und MDEA mit einem Durchflusskalorimeter bei unterschiedlichen Konzentrationen, Temperaturen und Drücken gemessen. Die erhaltenen Daten dienen der Erstellung rigoroser Modelle für die Prozesssimulation und der Bewertung der Wirtschaftlichkeit des Trennprozesses.

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