Untitled - Aachener Verfahrenstechnik
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Weitere Forschungsinteressen<br />
Die MST-Gruppe wird auch in Projekten über<br />
die AVT und die AICES Graduiertenschule aktiv<br />
sein. Unter anderem sollen präzisere Simulationstechniken<br />
für die Studie von Interaktionen<br />
in Schnittstellensystemen wie biologische<br />
Schnittstellen, Benetzung, Adhäsion<br />
und komplexe Multikomponentensysteme unter-<br />
Perspektiven von AVT und NGP 2 im AIChE<br />
Journal<br />
Die zukünftige Forschungsprogrammatik der<br />
AVT im Rahmen von NGP 2 erhielt dieses Jahr<br />
durch ein AIChE Perspectives von Wolfgang<br />
Marquardt und der TMFB Gruppe der AVT.PT<br />
eine hohe internationale Sichtbarkeit 1 . Der Artikel<br />
betont die enormen Chancen der Systemverfahrenstechnik<br />
im Kontext des unausweichlichen<br />
Wandels von fossilen zu erneuerbaren Kohlenstoffquellen<br />
und hebt die notwendigen Schritte<br />
zum Erreichen dieses Wandels hervor. Auf<br />
Grund der Vielfalt an Pflanzenspezies muss sich<br />
die zukünftige <strong>Verfahrenstechnik</strong> auf integrierte<br />
Bioraffineriekonzepte mit simultaner Erzeugung<br />
von neuartigen, oxygenierten Produkten sowie<br />
Wärme und Elektrizität konzentrieren. Der niedrige<br />
volumenbezogene Kohlenstoffgehalt der saisonal<br />
anfallenden Biomasse erfordert neue, dezentrale<br />
Infrastrukturen. Eine schonende Weiterverarbeitung<br />
bei mäßigen Temperaturen erfordert<br />
innovative Kombinationen aus Chemound<br />
Biokatalyse. Damit stellt der Rohstoffwandel<br />
gleichzeitig Herausforderung und Chance<br />
dar. Er erlaubt nicht nur, neuartige Produkte<br />
mit gewünschten Eigenschaften auf molekularer<br />
Ebene zu identifizieren, sondern darüber hinaus<br />
die gesamte industrielle Wertschöpfungskette zu<br />
geringstmöglichen Kosten auf die gewünschte<br />
Produktfunktionalität zuzuschneiden. In diesem<br />
Kontext wurden von der AVT.PT in diesem<br />
1<br />
AIChE Journal, 2010, 56(9), 2228<br />
2<br />
Holzforschung<br />
3<br />
Computers & Chemical Engineering, 2010, 34, 1909<br />
4<br />
Angewandte Chemie Int. Ed., 2010, 49(32), 5510<br />
5<br />
Proceedings of ESCAPE 20, 2010, Ischia (Italy)<br />
Prozesstechnik<br />
sucht werden. Weitere Interessen beinhalten<br />
das Design von Multiskalenmethoden zur Beschleunigung<br />
großer Molekularsimulationen. Interessante<br />
Anwendungsgebiete beinhalten Diffusion,<br />
Membrandestillation, Nanopartikelfertigung,<br />
Polymer-Wasser-Systeme (vorwiegend für<br />
Biopolymere und Polyelektrolyte) sowie selbsterbaute<br />
Monolayer.<br />
Jahr mehrere vielversprechende Forschungsergebnisse<br />
erzielt. Im Bereich des Holzaufschlusses<br />
mit neuartigen Lösungsmitteln - im Speziellen<br />
mit ionischen Flüssigkeiten - wurde ein mit<br />
der Lösung gekoppelter Desintegrationsmechanismus<br />
experimentell entdeckt. Dieser bewirkt<br />
eine schnelle Zerfaserung von Holz und unterstützt<br />
weitere Schritte wie eine Lösung der Makromoleküle<br />
2 . Weiterhin wurde ein erster Schritt<br />
zur methodischen Analyse möglicher Reaktionspfade<br />
von Plattformchemikalien zu potentiellen<br />
Kraftstoffmolekülen untersucht 3 . Auf der Ebene<br />
des Prozessdesigns konnten etablierte Methoden<br />
zur Prozesssynthese der AVT.PT erfolgreich<br />
mit experimentell ermittelten Reaktionskinetiken<br />
sowie quantenmechanischer Stoffdatenvorhersage<br />
verknüpft werden. So entstand in Zusammenarbeit<br />
mit Partnern der Technischen Chemie<br />
ein neuer Prozess zur Erzeugung von hochreinem<br />
2-MTHF 4 . Zu guter Letzt wurde die Problematik<br />
hoher Wassergehalte bei der Biomasseverarbeitung<br />
am Beispiel einer Prozesssynthese<br />
für Biobutanol betrachtet. Mit experimenteller<br />
Unterstützung der AVT.TVT konnte ein wärmeintegrierter<br />
Extraktions-Destillations-Prozess ausgelegt<br />
werden, dessen spezifischer Energiebedarf<br />
weit unter denen vergleichbarer Literaturprozesse<br />
liegt 5 . Diese Erfolge zeigen, dass die<br />
Struktur der AVT im Forschungsfeld nachwachsender<br />
Rohstoffe eine starke Plattform bildet,<br />
um zusammen mit ihren Partnern neue Wege in<br />
der Entwicklung zukünftiger Wertschöpfungsket-<br />
Rührkessel - Die AVT im Blick Prozesstechnik 14
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