Multiphase Reactions & Processes

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Sebastian Kaminski

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Neuwertige biobasierte Prozesse und Power-to-X-Technologien benötigen ein innovatives Apparate- und Prozessdesign. Ein Ansatzpunkt ist Ausbeute und Umsatz von Reaktionen durch Verwendung mehrphasiger Stoffsysteme zu steigern. Bei gleichgewichtslimitierten Reaktionen kann z.B. durch in-situ Extraktion das Produkt direkt aus der Reaktionsphase abgeführt und somit der Umsatz erhöht werden. Nach gleichem Prinzip können auch ungewollte Folgereaktionen vermindert oder inhibierende Edukte eingebracht werden.

Im Team „Multiphase Reactions and Processes“ der AVT.FVT beschäftigen wir uns mit der Entwicklung und Optimierung von Prozessen mit mehrphasiger Reaktionsführung. Dazu bauen wir ein übergreifendes Verständnis der relevanten Phänomene auf den unterschiedlichen Zeit- und Längenskalen eines technischen Apparates auf.

Dies beinhaltet Reaktions- und Phasengleichgewichte, intrinsische Reaktions- und Stofftransportkinetiken sowie das Verhalten der mehrphasigen Fluiddynamik (Tropfengrößenverteilungen, Sedimentation, Koaleszenz und Bruch) unter Berücksichtigung der stattfindenden Reaktionen. In allen Bereichen entwickeln wir experimentelle Methoden zur Untersuchung der Phänomene weiter und entwerfen Modelle zur mathematischen Beschreibung dieser Phänomene.

Auf dieser Grundlage legen wir maßgeschneiderte Apparate modellbasiert aus und entwerfen neue, innovative Prozesse. Neben der Steigerung der Effizienz von klassischen/pertrochemischen Prozessen mittels mehrphasiger Reaktionen, stellt dieser Ansatz einen wichtigen Baustein zur angestrebten Bioökonomie dar.

Aktuelle Forschungsschwerpunkte sind:

  • Experimentelle Charakterisierung von Mehrphasenreaktionssystemen (Phasen- und Reaktionsgleichgewichte, Stoffübergang und Reaktionskinetiken)
  • Experimentelle Untersuchung von Mehrphasenprozessen in einer Miniplant
  • Modellbasiertes Screening von Lösungsmitteln, Extraktionsmitteln und Stabilisatoren
  • Entwicklung eines Schlaufenreaktors für Bioprozesse mit simultaner Begasung und in-situ Extraktion
  • Modellierung von Polymerisierungsreaktionen und –reaktoren.

In den genannten Bereichen sind regelmäßig experimentelle und simulative Studien- und Abschlussarbeiten zu vergeben. Wenden Sie sich dafür bitte an den Ansprechpartner oder schauen Sie sich gerne hier bei den ausgeschriebenen Arbeiten an der AVT.FVT um.