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Membranverfahren/Membrane Separation Technologies (MembSep)5 ECTS (englische Bezeichnung: Membrane Separation Technologies)
(Prüfungsordnungsmodul: Membranverfahren)
Modulverantwortliche/r: Malte Kaspereit Lehrende:
Malte Kaspereit
Startsemester: |
SS 2022 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
45 Std. | Eigenstudium: |
105 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Membranverfahren/Membrane Separation Technologies
(Vorlesung, 2 SWS, Malte Kaspereit, Di, 14:15 - 15:45, H12, (außer Di 17.5.2022, Di 5.7.2022))
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Übung zu Membranverfahren/Membrane Separation Technologies
(Übung, 1 SWS, Benjamin Reif et al., Mo, 14:15 - 15:45)
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:
Schlüsselwörter: Membran, Trennverfahren, Umkehrosmose, Pervaporation, Nanofiltration, Dialyse, Elektrodialyse, Kontaktoren, Extraktion, Destillation, Reaktoren; Membrane, reverse osmosis, nano filtration, micro filtration, dialysis, pervaporation, gas separation
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
- Life Science Engineering (Master of Science)
(Po-Vers. 2019w | TechFak | Life Science Engineering (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtmodule | Membranverfahren)
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)", "Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science)" verwendbar. Details
Studien-/Prüfungsleistungen:
Membranverfahren (Prüfungsnummer: 50811)
(englischer Titel: Membrane Separation Technologies)
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 50811 Membranverfahren (Gewichtung: 100.0 %, Prüfung, Form: mündliche Prüfung, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: 30, 5 ECTS, Prüfung).
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- Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet, 5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: SS 2022, 1. Wdh.: WS 2022/2023
1. Prüfer: | Malte Kaspereit (100325) |
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