STUDIENFÜHRER VERFAHRENSTECHNIK - Aachener ...

AACHENER VERFAHRENSTECHNIK 

STUDIENFÜHRER 

VERFAHRENSTECHNIK 

2010/2011 

www.avt.rwth-aachen.de

Herausgeber 

Aachener Verfahrenstechnik 

Redaktion und Layout 

Esther Gartz, Heiner Giese 

Druck 

Mainz Druck Aachen, Auflage 800 

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 1 

Inhaltsverzeichnis 

1 Grußwort 2 

2 Was ist Verfahrenstechnik? 3 

2.1 Definition ............................................. 3 

2.2 BerufsbilddesVerfahrensingenieurs ............................... 3 

3 Verfahrenstechnik in Aachen 5 

3.1 DieAachenerVerfahrenstechnik ................................. 5 

3.2 ForschungsschwerpunktederAachenerVerfahrenstechnik ................... 5 

3.3 Studium der Verfahrenstechnik an der RWTH Aachen ...................... 6 

3.4 AVT-Bioverfahrenstechnik ................................... 7 

3.5 AVT - Chemische Verfahrenstechnik ............................... 9 

3.6 AVT - Mechanische Verfahrenstechnik .............................. 11 

3.7 AVT - Prozesstechnik ....................................... 13 

3.8 AVT - Thermische Verfahrenstechnik .............................. 15 

3.9 Lehrstuhl für Technische Thermodynamik . . .......................... 17 

3.10 Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung . .......................... 18 

4 Verfahrenstechnikstudium an der RWTH 19 

4.1 SchwerpunktVerfahrenstechnik ................................. 19 

4.1.1 Schwerpunkt Bioverfahrenstechnik . .......................... 19 

4.1.2 SchwerpunktChemischeVerfahrenstechnik....................... 20 

4.1.3 SchwerpunktEnergieverfahrenstechnik ......................... 20 

4.1.4 SchwerpunktMechanischeVerfahrenstechnik...................... 21 

4.1.5 SchwerpunktProzesstechnik............................... 21 

4.1.6 SchwerpunktThermischeVerfahrenstechnik ...................... 22 

4.1.7 SchwerpunktUmweltverfahrenstechnik......................... 22 

4.2 Studienpläne ........................................... 23 

4.2.1 Studienplan B.Sc./M.Sc ................................. 23 

4.2.2 Studienplan Diplom ................................... 24 

4.2.3 Studien–, Projekt–, Diplom–, Bachelor– und Masterarbeiten . ............. 24 

4.3 StudiumimAusland ....................................... 25 

4.4 Studentische Hilfskräfte ...................................... 26 

4.5 WeitereAngebotefürStudierende ................................ 26 

5 Alphabetischer Fächerkatalog 29 

6 Anhang 52 

7 Platz für persönliche Notizen 55 

8 Adressen 57

2 STUDIENFÜHRER VERFAHRENSTECHNIK 

1 Zu dieser Broschüre 

Liebe Studierende! 

Sie stehen vor einer wichtigen Entscheidung: die Wahl Ihrer Vertiefungsrichtung bzw. Ihres Berufsfeldes. In 

dieser Broschüre wollen wir, die Aachener Verfahrenstechniker, Ihnen die Verfahrenstechnik näher vorstellen. 

Der Studienführer soll Ihnen als Leitfaden für Ihr Studium an der RWTH dienen. Darüber hinaus möchten 

wir Ihnen Informationen mit an die Hand geben, was Verfahrenstechnik eigentlich ist. Auf den ersten Seiten 

dieser Broschüre geben wir einen Einblick in die vielfältigen Anwendungen der Verfahrenstechnik, in der 

die Kombinationen unterschiedlicher Bereiche aus Natur- und Ingenieurwissenschaften ein vielseitiges 

interdisiplinäres Berufsbild ermöglichen. 

In Kurzdarstellungen stellen sich die AVT-Lehrstühle mit ihrem Lehrangebot und den Forschungsschwerpunkten 

vor. Die Fülle an Vertiefungsfächern bietet Ihnen bei der Gestaltung Ihres Studium viele Freiräume in der 

Wahl und Kombination Ihrer Vertiefungsschwerpunkte. 

Im Rahmen Ihrer studienbegleitenden und/oder studienabschließenden Arbeiten laden wir Sie ein, aktiv 

in der aktuellen Forschung der Aachener Verfahrenstechnik mitzuarbeiten. Zudem haben Sie im Rahmen 

unserer Austauschprogramme die Gelegenheit, einige Semester im Ausland zu studieren, oder dort Arbeiten 

anzufertigen. Bei Fragen jeder Art zum Studium der Verfahrenstechnik steht Ihnen die Studienberatung als 

Ansprechpartner zur Verfügung. Die Adressen und Lagepläne aller relevanten Einrichtungen finden Sie auf 

den letzten Seite dieser Broschüre. 

Ich freue mich – auch im Namen meiner Kollegen der Aachener Verfahrenstechnik – Sie demnächst zur 

persönlichen Studienberatung und zum Studium der Verfahrenstechnik begrüßen zu dürfen. 

Aachen, im Mai 2010 

Prof. Dr.-Ing. Jochen Büchs

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 3 

2 Was ist Verfahrenstechnik? 

2.1 Definition 

Eine Umfrage innerhalb der Bevölkerung wird auf 

die Frage „Was ist Verfahrenstechnik” vermutlich 

keine klare und eindeutige Definition als Antwort 

ergeben. Diese Tatsache ist in erster Linie darauf 

zurückzuführen, dass Verfahrenstechnik kein Unterrichtsfach, 

wie Chemie, Physik oder Mathematik 

ist, das man aus der Schule kennen müsste. 

Aufgabe der Verfahrenstechnik ist die Stoffumwandlung. 

Hierbei werden natürlich verfügbare 

Ressourcen, aber auch Zwischen- und Abfallprodukte 

ebenso wie Agrarerzeugnisse verarbeitet. 

Die angewendeten Umwandlungsprozesse können 

chemischer oder biologischer Natur sein, am 

häufigsten sind jedoch physikalische Operationen, 

wie die Zerkleinerung oder die Stofftrennung 

z.B. durch Destillation. Die Verfahrenstechnik ist 

also eine fundamentale Produktionstechnik wie 

die Energietechnik (Energieumwandlung) oder 

die Fertigungstechnik (funktionale Formgebung): 

Verfahrenstechnik kümmert sich um stoffliche 

Umwandlungen. Dabei hat die Verfahrenstechnik 

so vielfältige Aufgaben zu lösen wie die Raffinierung 

von Rohöl, die Trinkwassergewinnung 

durch Meerwasserentsalzung, die Produktion von 

Pharmazeutika oder die Herstellung von Zucker aus 

Zuckerrüben. 

Wie kann nun eine einzelne Ingenieursdisziplin 

die technisch-wissenschaftliche Grundlage 

so verschiedenartiger Anwendungsgebiete sein? 

Grundlage der Verfahrenstechnik ist die Erkenntnis, 

dass sich die große Fülle der Herstellungsprozesse 

auf eine vergleichsweise geringe Zahl von sog. 

Grundoperationen zurückführen lässt. So ist beispielsweise 

die Filtration als Grundoperation bei der 

Herstellung von Bier (Abtrennung von Trübstoffen) 

ebenso zu finden wie bei der Abwasserreinigung 

(Abtrennung ausgefällter Schwermetalle) und bei 

der Herstellung von Textilfarben. Demnach sind 

Grundoperationen die Bausteine, aus denen der 

Verfahrensingenieur jeden Prozess aufbaut. 

Moderne Verfahrenstechnik beschränkt sich 

aber nicht nur auf die Sezierung von Prozessen in 

Grundoperationen sowie deren Beschreibung und 

Auslegung. Sie dringt auch immer tiefer in das 

Verständnis der stoffspezifischen Zusammenhänge 

ein und versucht gleichzeitig, Prozesse als Ganzes 

zu modellieren, zu steuern und zu optimieren. Auch 

das Zusammenspiel und die innovative Integration 

verschiedener Prozesse, die über Produkt- und Nebenproduktströme, 

über gemeinsame Infrastruktur, 

Produktionstechnik und Logistik verbunden sind, ist 

Aufgabe der Verfahrenstechnik. Weiterhin werden 

in zunehmendem Maße die Auswirkungen der 

Prozesse auf Mensch und Umwelt untersucht. Eine 

besondere Herausforderung stellt der Rohstoffwandel 

von fossilen zu nachhaltigen Rohstoffen dar. 

Auch die Problematik der Wasserverknappung ist 

im Blickpunkt der Verfahrenstechnik. 

Charakteristisch für die Verfahrenstechnik heute ist 

die enorm breite natur- und ingenieurwissenschaftliche 

Basis und die enge Verzahnung mit Disziplinen 

wie Informatik, physikalische Chemie, Thermodynamik, 

Werkstoff-, Regelungs-, Sicherheits-, 

Umwelt-, Medizintechnik und Biologie. 

2.2 Berufsbild des Verfahrensingenieurs 

Ebenso breit gefächert und vielfältig wie die Verfahrenstechnik 

selbst und ihre Kenntnisbasis ist auch 

das Berufsbild des Verfahrensingenieurs. Typische 

Aufgabenfelder und die Anteile der dort beschäftigten 

Verfahrensingenieure stellt Abb. 1 dar. 

Abbildung 1: Aufgabenfelder von Verfahrensingenieuren 

(VDI, 2006) 

Sie reichen von Forschung und Entwicklung über 

Planung, Bau und Betrieb von Apparaten und 

Anlagen bis zum beratenden Ingenieur, zur Anwendung 

oder Projektakquisition. Die Arbeitgeber 

des Verfahrensingenieurs sind längst nicht mehr


primär die chemisch-pharmazeutischen Konzerne, 

sondern in zunehmendem Maße Firmen des gesamten 

industriellen Sektors: Grundstoffindustrie, 

Lebensmittelindustrie, Energieversorger, Apparatebauer, 

ja sogar Firmen der Medizintechnik und 

der Auto- und Flugzeugindustrie stellen Verfahrenstechniker 

ein (Abb. 2). Hier wird eine besondere 

Stärke des Verfahrensingenieurs deutlich: Das 

Beherrschen der Grundoperationen zur stofflichen 

Umwandlung verleiht ihm eine hohe fachliche 

Flexibilität. Dies zusammen mit seinen fundierten 

natur- und ingenieurwissenschaftlichen Kenntnissen 

erlaubt es ihm, sich in eine Vielzahl von Problemen 

schnell einzudenken, Wissen zu transferieren und 

Problemlösungen zu erarbeiten. Dies sind heute 

mehr denn je dringend benötigte Qualitäten. Häufig 

sind Verfahrenstechniker daher auch in solchen 

Bereichen anzutreffen, die nicht zu den klassischen 

Betätigungsfeldern der Verfahrenstechnik gehören 

wie beispielsweise Hüttenkunde, Wasserwirtschaft, 

Kunststofftechnik, Bauingenieurwesen oder Unternehmensberatungen. 

Das Berufsbild des Verfahrenstechnikers unterliegt 

natürlich auch dem allgemeinen wirtschaftlichen 

Strukturwandel. Neue Technologien und 

Forschungsfelder schaffen Bedarf an Arbeitskräften. 

Aufgrund der oben beschriebenen breiten 

Wissensbasis der Verfahrenstechniker sind sie in 

vielen innovativen Feldern als Antriebsmotoren 

gefordert. Der VDI (Verein deutscher Ingenieure) 

nennt folgende Bereiche als besonders relevante 

Zukunftsthemen: 

• Schaffung von Herstellungsprozessen für neuartige 

Wirk-, Werk- und Farbstoffe sowie sonstige 

Chemikalien und Zwischenprodukte, 

• Biotechnik und Biomedizin im Gesundheitswesen, 

für die Landwirtschaft, den Umweltschutz 

und die Chemikalienherstellung, 

• Umweltschutz und Ressourcenschonung, 

• Entwicklung von systematischem Wissen als 

Grundlage neuer Verfahren (z.B. Simulation 

und Optimierung, Prozessführung, Prozesswissen 

statt Empirie). 

Die oben genannten Fakten und Prognosen lassen 

den Schluss zu, dass die Verfahrenstechnik aus 

Sicht des Arbeitsmarkts jetzt und dauerhaft sehr gute 

Chancen und Sicherheit bietet. Der VDI bestätigt, 

dass Verfahrenstechniker auch in Zukunft sehr 

gefragt sind (Renkel, persönliche Mitteilung vom 

25.5.2009). Soweit die guten Nachrichten! Natürlich 

müssen Sie auch das Ihre beitragen, um ein 

interessanter Bewerber zu werden und Ihre Chancen 

wahrzunehmen. Die folgenden Schlüsselqualifikationen 

sind dabei vor allem wichtig und stehen 

daher auch im Zentrum der Ausbildung: 

• Fachliche Kompetenz, 

• Fähigkeit zum interdisziplinären und kooperativen 

Arbeiten, 

• Kreativität und Mut für neue Wege und frisches 

Denken, 

• Kommunikative Fähigkeiten, 

• Denken in komplexen Zusammenhängen, 

• Ganzheitliche Betrachtungsweise. 

Die fachliche Kompetenz beinhaltet ein grundlagenorientiertes 

Basiswissen, das eher auf Breite als 

auf Spezialisierung angelegt ist. Wesentliche Gebiete 

sind solides Ingenieurwissen, die Naturwissenschaften, 

stoffliche Zusammenhänge, Bilanzierung 

sowie Wärme- und Stoffübergange, Prozesstechnik 

und praktische Erfahrung. 

Abbildung 2: Einsatzgebiete von Verfahrensingenieuren 

Werden diese grundsätzlichen Überlegungen bei der 

Gestaltung des Studiums berücksichtigt, steht einer 

erfolgreichen, spannenden und persönlich bereichernden 

Ingenieurlaufbahn in der Verfahrenstechnik 

nichts mehr im Wege!

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 5 

3 Verfahrenstechnik in Aachen 

3.1 Die Aachener Verfahrenstechnik 

Die Historie der Verfahrenstechnik in Aachen reicht 

bis in das Jahr 1952 zurück, in welchem das „Forschungsinstitut 

Verfahrenstechnik” gegründet wurde. 

Die Expansion der Verfahrenstechnik als industrielle 

Disziplin hatte in den nachfolgenden Jahren 

auch eine starke Erweiterung der Forschungsaktivitäten 

des Instituts zur Folge. Bis 1972 beheimatete 

das Institut für Verfahrenstechnik den Lehrstuhl 

für Verfahrenstechnik I sowie die Lehr- und Forschungsgebiete 

für verfahrenstechnische Grenzgebiete 

und mathematische Methoden der Verfahrenstechnik. 

Der im Jahr 1972 gegründete Lehrstuhl für 

Verfahrenstechnik II ist 1992, im Zuge einer wesentlichen 

Umstrukturierung und Erweiterung der 

Verfahrenstechnik in Aachen, in den Lehrstuhl für 

Thermische Verfahrenstechnik umbenannt worden. 

Das Institut für Verfahrenstechnik umfasste ab diesem 

Jahr den Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik 

und das Lehr- und Forschungsgebiet Mechanische 

Verfahrenstechnik. Zudem wurden die Lehrstühle 

für Prozesstechnik und Bioverfahrenstechnik 

gegründet. Im Oktober 2007 beschlossen die nunmehr 

fünf Verfahrenstechnikprofessoren (Abb. 3), 

die organisatorische und strategische Zusammenführung 

ihrer Aktivitäten unter dem Dach der Aachener 

Verfahrenstechnik - AVT. Die Forschung der AVT 

hat häufig interdisziplinären Charakter und Projekte 

werden oft in Kooperation mit internen sowie exter– 

nen Partnern aus Universitäten und Industrie bearbeitet. 

Diese enge wissenschaftliche Zusammenarbeit 

der RWTH-Institute kommt insbesondere durch 

das Excellenz-Cluster „Tailor Made Fuels from Biomass” 

zum Ausdruck, in dem lehrstuhl– und fakultätsübergreifend 

gearbeitet wird. Neben Aufgaben in 

der Forschung nimmt die AVT aber auch die Aufgabe 

der Ausbildung junger Verfahrensingenieure 

wahr. Die AVT bietet Workshops und Tagungen zur 

Fortbildung und als Plattformen für den Informationsaustausch 

für externe Partner und Kunden aus 

der Industrie an. Darüber hinaus wird in der AVT 

eine breite Palette von Dienstleistungen vom Experiment 

bis zur Simulation angeboten. Zur Zeit beschäftigt 

die AVT ca. 150 Mitarbeiter, davon ca. 100 

Doktoranden der Ingenieur- und Naturwissenschaften. 

Teil der AVT sind weiterhin mechanische und 

elektrotechnische Werkstätten sowie diverse analytische 

Labore. 

3.2 Forschungsschwerpunkte der Aachener 

Verfahrenstechnik 

In naher Zukunft sind aufgrund der Verknappung 

der natürlich vorkommenden Ressourcen Öl, Gas 

und Wasser große globale Herausforderungen durch 

den Menschen und insbesondere von der Verfahrenstechnik 

zu bewältigen. In der verfahrenstechnischen 

Produktion wird entsprechend ein Rohstoffwandel 

von derzeit als klassisch bezeichneten, vorzugsweise 

fossilen, Ausgangsstoffen hin zu biogenen Stoffen 

eintreten. Biogene Rohstoffe bedingen die Entwick– 

Abbildung 3: Die Professoren der Aachener Verfahrenstechnik


lung einer gänzlich neuen Verfahrenstechnik, die 

anders als heutzutage etablierte Verfahren mit verschiedensten 

Gegebenheiten wie z.B. höheren Viskositäten, 

schwankenden Rohstoffqualitäten und höherer 

Bandbreite an Einsatzstoffen umgehen muss 

(Abb. 4). 

Abbildung 4: Zukünftige Herausforderungen der 


Derzeit besitzen die fünf Lehrstühle der AVT eine 

ausgewiesene Expertise in unterschiedlichen Gebieten 

der Verfahrenstechnik auf (Abb. 3). Zukünftig 

werden die Forschungsaktivitäten entsprechend den 

bevorstehenden globalen Herausforderungen „Rohstoffwandel” 

und „Wasserverknappung” auf die 

Schwerpunkte nachwachsende Rohstoffe und Wassertechnologien 

systematisch ausgebaut. Die bestehenden 

Kompetenzen werden vor diesem Hintergrund 

optimal in neue, interdisziplinäre, stark mit 

den Naturwissenschaften und innerhalb der AVT 

verzahnte Projekte eingebracht und verstärkt werden. 

Abbildung 5: Innovativer Ansatz des Exzellenzclusters 

„Tailor Made Fuels from Biomass” zur Generierung 

von Biotreibstoffen 3. Generation. 

Ein wichtiges gemeinsames Forschungsvorhaben 

„Tailor Made Fuels from Biomass”, das deutlich 

über die AVT hinausgeht, behandelt schon heute diese 

Themen von morgen (Abb. 5, www.fuelcenter. 

rwth-aachen.de). Zusammen mit Verbrennungsspezialisten 

bei der Motorenentwicklung und Chemikern 

wird am maßgeschneiderten Kraftstoff der 

Zukunft aus biogenen Rohstoffen geforscht. Dabei 

soll entgegen der heute schon erhältlichen Kraftstoffe 

aus Ölpflanzen (Biodiesel) oder Zuckerrohr 

(Bioethanol), Kraftstoff aus Pflanzen außerhalb der 

menschlichen Nahrungskette, z. B. cellulosehaltige 

oder hölzerne Reststoffe, gewonnen werden. Hier 

sind kreative Lösungen gefragt, um die ambitionierten 

Ziele zu erreichen. 

3.3 Studium der Verfahrenstechnik an der 

RWTH Aachen 

Der bisherige Diplomstudiengang Maschinenbau 

beinhaltet die Vertiefungsrichtung Verfahrenstechnik 

im Hauptstudium. Seit dem WS 2007/08 

wird der auslaufende Diplomstudiengang vom 

Bachelor- bzw. Masterstudiengang abgelöst. In den 

ersten vier Semestern des Bachelorstudienganges 

sind die Studieninhalte durch klassische Grundlagenvorlesungen 

wie Mathematik, Mechanik und 

Thermodynamik oder Maschinenelemente geprägt. 

Ab dem fünften Semester können Sie dann das 

Berufsfeld Verfahrenstechnik vertiefen. Bis zum 

Abschluss als Bachelor werden grundlagenorientierte 

Vorlesungen zu Grundoperationen aus 

der chemischen, thermischen, mechanischen und 

biologischen Verfahrenstechnik sowie Seminarund 

Projektveranstaltungen z.B. zur verfahrenstechnischen 

Produktentwicklung angeboten. Dieser 

erste Studienabschnitt wird durch Praktika in der 

Industrie abgerundet und mit der Bachelorbeit 

abgeschlossen. 

Das Masterprogramm stellt dann die weitergehende 

Ausbildung zum Verfahrensingenieur dar. 

Die Themen der Grundvorlesungen werden aufgegriffen 

und tiefergehend behandelt und um weitere 

Themengebiete und Spezialisierungen erweitert. 

Besonders durch Wahlvorlesungen zu ausgewählten 

Themen kann dann jeder Studierende seinen 

persönlichen Schwerpunkt legen. Zusätzlich zu 

normalen Vorlesungen haben Sie die Möglichkeit 

Projektmanagement und Teamarbeit im Rahmen 

der Branntwein AG zu erlernen, Vorlesungen in 

englischer Sprache zu besuchen und Ihre kommunikativen 

Fähigkeiten in seminaristischen Vorlesungen 

zu entwickeln und zu trainieren.

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 7 

3.4 AVT - Bioverfahrenstechnik 

Der Bereich Bioverfahrenstechnik besteht seit Ende 

1996. Die räumliche Nähe des Lehrstuhls zu den 

naturwissenschaftlichen Disziplinen Biologie (Medizin) 

und Technische Chemie, sowie die Eingliederung 

in den Fachbereich Verfahrenstechnik schaffen 

eine ideale Basis für interdisziplinäres Arbeiten. Neben 

der Mitgliedschaft des Lehrstuhls in der Fakultät 

für Maschinenwesen besitzen wir einen Gastmitgliedstatus 

in der Fakultät für Mathematik, Informatik 

und Naturwissenschaften. 

Der Lehrstuhlleiter Prof. Büchs hat knapp neun 

Jahre in der biotechnologischen Forschung bei der 

BASF gearbeitet und unterhält gute Beziehungen zu 

japanischen Forschungsinstituten, wie z.B. der Tokyo 

Universität und dem „Institute of Physical and 

Chemical Research” (RIKEN). 

Was ist Bioverfahrenstechnik? 

Ziel der Bioverfahrenstechnik ist die verfahrenstechnische 

Beschreibung, Auslegung und Optimierung 

biologischer Methoden, Prozesse und Apparate. Sie 

umfasst die Gebiete Verfahrenstechnik der Stoffgewinnung 

(Nährmedienvorbereitung, Stoffumwandlung, 

Produktisolierung) und des Umweltschutzes 

(Abwasser, Abluft, Boden). Beide Gebiete haben gemeinsam, 

dass eine Stoffumwandlung auf biologischem 

Wege geschieht. Während bei der Stoffgewinnung 

Wertstoffe hergestellt werden, ist das Ziel 

beim Umweltschutz der Abbau von Schadstoffen 

oder deren Umwandlung in umweltverträgliche Substanzen. 

Abb. 6 verdeutlicht die Schnittstellen der Ingenieurwissenschaft 

Bioverfahrenstechnik zu den verwandten 

Fachdisziplinen Biologie (Medizin) und Chemie. 

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jochen Büchs 

Mitarbeiter: 21 wissenschaftliche 

6 nichtwissenschaftliche 

2Azubis 

20 studentische Hilfskräfte 

Adresse: Worringerweg 1, Sammelbau Biologie, 

52074 Aachen 

Telefon: 0241/80-25546 

Homepage: www.avt.rwth-aachen.de 

Bioverfahrenstechnik 

Biologie 

(Medizin) 

Biochemie 

Biotechnologie 

Ingenieurwissenschaft 

Chemie 

Technische 

Chemie 

Chemische 

VT 

Abbildung 6: Fachdisziplinen der Biotechnologie 

Die Bioverfahrenstechnik bildet hierbei die Schnittmenge 

der Ingenieurwissenschaften mit der Biologie 

(Medizin). Die Biologie beschäftigt sich mit 

den gravimetrisch quantifizierbaren Nährstoffen und 

dem Mikroorganismus an sich. Für einen erfolgreichen 

Bioprozess sind jedoch zusätzlich verfahrenstechnische 

Aspekte beizusteuern. Dies sind solche 

Größen, die nur durch Bilanzierung, Berücksichtigung 

von Stofftransportvorgängen und Modellierung 

zugänglich sind. Dazu gehören z.B. die Sauerstoffzufuhr, 

die Kohlendioxidentfernung, die Bestimmung 

der hydromechanischen Belastung von 

Mikroorganismen und die Berechnung der notwendigen 

Wärmeabfuhr. 

Zu den biotechnologischen Stoffumwandlungen gehören 

sowohl die komplexen Biosynthesen bei Fermentationsprozessen, 

als auch Biotransformationen 

mit Mikroorganismen oder Enzymen, bei denen nur 

eine relativ einfache Stoffumwandlung erfolgt. Bei 

Fermentationsprozessen kommen Mikroorganismen 

und zunehmend auch tierische und pflanzliche Zell–


oder Gewebe–Kulturen zum Einsatz. Die Zukunft 

gehört der Anwendung gentechnisch veränderter Organismen 

und Zellen. Ein wichtiges Aufgabenfeld 

besteht in der Übertragung der in Schüttelreaktoren 

(Schüttelkolben, Reagenzgläser, Mikrotiterplatten) 

ermittelten Ergebnisse in Laborfermenter und 

schließlich in technische Maßstäbe. Die Biotechnologie 

ist eine der sich am schnellsten entwickelnden 

Zukunftsbranchen. Die Feinchemikalienproduktion, 

die Pflanzenschutz- und vor allem die Pharmaindustrie 

werden in den nächsten Jahren einen enormen 

Innovationsschub durch die Biotechnologie erfahren. 

Forschungsschwerpunkte 

Der Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik beschäftigt 

sich hauptsächlich mit der biotechnologischen 

Wertproduktherstellung. Nur mit untergeordneter 

Priorität werden umwelt– oder aufarbeitungstechnische 

Fragestellungen behandelt. Im Mittelpunkt 

der Forschungstätigkeit steht die Entwicklung neuer 

Methoden und Apparate für eine effiziente Bioprozessentwicklung. 

Es wird jedoch keine eigene 

Mikrobiologie beforscht, sondern die am Lehrstuhl 

entwickelten bioverfahrenstechnischen Methoden 

und Apparate werden in zahlreichen Kooperationen 

mit Biologen anderer Lehrstühle oder der Industrie 

in mikrobiellen Kultursystemen etabliert. Folgende 

Forschungsgebiete werden augenblicklich schwerpunktmäßig 

bearbeitet: 

1. Schüttelreaktorsysteme 

In den ersten Screening–Stufen biotechnologischer 

Entwicklungsarbeit werden in sehr großer Zahl 

Schüttelreaktoren (Erlenmayerkolben, Reagenzgläser 

und Mikrotiterplatten) eingesetzt, da hier sehr 

viele Versuche parallel und in kurzer Zeit durchgeführt 

werden müssen. Zur Zeit wird die Laborautomation 

mit Hilfe von Robotern aktiv vorangetrieben. 

Schüttelreaktoren sind aber bisher verfahrenstechnisch 

kaum erforscht und die Mess– und Analysemöglichkeiten 

sind im Gegensatz zu der Einsatzhäufigkeit 

und der Bedeutung von geschüttelten Bioreaktoren 

unterentwickelt. Da hiermit jedoch ganz 

entscheidende Selektionen und Weichenstellungen 

vorgenommen werden, muss sichergestellt werden, 

dass mögliche Limitierungen vermieden und konsistente 

experimentelle Bedingungen garantiert werden 

können. Auf diesem Forschungsgebiet nehmen wir 

zurzeit eine weltweit führende Stellung ein. 

2. Fermentations– und Reaktortechnik 

In diesem Forschungsbereich werden reaktor– und 

regelungstechnische Fragestellungen zur biotechnologischen 

Wertproduktherstellung bearbeitet. Im 

Mittelpunkt stehen hier Stofftransportphänomene 

sowie die Bilanzierung, Regelung und modellmäßige 

Beschreibung von Fermentations– und Biotransformationsprozessen. 

Abbildung 7: 50 Liter Bioreaktor. Optional 

mit Hochdruck für Fermentationen mit 

erhöhtem Sauerstoffeintrag. 

3. Tailor-Made Fuels from Biomass 

Als Teilprojekte des Exzellenz-Cluster Tailor-Made 

Fuels from Biomass wird an der BioVT die enzymatische 

Hydrolyse von Cellulose mechanistisch 

charakterisiert. Dabei werden ionische Flüssigkeiten 

als neuartige Lösungsmittel für Cellulose und Hemicellulose 

eingesetzt. Mittels online Messverfahren, 

wie Lichtstreuung und Fluoreszenz, wird der 

Auflösevorgang sowie die enzymatische Reaktion, 

unter der Verwendung von Hochdurchsatzmethoden 

im µL-Maßstab getestet. Bei der Depolymerisierung 

von Cellulose arbeiten verschiedene Enzyme simultan 

zusammen. Ziel ist es, die Mechanismen und Kinetiken 

der einzelnen Enzyme sowie deren Gesamtheit 

zu verstehen, um das System und die synergistischen 

Effekte zu optimieren. Dabei kommen innovative 

analytische Methoden, wie Gelpermeationschromatographie 

in Kombination mit Lichtstreudetektion 

zum Einsatz. Dies ermöglicht Veränderungen 

in der Molmassenverteilung der Cellulose im 

Laufe der Hydrolyse zu verfolgen und die enzymatische 

Hydrolysereaktion durch den Einsatz von Populationsbilanzen 

mechanistisch zu beschreiben.

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VERFAHRENS- 

TECHNIK 9 

3.5 AVT - Chemische Verfahrenstechnik 

Der Lehrstuhl für chemische Verfahrenstechnik hat 

im letzten Jahr Verstärkung durch Prof. Matthias 

Wessling erhalten, der ab Ende 2010 die 

Lehrstuhlleitung von Prof. Melin übernehmen 

wird. Matthias Wessling wurde 2009 der höchstdotierte 

deutsche Forschungspreis, der Alexandervon-Humboldt-Preis, 

verliehen und die AVT ist stolz 

einen so herausragenden Wissenschaftler gewinnen 

zu können. Für die Aachener Verfahrenstechnik ist 

diese Humboldt-Professur ebenfalls eine besondere 

Auszeichnung und wir freuen uns den Studenten der 

Verfahrenstechnik damit auch in Zukunft exzellente 

Lehre und Forschung bieten zu können. 

Thematische Schwerpunkte 

Membrantechnik, chemische Reaktionstechnik und 

Umweltschutztechnik sowie die dazu notwendigen 

Grundlagen in den Bereichen Stofftransport, 

Strömungstechnik und physikalischer Chemie stellen 

die Schwerpunkte der Forschungsarbeiten dar, 

die am besten unter dem Generalthema „Prozess- 

Intensivierung” zusammenfasst werden können. Das 

Ziel sind effizientere, intelligentere und kompaktere 

Apparate und Verfahren. Dazu notwendig ist 

ein interdisziplinäres Vorgehen, die Nutzung neuer 

Werkstoffe, Werkzeuge und Konzepte. Beispiele 

sind Membran– und Mikroreaktoren sowie Hybridverfahren 

wie die Pervaporation/Destillation, bei 

denen es durch Verfahrenskombination gelingt, die 

Schwächen der Einzelverfahren (teure Feinreinigung/Versagen 

bei Azeotropen) zu überwinden. Beispielhaft 

für neuere Werkzeuge sei die molekulare 

Modellierung genannt, mit Hilfe derer die Vorgänge 

auf molekularer Ebene analysiert und zur Bestimmung 

thermodynamischer und kinetischer Parameter 

genutzt werden können. Forschung der chemi- 

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Thomas Melin 

Prof. Dr.-Ing. Matthias Wessling 


14 nichtwissenschaftliche (mit MVT) 

2 Azubis 


Adresse: Turmstraße 46, 52064 Aachen 

Telefon: 0241/80-95470 


schen Verfahrenstechnik zielt dabei auf die direkte 

technische Realisierung und ist gekennzeichnet 

durch eine große Anwendungsnähe. Dies erfordert 

eine enge Zusammenarbeit sowie starken Informationsaustausch 

mit industriellen Partnern. Der Lehrstuhl 

für chemische Verfahrenstechnik ist deshalb an 

zahlreichen öffentlich geförderten Forschungsprojekten 

auf Landes, Bundes-, und EU-Ebene mit starker 

Industriebeteiligung als Koordinator bzw. Partner 

beteiligt. 

Membrantechnik 

Zentrales Forschungsthema des Lehrstuhls für chemische 

Verfahrenstechnik ist die Membrantechnik. 

Membranen haben sich in unserem Alltag längst in 

Funktionskleidung wie Jacken oder Schuhen etabliert. 

Aus Sicht eines Verfahrenstechnikers bietet 

ihre Verwendung in der Wasseraufbereitung, Medizintechnik, 

der chemischen Industrie und der Energietechnik 

jedoch einen viel größeren Markt und 

interessantere Anwendungsmöglichkeiten. Ein Ziel 

unserer Forschung ist es etablierte Membranverfahren 

wie z.B. die Umkehrosmose, die bei der Meerwasserentsalzung 

eingesetzt wird, kontinuierlich zu 

optimieren. Um neue Membranen in technische 

Prozesse integrieren zu können, werden am Lehrstuhl 

neue Membranmodule unter Berücksichtigung 

von Stofftransportphänomenen und Strömungsbedingungen 

entwickelt sowie neue Betriebsarten untersucht. 

Oftmals setzten wir dabei neben den experimenteller 

Untersuchungen Simulationswerkzeuge 

wie numerische Strömungssimulation ein. 

Die hinzugewonnene Kompetenz von Prof. Wessling 

im Gebiet der Membranherstellung bietet zukünftig 

ein weiteres interessantes Forschungsfeld, das die


bestehenden Forschungsaktivitäten optimal ergänzt. 

Die Expertise des Instituts im Bereich der Membrantechnik 

spiegelt sich auch im 2007 publizierten Buch 

Membranverfahren wieder. 

Abbildung 8: Querschnitt einer 

Hohlfasermembran 

Chemische Reaktionstechnik 

Am Lehrstuhl wird derzeit die Eignung ionischer 

Flüssigkeiten als Reaktionsmedium innerhalb eines 

interdisziplinären Projekt zum Thema Membranreaktor 

untersucht. Mit Hilfe eines Mikro- 

Rohrbündelreaktors auf Membranbasis wird die Ermittlung 

intrinsischer Reaktionskinetiken erforscht. 

Desweiteren laufen Arbeiten zur mobilen und stationären 

Brennstoffzellentechnik. 

Umweltschutztechnik (UWS) 

Der Umweltschutzmarkt befindet sich in einem 

Wandel, der auch auf die Forschungsschwerpunkte 

des Lehrstuhls Auswirkungen hat. Umweltschutz 

wird primär da nachgefragt, wo durch Wertstoffoder 

Prozesswasserrückführung ökonomische Vorteile 

erzielt werden können. Statt durch nachgeschaltete 

UWS-Technik wird durch Prozessverbesserungen 

(produktionsintegrierter UWS) versucht, 

Emissionen zu mindern. Im Gegensatz zum restlichen 

Umweltschutzsektor stellen neue Techniken 

der Partikelrückhaltung in feststoffarmen Strömen 

(Wasserversorgung, Kläranlagenabläufe, Kühlwässer) 

ein Gebiet mit starkem Wachstum dar, in dem 

wir durch Pionierarbeit (Entwicklung von Modulen, 

Betriebs– und Reinigungstechniken) vertreten sind. 

Methodische Schwerpunkte 

Experimentelle Untersuchungen werden auch in Zukunft 

die Basis unserer Forschungsarbeit sein. Die 

gute Ausstattung in Halle, Werkstatt und chemischem 

Labor bietet dafür hervorragende Voraussetzungen. 

Eine sinnvolle Ergänzung zu experimentellen 

Arbeiten bieten Berechnungswerkzeuge, wie 

z.B. numerische Strömungsberechnung, Prozesssimulation 

und molekulare Modellierung. In verstärktem 

Maße wird dabei mit Nachbarlehrstühlen, Forschungsinstituten 

und Industrie kooperiert. 

Studien– und Diplomarbeiten 

In allen Projekten, auch in denen mit industrieller 

Förderung, sind Studien- und Diplomarbeiter an vorderster 

Front beteiligt. Wir bemühen uns, ein breitgefächertes 

Angebot an Themen zu offerieren, das 

von der Konzipierung neuer Versuchsanlagen über 

Arbeiten bei Anwendern vor Ort bis zur Entwicklung 

von Berechnungsverfahren oder zur Anwendung 

von Strömungssimulationswerkzeugen reicht. 

Wollen Sie lieber eine Elektrodialysezelle im Labormaßstab 

für die Anwendung in der Medizintechnik 

konzipieren oder Versuche am weltgrößten 

Membran-Bioreaktor durchführen? Die dabei gewonnene 

Vielseitigkeit, Praxisnähe und Selbstständigkeit 

sind für Sie wichtige Voraussetzungen für eine 

erfolgreiche Berufsausübung. Das gilt natürlich 

in verstärktem Maße auch für unsere Doktoranden, 

bei denen sich integrierte mehrmonatige Auslandsaufenthalte 

(zuletzt USA, Canada, Australien) zunehmender 

Beliebtheit erfreuen. 

Abbildung 9: Versuchsstand zur Gastrennung 

mit Membranverfahren 

Tagungen und Kongresse 

Konferenzveranstaltungen wie das Aachener Membrankolloquium 

(AMK) und die gemeinsam mit 

dem Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführte 

Aachener Tagung Wasser und Membranen 

(AWM) verschaffen der Chemischen Verfahrenstechnik 

auch internationales Ansehen und fördern 

den Dialog und wissenschaftlichen Austausch 

mit Forschungseinrichtungen und industriellen Anwendern 

im In– und Ausland.

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 11 

3.6 AVT - Mechanische Verfahrenstechnik 

Die mechanische Verfahrenstechnik ist seit 1995 

eine eigenständige Einrichtung der Aachener Verfahrenstechnik. 


In der Arbeitsgruppe werden schwerpunktmäßig 

komplexe, meist mehrphasige, Strömungsvorgänge 

in verschiedenen verfahrenstechnischen Apparaten 

untersucht. Dabei werden die realen Verhältnisse 

anhand von Experimenten und numerischen Simulationen 

analysiert mit dem Ziel, die auftretenden 

Phänomene grundsätzlich zu verstehen. Beispiele 

hierfür sind Untersuchungen zum Stofftransport in 

Rieselfilmen und zum Zerfall von freien Flüssigkeitsstrahlen 

in einzelne Tropfen. 

Ein besonderer Arbeitsschwerpunkt ist die Rheologie, 

die Lehre vom Fließverhalten deformierbarer 

Stoffe. In Zusammenarbeit mit Prof. Schümmer 

werden hier grundlagen– und anwendungsorientierte 

Untersuchungen zum Fließverhalten komplexer 

Stoffe wie z.B. teilerstarrter Metalllegierungen, rußgefüllter 

Kautschuke oder Polyelektrolytlösungen 

durchgeführt. 

Ein weiterer Arbeitsbereich ist die Untersuchung 

von Prozessen aus der Hochtemperaturverfahrenstechnik, 

beispielsweise die Abtrennung von 

Sauerstoff aus Luft mit einer Hochtemperatur- 

Membrananlage, Verbrennungsprozesse für Biomasse 

oder die Zementherstellung. 

Eine besondere Rolle nimmt die biosolare Wasserstoffproduktion 

ein; ausgehend von der apparativen 

Gestaltung des Bioreaktors sind hier mittlerweile 

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Michael Modigell 


3,5 nichtwissenschaftliche (mit CVT) 



Telefon: 0241/80-95159 


alle Schritte des Prozesses Gegenstand der Untersuchungen, 

die gemeinsam mit Biotechnologen durchgeführt 

werden. 

1. Luftzerlegung mit Hochtemp.-Membrananlagen 

Mit fossilen Bennstoffen befeuerte Kraftwerke emittieren 

erhebliche Mengen des Treibhausgases CO2 

in die Atmosphäre. Um diese Emissionen zu verhindern,kanndasCO2 

aus dem Rauchgas abgeschieden 

und anschließend deponiert werden. Die Abscheidung 

ist dabei umso effizienter, je höher der CO2- 

Gehalt im Rauchgas ist. Wird ein Verbrennungsprozess 

mit reinem Sauerstoff betrieben, besteht das 

Abgas nahezu vollständig aus CO2 und kann ohne 

weitere Abscheidung direkt deponiert werden. 

Rezirkuliertes 

Abgas 

Heißgasgebläse 

Luftverdichter 

CO 2 zur 

Deponierung 

Luft 

Heißgasreinigung 

Kohle 

Luftzerlegung 

Abbildung 10: OXYCOAL-AC-Prozess 

Brennkammer 

Stickstoffturbine 

Die MVT ist am Verbundprojekt OXYCOAL– 

AC beteiligt, innerhalb dessen ein solcher Kraftwerksprozess 

entwickelt wird. Der benötigte reine 

Sauerstoff soll hierbei mit einer keramischen


Hochtemperatur-Membran aus der Luft abgetrennt 

werden. In der MVT werden dazu verschiedene 

Membranmaterialien hinsichtlich ihrer Leitfähigkeit 

für Sauerstoff vermessen und zu einem Modul 

kombiniert, das in einer Versuchsanlage eingesetzt 

werden soll. 

2. Rheologie teilerstarrter metallischer Legierungen 

Im Vergleich zu konventionellen Formgebungsverfahren 

wie Gießen und Schmieden werden beim 

Sonderformgebungsverfahren „Thixoforming” Legierungen 

im teilerstarrten Zustand verarbeitet. In 

diesem Zustand ist das Material teils flüssig, teils 

fest und besitzt daher außergewöhnliche Fließeigenschaften, 

die die Herstellung komplexer Bauteilgeometrien 

(z.B. in der Automobilindustrie) ermöglicht. 

Abbildung 11: Formfüllversuche 

Diese Fließeigenschaften werden in der MVT untersucht 

und modelliert. Dazu werden in interdisziplinärer 

Zusammenarbeit mit anderen Instituten 

Hochtemperatur–Rheometer entwickelt, die die Viskositätsmessung 

bei Temperaturen bis 1500 ◦ Cermöglichen. 

Das entwickelte mathematische Stoffmodell 

wird in kommerzielle Software implemen- 

tiert und zur numerischen Simulation der Strömungsvorgänge 

beim Thixoformingprozess verwendet. 

3. Analyse und Simulation von Hochtemperaturprozessen 

Im Allgemeinen sind die chemischen Verhältnisse 

bei Hochtemperaturprozessen sehr komplex, weil 

umfangreiche Stoffsysteme betrachtet werden müssen. 

Da aber chemische Reaktionen bei hohen Temperaturen 

sehr schnell ablaufen, kann man in vielen 

Fällen davon ausgehen, dass sich lokal thermochemische 

Gleichgewichte einstellen. Abweichungen 

hiervon ergeben sich insbesondere bei Prozessen 

mit mehrphasigen Reaktionsgemischen. Am Beispiel 

des LD–Konverter–Prozesses zur Stahlerzeugung 

wurde eine Methodik entwickelt, mit der solche 

Phänomene erfasst werden können. Hierbei 

wird der Reaktor in Teilräume zerlegt, zwischen 

denen Stoff– und Energieaustausch stattfindet. In 

diesen Teilräumen werden die chemischen Verhältnisse 

über das sich einstellende thermochemische 

Gleichgewicht berechnet. Die Methodik wird auch 

erfolgreich auf den Zement-Herstellungsprozess und 

Biomasse-Feuerungsanlagen angewandt. 

4. Biosolare Wasserstoffproduktion 

Bei Sonneneinstrahlung produzieren Purpurbakterien 

Wasserstoff aus Wasser und organischen Substraten. 

Ziel der Arbeiten in der MVT ist die Entwicklung 

eines geeigneten Reaktor– und Prozesskonzeptes 

um diesen Effekt technisch zur Wasserstoffgewinnung 

zu nutzen. Ein Aspekt dieser Arbeiten ist 

die Untersuchung der Prozessbedingungen bei verschiedenen 

Substraten. Die Experimente hierzu werden 

sowohl im Labor als auch am Freilandreaktor 

durchgeführt. Der zweite Aspekt ist die Optimierung 

der Gestaltung dieses Reaktors durch hydrodynamische 

Experimente und numerische Simulation.

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 13 

3.7 AVT - Prozesstechnik 

Der Lehrstuhl für Prozesstechnik wurde nach einer 

gemeinsamen Initiative der Bayer AG und der 

RWTH Aachen am 1. November 1992 gegründet, 

um einerseits die Aachener Verfahrenstechnik zu 

verstärken, andererseits aber auch die bundesweit 

geringe Ausbildungskapazität in diesem Bereich zu 

vergrößern. Nach abgeschlossener Aufbauphase hat 

sich der Lehrstuhl für Prozesstechnik als ein international 

angesehener Forschungspartner in Industrie 

und Wissenschaft etablieren können. 

Prozesstechnik – Disziplin mit Zukunft 

Als ein Teilgebiet der Verfahrenstechnik werden in 

der Prozesstechnik Produktionsprozesse ganzheitlich 

entwickelt, betrieben, analysiert und verbessert. 

Dabei sind verschiedene, oft sogar widersprüchliche 

Kriterien, wie beispielsweise Wirtschaftlichkeit, 

Flexibilität und Sicherheit abzuwägen und im Sinne 

eines Kompromisses zu einem Optimum zu führen. 

Diese Zielsetzung erfordert eine problemübergreifende 

Behandlung, wo heute oft noch isolierte 

Aufgabenstellungen betrachtet werden. So reicht es 

zum Beispiel nicht aus, die einzelnen Teilschritte eines 

Produktionsprozesses oder ein bestimmtes Produkt 

für sich zu optimieren. Werden die Wechselwirkungen 

mit den vor– und nachgeschalteten Einheiten 

oder die sich dynamisch ändernden Marktbedingungen 

nicht berücksichtigt, kann das wirtschaftliche 

Potenzial nicht ausgeschöpft werden. 

Die wissenschaftliche Arbeit in der Prozesstechnik 

konzentriert sich auf die Entwicklung möglichst allgemein 

anwendbarer Methoden, die zur Lösung spezieller 

Probleme herangezogen werden können. Diese 

Methoden basieren auf der Nachbildung des Prozessverhaltens 

mit Hilfe mathematischer Modelle, 

um mittels einer Simulation auf dem Computer das 

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Marquardt 



3Azubis 



Telefon: 0241/80-96712 


zu erwartende Verhalten des Prozesses vorauszuberechnen. 

Das Simulationsmodell dient somit als ein 

virtuelles Experiment, mit dem sich schnell und kostengünstig 

Einsicht in den Prozess gewinnen lässt. 

Wesentliche Voraussetzungen, welche die beschriebenen 

Anwendungen ermöglichen und den Kern unserer 

Forschungsarbeiten betreffen, bilden die Modellierungstechniken, 

die Bereitstellung modellgestützter 

Entwurfsmethoden oder auch die Weiterentwicklung 

leistungsfähiger Software–Werkzeuge, 

wie Simulatoren oder Optimierer. 


Neben unserer überwiegend theoretischen Forschungsarbeit 

kommt der praktischen Erprobung 

der in den Projekten entwickelten Methoden große 

Bedeutung zu, so dass im Rahmen von Forschungskooperationen 

mit Industrie und Hochschulpartnern 

experimentelle Untersuchungen durchgeführt werden. 

Laufende Forschungsprojekte am Lehrstuhl für 

Prozesstechnik lassen sich anhand von vier Schwerpunkten 

darstellen. 

1. Modellgestützte experimentelle Analyse 

Reaktion, Wärme- und Stofftransport bestimmen in 

erheblichen Maße das Verhalten industrieller Prozesse. 

Leider ist unser Verständnis über solche Phänomene 

immer noch sehr begrenzt. Wenn ein Fortschritt 

in der Modellierung dieser Phänomene erreicht 

wird, können modell-basierte Methoden in 

der Verfahrenstechnik zum günstigen Entwurf, sicheren 

Betrieb und der Optimierung von Prozessen 

und Produkten ausgenutzt werden. 

In diesem Forschungsschwerpunkt versuchen 

wir, aus experimentell zugänglichen Daten auf 

die zugrundeliegenden physikalisch–chemisch–


biologischen Phänomene zu schließen. Neuartige 

Verfahren zur Auswertung der Messdaten werden 

an technisch relevanten Fragestellungen entwickelt 

und erprobt. Die durchzuführenden Experimente 

werden optimiert und dann entweder in enger Zusammenarbeit 

bei unseren Partnern oder im Bereich 

der Kristallisation jüngst auch am eigenen Lehrstuhl 

durchgeführt. In den aktuellen Forschungsprojekten 

untersuchen wir den Wärmeübergang beim Sieden 

und am Rieselfilm, Phasengleichgewichte reagierender 

Systeme, überlagerte chemische Reaktion 

und Diffusion, Kinetiken bei der Kristallisation sowie 

den Stoff– und Wärmetransport in zweiphasigen 

Rührkesselreaktoren. 

2. Prozesssynthese 

Der optimale Entwurf von Reaktions– und Trenneinheiten 

ist für die Qualität eines Prozesses von 

entscheidender Bedeutung. Im Rahmen des Forschungsschwerpunkts 

werden deshalb modellgestützte 

Techniken für den Entwurf, die Analyse, 

die Optimierung und die Regelung verfahrenstechnischer 

Reaktions– und Trennprozesse, wie der Destillation, 

der Reaktivdestillation oder der Kristallisation 

entwickelt und an industriell relevanten Beispielen 

erprobt. Die Bandbreite unserer Forschungsvorhaben 

reicht hierbei von der Untersuchung einzelner 

Grundoperationen bis hin zur Synthese optimal verschalteter 

Prozesse und geeigneter Betriebsweisen. 

Abbildung 12: Kristallisationsexperiment 

3. Optimierungsbasierte Prozessführung 

Eine intelligente Prozessführung ist eine Grundvoraussetzung, 

um Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und 

eine optimale Produktqualität beim Betrieb einer 

Anlage zu gewährleisten. Beispielsweise möchte 

man bei der Polymerherstellung eine Betriebsweise 

des Reaktors bestimmen, welche auch bei sich ändernden 

Randbedingungen wie beim Rohstoffwechsel 

eine möglichst hohe Ausbeute und Produktreinheit 

ermöglicht, ohne dabei aber Sicherheitsgrenzen 

(beispielsweise des maximal zulässigen Reaktordruckes) 

zu verletzen. Am Lehrstuhl werden hierzu 

Methoden und Verfahren, die die Beantwortung 

derartiger Fragestellungen unterstützen, entwickelt 

und zum Teil in Softwarewerkzeuge umgesetzt. Ein 

Beispiel ist das Werkzeug DyOS zur dynamischen 

Optimierung. 

4. Informationsorientierte Unterstützung und Verbesserung 

von Arbeitsprozessen 

Prozessentwicklung läuft heute in einem interdisziplinär 

zusammengesetzten Team ab. Während dieser 

Arbeitsabläufe wird über einen längeren Zeitraum 

verteilt eine Fülle von Informationen und Dokumenten 

erzeugt, z.B. Messdaten, Modelle oder Projektberichte. 

In den laufenden Forschungsarbeiten entwickeln 

wir daher Konzepte, um die vielfältigen Arbeitsabläufe 

bei der Prozessentwicklung zu planen 

und zu koordinieren sowie die erzeugten Informationen 

computerbasiert abzulegen und ihre Nachvollziehbarkeit 

und Wiederverwendung zu ermöglichen. 

Diese Arbeiten bilden die Grundlage für die Entwicklung 

eigener Software (z.B. WOMS zur Modellierung 

von Arbeitsprozessen) und Datenmodelle 

(z.B. die verfahrenstechnische Ontologie OntoCA- 

PE zur Beschreibung der vielfältigen Informationen 

in einem Entwicklungsprozess). 

Ihre Mitarbeit am Lehrstuhl 

Bei allen Projekten können Sie im Rahmen von 

Studien– und Diplomarbeiten mitarbeiten, auch vor 

Ort bei unseren Partnern in der Industrie. Zusätzlich 

können Sie sich in einem persönlichen Gespräch 

oder durch unser aktuelles Angebot im Internet näher 

über Forschung und Lehre, sowie Mitarbeitsmöglichkeiten 

an unserem Lehrstuhl informieren.

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 15 

3.8 AVT - Thermische Verfahrenstechnik 

Aufgaben der Thermischen Verfahrenstechnik 

Die Thermische Verfahrenstechnik beschäftigt sich 

mit der Auftrennung oder der An- bzw. Abreicherung 

von Komponenten in einem Gemisch. Die dafür 

notwendigen Grundoperationen werden als thermische 

Trennverfahren bezeichnet. Beispiele mit 

Bezug zum täglichen Leben sind das Kaffeekochen, 

bei dem im Wesentlichen Aroma- und Farbstoffe 

aus gerösteten Kaffeebohnen extrahiert werden und 

die Branntweinherstellung durch Destillation, bei 

der Alkohol und Aromastoffe aus einer trüben Fermentationsbrühe 

in einer klaren wässrigen Lösung 

- dem Schnaps - angereichert werden. Destillation 

und Extraktion sind die am häufigsten in der Industrie 

angewendeten thermischen Trennverfahren. 

Die Bedeutung dieser Trennverfahren insgesamt 

rührt daher, dass in vielen Prozessschritten keine 

reinen Stoffe erzeugt werden oder Verunreinigungen 

eine folgende Prozessstufe wesentlich beeinträchtigen 

würden, so dass damit Trennschritte unerlässlich 

werden. Das Potenzial der thermischen 

Trennverfahren wird auch deutlich, wenn man bedenkt, 

dass in ihnen typischerweise rund 80% der 

Energie eingesetzt werden muss, die für den Betrieb 

des Gesamtprozesses benötigt wird. Es gilt also, die 

thermischen Trennverfahren optimal auszulegen und 

zu betreiben, um ein verfahrenstechnisches Produkt 

wirtschaftlich zum Erfolg zu führen. 

Um hier der Industrie praktikable Hilfsmittel bereitzustellen, 

beschäftigen wir uns am Lehrstuhl damit, 

geeignete aufeinander abgestimmte experimentelle 

Methoden und Simulationstechniken zu entwickeln. 

Für den industriellen Einsatz muss z. B. die 

für ein Experiment benötigte Menge an Substanz 

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Andreas Pfennig 




Adresse: Wüllnerstraße 5, 52062 Aachen 

Telefon: 0241/80-95490 


möglichst gering und die Messungen müssen ausreichend 

schnell durchführbar sein. Andererseits sind 

geeignete Simulationsmethoden zu entwickeln, die 

basierend auf den so gewonnenen Informationen 

über die Stoffeigenschaften eine sichere Vorhersage 

des Verhaltens technischer Anlagen erlauben. 

Das Forschungskonzept 

Um eine solche Vorhersage über viele Größenskalen 

aus dem Labor zu Apparaten von bis zu 100 m 

Größe sicher zu erlauben, müssen die zugrundegelegten 

Modelle das Stoffverhalten korrekt abbilden. 

Dies stellen wir dadurch sicher, dass wir das vorhandene 

Wissen auch über noch kleinere Größenskalen 

sinnvoll mit nutzen. Daraus ergibt sich das in Abb. 

13 dargestellte Forschungskonzept. 

Abbildung 13: AVT-TVT-Forschungskonzept 

Für unsere Forschung ist dabei insbesondere die 

Größenskala der Tropfen und Blasen als den kleinsten 

Stofftransport-Einheiten in einem technischen 

Apparat besonders relevant, da diese ideal im Labor 

untersucht werden können. Hier haben wir standardisierte 

Messzellen entwickelt, auf deren Ergebnissen 

aufbauend es z.B. bereits gelungen ist, das Verhalten 

von Extraktionskolonnen genau vorherzusa-


gen (vgl. Abb. 14). So wird der bisher nötige aufwändige 

und daher teure Technikumsversuch ohne 

Einschränkung der Auslegungssicherheit überflüssig. 

Ein ganz aktuelles Thema ist der Einsatz thermischer 

Trennverfahren für Rohstoffe aus Biomasse, 

die sich z.B. durch höhere Viskositäten auszeichnen. 

Im Excellenzcluster „Tailor-Made Fuels from Biomass” 

ist es das Ziel, aus pflanzlichen Ausgangsmaterialien 

Brennstoffe für neu entwickelte Motoren zu 

entwickeln. Die sozialen und gesellschaftlichen Veränderungen 

dieses Wechsels von der Petrochemie zu 

regenerativen Energien werden in einer Exzellenzinitiative 

der RWTH Aachen (HUMTEC, in Kooperation 

mit Elektrotechnikern und Philosophen) untersucht. 

Abbildung 14: Tropfen bestimmen das Verhalten 

von Extraktionskolonnen 

Daneben beschäftigen wir uns mit der Dispersionstrennung 

und der Destillation. Insgesamt ist es dabei 

immer das Ziel, für die Industrie handhabbare Auslegungsmethoden 

durch die beispielhaft dargestellte 

Verknüpfung von einfachen Experimenten und 

detaillierten Simulationen zu entwerfen und kontinuierlich 

weiterzuentwickeln. Entsprechend kooperieren 

wir national und international mit den 

Unternehmen, bei denen thermische Trennverfahren 

eingesetzt werden. Dies ist insbesondere der 

gesamte Chemiebereich, aber auch unter anderem 

die Umwelt- sowie die Lebensmitteltechnik. Neben 

der Zusammenarbeit mit großen Unternehmen (z.B. 

Bayer, BASF, Cognis, Evonik-Degussa, DSM) pflegen 

wir auch besonders regional Kooperationen mit 

kleineren und mittelständischen Unternehmen. 

Lehrangebot 

In den Vorlesungen der Thermischen Verfahrenstechnik 

werden die für die berufliche Praxis nötigen 

Kenntnisse zu den Trennverfahren vermittelt. Dazu 

gehören auch die entsprechenden Grundlagenkenntnisse 

insbesondere im Bereich der Gemischthermodynamik, 

die aber auch in den anderen Bereichen 

der Verfahrenstechnik, z.B. bei Reaktionen wichtig 

sind. Ziel bei allen Vorlesungen ist es, die Anschauung 

für die Zusammenhänge so zu vermitteln, dass 

später im Beruf einerseits sicher die genauen Auslegungsmethoden 

beherrscht werden, andererseits 

aber auch „aus dem Bauch heraus” die wesentlichen 

Zusammenhängen intuitiv erfasst werden können. 

Wir bieten entsprechende Studien- und Diplomarbeiten 

an, in denen auch in Kooperation mit unseren 

Industriepartnern verfahrenstechnisches Wissen 

praktisch vertieft werden kann. 

Zudem bieten wir die Branntwein-AG an, in der 

anhand eines einfachen verfahrenstechnischen Beispieles 

außerhalb des Lehrplanes die unterschiedlichen 

Aktivitäten des Verfahrensingenieurs praktisch 

erprobt werden können (vgl. Abb. 15). 

Abbildung 15: Branntwein AG: Spaß als Verfahrensingenieur 

Hier können Erfahrungen zur Projektplanung und - 

abwicklung genauso wie zum Umgang mit Behörden 

gesammelt werden. Die erfolgreiche Teilnahme 

wird mit einem Zertifikat bestätigt. Daneben soll die 

Veranstaltung Spaß machen und ein schmackhaftes 

Ergebnis liefern.

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 17 

3.9 Lehrstuhl für Technische Thermodynamik 

Leitung: Prof. Dr.-Ing. André Bardow, Prof. Dr. rer. nat. Kai Leonhard 




6 Auszubildende 

Adresse: Schinkelstraße 8, 52062 Aachen 

Telefon: 0241/80-95380 

Homepage: www.ltt.rwth-aachen.de 

Ausrichtung 

Der Lehrstuhl für Technische Thermodynamik 

(LTT) beschäftigt sich in Lehre und Forschung 

mit vielfältigen Gebieten der Energie- und Stoffwandlungen. 

Forschungsschwerpunkte liegen in den 

Bereichen Stoff- und Energiesystemanalyse und - 

optimierung, molekulare Thermodynamik, Stoffdatenforschung 

und Sorptionstechnik. Das Spektrum 

reicht von der Grundlagenforschung bis zur Prototypenentwicklung. 

Es bestehen viele Kooperationsprojekte 

mit Forschungseinrichtungen und Unternehmen. 

Studenten haben die Möglichkeit, als 

Hilfskräfte, Studien- oder Diplomarbeiter an den 

Forschungsprojekten mitzuwirken. 


Die Hauptrichtungen der Forschungsaktivitäten lassen 

sich in folgende Bereichen gliedern: 

• Energiesystementwicklung und -analyse 

• Sorptionstechnologie 

• spektroskopische Messtechnik 

• molekulare Thermodynamik 

Die Ziele der Energiesystementwicklung und - 

analyse umfassen sowohl die Ermittlung und Reduzierung 

des Energiebedarfs als auch die Erstellung 

und Optimierung von Energieversorgungskonzepten 

für Industrie, Kommunen sowie öffentliche 

und private Einrichtungen. Hierzu wird am LTT ein 

Programmsystem entwickelt, das die Simulation und 

den Vergleich unterschiedlicher Konzepte zur Deckung 

des Energiebedarfs ermöglicht. 

Auf dem Gebiet der Sorptionstechnologie werden 

am LTT vor allem Heiz- und Kühlsysteme entworfen, 

die im Vergleich zur klassischen Brennstoffzentralheizung 

eine günstigere Primärenergiebilanz aufweisen. 

Auf diesem Gebiet konzentriert sich die Arbeit 

insbesondere auf gas- und solarbetriebene Sorptionswärmepumpen 

und -kältemaschinen. Weiterhin 

werden Sorptionsspeicher betrachtet und Stoffdaten 

von unterschiedlichen Sorbens-Sorptiv Paarungen 

ermittelt. 

Spektroskopische Messtechniken zur orts- und 

zeitaufgelösten Konzentrations- und Temperaturbestimmung 

werden entwickelt, um das Stoffverhalten 

von Reinstoffen und Multikomponentensystemen zu 

bestimmen. Anwendungsgebiete sind die Analyse 

von gekoppelten Phasen- und Reaktionsgleichgewichten, 

von Transportprozessen (z.B. Diffusions 

und Strömung) und von Verbrennungsprozessen. 

Ziel der molekularen Thermodynamik ist es, thermodynamische 

Daten aus den Moleküleigenschaften 

abzuleiten, um damit den Bedarf an teuren und 

langwierigen Messungen zu reduzieren. Mit Methoden 

der Quantenmechanik, der statistischen Thermodynamik 

und der molekularen Simulation werden 

Modelle bzw. Gleichungen entwickelt, die für 

die Auslegung von Trenn-, Umwandlungs und Arbeitsprozessen 

in der Energietechnik, Verfahrenstechnik 

und Biotechnologie einsetzbar sind.


3.10 Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung 

Der Lehrstuhl für Wärme– und Stoffübertragung befasst 

sich mit Wärme– und Stoffaustausch– sowie 

Verbrennungsvorgängen in der Energie– und Verfahrenstechnik. 

Die Spannweite reicht von der Untersuchung 

von Grundlagenphänomenen in Ein– und 

Mehrphasensystemen über deren Umsetzung in Modelle 

für numerische Berechnungen bis zur Bereitstellung 

von Berechnungsverfahren für praktische 

Anwendungen. 


1. Energie- und Verfahrenstechnik 

I. Verbundprojekt OXYCOAL-AC: In Kooperation 

mit fünf weiteren Instituten der RWTH Aachen wird 

in der Versuchsanlage des Lehrstuhls die Verbrennung 

von Kohlenstaub mit reinem Sauerstoff untersucht. 

Hintergrund ist die Entwicklung eines Kohlekraftwerks 

ohne jegliche CO2–Emissionen. Die 

Bereitstellung des Sauerstoffs wird hierbei durch 

eine effiziente Hochtemperaturmembran erfolgen. 

Ein weiterer Aspekt des Projektes ist die Partikelabscheidung 

aus dem heißen Rauchgas mit Hilfe von 

keramischen Filterelementen. Parallel zu den experimentellen 

Untersuchungen werden auch numerische 

Simulationen der Kohleverbrennung durchgeführt. 

II. Filmströmungen: theoretische und experimentelle 

Untersuchungen an welligen Rieselfilmen zur 

quantitativen Beschreibung der Fluiddynamik und 

des Wärme–, Stoff– und Impulsaustauschs zwischen 

Flüssigkeitsfilm und umgebendem Gas. 

2. Motorische Gemischbildung 

In diesen Forschungsprojekten werden gleichzeitig 

experimentelle und theoretisch-numerische 

Untersuchungen durchgeführt, wobei messtechnisch 

häufig laseroptische Verfahren eingesetzt 

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Reinhold Kneer 




Adresse: Eilfschornsteinstraße 18, 

52062 Aachen 

Telefon: 0241/80-95400 

Homepage: www.wsa.rwth-aachen.de 

werden (Laser–Doppler– und Phasen–Doppler– 

Anemometrie, Particle–Image–Velocimetry, Zweifarbenpyrometrie 

u.a.). 

I. Experimentelle und numerische Untersuchung des 

Einspritzvorgangs von Otto– und Dieselmotoren: 

Primärzerfall des Strahls, Turbulenzgenerierung, 

Gemischbildung aus Mehrlochdüsen, Einfluss zyklischer 

Schwankungen, Strahlstruktur 

II. Spray–Wand– und Tropfen–Wand–Interaktionen 

bei Einspritzstrahlen 

III. Experimentelle und numerische Untersuchung 

einer möglichen Regelung der Gemischbildung über 

Mehrfacheinspritzung 

IV. Identifikation möglicher neuer Kraftstoffe für 

den Einsatz im Motor im Rahmen der Exzellenzinitiative 

“Maßgeschneiderte Kraftstoffe aus Biomasse” 

(TMFB) 

3. Wärmeübergang am Motor 

I. Kontaktwiderstand: Der thermische Kontaktwiderstand 

wird experimentell an zwei sich berührenden 

Körpern thermographisch bestimmt. Anhand 

dieser im instationären Versuch gewonnenen Daten 

kann durch Lösung eines inversen Problems ein 

stationärer Kontatkwärmeübergangskoeffizient ermittelt 

werden. 

II. Bedarfsgerechte Kolbenkühlung: Grundlegende 

experimentell Untersuchungen zur bedarfsgerechten 

Kolbenkühlung durch Ölspritzkühlung an der Kolbenunterseite 

mit Anwendung und Übertragung der 

Ergebnisse auf den Vollmotor.

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 19 

4 Verfahrenstechnikstudium an der 

RWTH 

4.1 Schwerpunkt Verfahrenstechnik 

Betrachtet man die vielfältigen beruflichen Einsatzfelder 

und die schnelle technische Entwicklung, 

kann das Studium der Verfahrenstechnik nicht 

darauf abzielen, bestimmte Technologien zu beherrschen. 

Vielmehr wird angestrebt, dass die 

Studierenden Grundverfahren und Berechnungmethoden 

beherrschen sowie dabei die für die 

Verfahrenstechnik charakteristische Denkweise 

schulen. Gemeint ist damit das Denken in Stoffflüssen, 

Bilanzen und Zustandsänderungen, wobei 

die zugrunde liegenden physikalischen Vorgänge 

einbezogen werden müssen. Seinen Ausdruck findet 

dieses Denken beispielsweise im Fließbild einer 

verfahrenstechnischen Anlage (Abb. 16), das den 

Ausgangspunkt für alle weiteren wirtschaftlichen 

und konstruktiven Überlegungen bildet. 

Die Bezeichnung „Verfahrenstechnik” steht als umfassender 

Begriff für eine Vielzahl verfahrenstechnisch 

orientierter Studiengänge mit unterschiedlich 

ausgeprägten Schwerpunkten. Dies umfasst die 

Spanne vom Maschinenbaustudium, über das Studium 

der Chemietechnik und des Chemieingenieurwesens 

bis hin zum Studium der Biotechnologie. 

Abbildung 16: Fließbild einer Anlage 

Wie an vielen anderen deutschen Hochschulen 

und Technischen Universitäten ist auch an der 

RWTH Aachen die Verfahrenstechnik als Studienrichtung 

in den Maschinenbau integriert. Während 

des Bachelorstudiums können im berufsfeldbezogenen 

Wahlpflichtbereich erste verfahrenstechnische 

Fächer belegt werden. Innerhalb des Masterstudiengangs 

ermöglichen zahlreiche studienrichtungsspezifische 

Fächer (Tabelle 3) eine Schwerpunktsetzung 

innerhalb der Verfahrenstechnik. Die Verfahrenstechnik 

lässt sich in die folgenden Schwerpunktsrichtungen 

aufteilen: 

• Bioverfahrenstechnik 

• Chemische Verfahrenstechnik 

• Energieverfahrenstechnik 

• Mechanische Verfahrenstechnik 

• Prozesstechnik 

• Thermische Verfahrenstechnik 

• Umweltverfahrenstechnik 

Allen Schwerpunktssrichtungen sind übergreifende 

verfahrenstechnische Pflichtfächer gemeinsam, in 

denen die Grundlagen der mechanischen, chemischen 

und thermischen Verfahrenstechnik sowie der 

Prozesstechnik vermittelt werden. Durch die Aufteilung 

in Schwerpunktssrichtungen wird den Studierenden 

die Möglichkeit gegeben, einen ihren persönlichen 

Neigungen entsprechenden Schwerpunkt im 

Bereich der Verfahrenstechnik zu setzen. 

4.1.1 Schwerpunkt Bioverfahrenstechnik 

Betreuer: Prof. Dr.–Ing. J. Büchs 

Die Bioverfahrenstechnik bildet die Schnittstelle 

zwischen dem Maschinenbau und der Biologie 

bzw. der Biotechnologie. Das spätere Einsatzgebiet 

eines Bioverfahrenstechniker liegt beispielsweise in 

der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie, aber auch 

im Bereich der Umweltverfahrenstechnik. Zu den 

bekanntesten Prozessen der Bioverfahrenstechnik 

zählen das Bierbrauen, die Essigsäurefermentation 

und die Insulinproduktion. 

Bioverfahrenstechniker realisieren die von der 

Biologie geforderten Randbedingungen während 

einer Fermentation auf der technischen Seite. Dabei 

ist das Reaktionsvolumen zunächst nebensächlich. 

In ersten Screening- und Untersuchungsschritten 

werden anfangs geeignete Klone gesucht, die für 

weitere Forschungs- und Produktionsschritte am 

vielversprechensten sind. Um die große Anzahl 

an Klon-Varianten in wenigen Versuchen und 

kurzer Zeit bewältigen zu können, werden Online- 

Messsysteme eingesetzt und (weiter)entwickelt. So 

werden zusätzlich Informationen über Wachstums-


und Produktionsverläufe erhalten, die Probennahmen 

und aufwendigere offline Anlaysen überflüssig 

machen. Daneben lassen sich in parallelisierten 

leicht variierten Versuchen die optimalen Bedingungen 

der Fermentation (wie z.B. pH-Wert, 

Temperatur, Medienzusammensetzung, Sauerstoffbedarf) 

ermitteln. 

Im weiteren Verlauf der Prozessentwicklung ist der 

Scale-up ein wichtiger und nicht zu unterschätzender 

Arbeitsschritt. Zwischen dem Labormaßstab, 

dem Praktikums- und dem späteren Produktionsmaßstab 

liegen oft mehrere Zehnerpotenzen. 

Beispielsweise werden erste Screenings nach geeigneten 

Produktionsstämmen in Mikrotiterplatten 

mit einem Reaktionsvolumen von 200 µL durchgeführt, 

der Produktionsmaßstab am Ende der 

Endwicklung soll aber bei 100 m 3 liegen. Damit 

dieser Schritt bei sich ändernden Fermenterformen 

und Änderungen wie Begasungsart oder Durchmischungsart 

erfolgreich durchgeführt werden 

kann, ist eine vollständige definierte Prozessbeschreibung 

unabhängig vom Maßstab ebenfalls 

ein Forschungsziel. Zeitgleich ist die Realisierung 

einer Automatisierung und Standardisierung der 

biologischen/biotechnologischen Versuche ein 

weiteres Arbeitsfeld der Bioverfahrenstechnik. 

So kann durch den Einsatz verschiedener online 

Messtechniken erweitertes Prozessverständnis 

gewonnen werden. Ein Schritt dabei ist auch die 

Anpassung der Reaktionsgefäße an die gewonnenen 

Erkenntnisse. 

In der Bioverfahrenstechnik werden die Grundlagen 

für die verfahrenstechnische Auslegung und Optimierung 

biologischer Methoden, Prozesse und Apparate 

vermittelt. Zusätzlich werden Grundlagen der 

Mikro- und Molekularbiologie sowie der Biotechnologie 

gelehrt, um eine Kommunikationsebene mit 

Naturwissenschaftlern zu schaffen. 

4.1.2 Schwerpunkt Chemische Verfahrenstechnik 

Betreuer: Prof. Dr.–Ing. T. Melin 

Ziel dieser Studienrichtung ist die Ausbildung 

von vielseitigen Chemieingenieuren, die von der 

chemischen und pharmazeutischen Industrie, aber 

auch vielen anderen Industriezweigen, etwa der 

Mineralöl– und Grundstoffindustrie, der Kunst- 

stoff und Gummi verarbeitenden Industrie, dem 

Apparate– und Anlagenbau, der Lebensmittel– und 

Konsumgüterindustrie, der Automobilindustrie, daneben 

aber auch von Ingenieurbüros, Forschungs– 

und Entwicklungsinstituten, Firmen und Behörden 

im Energie- und Umweltschutz- sowie im Entsorgungsbereich 

heute dringend gesucht werden. Das 

Anforderungsprofil besteht in der Kombination von 

soliden natur– und ingenieurwissenschaftlichen 

Kenntnissen, von experimentell– praktischer Erfahrung 

und theoretischen Grundlagen, von Stoffnähe 

und Gesamtprozessdenken. 

Im Mittelpunkt des Studiums der Vertiefungsrichtung 

steht die Behandlung von Stoff– und 

Wärmetransportvorgängen und chemischen Umsetzungen. 

Diese werden aber nicht im luftleeren 

Raum betrachtet, sondern praxisnah in technischen 

Apparaten und Anlagen, gekoppelt mit Trenn– 

und Aufbereitungsschritten und umgeben von 

moderner Sicherheits– und Umweltschutztechnik. 

Zum Studienfachkatalog des Hauptstudiums gehört 

neben den Schwerpunktfächern (Wärme– und 

Stoffübertragung, Mechanische, Thermische und 

Chemische Verfahrenstechnik und Prozesstechnik) 

eine Vertiefung in physikalischer, organischer oder 

technischer Chemie, chemischer Verfahrenstechnik 

und Umweltschutztechnik. Weitere Wahlfächer 

vermitteln auch forschungsnahe Spezialgebiete der 

Aachener Verfahrenstechnik wie Membran– und 

Umweltschutztechnik und Prozessführung. 

Praxisnähe und internationale Ausrichtung des Studiums 

haben für viele Arbeitgeber einen hohen Stellenwert. 

Daher ermutigen, vermitteln und betreuen 

wir Studien– und Diplomarbeiten an ausländischen 

Hochschulen und bei in– und ausländischen Firmen. 

Aber auch unsere eigenen Arbeiten bieten viele praxisnahe 

und spannende Themen aus Versuchsanlagenbetrieb, 

Laborexperiment und Modellierung oder 

Simulation. 

4.1.3 Schwerpunkt Energieverfahrenstechnik 

Betreuer: Prof. Dr.–Ing. R. Kneer 

Als Beispiel aus der industriellen Praxis kann die 

Energieumwandlung im Kraftwerk-Dampferzeuger 

oder im Kessel einer Haushaltsheizung genannt 

werden. Während noch vor einigen Jahren der 

Wärmetechniker für die Auslegung und den Be-

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 21 

trieb derartiger Anlagen zuständig war, werden 

heute zunehmend Verfahrenstechniker gesucht 

mit einer guten Grundlagenausbildung sowohl im 

Bereich der Wärmetechnik als auch im Bereich 

der Verfahrenstechnik. Außer den nach wie vor 

zentralen Problemstellungen zu den Grundlagen 

der Verbrennung, der Wärmeübertragung und der 

Fluiddynamik von Ein- und Zweiphasenströmungen 

sind beispielsweise Teilfragen aus den komplexen 

Anwendungsgebieten der Wasseraufbereitung, der 

Rauchgasfiltration zur Feststoffabscheidung in 

Zyklonen und keramischen Filtereinheiten sowie 

Fragen der Schadgasbeseitigung in Wäschern oder 

in Katalysatoren dazugekommen. Die verfahrenstechnische 

Industrie insgesamt, die Kältetechnik 

und die Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik haben 

steigenden Bedarf an Ingenieuren mit einer sich 

ergänzenden verfahrenstechnisch/wärmetechnisch 

angelegten Ausbildung. 

Die Vorlesungen der Technischen Wahlpflichtfächer 

sind deshalb so ausgewählt worden, dass Studierende 

der Studienrichtung Verfahrenstechnik die 

Möglichkeit haben, sich in der Vertiefungsrichtung 

Energieverfahrenstechnik das notwendige zusätzliche 

Grundlagenwissen anzueignen. Die Schwerpunkte 

liegen bei den verfahrenstechnischen und 

wärmetechnischen Problemstellungen und nicht bei 

den Maschinen. 

4.1.4 Schwerpunkt Mechanische Verfahrenstechnik 

Betreuer: Prof. Dr.–Ing. M. Modigell 

Die Mechanische Verfahrenstechnik befasst sich 

mit allen verfahrenstechnischen Prozessen, die 

unter der Einwirkung mechanischer Kräfte oder 

Kraftfelder ablaufen. Die unter diese allgemeine 

Definition fallenden Grundoperationen sind das 

Transportieren, das Zerkleinern und Agglomerieren, 

das Trennen und Mischen. Anwendungsbeispiele 

für diese Operationen sind der hydraulische oder 

pneumatische Transport, Brechen, Mahlen oder 

Schneiden, Granulieren oder Tablettieren, Sieben, 

Filtrieren oder Zentrifugieren und Rühren, Kneten, 

Emulgieren oder Zerstäuben. 

In einer verfahrenstechnischen Prozesskette schaffen 

diese Operationen zum einen die Voraussetzung 

dafür, dass die thermischen, chemischen oder 

biochemischen Prozesse, die von molekularen 

Triebkräften mit kurzen Reichweiten bestimmt 

werden, überhaupt technisch nutzbar durchgeführt 

werden können: Kompakte Massen werden in kleine 

Partikel zerteilt, um große Oberflächen zu schaffen, 

Reaktionspartner werden durch Herantransport 

und Mischen in intensiven Kontakt gebracht. Zum 

anderen werden im Anschluss des thermischen 

oder chemischen Prozessschrittes durch mechanische 

Operationen die Reaktionsprodukte aus 

Reaktionsgemischen abgetrennt und in eine leicht 

handhabbare Form gebracht: Partikel oder Tropfen 

werden aus fluiden Phasen entfernt und durch 

Agglomerationsverfahren zu größeren Aggregaten 

vereinigt. 

Diese kurze Darstellung zeigt die vielfältigen 

Aufgabenstellungen der Mechanischen Verfahrenstechnik. 

Sehr häufig sind die zu behandelnden 

Stoffsysteme mehrphasig und können aus festen und 

fluiden oder nur aus fluiden Phasen gebildet werden. 

Die Spanne der Durchmesser der Partikel der dispersen 

Phase, die auftreten können, ist enorm groß: 

Sie reicht von 0,01 mm wie im Fall der Abtrennung 

von Viren bei der Reinstluftherstellung bis zu etwa 

1 m bei der Zerkleinerung von Gesteinsbrocken. 

Zur Mechanischen Verfahrenstechnik gehört hier 

in Aachen die Rheologie. Diese Ingenieurswissenschaft 

beschäftigt sich mit den Fließeigenschaften 

von Stoffen, oder genauer ausgedrückt, mit den Verformungseigenschaften 

von Materie unter dem Einfluss 

äußerer Kräfte. 

4.1.5 Schwerpunkt Prozesstechnik 

Betreuer: Prof. Dr.-Ing. W. Marquardt 

Angesichts komplexer werdender Prozesse wird 

in der Verfahrenstechnik verstärkt Wert auf ein 

ganzheitliches Systemverständnis gelegt, das als 

Grundlage für die Prozessentwicklung unabdingbar 

ist. Der Tatsache, dass die Relevanz der Prozesstechnik 

in den vergangenen Jahren stark gestiegen 

ist, wird in der Diplomprüfungsordnung mit einer 

eigenen Vertiefungsrichtung Rechnung getragen. 

Als wichtige Grundlage vermittelt die Vorlesung 

Modellbildung und Analyse verfahrenstechnischer 

Prozesse dem Ingenieur modellgestützte Analyseverfahren 

für stationäres und dynamisches


Prozessverhalten. In der Prozessentwicklung in 

der Verfahrenstechnik werden Grundlagen des 

Entwurfs verfahrenstechnischer Prozesse behandelt, 

wobei im wesentlichen Heuristiken oder sehr 

einfache Modelle eingesetzt werden. Die Vorlesung 

rechnergestützte Prozessentwicklung zeigt, wie 

modellbasierte Verfahren mit in der chemischen 

Industrie eingesetzten Softwarewerkzeugen die 

Prozessentwicklung verbessern und beschleunigen 

können. In der Veranstaltung Optimierung in der 

Energie- und Verfahrenstechnik werden Methoden 

vermittelt, um optimale Prozessstrukturen und 

Betriebspunkte mittels geeigneter mathematischer 

Modelle zu berechnen. 

Um einen Betriebspunkt eines Prozesses auch unter 

realen Bedingungen einhalten zu können (wobei etwa 

Störungen durch Schwankungen der Eduktqualität 

oder der Kühlwassertemperatur auftreten), stellt 

die Prozessführung in der Energie- und Verfahrenstechnik 

geeignete Regelsysteme und –strategien vor. 

Mit der Realisierung der Regelungssysteme als Teil 

der verfahrenstechnischen Anlage beschäftigt sich 

die Prozessleittechnik. Sie befasst sich mit der Detaillierung 

und der Realisierung der Erkenntnisse, 

die aus den obigen Tätigkeiten hervorgehen. 

4.1.6 Schwerpunkt Thermische Verfahrenstechnik 

Betreuer: Prof. Dr.– Ing. A. Pfennig 

In technischen Prozessen liegen die zu verarbeitenden 

Stoffe und die Produkte meist nicht in reiner 

Form vor, allerdings werden bestimmte Reinheiten 

gefordert. Das Ziel der thermischen Verfahrenstechnik 

ist die Auslegung und Optimierung technischer 

Apparate zur thermischen Zerlegung von Mehrstoffgemischen. 

Einer optimalen Gestaltung von 

Trennprozessen kommt alleine schon deswegen 

besondere Bedeutung zu, weil der Trennaufwand 

mit bis zu 80 % einen großen Anteil sowohl an 

Investitions– als auch an Betriebskosten hat. Als 

Grundoperationen stehen dem Verfahrensingenieur 

dabei z.B. Destillation, Rektifikation, Extraktion, 

Absorption und Adsorption zur Verfügung. 

Die Triebkraft für die meisten dieser Verfahren 

ist, dass die Konzentration der zu reinigenden 

bzw. abzutrennenden Stoffe in unterschiedlichen 

Phasen im Gleichgewichtszustand eine andere ist 

als im Ausgangszustand. Als Beispiel befinden sich 

beim Aufbrühen von Kaffeepulver (feste Phase) 

mit heißem Wasser (flüssige Phase) zu Beginn 

die gewünschten Aromastoffe ausschließlich im 

Kaffeepulver. Sie gehen bei der Annäherung an 

das Gleichgewicht, das von der Temperatur des 

Prozesses abhängt, zunehmend in das Wasser über. 

Es ist bei diesem Beispiel offensichtlich, dass nicht 

nur die Lage des Gleichgewichtes von Bedeutung 

ist. Entscheidend für einen technischen Prozess 

ist auch die Geschwindigkeit, mit der ein System 

dem Gleichgewicht zustrebt. Dieses wird u.a. durch 

den Stofftransport charakterisiert. Um diesen zu 

verbessern, werden bei dem angeführten Beispiel 

die Kaffeebohnen zweckmäßigerweise zu Pulver 

zermahlen. 

Die Anwendungen der Thermischen Verfahrenstechnik 

sind vielfältig. Einige Anwendungsbereiche 

seien hier aufgeführt: 

Chemische und pharmazeutische Industrie 

• Reinigung von Ausgangsstoffen 

• Trennung von Produkt und Ausgangsstoffen 

• Reinigung von Produkten 

Lebensmittelherstellung 

• Aufbereitung von Naturstoffen, z.B. Zucker aus 

Zuckerrüben 

• Destillation bzw. Rektifikation von Branntwein 

• Herstellung von Aromen und Farbauszügen 

Umwelttechnik 

• Abtrennung von Schadstoffen aus Abluft und 

Abwasser 

• Aufbereitung von Trinkwasser 

• Produktionsintegrierter Umweltschutz 

Verfahren des täglichen Lebens 

• Extraktion (Aufbrühen) von Kaffee und Tee 

• Einkochen von Marmelade und Gelees 

4.1.7 Schwerpunkt Umweltverfahrenstechnik 

Betreuer: Prof. Dr.-Ing. M. Modigell 

Die Umweltverfahrenstechnik befasst sich mit den 

Verfahren und Techniken, die dazu dienen, unser 

Ökosystem frei von schädigenden Einflüssen zu 

halten, die durch technische Prozesse im weitesten 

Sinn entstehen. Dabei geht es um die Erfassung 

und Inertisierung von Abfallstoffen, die aus technischen 

Prozessen oder dem täglichen Leben

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 23 

stammen können. Hierfür können als Beispiele das 

Deponieren oder die Abfallverbrennung stehen. 

Zusätzlich geht es um die Minderung von Emissionen 

durch Trennverfahren, die dem eigentlichen 

Prozess nachgeschaltet sind. Beispiel hierfür ist 

die Abscheidung von Schwefeldioxid aus den 

Abgasen von Kraftwerken. Eine weitereAufgabe 

der Umweltverfahrenstechnik ist es, Prozesse so 

zu gestalten, dass schadstoffbelastete Stoffströme 

möglichst nicht oder in verminderten Umfang 

entstehen. Ziel ist es, „End of pipe” Maßnahmen 

durch Primärmaßnahmen möglichst zu vermeiden. 

Im täglichen Leben ist uns dies unter dem Slogan 

„Abfallvermeidung vor Abfallbehandlung” geläufig, 

im technischen Bereich kann man diese Thematik 

unter dem Stichwort „produktionsintegrierter Umweltschutz” 

zusammenfassen. 

Dem Gedanken, dass Umweltschutz im Prozess 

betrieben werden muss und nicht am Ende einer 

Prozesskette, kommt immer mehr Bedeutung zu. 

Hier ist der Verfahrenstechniker gefordert, von 

vornherein Prozesse unter ökologischen, aber 

selbstverständlich auch unter ökonomischen Gesichtspunkten 

zu konzipieren. Zunehmend wird er 

sich auch mit der Frage auseinandersetzen müssen, 

welche Abfallströme aus seinem Prozess Rohstoffströme 

in Prozessen ganz anderer Natur sein können. 

Die Fragestellungen für einen Verfahrenstechniker 

in der Umwelttechnik unterscheiden sich im Prinzip 

nicht von denen, die z.B. in einem Produktionsbetrieb 

der chemischen Industrie von Interesse 

sind: In beiden Fällen muss ein Produkt mit einer 

definierten Qualität erzeugt werden. Im Fall des 

Umweltverfahrenstechnikers ist das Produkt z.B. 

ein Reingas, das die Qualitätsanforderungen in 

Bezug auf den Staubgehalt der Bundesimmissionsschutzverordnungen 

erfüllen muss, im Fall des 

Chemischen Verfahrenstechnikers ist es z.B. ein 

Polymer, das eine bestimmte Molmassenverteilung 

aufweisen muss. Vielfach sind allerdings die 

Stoffströme, die der Umweltverfahrenstechniker 

insbesondere bei „End of pipe” Anlagen behandeln 

muss, wesentlich komplexer zusammengesetzt und 

im Anfall zeitlich schwankender als in technischen 

Produktionsbetrieben. Hinzu kommt, dass bei der 

Behandlung dieser Stoffströme oft viele, sehr 

unterschiedliche Qualitätskriterien zu erfüllen sind. 

Beides erschwert die Auslegung und den Betrieb 

von umwelttechnischen Anlagen. 

Die Vertiefungsrichtung zielt darauf ab, die wesentlichen 

Aufgabenfelder und Techniken der Umweltverfahrenstechnik 

zu vermitteln. Hierzu gehören die 

mechanische Aufbereitung von Abfall, die Abwasserbehandlung, 

die Reinhaltung der Luft und der 

produktionsintegrierte Umweltschutz. 

4.2 Studienpläne 

4.2.1 Studienplan B.Sc./M.Sc 

In den Pflichtvorlesungen des Bachelorprogrammes 

wird für alle Studierende des Maschinenbaus 

das grundlegende Handwerkszeug für Ingenieure 

vermittelt. Hierzu gehören insbesondere die 

Vorlesungen Thermodynamik, Strömumgslehre 

und Wärme- und Stoffübertragung, in denen 

unabdingbare Kenntnisse zu den wichtigsten 

verfahrenstechnischen Grundoperationen und Arbeitsmethoden 

vorgestellt werden. Sie bilden die 

Grundlage für das Verständnis aller verfahrenstechnischen 

Vorlesungen des Berufsfeldes und eines 

potentiellen Masterstudiums. 

Die Tabellen 1 und 2 zeigen die Einordung des 

Berufsfeldes in das Bachelorprogramm. Die Vorlesungen 

des Berufsfeldes starten mit dem 5. 

Semester. Im 5. und 6. Semester müssen im Berufsfeld 

jeweils 12 Semesterwochenstunden (SWS) 

bzw. 15 Leistungspunkte (LP) gesammelt werden. 

Im 5. Semester sind die verfahrenstechnischen 

Vorlesungen Grundoperationen der Verfahrenstechnik, 

Reaktionstechnik und Thermodynamik der 

Gemische vorgesehen. Das 6. Semester beinhaltet 

Produktentwicklung in der Verfahrenstechnik, 

Prozessentwicklung in der Verfahrenstechnik und 

Grundoperationen der Energietechnik. Jeweils im 

5. und 6. Semester ist ein Wahlfach mit 3 SWS/3 

LP aus den vorgeschlagenen Wahlpflichtfächern 

auszuwählen. Die Wahlpflichtfächer bieten Ihnen 

die Möglichkeit, Ihr Studium in Richtung Ihrer 

persönlichen Neigungen anzupassen. 

Mit dem Sommersemester 2011 startet erstmalig 

das Masterprogramm Verfahrenstechnik, das 

auf 3 Semester ausgelegt ist. Eine Liste aller für 

das Masterprogramm vorgesehen Vorlesungen ist 

im Anhang angefügt (Tabelle 3). Die Einteilung in 

Pflich- und Wahlpflichtbereich bleibt offen, da der 

bis zum Redaktionsschluss aktuelle Studienverlaufsplan 

noch überarbeitet werden soll. Auf eine Veröf-


fentlichung des Studienverlaufsplanes wird an dieser 

Stelle daher verzichtet. Die aktuellen Stände zu den 

von der Fakultät vorgeschlagenen Plänen können 

der folgenden Internetseite entnommen werden: 

http://www.maschinenbau.rwth-aachen.de/ 

de/downloads/maschinenbau/studienplaene. 

html. 

Vergleichbar zur Projektarbeit aus dem Bachelorprogramm 

ist auch innerhalb des Masters eine 

solche Arbeit Bestandteil des Studiums. Die Anfertigung 

dieser Projektarbeit ist wahlweise für das 1. 

oder 2. Semester des Masterstudiums vorgesehen. 

Außer für den Fall des Auslandsstudiums gilt 

generell, dass bei Pflichtfächern keine Studienplanänderungen 

möglich sind. Bei den Wahlpflichtfächern 

hingegen kann in Absprache mit 

der Studienrichtungsbetreuung eine Änderung 

durchgeführt werden. 

4.2.2 Studienplan Diplom 

Die Tabellen 4 und 5 im Anhang dieses Heftes 

geben eine Übersicht über das Hauptstudium 

der Studienrichtung Verfahrenstechnik und eine 

sinnvolle Chronologie der Prüfungen. Der Studienplan 

umfasst eine Reihe von Pflichtfächern 

sowie, spezifisch für jede Vertiefungsrichtung, ein 

erstes und zweites Wahlpflichtfach. Darüber hinaus 

gibt es noch ein drittes technisches und ein nichttechnisches 

Wahlpflichtfach. Das dritte technische 

Wahlpflichtfach kann aus einem umfangreichen 

Katalog ausgewählt werden, welcher regelmäßig 

von der Fakultät aktualisiert wird. Abgerundet wird 

das Studium durch zwei Studienarbeiten und die 

Diplomarbeit. Bei Anmeldung der Diplomarbeit 

sind zudem 26 Wochen Praktikum nachzuweisen. 

Insgesamt erstreckt sich das Hauptstudium damit 

über sechs Semester. Wann die Studienarbeiten, das 

Praktikum oder auch ein Auslandsaufenthalt am 

Besten absolviert werden, ist individuell verschieden. 

Ein guter Zeitpunkt für eine erste Studienarbeit 

ist das sechste Semester, Auslandsaufenthalte 

finden meistens während des siebten und achten 

Semesters statt. Die Studienberatung hilft gerne 

bei der Erstellung des persönlichen Studienplans 

ebenso wie bei der Auswahl der Wahlpflichtfächer, 

die die individuellen Neigungen und Interessen 

widerspiegeln sollen. Die Wahlpflichtfächer sollte 

gemäß der Studienordnung der Fakultät gewählt 

werden (www.maschinenbau.rwth-aachen.de/ 

de/downloads/maschinenbau/studienplaene. 

html). Die Vorgaben aus dem Campus der RWTH 

Aachen (www.campus.rwth-aachen.de) sind nicht 

bindend. 

4.2.3 Studien–, Projekt–, Diplom–, Bachelor– 

und Masterarbeiten 

Je nach Studiengang sind unterschiedliche Studienleistungen 

erforderlich. Für den Diplomstudiengang 

sind zwei Studienarbeiten und eine Diplomarbeit 

notwendig. Im Bachelor- und Masterstudiengang 

werden eine Projektarbeit und eine abschließende 

Bachelor- bzw. Masterarbeit gefordert. Entsprechend 

der oben bereits ausführlich dargestellten 

enormen Vielfalt der in der Aachener Verfahrenstechnik 

bearbeiteten Forschungsthemen bietet 

diese Studienrichtung auch ein weitgefächertes 

Angebotsspektrum für solche Arbeiten. Das Angebot 

reicht von experimentellen und konstruktiven 

Arbeiten an einem der vielen Versuchsstände bis 

hin zu theoretischen Arbeiten im Bereich der Modellbildung 

und Simulation. Informieren Sie sich 

vor Ort bei den wissenschaftlichen Mitarbeitern der 

Lehrstühle über das aktuelle Angebot! 

Das Forschungsprogramm der Lehrstühle der 

Aachener Verfahrenstechnik umfasst sowohl eher 

grundlagenorientierte Bereiche als auch industrieund 

anwendungsnahe Schwerpunkte. Durch den 

intensiven Kontakt zur Industrie können regelmäßig 

auch Arbeiten in der Industrie vergeben werden. 

Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, 

dass die Möglichkeiten zur Durchführung externer 

Arbeiten limitiert sind. Der Prüfungsausschuss 

genehmigt nur eine externe Arbeit in der Industrie 

sowie gegebenenfalls eine weitere externe Arbeit 

an einer Hochschule (s.u.). Dabei ist zu beachten, 

dass Arbeiten an RWTH-Instituten außerhalb der 

Fakultät für Maschinenwesen als extern eingestuft 

werden und vom Prüfungsausschuss genehmigt 

werden müssen. 

Projektarbeiten 

Aufgrund der Neueinführung von Projektarbeiten 

sollen hier eine wichtige Aspekte rund um 

dieses Thema erwähnt sein. Projektarbeiten sind 

Bestandteil des Studienganges B.Sc. Maschinenbau 

und werden als Gruppenarbeiten in Teams von 

2-5 Studierenden durchgeführt. Die Durchführung

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 25 

ist ab Ende des 4. Semesters und dem Erreichen 

von mindestens 90 Leistungspunkten möglich. Die 

Bearbeitungszeit für die Projektarbeit beträgt 300h 

pro Person in einem Zeitraum von 3 Monaten. 

Dieser Zeitrahmen gilt für die gesamte Gruppe. 

Die einzelnen Teilarbeiten der jeweiligen Gruppenmitglieder 

können somit nicht nacheinander 

bearbeitet werden (es sei denn, die gesamte Gruppe 

überschreitet die 3 Monate durch diese Arbeitsweise 

nicht). Die minimale Bearbeitungszeit beträgt 6 

Wochen. Verlängerungen der Bearbeitungszeit um 

zwei Wochen sind unter besonderen Umständen 

möglich. 

Die empfohlene Zeiteinteilung ist 240h für Bearbeitung 

der Problemstellung und 60h für die Dokumentation. 

Die Bearbeitungszeit wird durch Anmeldung 

beim ZPA nachgehalten. Die Bewertung kann nach 

zwei Schemata erfolgen. Das Bewertungsschema ist 

vor der Arbeit mit dem Betreuer festzulegen und für 

jedes Gruppenmitglied identisch. Bei einer Gruppe 

von 2 Personen ist Schema A zwingend zu verwenden. 

Schema A: Reine Fremdeinschätzung 

• Die Benotung der Projektarbeit erfolgt für jede 

und jeden Studierenden innerhalb einer Bearbeitungsgruppe 

individuell durch den Professor 

• Jede/r Studierende hat zu seinem Teilprojekt eine 

separate, schriftliche Arbeit anzufertigen 

Schema B: Fremd- und Selbsteinschätzung 

• Durch den betreuenden Professor wird eine Note 

für die gesamte Gruppe vergeben 

• Abweichungen von dieser Note sind aufgrund 

des Instrumentes der Fremd- und Selbsteinschätzung 

der einzelnen Gruppenmitglieder 

möglich 

• Die Auswertung der Fremd- und Selbsteinschätzung 

erfolgt durch den betreuenden Lehrstuhl 

• Die endgültige, aus den beiden Anteilen zusammengesetzte 

Note wird durch den betreuenden 

Professor eingetragen 

• Es wird nur eine schriftliche Arbeit abgegeben 

Ausschreibungen von Projektarbeiten findet man 

als Aushang an den Lehrstühlen, auf der AVT- 

Homepage und über die Softwareplattform Wind- 

chill. Die Software bietet den Studierenden, neben 

den Informationen zu ausgeschriebenen Projektarbeiten, 

umfangreiche Möglichkeiten zur Planung 

und Organisation ihrer Arbeit. Weitere Informationen 

sind auf der folgenden Webseite angegeben: 

http://www.ikt.rwth-aachen.de/de/ 

lehre/projektarbeiten.html 

4.3 Studium im Ausland 

Auslandsaufenthalte bieten ausgezeichnete Möglichkeiten 

zur persönlichen und fachlichen Weiterbildung. 

Wenn Sie diese Möglichkeiten nutzen 

möchten, unterstützen Sie die Lehrstühle der 

Aachener Verfahrenstechnik in vielfältiger Weise. 

Von verschiedenen Lehrstühlen werden Austauschprogramme 

betreut, bei denen jeweils einige Studenten 

der RWTH Aachen für ein Jahr im Ausland studieren 

können. Die im Ausland erbrachten Studienund 

Prüfungsleistungen können unter Beachtung der 

formalen Randbedingungen problemlos in den Studienplan 

integriert werden. Für Studierende der Verfahrenstechnik 

sind folgende Angebote für ein integriertes 

Auslandsstudium besonders interessant: 

• Carnegie Mellon University (Pittsburgh, USA): 

AVT-PT 

• University of California at Davis (Davis, USA): 

Lehrstuhl für Technische Thermodynamik. 

Über die Bewerbungsmodalitäten informiert der 

jeweils zuständige Lehrstuhl. Darüber hinaus bestehen 

viele weitere Möglichkeiten, im Ausland zu 

studieren. Dies erfordert jedoch eine langfristige 

Vorbereitung und eine frühzeitige Absprache mit der 

Studienberatung. Insbesondere gilt dies für Arbeiten 

in ausländischen Firmen, die in kleiner Zahl zum 

Beispiel von Prof. Melin vermittelt werden können. 

Die AVT verfügt über enge Kontakte zu ausländischen 

Universitäten, die hilfreich sein können, 

wenn Sie eine Studienleistung im Ausland erbringen 

möchten. Einige Beispiele für ausländische Hochschulen, 

an denen in den letzten Jahren Aachener 

Verfahrenstechnikstudierende eine externe Arbeit 

verfasst haben, sind die École Centrale, Paris (CVT), 

das die EPFL, Lausanne (PT), das Imperial College, 

London (CVT, PT), der King Mongkut’s Institute of 

Technology, Bangkok, Thailand (TVT), die University 

of California, Berkeley (CVT), die University of 

Texas, Austin (CVT) und die UCTL, Mumbai, Indien 

(BioVT). Es ist zu beachten, dass im Ausland


anzufertigende Prüfungsleistungen vorab vom Prüfungsausschuss 

genehmigt werden müssen. Nutzen 

Sie daher rechtzeitig unsere Beratungsangebote. 

4.4 Studentische Hilfskräfte 

Als Studentische Hilfskraft haben Sie die Möglichkeit, 

intensive Einblicke in die Forschungsarbeit der 

Lehrstühle zu nehmen. Neben der finanziellen Entlohnung 

sollte auch das Sammeln wichtiger praktischer 

Erfahrungen ein Anreiz sein, sich für eine 

Hilfskraftstelle zu bewerben. An allen Lehrstühlen 

der Aachener Verfahrenstechnik sind regelmäßig 

Hilfskraftstellen zu besetzen. Beachten Sie bitte die 

entsprechenden Aushänge an den Lehrstühlen und 

die Internetauftritte der Lehstühle. 

4.5 Weitere Angebote für Studierende 

Im Rahmen des AVT-Kolloquiums werden regelmäßig 

interessante Vorträge aus Industrie und 

Hochschule angeboten. Hier bietet sich Studenten 

die Möglichkeit, über das Vorlesungsangebot hinaus 

Einblick in den aktuellen Stand verfahrenstechnischer 

Forschung und die industrielle Praxis zu 

gewinnen. Die einzelnen Vorträge werden jeweils 

durch Aushang angekündigt und finden in der Regel 

mittwochs um 17:30 Uhr im Super C statt. 

Am AVT-Thermische Verfahrenstechnik wird in 

jedem Wintersemester eine Branntwein AG angeboten, 

in der aus Früchten zunächst Wein bereitet 

und dieser anschließend destilliert wird. In dieser 

Veranstaltung wird konkrete verfahrenstechnische 

Projektarbeit an einem einfachen Beispiel 

erprobt. Ziel ist unter anderem, Projektplanung und 

Teamarbeit kennenzulernen. Verfahrenstechnische 

Vorkenntnisse werden nicht vorausgesetzt. 

Die Lehrstühle bieten für die Studenten regelmäßig 

Exkursionen an. Beliebte Ziele sind verfahrenstechnische 

Anlagen, Firmenbesichtigungen und Besuche 

von Fachmessen. Achten Sie hier auch auf die Aushänge 

in den Lehrstühlen und die Informationen im 

CAMPUS-System. Bei allen Fragen zum Studium, 

insbesondere bei Studienplanänderungen, berät Sie 

die Studienrichtungsbetreuung. Auch die Ansprechpartner 

der Lehrstühle beraten Sie gerne. 

ChemCar 

Im Rahmen der ProcessNet-Jahrestagung fand im 

September 2009 in Mannheim zum vierten Mal 

der ChemCar-Wettbewerb statt. Es galt, ein maximal 

Schuhkarton großes Auto zu entwickeln, das 

alternative (bio)chemische Reaktionen als Antriebsquelle 

nutzt. Erlaubt waren weder ein Zeitgeber 

für Start und Stopp, noch durfte eine Bremse in 

das Auto integriert werden. Wettbewerbsziel war 

es eine vorgegebene Wegstrecke mit einer ausgelosten 

Zuladung möglichst exakt zurückzulegen. 

Abbildung 19: Das ChemCar der AVT in der Saison 

2009 ( c○Peter Winandy) 

Ein Team einer polnischen Universität und sieben 

Teams deutscher Universitäten traten in Mannheim 

an, um den Sieger des begehrten ChemCar-Pokals 

sowie des Preisgeldes von 2000 Euro zu ermitteln. 

Das AVT-Team sPRINTEr belegte in einem 

spannenden Wettbewerb den dritten Platz und 

konnte sich ein Preisgeld von 500 Euro sichern. 

Für den Antrieb des ChemCars wurden Backpulver 

und Zitronensäure verwendet, da in diesem Jahr 

Elektromotoren beim Wettbewerb nicht zugelassen 

waren. Auch im nächsten Jahr wird ein Team der 

AVT ein Konzept einreichen, um anschließend am 

Wettbewerb in Aachen teilzunehmen. 

Aktuell arbeiten Studenten der Aachener Verfahrenstechnik 

am einem neuen ChemCar, das im September 

auf der ProcessNet-Jahrestagung 2010 in unserer 

Heimat Aachen ins Rennen geht. Wir wünschen 

dem Team viel Erfolg!

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 27 

Tabelle 1: Bachelor - Studienplan für den Studiengang Maschinenbau


Tabelle 2: Bachelor - Berufsfeld Verfahrenstechnik innerhalb des Studienganges Maschinenbau

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 29 

5 Alphabetischer Fächerkatalog 

Abwasserableitung und Abwasserbehandlung I 

(V1/Ü1,WS) (Pinnekamp) 

• Einführung in die Gewässergüte- und Abwasserwirtschaft 

• Abwasserhydraulik, Freispiegel- und Druckabfluss 

in Rohren, Gerinnehydraulik 

• Regenwasserbehandlung und -entsorgung 

• Bauwerke der Ortsentwässerung 

• Bau- und Prüfverfahren 

• Betrieb und Unterhalt 

• Sanierung von Kanälen 

Abwasserableitung und Abwasserbehandlung II 

(V1/Ü1,SS) (Pinnekamp) 

• Abwasserarten und -beschaffenheit 

• Abwasserförderung durch Pumpen 

• Mechanische Abwasserreinigung (Rechen und 

Siebe, Sandfänge, Vorklärbecken) 

• Biologische Abwasserreinigung (Mikrobiologische 

Grundlagen, Kohlenstoffoxidation, Nitrifikation, 

Denitrifikation, Belebungsverfahren, 

Tropfkörperverfahren, Tauchkörperverfahren) 

• Weitergehende Abwasserreinigung 

• Emissionsschutz 

• Kläranlagenbetrieb 

Allgemeine Gebäudetechnik 

(V3/Ü1,WS) (Brunk, FB3) 

Im Teil Heizungstechnik werden unterschiedliche 

Heizungssysteme, deren Aufbau und Funktion sowie 

deren Bestandteile vorgestellt und ein Grundverständnis 

für gebäudetechnische Berechnungsverfahren 

vermittelt. Besonderes Augenmerk wird auf 

die Auslegung, die Wirtschaftlichkeit und Aspekte 

aus Planung und Betrieb der Anlagen gelegt. Auf 

die Bedeutung der Heizungsanlagen im Umfeld der 

Beziehungen zwischen Bauherr, Planer und ausführendem 

Unternehmen sowie baubetriebliche Aspekte 

wird ebenfalls eingegangen. 

Im Teil Raumluft werden unterschiedliche Systeme 

der Raumlufttechnik behandelt und Berechnungsverfahren 

des sommerlichen Wärmeschutzes erläutert. 

Auf der Basis möglicher Luftbehandlung in Anlagen 

der Raumlufttechnik (RLT) werden Systemlösungen 

vorgestellt. Weitere Inhalte sind die Luftführung 

in Räumen sowie die eingehende Auseinandersetzung 

mit den möglichen Bestandteilen einer RLT- 

Anlage. Den Abschluss bilden Auslegungs- und Berechnungshinweise 

sowie Erläuterungen zu Ausführungsbeispielen 

einiger Systemlösungen. 

Alternative Energietechniken 

(V2/Ü2,SS) (Allelein) 

Diese Vorlesung beinhaltet die physikalischen, technischen 

und ökonomischen Grundlagen der alternativen 

Energietechniken. Im Einzelnen werden hierbei 

folgende Themen behandelt: 

• Übersicht über die Energiewirtschaft 

• Bewertungsmethoden für Prozesse der Energietechnik 

(Bilanzgleichungen, Energie- und 

Mengenbilanzen, Wirkungsgrade, ökonomische 

Aspekte) 

• Besondere Verfahren in der Energietechnik 

(Kraft-Wärme-Kopplung, Fernwärme, geothermische 

Energie, rationelle Energienutzung) 

• Verfahren zur Umwandlung fossiler Brennstoffe 

(Kohleverbrennung, Kohlevergasung, Kohleverflüssigung) 

• Verfahren zur Nutzung der Solarenergie (Solares 

Energieangebot, Solarkollektoren, Solarfarmanlagen, 

Solartoweranlagen, Photovoltaische 

Kraftwerke) 

• Windenergienutzung (Windenergieangebot, 

Energienutzung, Bauarten und Daten von 

Windenergiekonvertern) 

• Wasserkraftwerke (Laufwasserkraftwerke, 

Pumpspeicherkraftwerke, Wellenenergie, 

Gezeitenenergie) 

• OTEC-Kraftwerke, Gletscherenergienutzung 

• Energie aus Biomasse (Potenziale, Konversionsprozesse, 

Stoffkreisläufe) 

• Dezentrale Energieversorgung 

• Bewertungsaspekte (Kostenfragen, ökologische 

Fragen, Ressourcenaspekte, Optimierungen) 

• (Wasserstoffwirtschaft, Brennstoffzellen)


Dabei wird der Schwerpunkt insbesondere auf die 

regenerativen Energien gelegt. Eine Bewertung der 

Energiesysteme wird unter besonderer Berücksichtigung 

technischer, ökonomischer und ökologischer 

Aspekte vorgenommen 

Angewandte molekulare Katalyse 

(V2,WS) (Leitner) 

Inhalt: Gemeinsamkeiten und Unterschiede metallorganischer 

und enzymatischer Katalyse; Methoden 

der Katalysatorentwicklung (rational design, high 

throughput techniques, directed evolution); Implementierung 

molekularer Katalyse in unterschiedlichen 

Bereichen von Grundchemikalien zu Pharmazeutika; 

Industrielle asymmetrische Katalyse mit 

chemischen und biochemischen Methoden; Immobilisierung 

molekularer Katalysatoren; Ausgewählte 

Beispiele: z.B. Hydroformylierung, Carbonylierung, 

(asym.) Hydrierung, (asym.) Oxidation, Dimerisierung 

und Oligomerisierung von Olefinen, Olefinmetathese, 

C-C Verknüpfung, (dynamische) kinetische 

Racematspaltung, Methionin Synthese; aktuelle 

Trends, z.B. C-H Aktivierung, Kaskaden- 

Reaktionen, bio-metallorganische Hybridkatalysatoren. 

Lernziele: Molekulares und reaktionstechnisches 

Verständnis der wichtigsten technischen Anwendungen 

der molekularen Katalyse; Kenntnis über Potenzial 

und Limitierung moderner katalytischer Methoden 

im industriellen Einsatz; Fähigkeit zur Beurteilung 

unterschiedlicher Ansätze und Verfahrensalternativen. 

Angewandte molekulare Thermodynamik/ 

Applied Molecular Thermodynamics 

(V2/Ü1,WS) (Leonhard) 

Angewandte Molekulare Thermodynamik ist ein interdisziplinäres 

Arbeitsfeld auf dem Gebiet fluider 

Systeme. Seine Anwendungen gründen sich auf 

die Methoden der klassischen Thermodynamik, seine 

eigentlichen Wurzeln liegen aber auf dem Gebiet 

der klassischen Mechanik, der Quantenchemie, 

der statistischen Physik und der Elektrodynamik. 

Auf dieser breiten Grundlage wird ein umfassendes 

Rahmenwerk zur Ableitung von Erkenntnissen 

über das Verhalten fluider Systeme formuliert. 

Viele industrielle Anwendungen sowie die Erklärung 

in der Natur beobachteter Phänomene basieren 

auf solchem Wissen, z.B. in der Raumfahrtindustrie 

oder anderen Hochtemperaturanwendungen, 

in der chemischen Technik und in der Umwelttechnik, 

in der Biotechnologie und vielen weiteren An- 

wendungen im Ingenieurwesen. Der Kurs fasst zu 

Beginn kurz die wesentlichen Ergebnisse der interdisziplinären 

Grundlagen zusammen und widmet 

sich dann den Anwendungen aus unterschiedlichen 

Gebieten von Naturwissenschaft und Technik. Darunter 

sind die Gastechnologie, einschließlich chemischer 

Hochtemperatur-Reaktionen, die Aufarbeitungstechnologie 

für einfache und komplexe flüssige 

Systeme, und eine Einführung in die Anwendung 

auf Elektrolyte und biotechnische Systeme. 

Die Veranstaltung wird in englischer Sprache gehalten. 

Angewandte numerische Optimierung 

(V2/Ü2,SS) (Marquardt) 

siehe Vorlesung: Optimierung in der Energie- und 


Angewandte Quantenchemie für Ingenieure 

(V2/Ü1,SS) (Leonhard) 

Es soll Verständnis für die Funktion der verschiedenen 

quantenchemischen Näherungsverfahren vermittelt 

werden, so dass die Hörer in der Lage 

sind, zu entscheiden, welche Methode für welche 

Anwendung geeignet ist. In den Übungen werden 

quantenmechanische Grundlagen und der Umgang 

mit quantenchemischer Software am Beispiel immer 

wieder kehrender Probleme und einiger spezieller 

Anwendungen erlernt (z.B. Geometrieoptimierung, 

Spektrenberechnung, Gasphasen-Enthalpien, 

-Entropien, -Wärmekapazitäten sowie Reaktions- 

Enthalpien und -Entropien; molekulare Eigenschaften 

wie Multipolmomente, Polarisierbarkeiten und 

Dispersionswechselwirkungen (zur Anwendung in 

Zustandsgleichungen und bei Interesse Berechnung 

von Realgaseffekten); COSMO-Rechnungen und 

COSMO-RS zur Bestimmung von Lösungseffekten. 

Anlagenweite Regelung 

(V2/Ü2,WS) (Mhamdi) 

siehe Vorlesung: Prozessführung in der Energie- und 


Ausgewählte Gebiete der mechanischen 


(V2/Ü2,WS) (Modigell) 

Aus der gesamten Bandbreite der mechanischen Verfahrenstechnik 

werden in Teamarbeit ausgewählte 

Fragestellungen bearbeitet. Nach einer kurzen Einführung, 

in der die Grundlagen des ausgewählten 

Themas erörtert werden, wird das Projekt in Teilaspekte 

gegliedert, die dann in Gruppen weitgehend 

selbständig bearbeitet werden. Neben der intensiven 

Beschäftigung mit einer fachlichen Frage sollen

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 31 

hierbei auch Arbeitstechniken, wie z.B. Literaturrecherche 

und Teamarbeit trainiert werden. Die erarbeiteten 

Ergebnisse werden schriftlich dokumentiert 

und in Vorträgen präsentiert. 

Behandlung von hochbelasteten Abwässern und 

Hafenschlämmen 

(V2/Ü2,WS) (Melin) 

Ausgehend von einer Charakterisierung von Abwässern 

und deren Inhaltsstoffen und einer kurzen Darstellung 

des Wasserrechts werden die wichtigsten 

Verfahren zur Reinigung hochbelasteter Abwässer 

detailliert behandelt. Die Darstellung geht von den 

physikalisch-chemischen Grundlagen aus, erläutert 

die Auslegung von Apparaten und deren Anwendung. 

Ziel ist eine umfassende Darstellung der Verfahrenstechnik 

der Abwasserreinigung. 

Bioprozesskinetik 

(V2/Ü1,SS) (Büchs) 

Innerhalb der Vorlesung ’Bioprozesskinetik’ werden 

Fermentationen verschiedener Organismen vor 

allem hinsichtlich des Ablaufs ihrer kinetischen 

Prozesse -Wachstum und Produktbildung - diskutiert 

und modelliert. Dies umfasst, die Vorstellung 

der entsprechenden Kultivierungsprozesse für unterschiedliche 

Organismen, wie Bakterien, Hefen, Algen 

und Pilze, sowie die spezifischen Besonderheiten 

bei der Kultivierung der entsprechenden Spezies. 

Der Fokus dieser Lehrveranstaltung liegt dabei 

auf der Diskussion spezieller kinetischer Phänomene 

wie Inhibierungen und Limitierungen, ihrer biologischen 

Ursachen, sowie ihrer Auswirkungen auf die 

verschiedenen Kultivierungsstrategien wie Batch, 

Fed-Batch oder kontinuierliche Kultur. Es werden 

den Studierenden Möglichkeiten und Methoden aufgezeigt, 

diese biologischen Prozesse mit verschiedenen 

Einflussgrößen zu steuern und zu regeln. Die 

Lehrveranstaltung Bioprozesskinetik schließt dabei 

die mathematische Beschreibung der besprochenen 

Phänomene, sowie die Modellierung am Computer 

mit ein. Um den Praxisbezug des Lehrinhalts zu verdeutlichen, 

wird im Rahmen einer übung ein breites 

Spektrum an Anwendungsbeispielen vorgestellt und 

mit den Studierenden zusammen am Rechner modelliert 

und simuliert. Es kommt die Software ModelMaker 

zum Einsatz, welche aufgrund ihrer intuitiven 

Oberfläche auch für Einsteiger leicht und 

schnell zu erlernen ist. 

Bioreaktortechnik 


Diese bioverfahrenstechnische Vorlesung befasst 

sich mit den Eigenschaften von Bioreaktoren, die auf 

den speziellen Bedarf und die Empfindlichkeit biologischer 

Systeme abgestimmt sein müssen. 

Hier werden die charakteristischen Kenndaten und 

das häufig nichtideale Verhalten von Bioreaktoren 

erfasst. 

Entscheidende Parameter sind z.B. die Strömungsregime, 

der Leistungseintrag, die Durchmischung, die 

Sauerstoffzufuhr und Kohlendioxidabfuhr, die hydromechanische 

Belastung der kultivierten Mikroorganismen 

und die Wärmeabfuhr. 

Die Auswirkungen der Reaktoreigenschaften auf das 

Verhalten der kultivierten Mikroorganismen werden 

herausgearbeitet. Ein wichtiges Thema ist dabei 

die Maßstabübertragung von Bioprozessen aus sehr 

kleinen Laborreaktoren in großtechnische Produktionsanlagen. 

Die Vorlesung wird ergänzt durch Vor– 

/Selbstrechenübungen, in denen Bioreaktoren 

ausgelegt werden und das zu erwartende Verhalten 

der Biologie abgeschätzt wird. 

Bioreaktionstechnik 

(V2/Ü2,WS) (Büchs) 

Durch die Vorlesung ’Reaktionstechnik’ soll das 

Verständnis für grundlegende Phänomene der Reaktionskinetik 

vermittelt werden. Die Studierenden 

sollen den Einfluss kinetischer Größen verstehen, 

und lernen durch gezieltes Eingreifen die durch sie 

bestimmten Prozesse zu steuern und zu regeln. Dabei 

werden unterschiedliche chemische und biologische 

Prozesse beschrieben, angefangen auf der Ebene 

der thermodynamischen Elementarprozesse bis 

hin zu komplexen Reaktionen. Hierbei werden beispielsweise 

verschiedene katalytische Reaktionen, 

Stoff- und Wärmetransportphänomene, unterschiedliche 

Wachstumsmodelle für Mikroorganismen und 

die Bilanzierung biotechnologischer Prozesse detailliert 

diskutiert. Die Betrachtung von Kinetiken 

auf verschiedenen Größenskalen, schließt nicht nur 

die detaillierte mechanistische Analyse im biologischen 

und chemischen Kontext ein, sondern beinhaltet 

auch deren Modellierung und Simulation. Hierzu 

werden den Studierenden in praktischen Übungen 

der Umgang mit Simulationswerkzeugen, sowie 

das Arbeiten mit unstrukturierten, strukturierten 

und segregierten Modellen vermittelt. Verschiedene 

Optimierungsstrategien und Techniken werden ver-


mittelt, um den theoretisch diskutierten Einfluss der 

kinetischen Phänomene in der praktischen Anwendung 

zu untersuchen. 

Biotechnologie I: Grundlagen 

(V2/Ü0,WS) (Schwaneberg) 

Die Vorlesung soll den Studierenden das für die 

Biotechnologie unerlässliche Grundwissen und Verständnis 

für biologische, biochemische und technische 

Vorgänge vermitteln. Der biologisch orientierte 

Hörer soll das für die Biotechnologie unerlässliche 

Mindestmaß an verfahrenstechnischem Wissen 

bekommen, und umgekehrt soll der technisch orientierte 

Hörer die ebenso unverzichtbaren Grundkenntnisse 

der Biologie und der Biochemie erhalten. Die 

vermittelten biologisch-biochemischen und verfahrenstechnischen 

Grundkenntnisse sind für das Verständnis 

der Biotechnologie insgesamt unerlässlich; 

sie erleichtern auch die Mitverfolgung späterer Spezialvorlesungen, 

z.B. der Umweltbiologie. Eine Vorlesungskurzfassung 

(Skriptum) zur Biotechnologie I 

ist erhältlich. Nach einleitender Definition und Abgrenzung 

der Biotechnologie und kurzem Blick auf 

die geschichtliche Entwicklung werden die biologischen 

Ausgangsmaterialien, mit denen heute Biotechnologie 

betrieben wird, vorgestellt. Es folgt die 

Erörterung von Wachstum und Ernährung und wichtiger 

Stoffwechselwege, deren Verknüpfung und Regulation 

einschließlich einiger quantitativer Zusammenhänge, 

auf denen wichtige Verfahren der Biotechnologie 

basieren. Im Kapitel über fermentationstechnische 

Grundoperationen werden typische 

Probleme und Gesetzmäßigkeiten von Bioprozessen 

unter den Themen Oberflächenkultivierung, Sauerstoffversorgung, 

Rühren, Sterilisieren, kontinuierliche 

Prozessführung und Maßstabsvergrößerung abgehandelt. 

Bei den aufarbeitungstechnischen Grundoperationen 

werden zunächst die verschiedenen Methoden 

der Abtrennung von Organismenmasse und 

deren Aufschluss erörtert. Es folgen Ausführungen 

über die für die Biotechnologie wichtigen Extraktionsverfahren, 

Fällungsmethoden, Chromatographie, 

Membranverfahren, thermische Konzentrierung und 

Trocknung von Biomaterialien. 

Biotechnologie II: Stoffproduktionen und – 

umwandlungen 

(V2/Ü0,SS) (Schwaneberg) 

Biotechnologische Stoffproduktionen und 

–umwandlungen (Transformation) werden an 

ausgesuchten Beispielen erläutert. Hierzu zählt 

die biotechnologische Herstellung klassischer 

Fermentationsprodukte (Einzellerprotein, Backhefe, 

Ethanol, Zitronensäure, Aminosäuren), Pharmawirkstoffe 

(Penicilline und andere Antibiotika), 

Mutterkornalkaloide, Lebensmittel (Bier und andere 

Fermentationsprodukte), sowie biochemische 

Transformationen und Bioprozesse mit nativen und 

gentechnisch verändterten mikrobiellen, pflanzlichen 

und tierischen Zellen. Der vorherige Besuch 

der Vorlesung Biotechnologie I (Grundlagen) wird 

dringend empfohlen. Schriftliches Begleitmaterial 

ist am Lehrstuhl für Biotechnologie erhältlich. 

Biotechnologie IV: Umweltbiotechnologie 

(V2/Ü0,SS) (Schwaneberg) 

Nach einer kurzen Einführung und einer Definition 

der Umweltbiotechnologie wird ein Einblick in 

die unterschiedlichen im Umweltbereich angewendeten 

biotechnologischen Verfahren und Prozesse 

gegeben. Zu diesen zählen z.B. fermentative Produktionen 

unter Nutzung von Reststoffen aus anderen 

Industrien, biotechnologische Verfahren zur Gewinnung 

und Beseitigung von Schwermetallen, biologische 

Trinkwasseraufbereitung, biologische Abwasseraufbereitung 

durch aerobe und anaerobe Verfahren, 

biologische Bodensanierung sowie die biologische 

Abfall– und Abluftbehandlung. Der vorherige 

Besuch der Vorlesung Biotechnologie I (Grundlagen) 

wird dringend empfohlen. Schriftliches Begleitmaterial 

ist am Lehrstuhl für Biotechnologie erhältlich. 

Chemical Product Design - Produktentwicklung 

in der Verfahrenstechnik 

(V2/Ü2,SS) (Melin) 

Viele Verfahrenstechnik-Ingenieure stehen heute 

nicht mehr vor der Aufgabe, die Erzeugung von 

Massenchemikalien zu optimieren, sondern chemische 

Wertprodukte zu entwickeln oder zu verbessern. 

Dabei stellen sich weit vor der Prozessentwicklung 

vielfältige interdisziplinäre Fragestellungen bezüglich 

der gezielten Einstellung bestimmter Produkteigenschaften. 

In der Vorlesung werden anhand eines einfachen 

Schemas die verschiedenen Schritte einer Produktentwicklung 

vermittelt: Von der Festlegung der Anforderungen 

an das Produkt über die Ideenfindung 

und die Auswahl der besten Ideen bis zur Herstellung 

des Produkts. 

Anhand von zahlreichen Beispielen werden die Auswirkungen 

einzelner Entwicklungsschritte auf die 

Eigenschaften des Produkts erläutert und die vielfältigen 

Problemstellungen bei der Produktentwick-

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 33 

lung aufgezeigt. In einer begleitenden Projektübung 

in Kleingruppen wird das Erlernte praxisnah an konkreten 

Fallbeispielen angewendet. 

Chemie für Verfahrenstechniker 

(V3/Ü0,SS) (Hölderich und Liauw) 

Jeder industrielle chemische Prozess ist das Resultat 

des Zusammenspiels von chemischen Reaktionen 

mit physikalisch-chemischen und verfahrenstechnischen 

Aspekten. Das Ziel der Vorlesung ist es, ein 

Grundverständnis für dieses Zusammenspiel anhand 

ausgewählter und industriell bedeutender Reaktionen 

und Prozesse zu vermitteln. Typische Grundlagenkenntnisse 

eines Verfahrenstechnikers - wie z.B. 

Wärme- und Stofftransport - werden vorausgesetzt 

bzw. nur sehr kurz behandelt. Schwerpunkte sind 

die Nomenklatur chemischer Verbindungen, die Arten 

der chemischen Bindung, die Kinetik homogener 

und heterogener Reaktionen, die Grundlagen der 

Katalyse sowie eine kurze Betrachtung reaktionstechnischer 

Prinzipien. Die Auswahl der Reaktionen 

und Verfahren erfolgte nach zwei Kriterien: 

1. Wichtige Produkte der organischen und anorganischen 

industriellen Chemie sowie deren Eigenschaften 

und Herstellung werden im Rahmen 

der Vorlesung behandelt. 

2. Die Prozesse wurden so ausgewählt, daß eine 

Vielzahl an unterschiedlichen chemischen Verfahren 

im Hinblick auf folgende Aspekte behandelt 

werden: 

• unterschiedliche Produkte wie Benzin, 

Dieselöl, Synthesegas, Wasserstoff, Olefine, 

Aromaten, Alkohole, Polymere, 

Chlor, Natronlauge, Schwefelsäure, Ammoniak, 

Düngemittel 

• unterschiedliche Typen chemischer Reaktionen 

wie z. B. Gasphasenreaktionen, 

Gas/Feststoffreaktionen, homogen 

und heterogen katalysierte Reaktionen 

• verschiedene Reaktortypen wie z. B. Wirbelschicht, 

Festbett, Flugstrom etc. 

• unterschiedliche Prinzipien der Reaktionsführung 

wie z. B. adiabat, gekühlt, 

Kreislauf etc. 

Chemische Verfahrenstechnik (I) 


Der Chemiereaktor stellt das Herz der Stoffumwandlungstechnik 

dar. Seine Auslegung und Optimierung 

erfordert interdisziplinäre Kenntnisse und Fertigkeiten, 

die oft auf andere verfahrenstechnische Apparate 

übertragbar sind. Zunächst wird ein systematischer 

Überblick über die Vielfalt der eingesetzten 

Reaktortypen gegeben. Im folgenden Grundlagenteil 

werden für die Vorlesung wichtige Zusammenhänge 

der physikalischen Chemie, Thermodynamik 

und Kinetik zusammengestellt. Es folgt die Behandlung 

idealisierter Reaktorsysteme, des Rührkesselreaktors, 

des idealen Strömungsrohrs und von Kaskaden 

idealer Reaktoren - zunächst unter Vernachlässigung 

der Wärmetönung. Danach wird als wesentliche 

Nichtidealität das Verweilzeitverhalten, seine 

Ermittlung, mathematische Formulierung und sein 

Einfluss auf Umsatzgrad, Selektivität und Leistung 

diskutiert. Im letzten Teil der Vorlesung wird die 

Wärmetönung in die Reaktorberechnung einbezogen. 

Lage und Stabilität der Betriebspunkte des kontinuierlich 

durchströmten Rührkesselreaktors werden 

als Funktion der Betriebsparameter untersucht. 

Schließlich wird auf die Optimierung von Reaktoren 

eingegangen. Schwerpunkt ist die Behandlung reversibler 

exothermer Reaktionen in isothermen und 

teiladiabaten Reaktorsystemen und von Grundprinzipien 

für die Behandlung von Parallel– und Folgereaktionen. 

Chemische Verfahrenstechnik II 


Die zweite Vorlesung zur Chemischen Verfahrenstechnik 

(CVT II) befasst sich überwiegend mit 

mehrphasigen Reaktionssystemen und dem Zusammenspiel 

von Stofftransport und chemischer Reaktion. 

U.a. werden heterogen katalysierte Systeme 

und der wichtige Bereich der Beschleunigung des 

Gas/Flüssigkeits–Stofftransportes durch chemische 

Reaktion behandelt. Die Vorlesung wird durch zahlreiche 

Praxisbeispiele, durch Seminarvorträge der 

Teilnehmer und eine Rechnerübung ergänzt. 

Einführung in die Ökotoxikologie und 

Ökochemie 

(V2,WS) (Schäffer) 

Inhalt: Ökotoxikologie: Bioverfügbarkeit, Bioakkumulation, 

Effektend-punkte für Organismen, 

Populationen und Biozönosen, Ermittlung von 

Dosis- Wirkungsbeziehungen und Effektschwellen, 

Zusammen-wirken multipler Stressoren. Ökochemie: 

Eigenschaften, Funktion und Prozesse von 

Umweltmatrices (Boden, Pflanze, Wasser, Atmosphäre), 

Verhalten und Nachweis von organischen 

und anorganischen Spurenstoffen (Extraktionsme-


thoden, Spektroskopie, Chromatographie) 

Lernziele: Die Studierenden sollen Kenntnisse und 

Methoden erlernen, Umweltchemikalien in verschiedenen 

Matrizes und deren öko-toxische Effekte 

auf Organismen, Populationen und Ökosysteme zu 

analysieren und zu bewerten. 

Einführung in die Prozessleittechnik 

(V1/Ü1,WS) (Epple) 

Die Veranstaltung „Einführung in die Prozessleittechnik” 

stellt sich aus ausgewählten Vorlesungen 

der Veranstaltung „Prozessleittechnik II” zusammen. 

Die zu besuchenden Veranstaltungen werden 

zu Beginn der Vorlesungsreihe „Prozessleittechnik 

II” bekannt gegeben. Im Umfeld der Prozessleittechnik 

treffen unterschiedliche Informationswelten 

aufeinander, die aus verschiedenen Bereichen 

der Prozess– und Verfahrenstechnik stammen. Zur 

Strukturierung und Beschreibung solcher Systeme 

werden Herangehensweisen und Methoden aus der 

Informationstechnik genutzt. Im Vordergrund dieser 

Veranstaltung steht die informationstechnische 

Beschreibung aus Sicht der Prozessleittechnik, deren 

Aufgabe es ist, den bestimmungsgemäßen Betrieb 

von Anlagen und Prozessen sicherzustellen. 

Aus leittechnischer Sicht befinden sich dabei im 

Mittelpunkt des Interesses die Struktur der anlagentechnischen 

Welt (wie z.B. Bildung von Steuereinheiten 

für Anlagenressourcen), die Gliederung von 

Prozessabläufen (wie z.B. Batch-Steuerung, Rezeptverwaltung) 

und die gerätetechnische Welt (wie z.B. 

Planung von Instandhaltungsmaßnahmen). 

Einführung in die Verfahrenstechnik I,II 

(je V2/Ü1,WS/SS) (Modigell) 

(für Studienrichtung Energietechnik, Studiengang 

Abfallentsorgung und Aufbaustudium Umwelttechnik) 

Ziel der Vorlesung ist es, Nichtverfahrenstechnikern 

die Grundlagen der verfahrenstechnischen Arbeitsmethodik 

zu vermitteln. Nach einer kurzen Einführung 

in die Thematik Bilanzierung und Ähnlichkeitstheorie 

werden einige der wichtigen Grundoperationen 

der chemischen, mechanischen und thermischen 

Verfahrenstechnik vorgestellt. 

Eigenschaften von Gemischen und Grenzflächen 

(V2/Ü1,SS) (Pfennig) 

Grundlagen aller Modelle zur Beschreibung verfahrenstechnischer 

Prozesse sind Stoffdaten und theoretisch 

begründete oder empirische Ansätze zur Beschreibung 

der stofflichen Eigenschaften der auftretenden 

Systeme. Das für die sichere stoffliche Be- 

schreibung notwendige Grundwissen wird in dieser 

Vorlesung vermittelt. Dazu werden sowohl die theoretischen 

Hintergründe mit den bereits aus der Vorlesung 

’Thermodynamik der Gemische’ bekannten 

Gleichungen als auch neue Ansätze und Korrelationen 

vorgestellt. Daneben werden Modellkonzepte 

für die Berechnung häufig benötigter Stoffeigenschaften, 

wie z. B. der Viskosität und der Diffusionskoeffizienten 

erarbeitet. Die Diskussion der sich 

dabei ergebenden Stärken und Schwächen der verschiedenen 

Modelle soll die Zuhörer befähigen, bei 

zukünftig auftretenden Problemstellungen die besten 

verfügbaren Modelle auszuwählen und Ergebnisse 

auf Basis von verwendeten Modellen angemessen 

kritisch zu bewerten. 

Energiesystemtechnik 

(V2/Ü1,SS) (Bardow) 

Energiesystemtechnik ist die Wissenschaft vom 

Zusammenfügen energietechnischer Komponenten, 

wie Kraftwerke und Kessel, Wärmepumpen und 

Kältemaschinen, Wärmeübertrager und Speicher, 

zu Energiesystemen. Typische Energiesysteme sind 

Gebäude, industrielle Produktionsbetriebe, Siedlungsgebiete 

und Kommunen. 

Ihre Versorgung mit mechanischer Energie, Strom, 

Raum- bzw. Prozesswärme, Kälte und sonstigen 

energieanalogen Dienstleistungen wie Wasser, 

Druckluft u.a.m. kann durch unterschiedliche energietechnische 

Komponenten in unterschiedlichen 

Verschaltungen realisiert werden. Dabei ergeben 

sich eine Vielzahl technischer Lösungen, die nach 

den Kriterien Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit 

und Umweltfreundlichkeit zu bewerten und zu 

optimieren sind. 

Die Vorlesung Energiesystemtechnik vermittelt die 

Grundlagen zur Synthese von Energieerzeugungsanlagen 

und sonstigen energietechnischen Komponenten 

zu Gesamtsystemen sowie zu deren ökonomischer 

und ökologischer Bewertung. Sie ist für 

Studenten höherer Semester gedacht und setzt die 

Kenntnis der Inhalte der Vorlesung Energiewirtschaft 

voraus. 

Energiewandlungsmaschinen I 

(V2/Ü1,WS) (Bohn) 

In dieser Vorlesung werden die Grundlagen der Strömungsmechanik 

und der Thermodynamik auf die 

Turbomaschinen angewandt. Sie behandelt nach einer 

allgemeinen Einführung zunächst die Wirkungsweise 

von Schaufelgittern in Turbinen, Verdichtern 

und Pumpen. Die Gitter werden danach zu Stufen

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 35 

zusammengefasst und deren Zusammenwirken in 

ein– und mehrstufigen Turbomaschinen untersucht. 

Ferner werden unterschiedlich ausgeführte Maschinen 

und Anlagen betrachtet, und Kriterien für die 

Auswahl der geeigneten Ausführung bei einem gegebenen 

Problem entwickelt. 

Die Vorlesung behandelt sowohl die Charakteristiken, 

als auch die Betriebsbereichsgrenzen der Maschinen 

und Anlagen. Sie werden mit Hilfe der im 

Turbomaschinenbau üblichen Kennfelder und Diagramme 

verdeutlicht. Sie dienen auch zur Erläuterung 

der verschiedenen Regelungsstrategien für Verdichter, 

Pumpen und Turbinen. Schließlich werden 

die unterschiedlichen, auf die Turbomaschinen und 

ihre Komponenten einwirkenden Betriebseinflüsse 

beschrieben und Möglichkeiten zur Reduzierung ihres 

schädigenden Einflusses gesucht. Abschließend 

befasst sich dieser Vorlesungsteil mit den Auswirkungen 

von Energieumwandlungsanlagen auf die 

Umwelt. 

Energiewandlungstechnik 

(V2/Ü1,SS) (Bohn) 

Einführung in Energiewandlungssysteme: Energiequellen 

und Nutzenergie; Energiewandlungsverfahren 

Maschinen und Apparate: Funktionsprinzip und 

Bauarten; Klassifikation; Auswahl und Anwendung 

(Pumpen, Ventilatoren, Gebläse, Verdichter, Turbinen, 

Expander, Regel– und Schnellschlussorgane, 

Rohrleitungssysteme); Kennlinien; Betriebsbereiche 

und Betriebsverhalten 

Anwendung und Betrieb von Energiewandlungssystemen: 

Zusammenschalten der Maschinen und Apparate 

zu Energiewandlungssystemen; Zusammenwirken 

der Komponenten; Kennfelder; Regelung 

und Teillastbetrieb; transientes Verhalten; Energiebedarf 

Anlagenplanung: Prozessintegration an Beispielen; 

rechtliche Rahmenbedingungen; Genehmigungsfragen; 

Entscheidungskriterien; Kostenrechnung 

Umweltverträglichkeit: Rechtliche Grundlagen; 

Schadstoffe aus Energiewandlungsanlagen (Mechanismen 

der Entstehung, Möglichkeiten der 

Vermeidung bzw. Reduzierung); Geräuschentstehung 

und –minderung; Strahlungsemission (lokale 

und globale Auswirkungen) 

Energiewirtschaft 

(V2/Ü1,SS) (Müller, Allelein) 

Inhalt der Vorlesung ist eine umfassende Einführung 

in energiesystemtechnische und energiewirtschaftli- 

che Zusammenhänge. Insbesondere werden behandelt: 

Teil I: 

• Einführung in die globale und nationale Energiewirtschaft 

• Fossile Energieträger und fossil gefeuerte 

Kraftwerke 

• Nutzung von Kernenergie 

• Nutzung regenerativer Energiequellen 

• Energietransport und -speicherung 

Teil II: 

• Technische Energiedienstleistungen 

• Energiebedarf technischer Energiesysteme 

• Thermodynamische Bewertung von Energieumwandlungen 

• Thermodynamische Optimierung von Wärmeund 

Krafterzeugung 

• Wirtschaftliche Analyse von Energiesystemen 

Feuerungstechnik 

(V2/Ü2,WS) (Kneer) 

Diese Vorlesung vertieft die in der Veranstaltung 

„Technische Verbrennung” erläuterten Grundlagen 

der Verbrennung am Beispiel der Feuerungstechnik. 

Anwendungsgebiete sind die Heizungstechnik, 

die Verfahrenstechnik oder die Kraftwerkstechnik. 

Nach einer kurzen zusammenfassenden Wiederholung 

und teilweisen Erweiterung der Grundlagen 

der Verbrennung (Bilanzgleichungen, chemisches 

Gleichgewicht und Reaktionskinetik) sowie 

der Wärme- und Stoffübertragung werden diese Ansätze 

angewandt auf die stationäre Verbrennung der 

üblichen fossilen Brennstoffe Gas, Öl und Kohle in 

technischen Verbrennungssystemen. Angesprochen 

werden dabei zunächst die in der Industrie üblichen 

Auslegungsmethoden. Eine Erläuterung der in derartigen 

Verbrennungssystemen eingesetzten Mess– 

und Leittechnik ergänzt diesen Abschnitt. Im zweiten 

Teil erfolgt eine Einführung in die in den letzten 

Jahren in der Industrie zur Feuerungsauslegung immer 

häufiger eingesetzten numerischen Strömungsrechenverfahren. 

Dazu gehört die Einführung eines 

CFD-Finite-Volumen-Verfahrens, mit dem die dreidimensionalen 

Erhaltungsgleichungen für den Impuls, 

die Energie und die Spezies für turbulente, reagierende 

Strömungen gelöst und die Strömungs–,


Temperatur– und Konzentrationsfelder, einschließlich 

der Wärmeübertragung im Brennernahbereich 

und im Feuerraum vorausgesagt werden können. Die 

Vorlesung wird durch Labor- und Rechnerübungen 

begleitet. Dazu gehören Messtechnikübungen an der 

Versuchsanlage des Lehrstuhls im ehemaligen Heizkraftwerk 

der RWTH Aachen und an Laboranlagen 

ebenso wie Blockveranstaltungen zur Einführung 

in die Strömungsrechenverfahren mit begleitenden 

Übungen anhand von Beispielen aus der Feuerungstechnik. 

Fortgeschrittene Polymersynthese 

(V2,WS) (Möller) 

Inhalt: Anionische Polymerisation, Ringöffnende 

Polymerisation, Copolymerisation, Oxazolinpolymerisation, 

Proteinanalytik, Metallocenkatalysierte 

Polymerisation. Lernziele: Die Studierenden sollen 

einen Einblick in moderne Syntheseverfahren für 

funktionelle Makromoleküle erhalten und die wichtigsten 

Methoden erlernen. 

Grundlagen der Aufbereitung fester Abfallstoffe 

und Recyclingtechnologien I,II 

(V4/Ü4,WS/SS) (Pretz) 

Im ersten Teil der Vorlesung (SS) werden die grundlegenden 

technischen Verfahren zur Aufbereitung 

von Sekundärrohstoffen vorgestellt. Es werden die 

Grundoperationen der Zerkleinerung, Klassierung 

und Sortierung eingeführt. Die zugehörige Übung 

(Blockveranstaltung) beinhaltet Aufbereitungsversuche 

mit Abfallstoffen, Vergleich von Verfahrenstechniken, 

Bewertung von Aufbereitungsschritten, 

Rohstoffanalyse und die Präsentation der Arbeitsergebnisse 

im Abschlusskolloquium. 

Im zweiten Teil der Vorlesung (WS) werden periphere 

Technologien zum Transport, zu Agglomeration 

und Abluftbehandlung eingeführt, technische Prozesse 

und Kalkulationsverfahren für Recyclingprozesse 

dargestellt. Im Rahmen der Übung finden Kleinexkursionen 

zu Recyclinganlagen sowie mündliche 

Präsentationen von Verfahren und deren abfallwirtschaftlicher 

Bedeutung durch die Studierenden statt. 

Grundoperationen in der Energietechnik 

(V2/Ü1,SS) (Müller) 

Inhalte 

• Energie: Vorräte, Verbrauch, Umwandlungsprozesse 

• Grundlagen der Verbrennung, Schadstoffbildung 

• Wärmepumpen, Kältemaschinen, Kombiprozesse 

• Wärmeübertrager, Verdampfer, Kondensatoren 

• Arbeitsmaschinen: Pumpen, Ventilatoren, Turbinen 

Grundlagen der Fluidtechnik 

(V2/Ü2,WS) (Murrenhoff) 

Die Vorlesung setzt sich aus den beiden Teilbereichen 

Hydraulik und Pneumatik zusammen. Im ersten 

Teilbereich - der Hydraulik - werden die Grundlagen 

der Hydrostatik und Hydrodynamik insoweit 

behandelt, dass Durchflussgleichungen, Strömungskräfte, 

Induktivitäten und Kapazitäten sowie das 

Übertragungsverhalten von Rohrleitungen berechnet 

werden können. Weil die Wahl des Druckübertragungsmediums 

mit zunehmender Sensibilisierung 

für umwelttechnische Fragestellungen eine immer 

größer werdende Rolle spielt, werden anschließend 

neben dem klassischen Mineralöl auch Aufbau 

und Eigenschaften biologisch abbaubarer und 

schwerentflammbarer Fluide behandelt. Die Komponenten 

für den Aufbau hydraulischer Schaltungen 

wie Ventile, Verdrängereinheiten, Filter, Dichtungen, 

Druckspeicher, Sensoren sowie das weitere 

Zubehör werden in ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise 

ausführlich vorgestellt. Hierzu werden 

typische am Markt gängige Geräte herangezogen. 

Ausgehend von der Systematik hydraulischer Antriebe, 

die eine Unterscheidung nach Widerstandsund 

Verdrängersteuerung auf der einen sowie Speisung 

mit eingeprägtem Druck oder eingeprägtem 

Volumenstrom auf der anderen Seite vornimmt, werden 

schließlich die wesentlichen Regelungen für hydraulische 

Geräte und Systeme vorgestellt. Im Teilbereich 

Pneumatik wird zunächst auf die theoretischen 

Grundlagen eingegangen, wobei hier insbesondere 

der erste Hauptsatz der Thermodynamik 

und die Zustandsgleichungen idealer Gase behandelt 

werden. Hierauf aufbauend werden die besonderen 

Eigenschaften des Druckmediums Luft erläutert. 

Anhand einiger Beispiele werden anschließend 

die einzelnen Komponenten, die zur Drucklufterzeugung 

und -aufbereitung bzw. zur Steuerung pneumatischer 

Antriebe notwendig sind, behandelt, bevor 

auf die Druckluftantriebe (Zylinder, Motoren) eingegangen 

wird. Der Teilbereich endet mit der Vorstellung 

der wesentlichen Schaltungsmöglichkeiten 

in der Pneumatik.

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 37 

Grundlagen der Luftreinhaltung 

(Dipl: V2/Ü2; M.Sc., B.Sc.: V2/Ü1,WS) (Modigell) 

Die Vorlesung behandelt die Abscheideverfahren 

verschiedener Luftschadstoffe, die insbesondere bei 

der Verbrennung fossiler Einsatzstoffe in Kraftwerken 

sowie bei der thermischen Reststoffbehandlung 

entstehen. Dazu werden zunächst die physikalischen 

und chemischen Grundlagen erarbeitet, die für das 

Verständnis und die Auslegung der einzelnen Komponenten 

wie z.B. Staubabscheider, Nasswäscher, 

Adsorption etc. notwendig sind. In den Übungen 

werden dazu vereinfachte Auslegungsbeispiele gerechnet. 

Auf dieser Basis werden Gesamtkonzepte 

für Abgasreinigungsanlagen vorgestellt und am Beispiel 

existierender Anlagen diskutiert. Die Veranstaltung 

schließt eine Exkursion zu einem Kraftwerk 

oder einer Müllverbrennungsanlage ein. 

Grundlagen optischer Strömungsmessverfahren 

(V2/Ü2,WS) (N.N.) 

Grundlagen: Natur des Lichtes, elektromagnetisches 

Spektrum, Wechselwirkung zwischen Licht und Materie 

Geräte: Lichtquellen, Spektrographen, Detektoren, 

sonstige optische Elemente 

Schlieren-Verfahren: Prinzip, experimenteller Aufbau, 

Anwendungsbeispiele 

Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) und Phasen- 

Doppler-Anemometrie (PDA): Prinzip, experimenteller 

Aufbau, Signalverarbeitung und Auswertung, 

Anwendungsbeispiele. 

Particle-Imaging-Verfahren (PIV): Prinzip, experimenteller 

Aufbau, Anwendungsbeispiele 

Emissions– und Absorptionsspektroskopie: Prinzip, 

Pyrometrie zur Temperaturbestimmung, Infrarotabsorptionsspektroskopie, 

Emissionsspektroskopie im 

VIS und UV-Bereich 

Fluoreszensmesstechniken: Prinzip, LIF als spektrale 

Punktmesstechnik, planare laserinduzierte Fluoreszenz 

(PLIF) 

Raman-Spektroskopie: Prinzip, experimenteller 

Aufbau, Auswertung der Spektren bzgl. Temperatur 

und Konzentration, Anwendungsbeispiele 

Kohärente anti-Stoke’sche Ramanspektroskopie 

(CARS): Prinzip, experimenteller Aufbau, 

Auswertung der Spektren bzgl. Temperatur und 

Konzentration, Anwendungsbeispiele 

Grundlagen und Technik der Brennstoffzellen 

(V2/Ü2,WS) (Stolten, FB4) 

Behandelt werden die physikalischen und technischen 

Grundlagen, Aufbau der Zellen und Werk- 

stoffe, Verfahrenstechnik von Brennstoffzellensystemen, 

deren Anwendungen und Einbindung in die 

Energieversorgungsstrukturen sowie Kosten- und 

Markteinführungsaspekte. 

Grundoperationen der Verfahrenstechnik 


Verfahrenstechnische Prozesse, und seien sie noch 

so kompliziert, sind immer aus vielen einzelnen Apparaten 

zusammengesetzt, in denen jeweils sogenannte 

Grundoperationen durchgeführt werden. Eine 

Grundoperation ist zum Beispiel das ’Zerkleinern’ 

von Reaktanden, wozu unter anderem das 

Brechen von Gesteinsbrocken, das Aufmahlen von 

groben Pulvern, das Schneiden fasriger Stoffe oder 

auch das Zerstäuben von Flüssigkeiten gehören. 

Weitere Grundoperationen sind beispielsweise ’Mischen’ 

oder ’Auftrennen’von Gemischen. Je nach 

dem zu behandelndem Stoffsystem werden auch diese 

Grundoperationen wieder auf verschiedene Arten 

in unterschiedlichen Apparaten realisiert. In der Vorlesung 

werden wichtige Grundoperationen und die 

Apparate, in denen sie durchgeführt werden, vorgestellt 

und die Grundlagen zu deren Auslegung erarbeitet. 

Höhere Regelungstechnik 

(V2/Ü2,SS) (Abel) 

Die Vorlesung ist als eine Vertiefung nach der 

Pflichtveranstaltung Mess- und Regelungstechnik 

konzipiert. Aufbauend auf den in Mess- und Regelungstechnik 

vermittelten Grundlagen werden 

weiterführende Verfahren und regelungstechnische 

Werkzeuge behandelt, die die Grundlage zur Bearbeitung 

und Lösung vieler regelungstechnischer 

Probleme darstellen. Zielgruppe sind Studierende, 

die in Mess- und Regelungstechnik die interdisziplinäre 

und stark systematisierende Arbeitsweise der 

Regelungstechnik kennen gelernt haben und in ihrem 

weiteren Studium hier einen Schwerpunkt legen 

wollen. Es werden die folgenden Themen vertieft: 

• Betragsoptimum 

• Wurzelortskurvenverfahren 

• Regelkreise mit nichtlinearen Gliedern 

• Beschreibungsfunktion 

• Z-Transformation 

• Zeitdiskrete Regelungen und Steuerungen 

• Zustandsregelung 

• Zustandsbeobachtung


• Modellgestützte Prädiktive Regelung 

• Robuste Regelung 

• Flachheitsbasierte Vorsteuerung 

• Robuste Konzepte der Nichtlinearen Regelung 

- Sliding Control 

Industrielle Umwelttechnik 

(Dipl.: V2/Ü2; M.Sc., B.Sc.: V2/Ü1,WS) (Melin) 

Ausgehend von der Darstellung der industriellen 

Umweltbelastung wird auf die wichtigsten technischen 

Maßnahmen zu ihrer Reduzierung eingegangen. 

Die nachgeschalteten Umweltschutzverfahren, 

die eine Behandlung der emittierten Abluft- 

, Abwasser- und Abfallströme zum Ziel haben, 

werden anhand von zahlreichen Beispielen erläutert. 

Dann wird auf produktionsintegrierte Umweltschutzmaßnahmen 

eingegangen. Theorie und Praxis 

von Vermeidung, Recycling und Verwertung werden 

dargestellt. Im Rahmen einer Seminarveranstaltung 

wird darüber hinaus den Studierenden die Möglichkeit 

gegeben vor einem Hörerkreis unterschiedlicher 

Fachrichtungen (Verfahrenstechnik, Entsorgungsingenieurwesen 

und allgemeiner Maschinenbau) 

Vorträge aus dem Bereich des allgemeinen 

Umweltschutzes zu halten. Neben der selbständigen 

Bearbeitung der Vortragsthemen aus den Fachgebieten 

der Verfahrenstechnik, Siedlungswasserwirtschaft 

und Abfallwirtschaft ist der interdisziplinäre 

Charakter vor allem durch die gemeinsame und 

fachübergreifende Diskussion im Anschluss an die 

Vorträge gegeben. 

In situ-Spektroskopie zur Prozessführung 

(V2Ü1,SS) (Liauw) 

Inhalt: Grundlagen der Spektroskopie-Arten UV, 

Vis, MIR, NIR, ATRMIR, Raman, NMR; ex-situ/in 

situ/operando; Vorstellung verfügbarer Geräte; Beispiele 

aus der Produktion; Probleme und Lösungsansätze; 

regelungstechnische Grundlagen. Lernziele: 

Die Studierenden können bei Fragestellungen aus 

der chemischen Produktion fundierte Vorschläge zur 

Implementierung spektroskopischer Methoden machen. 

Interdisziplinäres Praktikum 

Biotechnologie/Bioverfahrenstechnik 

(V0/PÜ3,WS) (Büchs, Schwaneberg, Spieß, Reiss) 

Dieses Praktikum wurde zusammen mit dem Lehrstuhl 

für Biotechnologie (Fakultät 1), Prof. Hartmeier 

konzipiert. In gemischten Gruppen, die aus 

Maschinenbau- und Biologiestudierenden zusammengesetzt 

sind, werden selbständig praktische 

Versuche an Fermentations– und Aufarbeitungsanlagen 

durchgeführt. Die Biologiestudenten werden 

vorrangig die mikrobiologischen, analytischen 

und steriltechnischen Arbeitselemente übernehmen, 

während die Maschinenbaustudenten hauptsächlich 

die technischen Aufgaben (rechnergestützte online- 

Datenerfassung, Prozessbilanzierung, Abschätzung 

von Stoffübergängen usw.) ausführen. Die Praktikumsversuche 

werden gemeinsam ausgewertet. 

Beim Abschlusskolloquium sollen die biologischen 

Aspekte von den Maschinenbauern und die technischen 

Aspekte von den Biologen vorgetragen werden. 

Auf diese Weise soll der interdisziplinäre Austausch 

über Fachgebietsgrenzen hinweg gefördert 

werden. Die Maschinenbaustudenten haben außerdem 

die Möglichkeit zusammen mit den Biologen 

zusätzlich am zweiten Teil des Praktikums teilzunehmen. 

Katalyse in der Technik 

(V2/Ü0,WS) (Liauw) 

Die Vorlesung gliedert sich hälftig in die „homogene 

Katalyse” und die „heterogene Katalyse”. Zunächst 

werden die Grundlagen der homogenen bzw. heterogenen 

Katalyse behandelt: Ausgehend von den Reaktionsmechanismen 

werden die Katalysatortypen, 

deren Herstellung und Charakterisierung behandelt. 

Dabei werden auch Fragen der Deaktivierung und 

der Regeneration von Katalysatoren behandelt. Eine 

Übersicht über die Verwendung von Katalysatoren 

in der Erdölraffination, in der Synthese von Chemikalien 

und im Umweltschutz schließen das Kapitel 

„Grundlagen” ab. Anhand ausgewählter Beispiele 

wird dann ausführlich sowohl für die homogene 

als auch für die heterogene Katalyse der Weg von 

der Katalysatorentwicklung im Labor bis zum technischen 

Prozess aufgezeigt. Aspekte, die dabei betrachtet 

werden, sind z.B. experimentelle Methoden 

zu Katalysatorauswahl und zur Bestimmung kinetischer 

Konstanten, Reaktortypen katalytischer Prozesse, 

Grundlagen der Modellierung katalytischer 

Reaktionssysteme und wirtschaftlicher Aspekte. 

Die Vorlesung wird abgerundet durch eine (kurze) 

Behandlung der Biokatalyse und die Darstellung 

neuer Konzepte und Entwicklungen auf den Gebieten 

der homogenen und der heterogenen Katalyse. 

Katalyse in der Technik 

(V2/Ü0,SS) (Hölderich) 

Die Vorlesung befasst sich zunächst mit den Grundlagen 

der Katalyse: Aufbauend auf der allgemeinen 

Diskussion von am Katalysator auftretenden

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 39 

Phänomenen wie Ad– und Chemisorption, der modellhaften 

Beschreibung der damit verbundenen Geschwindigkeiten, 

der Transportphänomene (Diffusionstypen) 

und abschließend der Kombination dieser 

Vorgänge beim Ablauf einer katalytischen Reaktion 

wird der Hörer in die Katalyse eingeführt. Anhand 

gängiger heterogener Feststoffkatalysatoren werden 

anschließend die Synthese, die Modifizierung, die 

Herstellung von Formkörpern und die Methoden zur 

Katalysatorcharakterisierung vorgestellt. Hieran angeschlossen 

wird mit Hilfe ausgewählter Beispiele 

der industrielle Einsatz dieser Katalysatoren in Gas– 

und Flüssigphasenreaktionen beschrieben und die 

Bedeutung einer gemeinsamen Katalysator- und Reaktorentwicklung 

diskutiert. Abschließend werden 

die Methoden zur Katalysatorauswahl, Bestimmung 

kinetischer Konstanten, der mathematischen Abbildung 

von katalytischen Systemen und weitergehenden 

Phänomenen wie z.B. Desaktivierung oder Inkubationszeiten 

besprochen. Die Vorlesung schließt 

mit der Betrachtung des Einsatzes von Katalysatoren 

für umweltfreundliche Synthesen von bedeutenden 

Zwischenprodukten und Feinchemikalien, dem 

Einsatz in Alltagsanwendungen wie Kraftfahrzeugen 

und End of Pipe Industrieabgasreinigungen sowie 

einer Einführung in die homogene und enzymatische 

Katalyse. Dem Gesichtspunkt Umweltschutz 

mit Hilfe der Katalyse wird besondere Bedeutung 

zugemessen. 

Kinetik des Stofftransportes 


Der Stofftransport ist entscheidend für viele chemische, 

verfahrenstechnische und biologische Prozesse. 

Bei vielen Anwendungen kommt hinzu, dass sich 

der Stofftransport aus diffusiven und konvektiven 

Anteilen ergibt. Dieses Wechselspiel wird zudem 

durch die Geometrie des Stoffaustauschproblems (z. 

B. Tropfen, Blase, Film) mitbestimmt. Ziel der Vorlesung 

ist es daher, die praktisch relevanten Vorraussetzungen 

zu vermitteln, die insbesondere für 

die Entwicklung und den Einsatz moderner Verfahrensmodelle 

benötigt werden. Themen sind entsprechend 

die Diffusion in Zwei- und Mehrstoffsystemen, 

die Überlagerung mit konvektivem Transport 

unter verschiedenen geometrischen Randbedingungen 

und insbesondere das dynamische Geschehen an 

Phasengrenzen. Mit dieser Vorlesung soll die Basis 

für das Verständnis einfacher und komplexer Stofftransportprozesse 

gelegt werden, wie es heute vielfach 

benötigt wird. 

Kolloidchemie 

(V2/Ü0,SS) (Richtering) 

Inhalt: Einteilung kolloidaler Systeme, Theorien zur 

Stabilität von Dispersionen und Emulsionen: DL- 

VO Theorie, sterische Stabilisierung, Depletion- 

Wechselwirkung, Assoziationskolloide, Phasendiagramme, 

Stabilität und Flockung kolloidaler Dispersionen. 

Lernziele: Die Studierenden sollen vertraut werden 

mit modernen Vorstellungen über die Stabilität 

von Dispersionen, Emulsionen und Polymerlösungen. 

Sie sollen den Einfluss chemischer Größen 

(pH-Wert, Salzgehalt, Zusatz organischer Stoffe) 

und physikalischer Größen (Konzentration, Temperatur, 

Teilchenform) auf die Stabilität kolloidaler 

Systeme verstehen lernen und in die Lage versetzt 

werden, kolloidchemische Messungen zu interpretieren. 

Kosten und Wirtschaftlichkeit von Bioprozessen 


Im Rahmen dieser Vorlesung werden verschiedene 

Aspekte zur ökonomischen Beurteilung von Bioprozessen 

vorgestellt, mit dem Ziel, eine Optimierung 

ungeeigneter Prozessparameter zu vermeiden. 

Es werden typische Anlagenkonfigurationen für biotechnische/biotechnologische 

Produkte vorgestellt 

und für unbekannte Prozesse geeignete Anlagenkonfigurationen 

vorgeschlagen. Inhalte und Aussagekraft 

von Prozess- und Kostenmodellen werden 

differenziert sowie grundlegende Begriffe aus der 

Kosten- und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung vermittelt 

und auf bestehende Prozesse angewandt. Aufgezeigte 

Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen werden angemessen 

interpretiert und Folgerungen für den Bioprozess 

abgeleitet. Ferner werden Vorgehensweisen 

für die ökonomische Optimierung von Bioprozessen 

vorgestellt. Für den anwendungsbezogenen Teil 

der Vorlesung / Übung wird die Software SuperPro 

Designer verwendet, welche mittlerweile als industrieller 

Standard für die ökonomische Beurteilung 

von Bioprozessen gilt. Hierbei werden manuelle und 

computergestützte Kostenrechnungsmethoden angewendet 

und deren Vorhersagenstärke beurteilt. Typische 

Projektfragestellungen werden sowohl auf wirtschaftliche 

als auch auf Prozessfragestellungen hin 

analysiert und adäquat in eine Software übertragen. 

Kraftwerksprozesse 

(V2/Ü1,WS) (Bohn) 

Im Mittelpunkt der Vorlesung steht die Optimierung 

vorhandener und neuer Prozesse zur Erzeu-


gung von mechanischer, thermischer und elektrischer 

Energie bei Einsatz unterschiedlicher Primärenergieträger. 

Themenschwerpunkte sind kombinierte 

Kraft– und Kraft-Wärme-Verbund-Anlagen, 

Kohlevergasung und Wirbelschichtfeuerungen sowie 

Teillast– und Störfallverhalten von Prozessen. 

Des Weiteren werden in der Vorlesung Verfahren 

zur Simulation moderner Kraftwerksprozesse vorgestellt 

und anhand ausgewählter Beispiele angewendet. 

Mathematische Strömungslehre I 

(V2/Ü1,WS) (Schröder) 

• Grundlagen zur Lösung partieller Differentialgleichungen 

• Formulierung, Anfangs- und Randbedingungen 

und Klassifizierung partieller Differentialgleichungen 

• Herleitung von Differenzenausdrücken 

• Konsistenz, Stabilität und Konvergenz von 

Finiten-Differenzen-Verfahren 

• Iterative Lösungsverfahren für elliptische Differentialgleichungen 

Material- und Stoffkunde 


Die Vorlesung Material-und Stoffkunde bietet in 

kompakter Form die Grundzüge von Physik und 

Chemie. Der Einstieg durch einfache physikalische 

Modelle und die Einführung wichtiger Grundbegriffe 

ermöglicht ein tiefergehendes Verständnis, das für 

eine Modellbildung unerlässlich ist. Die verschiedenen 

Zustandsformen der Materie werden phänomenologisch 

beschrieben und gängige Ordnungsschemata 

eingeführt. Mechanische und thermische Eigenschaften 

werden diskutiert und Grundzüge des 

Stofftransportes erklärt. Auch Grenzflächenphänomene 

werden besprochen. Der letzte Teil der Vorlesung 

beschäftigt sich mit Grundlagen der elektrischen 

und optischen Eigenschaften von Materie, sowie 

einer Einführung in Chemische Reaktionen. 

Mechanische Verfahrenstechnik (I) 

(V2/Ü1,SS) (Modigell) 

In dieser Vorlesung werden die Grundoperationen 

der mechanischen Verfahrenstechnik behandelt. 

Schwerpunktmäßig wird die Partikel- und Separationstechnologie 

vorgestellt, wobei Systeme mit zumindest 

einer festen Phase im Vordergrund stehen. 

Schwerpunkte der Vorlesung sind: 

• Methoden und Maschinen der Zerkleinerung 

• Messung und Darstellung von Kornverteilungen 

• Siebung: Methoden, Maschinen, Fraktionsabscheidekurven 

• Bewegung von Feststoffpartikeln in Fluiden 

• Berechnung von Zentrifugen 

• Auslegungsgleichungen für Zyklone 

• Strömungen durch Schüttungen 

• Berechnungs- und Betriebsgrundlagen für Filterapparate 

und Filtermittel 

Mechanische Verfahrenstechnik II 


Die Grundlage der Verfahrenstechnik bildet die Idee, 

Produktionsprozesse aus einer überschaubaren Anzahl 

von Grundoperationen zusammenzusetzen. Bei 

allen Grundoperationen ist die Verwendung von 

Bilanzgleichungen zur theoretischen Erfassung der 

physikalischen Vorgänge von großer Bedeutung. Eine 

weitere wichtige Grundlage ist die Dimensionsanalyse 

(Ähnlichkeitstheorie). Im einzelnen werden 

in der Vorlesung folgende Themen behandelt: 

• Erhaltungssätze: Bilanzgleichungen in allgemeiner 

Form, Erhaltungssätze für Gesamtmasse, 

Masse einer Stoffart, Impuls und Energie in 

differentieller Form, Transportansätze für Stoff, 

Impuls und Energie, Erhaltungssätze in integrierter 

Form 

• Dimensionsanalyse und Modelltheorie: Grundlagen, 

Anwendungen in den Bereichen Mischen 

und Rühren sowie bei der Erfassung veränderlicher 

Stoffdaten 

• Anwendungsbedingte Modifikationen der Bilanzgleichungen: 

Störungsrechnung, Unstetigkeitsflächen 

(Phasengrenzen), Turbulente Strömung 

Medizinische Verfahrenstechnik 

(V2/Ü1,SS) (Yüce) 

Die Vorlesung medizinische Verfahrenstechnik behandelt 

die interdisziplinären Themenschwerpunkte 

aus der Verfahrenstechnik und der Medizintechnik, 

wobei auch einige ausgewählte, verfahrenstechnisch 

interessante Inhalte aus dem Pharmabereich 

behandelt werden. Nach der Einführung in die Vorlesungsinhalte 

werden zunächst die Fließeigenschaften 

(Rheologie) und die mechanische Stabilität des

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 41 

Bluts als Grundlage für die Berechnung und Auslegung 

von Geräten, in denen das Blut mechanisch beansprucht 

wird, z. B. in Blutpumpen, erläutert. Einen 

weiteren wichtigen Themenschwerpunkt stellen die 

Stofftrennverfahren dar. Verfahren zur Blutseparation 

und der Einsatz von Membranverfahren entweder 

als künstlicher Ersatz für menschliche Organe (z.B. 

Niere, Lunge) oder als Peripherie von solchen Geräten 

werden behandelt. Außerdem wird auf die Werkstoffe 

für die medizinische Verfahrenstechnik eingegangen. 

Zum Schluss werden die Techniken zur Sterilisation 

in der Medizin und Pharmaindustrie vorgestellt. 

Mehrphasenströmung 


In nahezu jedem verfahrenstechnischen Prozess liegen 

komplexe, mehrphasige Strömungen vor, für deren 

Berechnung vereinfachende Annahmen getroffen 

werden müssen. Die Vorlesung vermittelt zunächst 

die Grundlagen zur Beschreibung der Bewegung 

einzelner Partikel und Tropfen und geht dann 

über zu Systemen mit hohen Konzentrationen der dispersen 

Phase und zur numerischen Modellierung 

mehrphasiger Strömungen. Auf der Basis dieses 

theoretischen Hintergrunds werden viele konkrete 

Prozessbeispiele vorgestellt. Die Palette der Anwendungsfälle 

reicht von Elektro-Staubabscheidern über 

Wirbelschichtapparate und pneumatischen Transport 

mit hohen Partikelbeladungen bis hin zu Gas- 

Flüssig-Strömungen, wie sie in Blasensäulen oder 

Rieselfilmapparaten vorliegen. Abschließend werden 

auch Möglichkeiten der Berechnung von mehrphasigen 

Sonderfällen wie Bioreaktoren oder dem 

LD-Konverter in der Stahlerzeugung besprochen, bis 

hin zu Gas-Flüssig-Strömungen, wie sie in Blasensäulen 

oder Rieselfilmapparaten vorliegen. 

Membranverfahren 


Mit der Entwicklung leistungsfähiger und beständiger 

Membranen auf der Basis von Polymeren haben 

die Membranverfahren in den letzten 10 Jahren als 

energetisch und wirtschaftlich interessante Grundoperation 

Eingang in die Verfahrenstechnik gefunden. 

Insbesondere in der Lebensmitteltechnik, der 

Bioverfahrenstechnik und der Aufarbeitung industrieller 

Abwässer sind die Membranverfahren eine 

vielversprechende Alternative zu den konventionellen 

Trennverfahren, z.B. der Eindampfung. 

Die Vorlesung behandelt die Grundlagen des Stofftransportes 

in Membranen und an der Membrano- 

berfläche für die Verfahren Umkehrosmose, Gaspermeation, 

Pervaporation, Elektrodialyse und Ultrafiltration. 

Darauf aufbauend werden Moduldesign, 

Moduloptimierung sowie Modulschaltungen 

besprochen. Einige erfolgreiche Anwendungen werden 

diskutiert. 

(Mess– und) Regelungstechnik 

(V3/Ü2,WS) (Abel) 

Mess- und Regelungstechnik ist als Einführung in 

die Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik 

Pflichtfach für alle Studierenden des Maschinenbaus. 

Es werden Kenntnisse und Fähigkeiten vermittelt, 

die den angehenden Diplomingenieur in die 

Lage versetzen, die in seinem Fachgebiet vorkommenden 

Aufgaben der Signalverarbeitung, Steuerung 

und Regelung sowie der Beschreibung und 

Analyse dynamischer Systeme systematisch zu bearbeiten 

und praktisch nutzbaren Lösungen zuzuführen. 

Im Einzelnen sind die Lehrinhalte: 

• Ziele der Steuerung und Regelung: Beispiele 

einfacher Regelungen, Grundbegriffe, Bezeichnungen, 

Wirkungsplan 

• Statisches Verhalten von Übertragungsgliedern 

(Regelstrecken, Mess- und Stelleinrichtungen) 

und Regelkreisen: Kennlinienfelder, Linearisierung 

nichtlinearer Zusammenhänge, Regelfaktor 

• Dynamisches Verhalten von Übertragungsgliedern: 

Modelle, Differentialgleichungen 

für das Übertragungsverhalten, Laplace- 

Transformation, Übertragungsfunktion, 

Frequenzgang, Ortskurven, Bode-Diagramm 

• Stabilität dynamischer Systeme, insbesondere 

von Regelkreisen: Reglereinstellung, Einstellregeln, 

Gütemaße, algebraische und geometrische 

Stabilitätskriterien 

• Gerätetechnik: Verstärker mit Rückkopplung, 

hydraulische und elektronische Regler, Messprinzipien, 

Messgeräte und Stelleinrichtungen 

• Lineare Abtastregelungen: Beschreibung zeitdiskreter 

Übertragungssysteme, quasikontinuierliche 

Abtastregelung 

• Regelungssysteme mit nichtlinearen Übertragungsgliedern: 

Folgeregelungen, Regelungen 

mit schaltenden Reglern


• Vermaschte Regelkreise: Vorregelung, Aufschalten 

von Stör-, Hilfsstell- und Hilfsregelgrößen, 

Kaskadenregelung, Vorsteuerung, Führungsgrößenfilter 

• Mehrgrößenregelungen: Kopplungen und Entkopplung 

von Regelkreisen 

Messtechnik und Analytik für Prozesse und 

Materialien 

(V0/S2,WS) (AVT-Professoren) 

Inhalte werden noch erarbeitet. 

Modellbildung und Analyse 

verfahrenstechnischer Prozesse 

(V2/Ü1,WS) (Marquardt) 

In zunehmendem Maße werden Entscheidungen in 

der Verfahrenstechnik auf Basis von Simulation und 

Optimierung getroffen. Mathematische Modelle bilden 

die Grundlage solcher Berechnungen. Deshalb 

wird in dieser Vorlesung des Pflichtteils die systematische 

Modellierung von verfahrenstechnischen 

Prozessen behandelt. Im Zentrum der Modelle stehen 

in der Verfahrenstechnik die Bilanzgleichungen 

von Masse, Energie und Impuls. In der Vorlesung 

erfolgt eine systematische Herleitung und es wird 

gezeigt, wie sich spezielle Modelle für die vielfältigen 

Prozesse der Verfahrenstechnik aus der allgemeinen 

Gleichungsstruktur ableiten lassen. Zur Unterstützung 

des Modellierungsprozesses bei komplexen 

Prozessen wird dann eine auf der Systemtheorie 

beruhende Vorgehensweise zur Modellentwicklung 

vorgestellt. Dazu gehört die Darstellung von Methoden 

zur Strukturierung verfahrenstechnischer Systeme 

und der anschließenden Ableitung der bilanzgleichungsbasierten 

Beschreibung der in ihnen ablaufenden 

physikalisch-chemischen Phänomene sowie 

der wesentlichen Modellierungsschritte. In einer 

abschließenden Analyse der so erstellten stationären 

und dynamischen Modelle wird deren prinzipielle 

Lösbarkeit überprüft und damit die Voraussetzung 

für die Implementierung auf dem Rechner geschaffen. 

Die Vorlesung umfasst damit den gesamten 

Bogen der Modellbildung. Das Vorgehen wird 

an ausgewählten Beispielen aus der Reaktions- und 

Stofftrenntechnik illustriert. 

Modellierung der Stoffeigenschaften von 

Gemischen 

(V2/Ü1,WS) (Pfennig) 

Grundlagen aller Modelle zur Beschreibung verfahrenstechnischer 

Prozesse sind Stoffdaten und theoretisch 

begründete oder empirische Ansätze zur Be- 

schreibung der stofflichen Eigenschaften der auftretenden 

Systeme. Das für die sichere stoffliche Beschreibung 

notwendige Grundwissen wird in dieser 

Vorlesung vermittelt. Dazu werden sowohl die theoretischen 

Hintergründe mit den bereits aus der Vorlesung 

’Thermodynamik der Gemische’ bekannten 

Gleichungen als auch neue Ansätze und Korrelationen 

vorgestellt. Daneben werden Modellkonzepte 

für die Berechnung häufig benötigter Stoffeigenschaften, 

wie z. B. der Viskosität und der Diffusionskoeffizienten 

erarbeitet. Die Diskussion der sich 

dabei ergebenden Stärken und Schwächen der verschiedenen 

Modelle soll die Zuhörer befähigen, bei 

zukünftig auftretenden Problemstellungen die besten 

verfügbaren Modelle auszuwählen und Ergebnisse 

auf Basis von verwendeten Modellen angemessen 

kritisch zu bewerten. 

Modellierung technischer Systeme 


In zunehmendem Maße werden Entscheidungen in 

der Verfahrenstechnik auf Basis von Simulation und 

Optimierung getroffen. Mathematische Modelle bilden 

die Grundlage solcher Berechnungen. Deshalb 

wird in dieser Vorlesung des Pflichtteils die systematische 

Modellierung von verfahrenstechnischen 

Prozessen behandelt. Im Zentrum der Modelle stehen 

in der Verfahrenstechnik die Bilanzgleichungen 

von Masse, Energie und Impuls. In der Vorlesung 

erfolgt eine systematische Herleitung und es wird 

gezeigt, wie sich spezielle Modelle für die vielfältigen 

Prozesse der Verfahrenstechnik aus der allgemeinen 

Gleichungsstruktur ableiten lassen. Zur Unterstützung 

des Modellierungsprozesses bei komplexen 

Prozessen wird dann eine auf der Systemtheorie 

beruhende Vorgehensweise zur Modellentwicklung 

vorgestellt. Dazu gehört die Darstellung von Methoden 

zur Strukturierung verfahrenstechnischer Systeme 

und der anschließenden Ableitung der bilanzgleichungsbasierten 

Beschreibung der in ihnen ablaufenden 

physikalisch-chemischen Phänomene sowie 

der wesentlichen Modellierungsschritte. In einer 

abschließenden Analyse der so erstellten stationären 

und dynamischen Modelle wird deren prinzipielle 

Lösbarkeit überprüft und damit die Voraussetzung 

für die Implementierung auf dem Rechner geschaffen. 

Die Vorlesung umfasst damit den gesamten 

Bogen der Modellbildung. Das Vorgehen wird 

an ausgewählten Beispielen aus der Reaktions- und 

Stofftrenntechnik illustriert.

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 43 

Modellgestützte Schätzmethoden 

(V2/Ü2,SS) (Marquardt, Reusken) 

In der industriellen Praxis und in der Forschung tritt 

immer wieder das Problem auf, dass wichtige Größen 

(z. B. Eingangsdaten oder Zustände) nicht direkt 

gemessen werden können. Sie müssen stattdessen 

aus anderen Messungen rekonstruiert werden. 

In der Veranstaltung Simulationstechnik IV, die gemeinschaftlich 

vom Institut für Geometrie und Praktische 

Mathematik (IGPM) und vom Lehrstuhl für 

Prozesstechnik (PT) betreut wird, werden dazu die 

grundlegenden Methoden vorgestellt. 

Einführend werden die benötigten statistischen 

Grundlagen vermittelt. Danach werden die grundlegenden 

Eigenschaften inverser Probleme vorgestellt; 

hier wird besonders die Schlechtgestelltheit diskutiert. 

Anschließend werden Regularisierungsmethoden 

zur Lösung schlecht gestellter Probleme sowie 

die dazugehörigen Methoden zur Wahl der Regularisierungsparameter 

vorgestellt. 

Diese Methoden werden dann zur Lösung von 

Zustands-, Eingangs- und Parameterschätzproblemen 

angewandt und erweitert. Dabei wird die Verknüpfung 

von bekannten Methoden, wie beispielsweise 

dem Luenberger Beobachter, zu inversen Problemen 

gezeigt. Abschließend werden Methoden der 

optimalen Versuchsplanung behandelt. 

Anwendungen aus der Industrie werden in der Vorlesung 

eines Gastdozenten aufgezeigt. 

Die begleitende Übung besteht zu ca. 2/3 aus 

Rechnerübungen, in denen in der mathematischen 

Programmierumgebung MATLAB Lösungsstrategien 

für inverse Probleme selbst implementiert und 

beurteilt werden. Diese werden durch theoretische 

Übungen ergänzt, die das Verständnis des Stoffes 

vertiefen. 

Moderne Aspekte der angewandten 

Enzymtechnologie 


Die Anwendung von Enzymen für die Produktion 

von Wertstoffen im industriellen Massstab (’Weiße 

Biotechnologie’) erfordert die interdisziplinäre Zusammenarbeit 

von Biologen, Chemikern und Verfahrensingenieuren. 

Die Veranstaltung ’Moderne 

Aspekte der Angewandten Enzymtechnologie’ führt 

die wesentlichen Grundlagen und ihre Wechselwirkungen 

aus dem Bereich der Biologie (Biokatalysatordesign 

und -screening), Chemie (Verfügbarkeit 

von Reaktanden, Strategien der Reaktionsführung) 

und der Reaktionstechnik (Katalyse, Thermodyna- 

mik, Enzymkinetik und -stabilität) zusammen. In einer 

Fallstudie wird das Gelernte angewandt, um die 

Entwicklung eines enzymkatalysierten Prozesses zu 

verfolgen. 

Neuere Verfahren der thermischen 



In den Vorlesungen Thermische Verfahrenstechnik 

I und II wurden die grundlegenden Trennverfahren 

vorgestellt und ihre Auslegung behandelt. Die Entwicklung 

neuer Verfahren schreitet aber durch neue 

Einsichten und konsequente Forschung ständig voran. 

Dieser stetigen Weiterentwicklung trägt die Vorlesung 

Neuere Verfahren der Thermischen Verfahrenstechnik 

Rechnung. Anhand aktueller Veröffentlichungen 

in Fachzeitschriften und Tagungsunterlagen 

werden die jüngsten Fortschritte im Bereich der 

Trennverfahren vorgestellt. 

Der Inhalt der Vorlesung umfasst neue Verfahren, 

Berechnungsmethoden und Messtechniken. Die Vorlesung 

soll in die Lage versetzen, an aktuellen Diskussionen 

z.B. auf Fachtagungen und später im Kollegenkreis 

aktiv teilzunehmen. Themen sind u. a. 

Mikroverfahrenstechnik, Reaktivdestillation und – 

extraktion, Trennwandkolonnen und Koaleszenzhilfen. 

Die Vorlesung ist seminaristisch gestaltet, wobei 

die Teilnehmer die Möglichkeit haben, im kleinen 

Kreis ihre Präsentationstechnik zu erproben und 

zu verbessern; sie lädt zur Diskussion der neuen Entwicklungen 

ein. 

Numerische Strömungsmechanik I 

(V2/Ü1,SS) (Schröder) 

In dieser Vorlesung geht es um die Grundlagen zur 

numerischen Simulation von Strömungen. Zunächst 

werden die verschiedenen zur Verfügung stehenden 

mathematischen Modelle diskutiert. Danach werden 

die Grundlagen zur Lösung partieller Differentialgleichungen 

auf der Basis finiter Differenzen- oder 

finiter Volumenverfahren vermittelt. Dabei werden 

Konzepte wie Konsistenz und Stabilität näher vorgestellt. 

Abschließender Bestandteil der Vorlesung 

sind Lösungsverfahren für elliptische Probleme, wie 

sie z.B. in Potentialströmungen auftreten. 

Bei der Vorstellung aller mathematischen Zusammenhänge 

wird darauf geachtet, diese möglichst allgemein 

verständlich und im Zusammenhang mit tatsächlichen 

Strömungssimulationen zu diskutieren, 

damit die erworbenen Kenntnisse auf reale Simulationprobleme 

übertragen werden können. Die Vorlesunf 

wird in der Regel auf Englisch gehalten.


Ökotoxikologie 

(V2/Ü0,SS) (Schuphan) 

Es wird in die ökologischen Grundprinzipien eingeführt, 

als Basis zum Verständnis für Chemikalienwirkungen 

auf Organismen und Umwelt. Wirkungsmechanismen 

werden exemplarisch behandelt, 

wie auch Methoden (Biotests) zur Testung von Chemikalien, 

Enzymen, usw. Vorkommen, Eigenschaften 

und Verhalten (Abbau) von Chemikalien werden 

an wichtigen Vertretern einiger Chemikaliengruppen 

erläutert. 

Optimierung in der Energie- und 


(V2/Ü2,WS) (Marquardt) 

In allen Bereichen des Maschinenbaus gewinnen 

rechnergestützte Optimierungsverfahren zunehmend 

an Akzeptanz und werden in näherer Zukunft zu 

Standardwerkzeugen von Entwicklungsingenieuren 

gehören. In dieser Vorlesung werden die mathematischen 

Grundkonzepte der Optimierung eingeführt 

und anhand von anwendungsorientierten Beispielen 

vertieft. Die Vorlesung gliedert sich in drei Teile: 

1. Unbeschränkte Optimierung: Für unbeschränkte 

Probleme werden die Optimalitätsbedingungen 

hergeleitet und die fundamentalen Lösungsansätze 

des „line searchs“ und der „trust 

region“ vorgestellt. Als „line search“ Verfahren 

werden die Methoden des steilsten Abstiegs 

und der konjugierten Gradienten und als „trust 

region“ Verfahren das Newton Verfahren und 

einige quasi Newton Verfahren behandelt. 

2. Beschränkte Optimierung: Für beschränkte Optimierungsprobleme 

werden die Karush-Kuhn- 

Tucker (KKT) Optimalitätsbedingungen hergeleitet 

und intensiv diskutiert. Anschließend 

werden Lösungsverfahren für spezielle Problemklassen 

vorgestellt: Das Simplex Verfahren 

für lineare, die quadratische Programmierung 

für quadratische und die sequentiell quadratische 

Programmierung (SQP) für nichtlineare 

Probleme. 

3. Spezielle Optimierungsprobleme: Gemischt 

ganzzahlige, globale und dynamische Optimierungsprobleme 

werden an Hand von Beispielen 

aus der aktuellen Forschung in ihren wesentlichen 

Grundlagen eingeführt und diskutiert. 

Der Vorlesungsstoff wird in den Übungen unter Verwendung 

der Matlab-Optimierungstoolbox vertieft. 

Partikeltechnologie 


Feste Einsatzstoffe in der Verfahrenstechnik müssen 

häufig in Form kleiner Partikel vorliegen, da durch 

deren hohe spezifische Oberfläche Stoff- und Wärmeaustauschvorgänge 

extrem erleichtert werden. In 

der Vorlesung werden die wichtigsten Technologien 

zur Partikelherstellung, zum Beispiel durch Zerkleinerung 

oder auch Agglomeration, und -verarbeitung 

vorgestellt. Grundbegriffe zur Charakterisierung von 

Partikelhaufwerken wie etwa die Partikelgrößenverteilung 

werden eingeführt. Außerdem wird auf 

Partikel-Partikel-Wechselwirkungskräfte eingegangen, 

die insbesondere die Handhabung sehr kleiner 

Teilchen merklich erschweren. Darüberhinaus werden 

die wichtigsten Methoden zur Vermischung und 

Trennung von Partikelhaufwerken vorgestellt. 

Physikalische Chemie IV (Komplexe 

Flüssigkeiten) 

(V2/Ü2,SS) (Professoren der Physikalischen 

Chemie) 

Die Vorlesung befasst sich mit komplexen Flüssigkeiten. 

Behandelt werden Polymerlösungen, sowie 

Assoziationskolloide und Dispersionen. Stichpunkte: 

Kettenstatistik, Kuhnmodell, Persistenzlänge, 

Überlappungskonzentration, Skalierungsgesetze, 

Flory-Huggins Theorie, kritische Mizellbildungskonzentration, 

Packungsparameter, Phasendiagramme, 

DLVO Theorie, Flockung. Als experimentelle 

Methoden werden behandelt: Licht- und Neutronenstreuung 

und Fluoreszenzspektroskopie. 

Die Übungen zur Vorlesung werden im Rahmen des 

Physikalisch–Chemischen Praktikums abgehandelt. 

Physikalische Chemie VI (Physikalische 

Festkörperchemie) 

(V2/Ü2,SS) (Professoren der Physikalischen 

Chemie) 

Die Vorlesung beschäftigt sich mit den physikalischchemischen 

Eigenschaften von Festkörpern und ihren 

Anwendungen als moderne Funktionsmaterialien. 

Ausgehend von idealen Festkörpern und ihren 

thermodynamischen und elektrischen Eigenschaften 

liegt der Schwerpunkt der Vorlesung auf 

der Behandlung fehlgeordneter Festkörper. Erst die 

Fehlordnung eines Festkörpers und ihre quantitative 

Behandlung (Defektchemie) ermöglichen das 

Verständnis und die experimentelle Steuerung der 

thermodynamischen und kinetischen Eigenschaften 

eines Festkörpers (Sensorik, Masse- und Ladungstransport, 

Ionenleitung, Hochtemperaturoxi-

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 45 

dation Hochtemperaturbrennstoffzellen). Inhalte der 

Vorlesung: Kristallgitter, Bindungen und Bänder in 

Festkörpern, Festkörper-thermodynamik, Defekte in 

Festkörpern (Defektchemie), Thermodynamik von 

Punktdefekten, Festelektrolyte, Nichtstöchiometrische 

Verbindungen, Diffusion, Festkörperreaktionen, 

Brennstoffzellen, experimentelle Methoden. 

Die Übungen zur Vorlesung werden im Rahmen des 

Physikalisch–Chemischen Praktikums abgehandelt. 

Produktaufarbeitung 

(V2/Ü0,WS) (Spieß) 

Die Aufarbeitung von Produkten biotechnologischer 

Fermentationsprozessen erfordert besondere Methoden, 

da aufgrund der thermischen Empfindlichkeit 

von Bioprodukten Verfahren wie Destillation nicht 

angewandt werden können. In der Vorlesung werden 

die wichtigsten Aufarbeitungsmethoden in der Biotechnologie 

vorgestellt. Dabei wird auf die Auswahl 

der richtigen Methode, die Verfahrensauslegung und 

das Vorgehen bei der Erstellung von möglichst optimalen 

Aufarbeitungsstrategien eingegangen. 

Produktentwicklung in der Verfahrenstechnik 


Viele Verfahrenstechnik-Ingenieure stehen heute 

nicht mehr vor der Aufgabe, die Erzeugung von 

Massenchemikalien zu optimieren, sondern chemische 

Wertprodukte zu entwickeln oder zu verbessern. 

Dabei stellen sich weit vor der Prozessentwicklung 

vielfältige interdisziplinäre Fragestellungen bezüglich 

der gezielten Einstellung bestimmter Produkteigenschaften. 

In der Vorlesung werden anhand 

eines einfachen Schemas die verschiedenen Schritte 

einer Produktentwicklung vermittelt: Von der Festlegung 

der Anforderungen an das Produkt über die 

Ideenfindung und die Auswahl der besten Ideen bis 

zur Herstellung des Produkts. Anhand von zahlreichen 

Beispielen werden die Auswirkungen einzelner 

Entwicklungsschritte auf die Eigenschaften des 

Produkts erläutert und die vielfältigen Problemstellungen 

bei der Produktentwicklung aufgezeigt. In einer 

begleitenden Projektübung in Kleingruppen wird 

das Erlernte praxisnah an konkreten Fallbeispielen 

angewendet. Die Vorlesung richtet sich an Studierende 

höherer Semester, die die Grundlagenvorlesungen 

der Verfahrenstechnik bereits gehört haben. 

Prozessentwicklung in der Verfahrenstechnik 


Um einen verfahrenstechnischen Prozess zu entwickeln, 

muss sowohl eine geeignete Prozessstruktur 

erstellt als auch ein möglichst optimaler Arbeits- 

punkt (Temperatur, Druck, etc.) bestimmt werden. 

Dabei handelt es sich um eine kreative Tätigkeit, 

für die in dieser Pflichtvorlesung eine hierarchische 

Vorgehensweise vorgestellt wird, bei der die Gesamtfunktion 

eines Prozesses stufenweise detailliert 

wird. Dadurch ist der Entwurf alternativer Fließbilder 

möglich. Auf den verschiedenen Entwicklungsstufen 

wird entschieden, ob Prozessvarianten weiterzuverfolgen 

oder aus wirtschaftlichen, umwelttechnischen 

oder sicherheitstechnischen Überlegungen 

heraus auszuschließen sind. Die benötigten Methoden 

zur Analyse und Bewertung von Prozessvarianten 

werden vermittelt. Dies sind zum einen einfache 

Short-cut Verfahren für die Mengen- und Energiebilanzierung 

des Prozesses und Dimensionierung 

der Apparate, zum anderen Methoden der Wirtschaftlichkeitsrechnung 

für die ökonomische Prozessbewertung. 

Außerdem werden die auf der Pinch- 

Analyse basierenden Methoden der Energieintegration 

eingeführt. In der Vorlesung finden grobe Abschätzungsverfahren 

besondere Beachtung, um mit 

möglichst geringem Aufwand zu einer schnellen Bewertung 

von Prozessvarianten zu kommen. 

Prozessführung in der Energie- und 


(V2/Ü2,WS) (Mhamdi, Marquardt) 

Bevor die in der Regelungstechnik erworbenen 

Kenntnisse zur Einstellung eines Reglers angewendet 

werden können, muss ein viel grundlegenderer 

Schritt, nämlich die Auswahl einer geeigneten Prozessführungsstrategie 

realisiert werden. Das Ziel ist 

es hier, die Betreibbarkeit eines Prozesses und den 

bestimmungsgemäßen Betrieb der Anlage sicherzustellen. 

Die Betreibbarkeit beschreibt die Fähigkeit 

(oder Schwierigkeit) eines Prozesses, die bestimmungsgemäße 

Funktion und damit alle Anforderungen 

an Sicherheit, Umweltschutz, Produktqualität 

und Wirtschaftlichkeit unter Beachtung betrieblicher 

Beschränkungen und veränderlicher Randbedingungen 

zu erfüllen. Dies kann zum einen durch gestalterische 

Maßnahmen (Veränderung des Prozesses) 

oder durch automatisierungstechnische Maßnahmen 

erreicht werden. Fragen der Betreibbarkeit 

und die Entwicklung von Prozessführungsstrategien 

bilden die Schwerpunkte der Vorlesung. Thematisch 

werden hierfür die Zuordnung von Regel- und 

Stellgrößen sowie die Analyse der prozessbedingten 

Beschränkungen der erreichbaren Regelgüte untersucht. 

Der Entwurf und die konkrete Realisierung 

der Regelung werden hingegen in der Vorle-


sung nicht behandelt. Die in der Vorlesung erarbeiteten 

Konzepte und Methoden werden in der begleitenden 

Übung an ausgewählten Beispielen erprobt. 

Zusätzlich werden in der letzten Übung des Semesters 

im Rahmen einer Laborübung die erlernten Methoden 

an einer realen Destillationskolonne demonstriert 

und ihre Vor bzw. Nachteile diskutiert. 

Prozessintensivierung und Thermische 

Hybridverfahren 


Die Vorlesung stellt eine Fortsetzung der Vorlesung 

Thermische Trennverfahren dar. In ihr werden weitere 

Verfahren und klassische Berechnungsmethoden 

vorgestellt. 

Inhalte der Vorlesung: 

• Reaktivrektifikation 

• Reaktivextraktion 

• weitere Reaktivverfahren 

• Azeotrop- und Extraktivrektifikation 

• Trennwandkolonnen 

• Trennmaschinen 

• Simulated-Moving-Bed Chromatographie 

• Dispersionstrennung 

• Mini -und Mikroplant Technik. 

Prozessleittechnik und Anlagenautomatisierung 

(V2/Ü1,SS) (Abel) 

In vielen Bereichen des Maschinenbaus sind komplexe 

Anlagen zu automatisieren, die über viele Einund 

Ausgangsgrößen verfügen. Speicherprogrammierbare 

Steuerungen und Prozessleitsysteme unterstützen 

die Regelung und Steuerung, aber auch die 

Prozessvisualisierung und -dokumentation in sehr 

komfortabler Weise, so dass der Planer/Entwickler 

sich auf die inhaltliche regelungs- und steuerungstechnische 

Arbeit konzentrieren kann. In dieser auf 

Regelungstechnik (bzw. vergleichbaren Vorlesungen) 

aufbauenden Lehrveranstaltung werden einige 

Prinzipien und die Gerätetechnik erläutert und in 

praktischen Einsatzbeispielen im Rahmen von mehreren 

Übungen in Gruppenarbeit vertieft. Im Laufe 

der letzten Jahre wurde in den Räumen des Instituts 

eine „Modellfabrik für Lehre und Forschung“ 

aufgebaut und in Betrieb genommen. Diese umfasst 

einen prozesstechnischen Teil, einen fertigungstechnischen 

Teil sowie die Integration eines Industrieroboters 

für Handlingaufgaben. Dadurch besteht 

die Möglichkeit, modernste Automatisierungstechnik 

kennen zu lernen und in den Übungen eigene Anwendungserfahrungen 

damit zu sammeln. Durch die 

räumliche Nähe kann der Vorlesungsstoff jederzeit 

durch praktische Beispiele ergänzt und anschaulich 

erläutert werden. 

Themen: 

• Vorstellung der Modellfabrik 

• Begriffe, Strukturen und Darstellungsformen in 

der Prozess- und Steuerungstechnik 

• Feldnahe Komponenten: Sensoren, Aktoren 

• Geräte zur Prozesssteuerung, -regelung und - 

überwachung: Einzelregler, speicherprogrammierbare 

Steuerungen, Bussysteme, Prozessleitsysteme 

• Industrieroboter: Aufgaben, Einsatzbereiche 

• Laborübungen: R&I Fließbilder, Speicherprogammierbare 

Steuerungen, Prozessleitsystem, 

Industrieroboter 

Reaktionstechnik 


Durch die Vorlesung ’Reaktionstechnik’ soll das 

Verständnis für grundlegende Phänomene der Reaktionskinetik 

vermittelt werden. Die Studierenden 

sollen den Einfluss kinetischer Größen verstehen, 

und lernen durch gezieltes Eingreifen die durch sie 

bestimmten Prozesse zu steuern und zu regeln. Dabei 

werden unterschiedliche chemische und biologische 

Prozesse beschrieben, angefangen auf der Ebene 

der thermodynamischen Elementarprozesse bis 

hin zu komplexen Reaktionen. Hierbei werden beispielsweise 

verschiedene katalytische Reaktionen, 

Stoff- und Wärmetransportphänomene, unterschiedliche 

Wachstumsmodelle für Mikroorganismen und 

die Bilanzierung biotechnologischer Prozesse detailliert 

diskutiert. Die Betrachtung von Kinetiken 

auf verschiedenen Größenskalen, schließt nicht nur 

die detaillierte mechanistische Analyse im biologischen 

und chemischen Kontext ein, sondern beinhaltet 

auch deren Modellierung und Simulation. Hierzu 

werden den Studierenden in praktischen Übungen 

der Umgang mit Simulationswerkzeugen, sowie 

das Arbeiten mit unstrukturierten, strukturierten 

und segregierten Modellen vermittelt. Verschiedene 

Optimierungsstrategien und Techniken werden vermittelt, 

um den theoretisch diskutierten Einfluss der 

kinetischen Phänomene in der praktischen Anwendung 

zu untersuchen.

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 47 

Rechnergestützte Prozessentwicklung 

(Dipl: V1/Ü3; B.Sc.: V1/Ü2,SS) (Marquardt) 

Der Entwurf von chemischen Prozessen und Anlagen 

findet heute größtenteils am Rechner statt. Dabei 

spielt Simulationssoftware eine zentrale Rolle. 

Mit Hilfe eines Simulators kann ein mathematisches 

Modell der geplanten Anlage erstellt und ihr Verhalten 

simuliert werden. Derartige Simulationsexperimente 

sind Grundlage für die Auslegung der Apparate 

und Maschinen sowie die Spezifikation von 

Stoffströmen, Temperaturen und Drücken. 

Die Vorlesung vermittelt Kenntnisse über die Funktionsweise 

von Simulatoren und die ihnen zugrunde 

liegenden numerischen Verfahren. Darüber hinaus 

werden weitere industriell relevante Softwarewerkzeuge 

vorgestellt und fortgeschrittene Methoden zur 

Entwicklung von Trennsequenzen behandelt. 

Im Übungsteil entwerfen die Kursteilnehmer mit 

Hilfe des kommerziellen Simulators Aspen Plus 

selbstständig einen Prozess zur Herstellung von 

Ethylenglykol. Da dieses Fallbeispiel sehr komplex 

ist, wird der Kurs in Gruppen aufgeteilt, die jeweils 

einen Prozessabschnitt genauer untersuchen. Jede 

Gruppe dokumentiert ihre Ergebnisse in einem kurzen 

Projektbericht und stellt sie in einem abschließenden 

Kolloquium vor. 

Der Kurs baut auf der Vorlesung Prozessentwicklung 

in der Verfahrenstechnik auf. Kenntnis der Vorlesungen 

Thermodynamik der Gemische, Thermische 

Verfahrenstechnik I und Chemische Verfahrenstechnik 

I ist von Vorteil. 

Rheologie (I) 


Rheologie ist die Lehre vom Fließen der Stoffe. Viele 

Fluide, die im Ingenieurwesen relevant sind, besitzen 

nicht-Newtonsche Fließeigenschaften (z.B. Polymere, 

Suspensionen), bei denen die Viskosität von 

der Art und der Vorgeschichte der Beanspruchung 

abhängt. In der Vorlesungsreihe werden Apparaturen 

und experimentelle Methoden dieser Eigenschaften 

behandelt und mathematische Modelle zur Beschreibung 

dieses Sachverhaltes vorgestellt und diskutiert. 

Ferner werden die Grundlagen zur Berechnung von 

Strömungsfeldern nicht-Newtonscher Flüssigkeiten 

gelehrt. 

Simulationstechnik I (B.Sc. CES) 

(V1/Ü1,WS) (Marquardt,Behr) 

Die Veranstaltung ist zweigeteilt: im Wintersemester 

soll die Anwendung von Simulationstechniken 

zur Lösung aktueller Forschungsaufgaben anhand 

von Vorträgen aus den Instituten vorgestellt werden. 

Dies umfasst Themen aus der Robotik, der Strukturund 

Kontinuumsmechanik, der Strömungs- und Verbrennungsmechanik, 

der Verfahrens- und Energietechnik 

und der Visualisierung (Virtual Reality). Im 

Sommersemester soll in praktischen Übungen die 

Lösung einfacher Simulationsaufgaben erläutert und 

durchgeführt werden. Die Simulationen werden in 

Matlab/Simulink durchgeführt. 

Simulationstechnik II (B.Sc. CES) 

(V2/L2,WS) (Marquardt) 

Die Vorlesung Simulationstechnik II vermittelt die 

grundlegenden Fähigkeiten zum selbständigen Lösen 

von Simulationsproblemen. Die Lösung von Simulationsproblemen 

wird anhand eines Ablaufschemas 

diskutiert, von dem einzelne Schritte im Detail 

betrachtet werden. Hierbei stellt sich beispielsweise 

die Frage, wie ein technisches System abstrahiert 

und mit Hilfe von mathematischen Gleichungen 

repräsentiert werden kann. Im Verlauf der Vorlesung 

werden verschiedene kommerziell verfügbare 

Simulationswerkzeuge vorgestellt und aus Nutzersicht 

diskutiert. 

In der Übung Simulationstechnik II werden von den 

Studenten Beispiele aus verschiedenen technischen 

Bereichen mit den in der Vorlesung vermittelten Fähigkeiten 

simuliert. Dabei werden zuerst die jeweiligen 

Modellgleichungen aufgestellt, die dann mit 

verschiedenen kommerziellen Simulationswerkzeugen 

gelöst werden. 

Solartechnik 

(V2/Ü2,WS) (Pitz-Paal) 

Die Vorlesung gibt einen Einstieg in das Thema Solartechnik. 

Dabei vermittelt sie zunächst die notwendigen 

physikalischen Grundlagen und Begriffe 

bezüglich Sonnenstand, Helligkeitsverteilung, Spektrum, 

Energie, Strahlungstransport in der Atmosphäre 

etc... Sie geht dann auf die unterschiedlichen 

Möglichkeiten von photothermischer, photoelektrischer 

und photochemischer Umwandlung der solaren 

Strahlung ein. Der Schwerpunkt der Vorlesung 

liegt auf der photothermischen Umwandlung. 

Dabei werden die Umwandlungs- und Verlustmechanismen 

von Strahlung bis zum Wärmeträger erläutert. 

Darüber hinaus werden die Grundlagen zur 

Konzentration von Solarstrahlung vermittelt und auf 

die Bauweise unterschiedlicher Konzentratoren und 

Kollektoren eingegangen. Ausführlich werden die 

unterschiedlichen Nutzungsmöglichkeiten der Wärmeenergie 

auf unterschiedlichen Temperaturniveaus


präsentiert. Diese reichen von der Beheizung von 

Schwimmbädern bis zur solarthermischen Stromerzeugung 

mit unterschiedlichen Technologien. Das 

letztere Thema wird dabei vertieft dargestellt. Die 

optimale Einkopplung in unterschiedliche Kreisprozesse, 

die Bau- und Betriebsweisen von thermischen 

Energiespeichern wird erläutert. Auf die Strategien 

zur Kostenoptimierung bei der Auslegung solcher 

Systeme wird eingegangen. 

Stoffübertragung in der Verfahrenstechnik 


Stofftransport ist ein wesentlicher Schritt bei allen 

thermischen Trennverfahren, aber auch in einer 

Vielzahl anderer Anwendungen. So ist beispielsweise 

der Stofftransport an Katalysatorpellets in vielen 

Fällen für die gesamte Reaktionskinetik wichtiger 

als die eigentliche Aktivität der katalytisch wirksamen 

Zentren im Pellet. Bei vielen Anwendungen 

kommt hinzu, dass sich der Stofftransport aus diffusiven 

und konvektiven Anteilen ergibt. Dieses Wechselspiel 

wird zudem durch die Geometrie des Stoffaustauschproblems 

(z. B. Tropfen, Blase, Film) mitbestimmt. 

Ziel der Vorlesung ist es daher, die praktisch relevanten 

Vorraussetzungen zu vermitteln, die insbesondere 

für die Entwicklung und den Einsatz moderner 

Verfahrensmodelle benötigt werden. Themen 

sind entsprechend die Diffusion in Zwei- und Mehrstoffsystemen, 

die Überlagerung mit konvektivem 

Transport unter verschiedenen geometrischen Randbedingungen 

und insbesondere das dynamische Geschehen 

an Phasengrenzen. Gerade letzteres ist häufig 

aufgrund von stofftransportinduzierten Konvektionen 

entscheidend für die Gesamteffizienz eines 

Verfahrens. 

Mit dieser Vorlesung soll die Basis für das Verständnis 

einfacher und komplexer Stofftransportprozesse 

gelegt werden, wie es heute vielfach benötigt wird. 

Stoffwechselphysiologie, Mikro- und 

Molekularbiologie für Verfahrenstechniker 

(V2/TÜ2,SS) (Gellissen) 

Die Bedeutung von Mikroorganismen für die Stoffkreisläufe 

der Erde und ihre industrielle Nutzung 

durch den Menschen werden zunächst besprochen. 

Der Zellaufbau von Bakterien und Eukaryonten (dazu 

gehören Pilze, Tiere und Pflanzen) wird verglichen 

und Grundmechanismen des Stoffwechsels 

werden vorgestellt. Physiologie und Messung von 

Wachstum sowie die Besprechung von Kultivierungstechniken 

sind ebenso biotechnologisch rele- 

vante Kapitel wie die Behandlung von Abtötung, 

Sterilisierung und Konservierung. Methoden der 

Molekularbiologie machen es möglich, die Evolution 

von Mikroorganismen und ihrer Leistungen nachzuvollziehen. 

Die wichtigsten biotechnologisch relevanten 

Organismen werden vorgestellt. Im Abschnitt 

über die Genetik wird von Genen und Genomorganisation, 

Konstanz und Variabilität, Mutationen 

und Gentransfer als eine Grundlage genetischer Manipulation 

die Rede sein. Die Genexpression, das 

heißt die Realisierung der genetischen Information 

der Zellen und ihre Regulation, wird besprochen. 

An diese Kapitel schließen sich Erläuterungen der 

genetischen Manipulation mittels klassischer und 

molekularbiologischer Techniken an. An Beispielen 

wird die Entwicklung von neuen Produktionsstämmen 

mit gentechnischen Methoden verdeutlicht. 

Im Rahmen des Praktikums werden grundlegende 

Fertigkeiten für mikrobiologisches und molekularbiologisches 

Arbeiten im Labor vermittelt. Es werden 

Kulturen auf Schrägager, Petrischalen und im 

Flüssigmedium unter Beachtung der Steriltechnik 

angelegt. Versuche zur Isolierung von Mikroorganismen 

aus verschiedenen Lebensräumen werden 

durchgeführt. Die physiologische Vielfalt der Isolate 

wird demonstriert. Die Empfindlichkeit von Sporen 

und vegetativen Zellen wird verglichen. Das Wachstum 

von Bakterien in einer Schüttelkultur wird 

mit verschiedenen Methoden gemessen und ausgewertet. 

Lichtmikroskopische Beobachtungen vermitteln 

einen Eindruck von Größe und Morphologie 

verschiedener Mikroorganismen, außerdem werden 

Zellkulturen von tierischen und pflanzlichen Zellen 

vorgestellt. Im genetischen Teil werden Versuche 

zur Mutagenese, zum Gentransfer und zur Gentechnik 

durchgeführt. Spontane und durch Mutagenese 

induzierte Hefe-Mutanten werden isoliert. Der 

Gentransfer zwischen Bakterien oder Hefen erfolgt 

mit Hilfe von Bakterienviren oder direkt über den 

Kontakt zwischen Zellen. Plasmid-DNA wird aus 

Bakterien gewonnen und wieder in Zellen überführt 

(=Transformation). Mit Hilfe der Polymerase- 

Kettenreaktion wird ein Hefegen vervielfacht, isoliert, 

in ein Plasmid eingebaut und in dem Bakterium 

Eschericha coli vermehrt. Die Bakterienkolonien mit 

der richtigen Hefe-DNA werden durch Farbänderungen 

aufgefunden. Sie kommen durch das An– oder 

Abschalten eines Gens in dem Bakterium zustande, 

welches man deshalb Reportergen nennt.

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 49 

Strömungsmechanik I 

(V2/Ü2,SS) (Schröder) 

Inhalt der Vorlesung: 

• Einleitung 

• Festkörper, Flüssigkeiten, Gase 

• Kinematik der Fluide 

• Grundgleichungen strömender Fluide 

• Hydrostatik 

• Kontinuitätsgleichung und Bernoulli- 

Gleichung 

• Impulssatz und Impulsmomentensatz 

• Strömung in offenen Gerinnen 

• Laminare reibungsbehaftete Strömungen 

• Turbulente Rohrströmung 

• 

Strömungsmaschinenmesstechnik 

(V2/Ü1,SS) (Bohn) 

In dieser anwendungsnahen Lehrveranstaltung werden 

verschiedene Messtechniken vorgestellt, die 

innerhalb der Turbomaschinentechnik Anwendung 

finden. Nachdem zunächst auf die Messung integraler 

Größen wie Durchflussmengen, Drehmomente, 

Drehzahlen oder Leistung eingegangen wird, 

werden lokale Messgrößenerfassungsmethoden zur 

Temperaturmessung sowie zur Druck- und Geschwindigkeitsmessung 

vorgestellt. Drucksonden, 

die Hitzdrahtmesstechnik und verschiedene Spielarten 

der Laser-Doppler-Anemometrie stehen dabei 

im Mittelpunkt. Weitere Kapitel sind die Sichtbarmachung 

von Strömungen und Messtechniken für 

Zweiphasenströmungen. Ebenso werden Schub- und 

Schallmessungsmethoden sowie Messtechniken für 

Schaufel- und Rotorschwingungen vorgestellt. Abschließend 

wird auf die auftretenden Messunsicherheiten 

und die daraus resultierenden Probleme eingegangen. 

Technische Organische Chemie (Prozesse und 

Technologie) 

(V2/Ü0,WS) (Hölderich) 

Die Vorlesung bietet eine umfassende Einführung in 

die angewandte industrielle Technische Chemie. Als 

Ergänzung zu den Schwerpunktfächern des Studiengangs 

wird hier die verfahrenstechnische Umsetzung 

chemischer Prozesse im industriellen Maßstab 

besprochen. Der Hauptakzent der Vorlesung liegt in 

der Vorstellung aller wichtigen chemischen Prozessgruppen, 

wie u.a. Carbonylierungs–, Oxidations–, 

Hydrier–, Dehydrier–, Alkylierungs– und Aminierungsprozesse. 

Jeder der Gruppen wird anhand mehrerer 

bedeutender industrieller Beispiele vorgestellt. 

Die Diskussion dieser Beispiele umfasst die chemischen 

Hintergründe und Punkte wie Reaktordesign 

und Stoffaufbereitung, womit die Verbindung zwischen 

der reinen Reaktion und ihrer optimalen technischen 

Umsetzung hergestellt werden soll. 

Technische Verbrennung 

(V3/Ü2,SS) (Peters) 

Die Verbrennung von festen, flüssigen und gasförmigen 

Brennstoffen gehört zu den vom Menschen 

am längsten gezielt genutzten chemischen Prozessen 

und spielt auch heute noch eine zentrale Rolle 

bei der Strom- und Wärmeerzeugung, der Mobilität 

sowie bei thermischen Produktionsprozessen. 

Im ersten Teil der Vorlesung werden Verbrennungsvorgänge 

unter chemischen und thermodynamischen 

Gesichtspunkten betrachtet. Dabei werden 

folgende Themengebiete behandelt: Stöchiometrische 

Betrachtungen und Stoffbilanzen, Energiebilanzen 

chemischer Reaktionen, Berechnungen 

zum chemischen Gleichgewicht, Brutto- und Elementarreaktionen, 

Kinetik homogener und komplexer 

Gasreaktionen, Folge- und Kettenreaktionsmechanismen, 

Explosions- und Zündungsvorgänge, Bilanzgleichungen 

für reagierende Strömungen, vorgemischte 

Flammen und Diffusionsflammen, Brenner 

und Feuerungssysteme, Verbrennungsmotoren 

und Brennstoffzellen. Im zweiten Teil der Vorlesung 

werden die fluid-dynamischen Grundlagen für turbulente 

Strömungen mit Verbrennung besprochen. 

Dazu gehören die notwendigen Erweiterungen der 

Bilanzgleichungen für die Energie, die chemischen 

Komponenten und die Turbulenzeigenschaften. Als 

Reaktionsmodelle für turbulente Verbrennungsvorgänge 

werden das „Gemischt = Verbrannt” -Modell 

und das Eddy-Break-up-Modell sowie elementare 

Ansätze der chemischen Gleichgewichtsthermodynamik 

und der Reaktionskinetik bei homogen und 

heterogen reagierenden Strömungen behandelt. Diese 

Ansätze finden ihre Anwendung bei der Berechnung 

der Wärme- und Stoffübertragung in Verbindung 

mit der Verbrennung von flüssigen und festen 

Brennstoffen.


Thermische Trennverfahren 


In der Vorlesung Thermische Trennverfahren werden 

die wichtigsten, industriell relevanten thermischen 

Grundoperationen auf der Grundlage der Vorlesung 

Thermodynamik der Gemische vermittelt. 

Anhand des Konzeptes der theoretischen Trennstufen 

wird gezeigt, wie der apparative Aufwand 

und das thermodynamische Gleichgewicht getrennt 

voneinander behandelt werden können. Diese separate 

Betrachtungsweise ermöglicht insbesondere 

die Beschreibung komplexer verfahrenstechnischer 

Trennapparate. Auf dieser Grundlage werden 

die verschiedenen thermischen Trennverfahren, wie 

z.B. die Rektifikation oder die Extraktion, erläutert. 

Die Auslegung der Kolonnen erfolgt sowohl auf 

rechnerischem Wege mittels sogenannter Short-Cut- 

Methoden als auch auf graphischem Wege mit Hilfe 

von geeigneten Diagrammen. Der konstruktive Aufbau 

und die wesentlichen Bestandteile der verschiedenen 

Trennapparate werden dargestellt. 


• Batch-Rektifikation 

• kontinuierliche Rektifikation 

• Extraktion 

• Absorbtion 

• HTU-NTU-Konzept 

• Mehrstoffdestillation 

• Adsorption 

• Chromatographie 

• Kristallisation. 

Thermische Verfahrenstechnik I 


In der Vorlesung Thermische Verfahrenstechnik I 

werden die wichtigsten, industriell relevanten thermischen 

Grundoperationen auf der Grundlage der 

Vorlesung Thermodynamik der Gemische vermittelt. 

Anhand des Konzeptes der theoretischen Trennstufen 

wird gezeigt, wie der apparative Aufwand 

und das thermodynamische Gleichgewicht getrennt 

voneinander behandelt werden können. Diese separate 

Betrachtungsweise ermöglicht insbesondere 

die Beschreibung komplexer verfahrenstechnischer 

Trennapparate. Auf dieser Grundlage werden 

die verschiedenen thermischen Trennverfahren, wie 

z.B. die Rektifikation oder die Extraktion, erläutert. 

Die Auslegung der Kolonnen erfolgt sowohl auf 

rechnerischem Wege mittels sogenannter Short-Cut- 

Methoden als auch auf graphischem Wege mit Hilfe 

von geeigneten Diagrammen. Der konstruktive Aufbau 

und die wesentlichen Bestandteile der verschiedenen 

Trennapparate werden dargestellt. 


• Batch-Rektifikation 

• kontinuierliche Rektifikation 

• Extraktion 

• Absorbtion 

• HTU-NTU-Konzept. 

Thermische Verfahrenstechnik II 


Die Vorlesung stellt eine Fortsetzung der Thermischen 

Verfahrenstechnik I dar. In ihr werden weitere 

Verfahren und klassische Berechnungsmethoden 

vorgestellt. 


• Spezialverfahren der Destillation 

• Azeotropdestillation 

• Extraktivdestillation 

• Numerische Verfahren zur Trennung von Mehrkomponentensystemen 

• Energieeinsparung bei der Rektifikation 

• Adsorption 

• Chromatographie 

• Dispersionsmodell 

• Reaktivextraktion 

• Flüssigmembranverfahren 

• Kristallisation. 

Thermodynamik der Gemische 

(Dipl.: V3/Ü2; M.Sc., B.Sc.: V2/Ü1,WS) (Pfennig) 

Zur erfolgreichen Auslegung von Trennapparaten, 

wie z.B. Destillations- oder Extraktionskolonnen, 

benötigt der Verfahrensingenieur Kenntnisse 

über die thermodynamischen Zustandsgrößen (z.B. 

Druck, Temperatur, Dichte) der beteiligten Reinstoffe 

und Gemische. Die Vorlesung Thermodynamik 

der Gemische soll diese Auslegungsgrundlagen vermitteln. 

Mittelpunkt der Betrachtungen in dieser Vorlesung 

ist das sogenannte thermodynamische Gleichgewicht. 

Dazu werden neben der Beschreibung des

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 51 

Verhaltens von Reinstoffen insbesondere die beiden 

gebräuchlichen Methoden zur Gleichgewichtsberechnung 

bei Mehrkomponentensystemen gegenübergestellt: 

Aufbauend auf den Kenntnissen der 

Vorlesung Thermodynamik I,II (Prof. Lucas – Vordiplom) 

wird zunächst die Beschreibung mit Zustandsgleichungen, 

wie z.B. der Idealgas-Gleichung, 

erarbeitet. Ausgehend von den Schwächen dieser 

Methode bei der Beschreibung stark nicht-idealer 

Stoffsysteme wird die zweite Methode, nämlich 

die Beschreibung über sogenannte Exzessenthalpie- 

Modelle (GE–Modelle) vorgestellt. 

Die im Rahmen von praktischen Problemstellungen 

in diesem Zusammenhang typischerweise auftretenden 

Fragen, wie die Beschaffung verschiedenster 

Messdaten oder das Umsetzen der Methoden in 

mathematische Algorithmen zur praktischen Auslegung 

von Trennapparaten werden ebenso diskutiert, 

wie die wesentlichen theoretischen Grundlagen der 

verschiedenen Modellgleichungen. 

Wärmeübertrager und Dampferzeuger 

(V2/Ü1,SS) (Kneer) 

Die Vorlesung führt in die wärmetechnischen 

Auslegungsverfahren von Apparaten zur Wärme– 

und Stoffübertragung ein. Im ersten Teil werden 

Wärmeaustauscher-Bauarten beschrieben und 

Berechnungsverfahren für Wärmeaustauscher ohne 

Phasenwechsel vorgestellt. Im zweiten Teil werden, 

aufbauend auf den Grundlagen des gleichzeitigen 

Wärme– und Stoffaustauschs, Verfahren zur Auslegung 

von Apparaten mit Phasenwechsel, wie Trockner, 

Verdampfer und Kondensatoren abgeleitet. Diese 

Auslegungsverfahren werden abschließend beispielhaft 

bei der Auslegung von Dampferzeugern, 

Rückkühlern und Kühltürmen angewendet. 

Verfahrenstechnisches Seminar 

(V0/S2,WS) (AVT-Professoren) 

Wasser- und Abwassertechnologie 

(V2/S1,SS) (Melin) 

Ausgehend von einer Charakterisierung von Abwässern 

und deren Inhaltsstoffen und einer kurzen Darstellung 

des Wasserrechts werden die wichtigsten 

Verfahren zur Reinigung hochbelasteter Abwässer 

detailliert behandelt. Die Darstellung geht von den 

physikalisch-chemischen Grundlagen aus, erläutert 

die Auslegung von Apparaten und deren Anwendung. 

Ziel ist eine umfassende Darstellung der Verfahrenstechnik 

der Abwasserreinigung. 

Wärme– und Stoffübertragung 

(V2/Ü2,WS) (Kneer) 

Die Vorlesung führt in die Grundlagen der Wärme– 

und Stoffübertragung ein. Im ersten Teil wird die 

Wärmestrahlung behandelt. Dabei werden die Strahlungseigenschaften 

diskutiert und Verfahren zur Bestimmung 

des Strahlungsaustauschs zwischen Festkörpern 

hergeleitet. Der zweite Teil befasst sich mit 

dem Wärmetransport durch Leitung und stellt ausgehend 

von der Differentialgleichung des Temperaturfelds 

Lösungsverfahren für einund mehrdimensionale, 

stationäre und instationäre Problemstellungen 

vor. Gegenstand des dritten Teils ist der konvektive 

Wärmeübergang, dessen Grundlagen anhand der Erhaltungsgleichungen 

erläutert und mögliche Vereinfachungen 

diskutiert werden. Die Ähnlichkeitstheorie 

wird zur Darstellung von Wärmeübergangsgesetzen 

angewendet. Darauf aufbauend werden Wärmeübergangsgesetze 

bei einphasiger Strömung sowie 

bei der Verdampfung und der Kondensation reiner 

Dämpfe vorgestellt. Der letzte Teil behandelt 

die Grundlagen des Stofftransportes. Die Diffusion 

in Zwei- und Mehrkomponentengemischen und die 

Stofferhaltungsgleichungen werden diskutiert sowie 

die Analogie zwischen Impuls–, Wärme– und Stofftransport 

dargestellt. 

Werkzeuge der Kunststoffverarbeitung II 

(Extrusionswerkzeuge) 

(V2/Ü2,WS) (Michaeli) 


• Rheologische Werkzeugauslegung 

• Werkzeuge mit Kreisquerschnitt (z.B. Granulierdüsen, 

Spinndüsen) 

• Werkzeuge mit Kreisspaltquerschnitt (z.B. 

Rohrwerkzeuge, Blasfolienwerkzeuge, Kabelummantelungswerkzeuge) 

• Werkzeuge mit Schlitzquerschnitt (z.B. Breitschlitzwerkzeuge) 

• Werkzeuge mit beliebigem Austrittsquerschnitt 

(Profilwerkzeuge) 

• Werkzeuge für die Coextrusion 

• Mechanische und thermische Werkzeugauslegung 

• Werkstoffauswahl 

• Herstellverfahren 

• Kalibriervorrichtung


6 Anhang 

Tabelle 3: Master - Fächerkatalog für den Studiengang Verfahrenstechnik 

Master - Fächerkatalog 

Veranstaltung Dozent WS/SS 

Alternative Energietechniken Allelein SS 

Angewandte molekulare Katalyse Leitner WS 

Angewandte numerische Optimierung Marquardt SS 

Anlagenweite Regelung Marquardt, Mönnigmann WS 

Ausgewählte Gebiete der mechanischen Verfahrenstechnik Modigell WS 

Bioprozesskinetik Büchs SS 

Chemische Verfahrenstechnik Melin SS 

Chemie für Verfahrenstechniker Hölderich, Liauw SS 

Eigenschaften von Gemischen und Grenzflächen Pfennig SS 

Einführung in die Ökotoxikologie und Ökochemie Schäffer WS 

Fortgeschrittene Polymersynthese Möller WS 

Grundlagen der Luftreinhaltung Modigell WS 

Grundlagen optischer Strömungsmessverfahren Grünefeld SS 

Grundlagen und Technik der Brennstoffzellen Stolten WS 

Höhere Regelungstechnik Abel SS 

In situ-Spektroskopie zur Prozessführung Liauw SS 

Industrielle Umwelttechnik Melin WS 

Interdiszipl. Praktikum Biotechnologie / Bioverfahrenstechnik Büchs, Schwaneberg WS 

Kraftwerksprozesse Bohn WS 

Kolloidchemie Richtering SS 

Laser in den Lebenswissenschaften Poprawe, Gillner SS 

Mechanische Verfahrenstechnik Modigell SS 

Medizinische Verfahrenstechnik Melin, Yüce SS 

Mehrphasenströmung Modigell WS 

Membranverfahren Melin WS 

Messtechnik und Analytik in der Verfahrenstechnik AVT Professoren WS 

Metabolic Engineering Büchs, Takors WS 

Modellierung technischer Systeme Marquardt SS 

Modellierung und Simulation von Transportprozessen Bothe SS 

an fluiden Phasengrenzen I 

Modellierung und Simulation von Transportprozessen Bothe WS 

an fluiden Phasengrenzen II 

Modellgestützte Schätzmethoden Marquardt SS 

Moderne Aspekte der angewandten Enzymtechnologie Büchs, Ansorge-Schumacher SS 

Numerische Strömungsmechanik I Schröder, Meinke SS 

Physikalische Festkörperchemie Martin SS 

Praktikum Allgemeine und Analytische Chemie I Simon WS 

Produktaufarbeitung Büchs, Spieß WS 

Prozessintensivierung und Thermische Hybridverfahren Pfennig WS 

Prozessleittechnik und Anlagenautomatisierung Abel SS 

Rheologie Modigell SS 

Thermische Trennverfahren Pfennig SS 

Umweltbiotechnologie (Biotechnologie IV) Schwaneberg SS 

Verfahrenstechnisches Seminar AVT Professoren WS 

Wasser- und Abwassertechnologie Melin SS

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 53 

Tabelle 4: Diplom - Studienplan Verfahrenstechnik


Tabelle 5: Diplom - Studienplan Verfahrenstechnik

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 55 

7 Platz für persönliche Notizen


Platz für persönliche Notizen

AACHENER 

VERFAHRENS- 

TECHNIK 57 

8 Adressen 

Studienberatung 

Die Studienberatung steht jedem Studenten zu allen 

allgemeinen Fragestellungen offen, die das Verfahrenstechnikstudium 

betreffen. Sprechstunden werden 

dienstags bis donnerstags zwischen 14:00 und 

15:00 Uhr angeboten. 

Esther Gartz und Heiner Giese beraten Euch gerne 

in den Räumen der AVT.Bioverfahrenstechnik: 

Ort Sammelbau Biologie, Worringer Weg 1 

Raum 38 B 234 und 235 

Tel. 0241/80-23566 bzw. 23568 

E-Mail studienberatung-vt@avt.rwth-aachen.de 

Lehrstühle 

Bioverfahrenstechnik 

Prof. Dr.–Ing. J. Büchs 

Ort Worringerweg 1, 52074 Aachen 

Tel. 0241/80-23569 

Fax 0241/80-22570 

web www.avt.rwth-aachen.de 

E-Mail secretary.biovt@avt.rwth-aachen.de 

Chemische Verfahrenstechnik 

Prof. Dr.–Ing. T. Melin 

Prof. Dr.–Ing. M. Wessling 

Ort Turmstraße 46, 52064 Aachen 

Tel. 0241/80-95470 

Fax 0241/80-92252 


E-Mail secretary.cvt@avt.rwth-aachen.de 

Mechanische Verfahrenstechnik 

Prof. Dr.–Ing. M. Modigell 


Tel. 0241/80-95984 

Fax 0241/80-92252 


E-Mail secretary.mvt@avt.rwth-aachen.de 

Prozesstechnik 

Prof. Dr.–Ing. W. Marquardt 


Tel. 0241/80-94668 

Fax 0241/80-92326 


E-Mail secretary.pt@avt.rwth-aachen.de 

Thermische Verfahrenstechnik 

Prof. Dr.–Ing. A. Pfennig 

Ort Wüllnerstraße 5, 52062 Aachen 

Tel. 0241/80-95490 

Fax 0241/80-92332 


E-Mail secretary.tvt@avt.rwth-aachen.de 

Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung 

Prof. Dr.–Ing. R. Kneer 

Ort Eilfschonsteinstraße 18, 

52062 Aachen 

Tel. 0241/80-95400 

Fax 0241/80-92143 

web www.wsa.rwth-aachen.de 

E-Mail info@wsa.rwth-aachen.de 

Lehrstuhl für Technische Thermodynamik 

Prof. Dr.–Ing. A. Bardow 

Prof. Dr. rer. nat. K. Leonhard 

Ort Schinkelstraße 8, 52062 Aachen 

Tel. 0241/80-95380 

Fax 0241/80-92255 

web www.ltt.rwth-aachen.de 

E-Mail lucas@ltt.rwth-aachen.de 

Fakultät für Maschinenwesen 

Im Downloadbereich der Homepage befinden sich 

Antragsformulare für Studienplanänderungen und 

Erfassungsbögen für Studien–/Diplomarbeiten. 

Ort Eilfschornstraße 18, 52062 Aachen 

Tel. 0241/80-95305 

Fax 0241/80-92144 

web www.maschinenbau.rwth-aachen.de 

E-Mail dekanat-fb4@rwth-aachen.de

N 

A4 aus Richtung 

Heerlen, Antwerpen 

AB-Ausfahrt 

Aachen- 

Laurensberg 

W O 

A4 aus Richtung Köln, 

AB-Kreuz Aachen 

Ponttor 

Roermonder Str. 

S 

Pontwall 

Turmstraße 

Kohlscheider Str. 

von der Autobahn 

H 

Pontstraße 

Friesenstr. 

Malteserstr. 

H 

Audimax 

Wüllnerstraße 

H 

Claßenstr. 

Pariser Ring 

Stiewistraße 

P 

Gut 

Melaten 

H 

Pontstraße 

Marienbong. 

Toledoring 

Pauwelstraße 

Helmertweg 

Schneebergweg 

TVT 

CVT/MVT 

Worringer Weg 

Wendlingweg 

P 

Roermonder Str. 

Wüllnerstraße 

Turmstraße 

PT 

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BioVT 

Uniklinik 

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Steinbergweg 

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Super C 

Geschw.- 

Scholl-Str. 

P 

Prof.- 

H 

Pauwelstraße 

Templergraben 

TH Hauptg 

ebäude 

Schinkel- 

Pirlet-Str. 

P 

P 

P 

Kullenhofstraße 

straße 

* 

P 

H 

H 

Rütscher Straße 

Roermonder Straße 

Henricistraße 

Kühlwetterstr. 

Süsterfeldstraße 

Pariser Ring 

Ponttor 

Pontwall 

Turmstraße 

Bahnhof 

Aachen-West 

Ampelanlage 

Bushaltestellen 

Parkmöglichkeiten 

parkausweispflichtig, 

bitte ggf. Rücksprache 

vor Anreise 

H 

Pontstraße 

von Vaalser Straße 

graben 

Wüllnerstr. 

Turmstraße 

Claßenstr. 

Seffenter 

Weg 

Valkenburgerstraße 

P 

P P 

G.-Sch.-Str. 

* 

P 

Prof.- 

P 

Templer- 

P 

Pirlet-Str.

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