Membranverfahren/Membrane Separation Technologies (MembSep)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Membrane Separation Technologies)
(Prüfungsordnungsmodul: Membranverfahren)

Lehrveranstaltungen:

• • Membranverfahren/Membrane Separation Technologies
    (Vorlesung, 2 SWS, Malte Kaspereit, Di, 16:15 - 17:45, 0.154-115; Die erste Vorlesung findet am 20.4.2021 statt.)
  • Übung zu Membranverfahren/Membrane Separation Technologies
    (Übung, 1 SWS, Benjamin Reif et al., Di, 8:15 - 9:45, K2-119)

Empfohlene Voraussetzungen:

Grundkenntnisse in Thermischen Trennverfahren, Bioseparations oder Downstream Processing

Inhalt:

Membranverfahren finden vielfältige Anwendung in der chemischen, biotechnologischen und medizinischen Technik, wie z.B. in der Meerwasserentsalzung und Abwasseraufbereitung, für die Trennung organischer Stoffgemische und Produktion von Spezialchemikalien, bei der Aufbereitung von Gemischen aus biotechnologischen Produktionen oder der therapeutischen Blutreinigung. Membranverfahren zeichnen sich dabei durch hohe Leistungsfähigkeit, Selektivität und Zuverlässigkeit aus. Daneben sind sie in hohem Maße "kompatibel" zu anderen Trenn- und Reaktionsprozessen, so dass sie gezielt zu deren Intensivierung in hybriden und reaktiven Trennverfahren eingesetzt werden können.
In Rahmen des Moduls werden die technisch relevanten Membrantrennverfahren Umkehrosmose, Nanofiltration, Ultrafiltration, Mikrofiltration, Dialyse, Pervaporation, Gas-Trennung und Elektrodialyse behandelt sowie neuere Entwicklungen vorgestellt. Die Membranverfahren werden ausgehend von ihren physikalisch-chemischen Grundlagen bis hin zur Auslegung technischer Prozesslösungen besprochen, sowie technisch bereits realisierte Verfahren analysiert. Neben typischen Anwendungen wie z.B. der Wasseraufbereitung werden vorwiegend technische Membranverfahren für chemische und biotechnologische Anwendungen vorgestellt. Es wird dabei die Fähigkeit vermittelt, für gegebene Problemstellungen geeignete Verfahrenslösungen auszuwählen, optimierte Prozessparameter für verschiedene Apparate und Stoffsysteme abzuleiten, sowie eine Bewertung hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit vorzunehmen.
Gliederung:
1. Einführung
2. Mikrofiltration
3. Ultrafiltration
4. Nanofiltration
5. Umkehrosmose
6. Dialyse und künstliche Niere
7. Pervaporation
8. Gaspermeation
9. Elektrodialyse
10. Donnan-Dialyse
11. Aktuelle Forschungsgebiete

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• kennen und verstehen die technisch relevanten Membranverfahren und ihre Anwendungsgebiete,

• verstehen die Zusammenhänge zwischen physikalischen Vorgängen und Prozess-Performance,

• kennen Messmethoden für wesentliche physiko-chemische Parameter und können sie problemabhängig auswählen,

• können selbstständig einfache Prozessmodelle erstellen und lösen,

• sind in der Lage, geeignete Verfahrenslösungen auszuwählen, konzeptionell zu entwickeln, auszulegen und ihre Wirtschaftlichkeit zu bewerten.

Literatur:

T. Melin, R. Rautenbach, Membranverfahren - Grundlagen der Modul- und Anlagenauslegung, Springer, 2007
R.W. Baker, Membrane Technology and Applications, Wiley, 2004

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science)
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science) | Gesamtkonto | 1.-2. Wahlpflichtmodul (ohne Praktikum) | Membranverfahren)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Membranverfahren (Prüfungsnummer: 50811)

(englischer Titel: Membrane Separation Technologies)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2021, 1. Wdh.: WS 2021/2022

1. Prüfer:

Malte Kaspereit

Termin: 11.10.2021, 09:00 Uhr, Ort: Erlangen, Egerlandstr. 3, T 0.75
Ort: T 0.75