Methoden zur Berechnung der Kräfte in statisch bestimmt gelagerten Systemen starrer Körper

• Newton-Euler-Verfahren
• Energiemethoden

Grundlagen der Elastizitätslehre

• Kräfte und Verformungen in elastischen Systemen
  

• Gross, D.; Hauger, W.; Schröder, J.; Wall, W.A.: Technische Mechanik 1: Statik, Springer  Vieweg, 2013
• Gross, D.; Hauger, W.; Schröder, J.; Wall, W.A.: Technische Mechanik 2: Elastostatik, Springer Verlag, 2011
• Gross, D; Ehlers, W.; Wriggers, P.; Schröder, J.; Müller, R.: Formeln und Aufgaben zur Technischen Mechanik 1: Statik, Springer Vieweg, 2013 
• Gross, D; Ehlers, W.; Wriggers, P.; Schröder, J.; Müller, R.: Formeln und Aufgaben zur Technischen Mechanik 2: Elastostatik, Springer Verlag, 2011 
• Hibbeler, Russel C.: Technische Mechanik 1 Statik, Pearson Studium, 2012
• Hibbeler, Russel C.: Technische Mechanik 2 Festigkeitslehre, Pearson Studium, 2013 
• Hauger, W.; Mannl, V.; Wall, W.A.; Werner, E.: Aufgaben zu Technische Mechanik 1-3: Statik, Elastostatik, Kinetik, Springer Verlag, 2011 

Die Professoren und Dozenten der verschiedenen Institute der TUHH stellen ihre Lehre und Forschungsgebiete vor und geben den Studierenden dabei einen Überblick über die Studiengänge und die Möglichkeiten der wissenschaftlichen Arbeit in den Bereichen Verfahrenstechnik und Bioverfahrenstechnik.

• Einführung
• Atomaufbau und Bindungen
  
• Strukturen der Festkörper
  
• Miller’sche Indizes,
• Gitterbaufehler
• Gefüge
• Diffusion
• Mechanische Eigenschaften
• Versetzungen und Verfestigungen
• Phasenumwandlungen
• Zustandsdiagramme, Eisen-Kohlenstoff-Zustandsdiagramm
• Metallische Werkstoffe
• Korrosion
• Polymere Werkstoffe
• Keramische Werkstoffe
  

• Bargel, H.-J.; Schulze, G. (Hrsg.): Werkstoffkunde. Berlin u.a., Springer Vieweg, 2012.
• Bergmann, W.:  Werkstofftechnik 1. München u.a., Hanser, 2009.
  
• Bergmann, W.:  Werkstofftechnik 2. München u.a., Hanser, 2008.
• Callister, W. D.; Rethwisch, D. G.: Materialwissenschaften und Werkstofftechnik: eine Einführung, Übersetzungshrsg.: Scheffler, M., 1. Auflage, Weinheim, Wiley-VCH, 2013.
  
• Seidel, W. W.,Hahn, F.: Werkstofftechnik. München u.a., Hanser, 2012.

Grundzüge der Differential- und Integralrechnung einer Variablen:

• Aussagen, Mengen und Funktionen
• natürliche und reelle Zahlen
• Konvergenz von Folgen und Reihen
• Stetigkeit und Differenzierbarkeit
• Mittelwertsätze
• Satz von Taylor
• Kurvendiskussion
• Fehlerrechnung
• Fixpunkt-Iterationen

• http://www.math.uni-hamburg.de/teaching/export/tuhh/index.html

   

   

  
  

• Vektoren im Anschauungsraum: Rechenregeln, inneres Produkt, Kreuzprodukt, Geraden und Ebenen
• Lineare Gleichungssysteme: Gaußelimination, Matrizenprodukt, lineare Systeme, inverse Matrizen, Kongruenztransformationen, Block-Matrizen, Determinanten
• Orthogonale Projektion im R^n, Gram-Schmidt-Orthonormalisierung 

Die Veranstaltung ist inhaltlich mit dem Modul "Mechanik I" so verzahnt, dass die Lineare Algebra die Verfahren rechtzeitig vermittelt, die für die Mechanik gebraucht werden. Umgekehrt, liefert die Mechanik regelmäßig den Anwendungsbezug für die Mathematik.

Es werden Matlab-Demonstratoren in der Vorlesung und zum Download bereitgestellt, um die Vorlesungsinhalte besser zu visualisieren und praktisch ausprobieren zu können.

• T. Arens u.a. : Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2009
• W. Mackens, H. Voß: Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
• W. Mackens, H. Voß: Aufgaben und Lösungen zur Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
• G. Strang: Lineare Algebra, Springer-Verlag, 2003
• G. und S. Teschl: Mathematik für Informatiker, Band 1, Springer-Verlag, 2013

• Vektoren im Anschauungsraum: Rechenregeln, inneres Produkt, Kreuzprodukt, Geraden und Ebenen
• Allgemeine Vektorräume: Teilräume, Euklidische Vektorräume
• Lineare Gleichungssysteme: Gaußelimination, Matrizenprodukt, lineare Systeme, inverse Matrizen, Kongruenztransformationen, LR-Zerlegung, Block-Matrizen, Determinanten

Die Veranstaltung ist inhaltlich mit dem Modul "Mechanik I" so verzahnt, dass die Lineare Algebra die Verfahren rechtzeitig vermittelt, die für die Mechanik gebraucht werden. Umgekehrt, liefert die Mechanik regelmäßig den Anwendungsbezug für die Mathematik.

Es werden Matlab-Demonstratoren in der Vorlesung und zum Download bereitgestellt, um die Vorlesungsinhalte besser zu visualisieren und praktisch ausprobieren zu können.

Zusätzlich zu den Präsenzübungen werden Online-Tests eingesetzt, die sowohl den Studierenden als auch den Lehrenden Feedback zum Lernstand geben.

• T. Arens u.a. : Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2009
• W. Mackens, H. Voß: Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
• W. Mackens, H. Voß: Aufgaben und Lösungen zur Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
  

Dieser Kurs setzt sich aus 4 Themenbereichen zusammen, i) Beschreibung von Molekülen entlang der Orbitaltheorie für s-,p-,d-Blockelementen (Oktaedrisches Feld), Beschreibung von Interaktionen in der Gasphase, in Flüssigkeiten und Festkörpern, (Halb)Leitung ii) chemische Reaktionen im Sinne von Massen und Energiebilanzierung, Enthalpie und Entropiekonzepte, Massewirkungsgesetz, Konzept von Aktivierungsbarrieren in Kombination mit Kinetik, iii) Konzept von Säuren und Basen, Beschreibung von Säure-Base-Reaktionen in Wasser, pH-Wertberechnungen, Quantitative Analyse mittels Titration, iv) Redoxprozessen in Wasser, Redoxpotentialen, Beschreibung der Konzentrationsabhängigkeiten entlang dem Gesetz von Nernst von Redoxpotentialen (Batterie, Accu, Brennstoffzellen), Überspannung als Aktivierungsenergie, Korrosion als Lokalelement. 

Chemie für Ingenieure, Guido Kickelbick, ISBN 978-3-8273-7267-3

Chemie, Charles Mortimer (Deutsch und Englisch verfügbar)

http://www.chemgapedia.de

Das Erlernen von Arbeitstechniken und der Umgang mit chemischen Substanzen sind Gegenstand des Laborpraktikums. Die Versuche setzen sich aus 4 Themenbereichen zusammen, i) Atomaufbau durch spektroskopische Methoden, Einblick in Teile der analytischen Chemie ii) Chemische Reaktionen via Nachweisreaktionen, Bindungsarten und Reaktionstypen, beinhaltet die Aufstellung von Reaktionsgleichungen iii) Konzept von Säuren und Basen, Beschreibung von Säure-Base-Reaktionen in Wasser, Pufferlösungen, Quantitative Analyse mittels Titration iv) Redoxprozesse in Wasser, Redoxpotentiale, Beschreibung der Konzentrationsabhängigkeiten entlang dem Gesetz von Nernst von Redoxpotentialen, Funktionsweise von galvanischen Elementen und Elektrolysezellen.

Es wird in kleinen Gruppen (12-15 Studenten) vor jedem Versuch ein Seminar abgehalten, in dem sich die Studenten mündlich beteiligen. Teamarbeit und Kooperation werden gefördert, da die Versuche im Labor sowie das Schreiben der Protokolle in 3er/4er Gruppen durchgeführt werden. Zudem wird wissenschaftliches Arbeiten vermittelt (Dokumentation der Versuchsergebnisse im Laborjournal, Zitieren von Literatur im Protokoll).

Chemie für Ingenieure, Guido Kickelbick, ISBN 978-3-8273-7267-3

Chemie, Charles Mortimer (Deutsch und Englisch verfügbar)

Analytische und anorganische Chemie, Jander/Blasius

Maßanalyse, Jander/Jahr

Im Messtechnikpraktikum findet die Theorie aus den Vorlesungen „Physikalische Grundlagen der Messtechnik“ und „Messtechnik“ praktische Anwendung. In kleinen Gruppen lernen Studierenden den Umgang mit verschiedenen Messtechniken aus der Industrie und Forschung kennen. Im Rahmen des Praktikums wird ein breites Spektrum an unterschiedlichen Messmethoden vermittelt, hierzu zählt unter anderem der Einsatz von HLPC-Säulen zur qualitativen Stoffanalyse, die Bestimmung von Stoffübergangskoeffizienten mithilfe von optischen Sauerstoffsensoren oder die Auswertung von Bilddaten zur Gewinnung von Prozessparametern. In dem Praktikum wird ebenfalls erlernt, wie Messdaten statistisch ausgewertet und Versuche korrekt dokumentiert werden. 

Hug, H.: Instrumentelle Analytik. Theorie und Praxis. Verlag Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2015.

Kamke, W.: Der Umgang mit experimentellen Daten, insbesondere Fehleranalyse, im physikalischen Anfänger-Praktikum. Eine elementare Einführung. W. Kamke, Kirchzarten [Keltenring 197], 2010.

Strohrmann, G.: Messtechnik im Chemiebetrieb. Einführung in das Messen verfahrenstechnischer Größen. Oldenbourg, München, 2004.

Grundlegende Einführung in die Messtechnik für Verfahrensingenieure. Beinhaltet Fehlerrechnung, Masseinheiten, Kalibrierung, Messdatenanlyse, Messtechniken und Sensoren. Speziell liegt der Augenmerk  auf der Messung von Temperatur, Druck, Durchfluss und Füllstand. Die Vorlesung gibt Einblicke in die neuesten Entwicklungen der Sensorik in der Messtechnik und Verfahrenstechnik.

Fraden, Jacob (2016): Handbook of Modern Sensors. Physics, Designs, and Applications. 5th ed. 2016. Cham, New York: Springer. Online verfügbar unter http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&scope=site&db=nlebk&AN=1081958.

Hering, Ekbert; Schönfelder, Gert (2018): Sensoren in Wissenschaft und Technik. Funktionsweise und Einsatzgebiete. 2. Aufl. 2018. Online verfügbar unter http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-12562-2.

Strohrmann, Günther (2004): Messtechnik im Chemiebetrieb. Einführung in das Messen verfahrenstechnischer Größen. 10., durchges. Aufl. München: Oldenbourg.

Tränkler, Hans-Rolf; Reindl, Leonhard M. (2014): Sensortechnik. Handbuch für Praxis und Wissenschaft. 2., völlig neu bearb. Aufl. Berlin: Springer Vieweg (VDI-Buch). Online verfügbar unter http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-29942-1.

Webster, John G.; Eren, Halit B. (2014): Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook, Second Edition. Electromagnetic, Optical, Radiation, Chemical, and Biomedical Measurement. 2nd ed. Hoboken: Taylor and Francis. Online verfügbar unter http://gbv.eblib.com/patron/FullRecord.aspx?p=1407945.

Methoden zur Berechnung von Kräften und der Bewegung von starren Körpern in 3D

• Newton-Euler-Verfahren
• Energiemethoden

• Gross, D.; Hauger, W.; Schröder, J.; Wall, W.A.: Technische Mechanik 2: Elastostatik, Springer Verlag, 2011
• Gross, D.; Hauger, W.; Schröder, J.; Wall, W.A.: Technische Mechanik 3: Kinetik, Springer Vieweg, 2012 
• Gross, D; Ehlers, W.; Wriggers, P.; Schröder, J.; Müller, R.: Formeln und Aufgaben zur Technischen Mechanik 2: Elastostatik, Springer Verlag, 2011 
• Gross, D; Ehlers, W.; Wriggers, P.; Schröder, J.; Müller, R.: Formeln und Aufgaben zur Technischen Mechanik 3: Kinetik, Springer Vieweg, 2012
• Hibbeler, Russel C.: Technische Mechanik 2 Festigkeitslehre, Pearson Studium, 2013
• Hibbeler, Russel C.: Technische Mechanik 3 Dynamik, Pearson Studium, 2012 
• Hauger, W.; Mannl, V.; Wall, W.A.; Werner, E.: Aufgaben zu Technische Mechanik 1-3: Statik, Elastostatik, Kinetik, Springer Verlag, 2011 

1. Einführung
2. Grundbegriffe
3. Thermisches Gleichgewicht und Temperatur
   3.1 Thermische Zustandsgleichung
4. Der erste Hauptsatz
   4.1 Arbeit und Wärme
   4.2 erster Hauptsatz für geschlossene Systeme
   4.3 erster Hauptsatz für offene Systeme
   4.4 Anwendungsbeispiele
5. Zustandsgleichungen & Zustandsänderungen
   5.1 Zustandsänderungen
   5.2 Kreisprozess
6. Der zweite Hauptsatz
   6.1 Verallgemeinerung des Carnotprozesses
   6.2 Entropie
   6.3 Anwendungsbeispiele zum 2. Hauptsatz
   6.4 Entropie- und Energiebilanzen; Exergie
7. Thermodynamische Eigenschaften reiner Fluide
   7.1 Hauptgleichungen der Thermodynamik
   7.2 Thermodynamische Potentiale
   7.3 Kalorische Zustandsgrößen für beliebige Stoffe
   7.4 Zustandsgleichungen (van der Waals u.a.)

In der Vorlesung werden Funk-Abstimmungsgeräte („Clicker“) eingesetzt. Die Studierenden können hierdurch das Verständnis des Vorlesungsstoffes direkt überprüfen und dadurch gezielte Fragen an den Dozenten richten. Außerdem erhält der Dozent ein unmittelbares Feedback zum Kenntnisstand der Studierenden und zu Schwächen der eigenen Darstellung des Vorlesungsstoffes.

• Schmitz, G.: Technische Thermodynamik, TuTech Verlag, Hamburg, 2009

• Baehr, H.D.; Kabelac, S.: Thermodynamik, 15. Auflage, Springer Verlag, Berlin 2012

• Potter, M.; Somerton, C.: Thermodynamics for Engineers, Mc GrawHill, 1993

  
  

  
  

Die Veranstaltung vermittelt die Grundkentnisse der organischen Chemie. Dies umfasst einfache Verbindungen des Kohlenstoffs, Alkane, Alkene, Aromatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Phenole, Ether, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Ester, Amine, Amide sowie Aminosäuren. Weiterhin werden grundlegende Reaktionsmechanismen der nucleophile Substitution, Eliminierungsreaktionen, Additionsreaktionen und aromatischen Substitution vermittelt. Weitere moderne Reaktionsmechanismen werden ebenso besprochen.

Vor der praktischen Durchführung der Versuche gibt es jeweils ein mündliches Kolloquium in Kleingruppen. Darin werden sicherheitsrelevante Aspekte besprochen, inhaltliche Fragen diskutiert und Lösungswege für vorgegebene Aufgaben diskutiert. In den Vorkollloquia erwerben die Studierenden die Möglichkeit sich wissenschaftlich korrekt mündlich ausdrücken und theoretische Grundlagen zu beschreiben.

Die Studierenden verfassen zu jedem Versuch ein Protokoll. Sie erhalten Feedback zur Wissenschaftlichkeit ihrer Texte sowie wissenschaftlichen Standards (Zitierweise, Bildbeschriftung, etc.), sodass sie ihre Fertigkeiten diesbezüglich über den Verlauf des Praktikums kontinuierlich verbessern können.

• Potenzreihen und elementare Funktionen
• Interpolation
• Integration (bestimmte Integrale, Hauptsatz, Integrationsregeln, uneigentliche Integrale, parameterabhängige Integrale)
• Anwendungen der Integralrechnung (Volumen und Mantelfläche von Rotationskörpern, Kurven und Bogenlänge, Kurvenintegrale
• numerische Quadratur
• periodische Funktionen und Fourier-Reihen

• http://www.math.uni-hamburg.de/teaching/export/tuhh/index.html

  
  

• Allgemeine Vektorräume: Teilräume, Euklidische Vektorräume
• Lineare Abbildungen: Basiswechsel, orthogonale Projektion, orthogonale Matrizen, Householder Matrizen
• Lineare Ausgleichsprobleme: Normalgleichungen, lineare diskrete Approximation
• Eigenwertaufgaben: Diagonalisierbarkeit von Matrizen, normale Matrizen, symmetrische und hermitische Matrizen
• Systeme linearer Differentialgleichungen
• Matrix-Faktorisierungen: LR-Zerlegung, QR-Zerlegung, Schur-Zerlegung, Jordansche Normalform, Singulärwertzerlegung

Die Veranstaltung ist inhaltlich mit dem Modul "Mechanik II" so verzahnt, dass die Lineare Algebra die Verfahren rechtzeitig vermittelt, die für die Mechanik gebraucht werden. Umgekehrt, liefert die Mechanik regelmäßig den Anwendungsbezug für die Mathematik.

Es werden Matlab-Demonstratoren in der Vorlesung und zum Download bereitgestellt, um die Vorlesungsinhalte besser zu visualisieren und praktisch ausprobieren zu können.

• T. Arens u.a. : Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2009
• W. Mackens, H. Voß: Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
• W. Mackens, H. Voß: Aufgaben und Lösungen zur Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
• G. Strang: Lineare Algebra, Springer-Verlag, 2003 
• G. und S. Teschl: Mathematik für Informatiker, Band 1, Springer-Verlag, 2013
  
  

• Lineare Abbildungen: Basiswechsel, orthogonale Projektion, orthogonale Matrizen, Householder Matrizen
• Lineare Ausgleichsprobleme: QR-Zerlegung, Normalgleichungen, lineare diskrete Approximation
• Eigenwertaufgaben: Diagonalisierbarkeit von Matrizen, normale Matrizen, symmetrische und hermitische Matrizen, Jordansche Normalform, Singulärwertzerlegung
• Systeme linearer Differentialgleichungen

Die Veranstaltung ist inhaltlich mit dem Modul "Mechanik II" so verzahnt, dass die Lineare Algebra die Verfahren rechtzeitig vermittelt, die für die Mechanik gebraucht werden. Umgekehrt, liefert die Mechanik regelmäßig den Anwendungsbezug für die Mathematik.

Es werden Matlab-Demonstratoren in der Vorlesung und zum Download bereitgestellt, um die Vorlesungsinhalte besser zu visualisieren und praktisch ausprobieren zu können.

Zusätzlich zu den Präsenzübungen werden Online-Tests eingesetzt, die sowohl den Studierenden als auch den Lehrenden Feedback zum Lernstand geben.

• W. Mackens, H. Voß: Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
• W. Mackens, H. Voß: Aufgaben und Lösungen zur Mathematik I für Studierende der Ingenieurwissenschaften, HECO-Verlag, Alsdorf 1994
  

• Grundlagen des technischen Zeichnens (Zeichnungsinhalte, -arten und -erstellung unter Berücksichtigung der entsprechenden Normen)
• Projektionslehre (Grundlagen, Normalprojektionen, isometrische Projektionen, Schnitte, Abwicklungen, Durchdringungen

• Hoischen, Hans; Fritz, Andreas (Hrsg.): "Hoischen/Technisches Zeichnen: Grundlagen, Normen, Beispiele, Darstellende Geometrie", 35. überarbeitete und aktualisierte Auflage, Cornelsen Verlag, Berlin, 2016.
• Fritz, Andreas; Hoischen, Hans; Rund, Wolfgang (Hrsg.): "Praxis des Technischen Zeichnens Metall / Erklärungen, Übungen, Tests", 17. überarbeitete Auflage; Cornelsen Verlag, Berlin, 2016.
• Labisch, Susanna; Weber, Christian: "Technisches Zeichnen : Selbstständig lernen und effektiv üben", 4. überarbeitete und erweiterte Auflage, Springer Vieweg Verlag, Wiesbaden, 2013.
• Kurz, Ulrich; Wittel, Herbert: "Böttcher/Forberg Technisches Zeichnen : Grundlagen, Normung, Übungen und Projektaufgaben", 26. überarbeitete und erweiterte Auflage, Springer Vieweg Verlag, Wiesbaden, 2014.
• Klein, Martin; Alex, Dieter u.a.; DIN: Deutsches Institut für Normung e.V. (Hrsg.): "Einführung in die DIN-Normen"; 14. neubearbeitete Auflage, Teubner u.a., Stuttgart u.a., 2008.

Wechselstrom: Kenngrößen, Effektivwert, Komplexe Rechnung, Zeigerbilder, Leistung
Drehstrom: Kenngrößen, Stern-Dreieckschaltung, Leistung, Transformator

Elektronik: Wirkungsweise, Betriebsverhalten und Anwendung elektronischer Bauelemente wie Diode, Zener-Diode, Thyristor, Transistor, Operationsverstärker

Bearbeiten von Übungsaufgaben, die die Analyse von Schaltungen und die Berechnung von elektrischen Größen beinhalten zu den Themen:

Netze bei Gleichstrom: Strom, Spannung, Widerstand, Leistung, Kirchhoff ́sche Regeln, Ersatzquellen,
Netzwerkberechnung

Wechselstrom: Kenngrößen, Effektivwert, Komplexe Rechnung, Zeigerbilder, Leistung
Drehstrom: Kenngrößen, Stern-Dreieckschaltung, Leistung, Transformator

Alexander von Weiss, Manfred Krause: "Allgemeine Elektrotechnik"; Viweg-Verlag, Signatur der Bibliothek der TUHH: ETB 309 
Ralf Kories, Heinz Schmitt - Walter: "Taschenbuch der Elektrotechnik"; Verlag Harri Deutsch; Signatur der Bibliothek der TUHH: ETB 122
"Grundlagen der Elektrotechnik" - andere Autoren

Grundbegriffe der Reaktionstechnik, Definitionen, Konzentrationsberechnungen (Reaktor, Reaktionsgemisch, Reaktanten, Produkte, Begleitstoffe, Reaktionsvolumen, Reaktorvolumen, Chemische Reaktion, Masse, Stoffmenge, Molenbruch, Volumen, Dichte, molare Konzentration, Massen-Konzentration, Molalität, Partialdruck, Hydrodynamische Verweilzeit, Raumzeit, Reaktionslaufzahl, Durchsatz eines Reaktors, Belastung eines Reaktors, Umsatz, Selektivität, Ausbeute, Konzentrationsberechnungen in ruhenden und strömenden Multikomponenten-Mischungen)

Stöchiometrie und stöchiometrische Berechnungen (Einfache Reaktionen, Komplexe Reaktionen, Schlüsselreaktionen, Schlüsselspezies, Matrix der stöchiometrischen Koeffizienten, linear abhängige und unabhängige Reaktionen, Element-Spezies-Matrix, reduzierte Stufenform einer Matrix, Rang einer Matrix, Gauss Jordan Eliminierung, Zusammenhang Stöchiometrie und Kinetik, Berechnung der Reaktionslaufzahlen bei multiplen Reaktionen aus Stoffmengenänderungen)

Thermodynamik (Was ist Thermodynamik?, Bedeutung der Thermodynamik in der Reaktionstechnik, Nulltet Hauptsatz, Temperaturskalen, Temperaturmessung in der Praxis, 1. Hauptsatz, Innere Energie, Enthalpie, Kalorimeter, Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie, Satz von Hess, Wärmekapazität, Kirchhoff'scher Satz, Standardreaktionsenthalpie, Druckabhängigkeit der Reaktionsenthalpie, 2. Hauptsatz, Reversible und Irreversible Zustandsänderungen, Entropie, Clausius'sche Ungleichung, Freie Energie, Freie Enthalpie, Chemisches Potential, Chemisches Gleichgewicht, Aktivität, Van't Hoff'sche Reaktionsisobare, Gleichgewichtsberechnungen an ausgewählten Beispielen, Prinzip von Le Chatelier und Braun, Gleichgewichtsberechnung bei multiplen Reaktionen, Lagrange'sche Multiplikatoren)

Chemische Kinetik (Reversible und Irreversible Reaktionen, Homogene und Heterogene Reaktionen, Elementarschritt, Reaktionsmechanismus, Mikrokinetik, Makrokinetik, Formalkinetik, Reaktionsgeschwindigkeit, Stoffmengenänderungsgeschwindigkeit, Arrhenius-Gleichung, Aktivierungsenergie und Vorfaktor bei komplexen Reaktionen, Reaktion 0., 1., 2. Ordnung, Integration der Geschwindigkeitsgesetze, Damköhler-Zahl, Differentielle und Integrale Methode der Kinetischen Analyse, Grundtypen von Laborreaktoren zum Messen von Kinetiken, Halbwertszeiten, Kinetik komplexer Reaktionen, Parallelreaktionen, Reversible Reaktionen, Folgereaktionen, Reaktion mit vorgelagertem Gleichgewicht, Reduktion von Reaktionsmechanismen, Quasistationarität nach Bodenstein, Geschwindigkeitsbestimmender Schritt, Michaelis-Menten Kinetik, Analytische Integration von Differentialgleichungen 1. Ordnung - integrierender Faktor, Numerische Integration Komplexer Kinetiken)

Typen Chemischer Reaktionsapparate (Chemische Reaktoren in Industrie und Labor, Ideale vs. Reale Reaktoren, Diskontinuierliche-, Halbkontinuierliche-, Kontinuierliche Reaktoren, Einphasig- Zweiphasig- Mehrphasige Reaktoren, Batch-Reaktor, Semi-Batch Reaktor, CSTR, Plug Flow Reaktor, Festbettreaktoren, Hordenreaktor, Drehrohröfen, Wirbelschichten, Gas-Flüssig-Reaktoren, Dreiphasen-Reaktoren)

Isotherme Idealreaktoren (Molbilanz eines chemische Reaktors, Molbilanz des Batch-Reaktors, Integration der Molbilanz des Batch-Reaktors für verschiedene Kinetiken, Partialbruchzerlegung, Molbilanz des Semibatch-Reaktors, Molbilanz des Plug Flow Reaktors, Analogie Batch Reaktor - PFR, Auslegung von PFR's bei Reaktionen mit Volumenänderung, komplexen Reaktionen, Molbilanz eines katalytischen Festbett-Reaktors, Auslegung eines Membranreaktors, Molbilanz des CSTR, Vergleich von CSTR und PFR hinsichtlich Umsatz und Selektivität, Molbilanz der Rührkesselkaskade, Numerisch-Iterative Berechnung von Rührkesselkaskaden, Newton-Raphson Verfahren, Graphische Auslegung von Rührkesselkaskaden)

Nichtisotherme Idealreaktoren (Energiebilanz chemischer Reaktoren, adiabate Reaktoren, adiabatische Temperaturerhöhung, Hordenreaktor für adiabate exotherme Gleichgewichtsreaktionen, Auslegung eines adiabaten Strömungsrohres, Levenspiel-Plots, Wärmedurchgang durch eine Reaktorwand, Wärmeübergang, Wärmeleitung, Wärmedurchgang durch eine gekrümmte Wand, Auslegung eines PFR im Gleichstrom und Gegenstrom, Wärmebilanz des Kühlmediums, CSTR mit Wärmeaustausch, Multiple Stationäre Zustände, Zünd-Lösch Verhalten, Stabilität eines CSTR, Komplexe Reaktionen in nicht-isothermen Reaktoren, optimales Temperaturprofil eines Reaktors)

lecture notes Raimund Horn

skript Frerich Keil

Books:

M. Baerns, A. Behr, A. Brehm, J. Gmehling, H. Hofmann, U. Onken, A. Renken, Technische Chemie, Wiley-VCH

G. Emig, E. Klemm, Technische Chemie, Springer

A. Behr, D. W. Agar, J. Jörissen, Einführung in die Technische Chemie 

E. Müller-Erlwein, Chemische Reaktionstechnik 2012, 2. Auflage, Teubner Verlag

J. Hagen, Chemiereaktoren: Auslegung und Simulation, 2004, Wiley-VCH

H. S. Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall B

H. S. Fogler, Essentials of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall

O. Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, John Wiley & Sons, 1998 

L. D. Schmidt, The Engineering of Chemical Reactions, Oxford Univ. Press, 2009

J. B. Butt, Reaction Kinetics and Reactor Design, 2000, Marcel Dekker

R. Aris, Elementary Chemical Reactor Analysis, Dover Pubn. Inc., 2000

M. E. Davis, R. J. Davis, Fundamentals of Chemical Reaction Engineering, McGraw Hill

G. F. Froment, K. B. Bischoff, J. De Wilde, Chemical Reactor Analysis and Design, John Wiley & Sons, 2010

A. Jess, P. Wasserscheid, Chemical Technology  An Integrated Textbook, WILEY-VCH 

Grundbegriffe der Reaktionstechnik, Definitionen, Konzentrationsberechnungen (Reaktor, Reaktionsgemisch, Reaktanten, Produkte, Begleitstoffe, Reaktionsvolumen, Reaktorvolumen, Chemische Reaktion, Masse, Stoffmenge, Molenbruch, Volumen, Dichte, molare Konzentration, Massen-Konzentration, Molalität, Partialdruck, Hydrodynamische Verweilzeit, Raumzeit, Reaktionslaufzahl, Durchsatz eines Reaktors, Belastung eines Reaktors, Umsatz, Selektivität, Ausbeute, Konzentrationsberechnungen in ruhenden und strömenden Multikomponenten-Mischungen)

Stöchiometrie und stöchiometrische Berechnungen (Einfache Reaktionen, Komplexe Reaktionen, Schlüsselreaktionen, Schlüsselspezies, Matrix der stöchiometrischen Koeffizienten, linear abhängige und unabhängige Reaktionen, Element-Spezies-Matrix, reduzierte Stufenform einer Matrix, Rang einer Matrix, Gauss Jordan Eliminierung, Zusammenhang Stöchiometrie und Kinetik, Berechnung der Reaktionslaufzahlen bei multiplen Reaktionen aus Stoffmengenänderungen)

Thermodynamik (Was ist Thermodynamik?, Bedeutung der Thermodynamik in der Reaktionstechnik, Nulltet Hauptsatz, Temperaturskalen, Temperaturmessung in der Praxis, 1. Hauptsatz, Innere Energie, Enthalpie, Kalorimeter, Reaktionsenthalpie, Standardbildungsenthalpie, Satz von Hess, Wärmekapazität, Kirchhoff'scher Satz, Standardreaktionsenthalpie, Druckabhängigkeit der Reaktionsenthalpie, 2. Hauptsatz, Reversible und Irreversible Zustandsänderungen, Entropie, Clausius'sche Ungleichung, Freie Energie, Freie Enthalpie, Chemisches Potential, Chemisches Gleichgewicht, Aktivität, Van't Hoff'sche Reaktionsisobare, Gleichgewichtsberechnungen an ausgewählten Beispielen, Prinzip von Le Chatelier und Braun, Gleichgewichtsberechnung bei multiplen Reaktionen, Lagrange'sche Multiplikatoren)

Chemische Kinetik (Reversible und Irreversible Reaktionen, Homogene und Heterogene Reaktionen, Elementarschritt, Reaktionsmechanismus, Mikrokinetik, Makrokinetik, Formalkinetik, Reaktionsgeschwindigkeit, Stoffmengenänderungsgeschwindigkeit, Arrhenius-Gleichung, Aktivierungsenergie und Vorfaktor bei komplexen Reaktionen, Reaktion 0., 1., 2. Ordnung, Integration der Geschwindigkeitsgesetze, Damköhler-Zahl, Differentielle und Integrale Methode der Kinetischen Analyse, Grundtypen von Laborreaktoren zum Messen von Kinetiken, Halbwertszeiten, Kinetik komplexer Reaktionen, Parallelreaktionen, Reversible Reaktionen, Folgereaktionen, Reaktion mit vorgelagertem Gleichgewicht, Reduktion von Reaktionsmechanismen, Quasistationarität nach Bodenstein, Geschwindigkeitsbestimmender Schritt, Michaelis-Menten Kinetik, Analytische Integration von Differentialgleichungen 1. Ordnung - integrierender Faktor, Numerische Integration Komplexer Kinetiken)

Typen Chemischer Reaktionsapparate (Chemische Reaktoren in Industrie und Labor, Ideale vs. Reale Reaktoren, Diskontinuierliche-, Halbkontinuierliche-, Kontinuierliche Reaktoren, Einphasig- Zweiphasig- Mehrphasige Reaktoren, Batch-Reaktor, Semi-Batch Reaktor, CSTR, Plug Flow Reaktor, Festbettreaktoren, Hordenreaktor, Drehrohröfen, Wirbelschichten, Gas-Flüssig-Reaktoren, Dreiphasen-Reaktoren)

Isotherme Idealreaktoren (Molbilanz eines chemische Reaktors, Molbilanz des Batch-Reaktors, Integration der Molbilanz des Batch-Reaktors für verschiedene Kinetiken, Partialbruchzerlegung, Molbilanz des Semibatch-Reaktors, Molbilanz des Plug Flow Reaktors, Analogie Batch Reaktor - PFR, Auslegung von PFR's bei Reaktionen mit Volumenänderung, komplexen Reaktionen, Molbilanz eines katalytischen Festbett-Reaktors, Auslegung eines Membranreaktors, Molbilanz des CSTR, Vergleich von CSTR und PFR hinsichtlich Umsatz und Selektivität, Molbilanz der Rührkesselkaskade, Numerisch-Iterative Berechnung von Rührkesselkaskaden, Newton-Raphson Verfahren, Graphische Auslegung von Rührkesselkaskaden)

Nichtisotherme Idealreaktoren (Energiebilanz chemischer Reaktoren, adiabate Reaktoren, adiabatische Temperaturerhöhung, Hordenreaktor für adiabate exotherme Gleichgewichtsreaktionen, Auslegung eines adiabaten Strömungsrohres, Levenspiel-Plots, Wärmedurchgang durch eine Reaktorwand, Wärmeübergang, Wärmeleitung, Wärmedurchgang durch eine gekrümmte Wand, Auslegung eines PFR im Gleichstrom und Gegenstrom, Wärmebilanz des Kühlmediums, CSTR mit Wärmeaustausch, Multiple Stationäre Zustände, Zünd-Lösch Verhalten, Stabilität eines CSTR, Komplexe Reaktionen in nicht-isothermen Reaktoren, optimales Temperaturprofil eines Reaktors)

lecture notes Raimund Horn

skript Frerich Keil

Books:

M. Baerns, A. Behr, A. Brehm, J. Gmehling, H. Hofmann, U. Onken, A. Renken, Technische Chemie, Wiley-VCH

G. Emig, E. Klemm, Technische Chemie, Springer

A. Behr, D. W. Agar, J. Jörissen, Einführung in die Technische Chemie 

E. Müller-Erlwein, Chemische Reaktionstechnik 2012, 2. Auflage, Teubner Verlag

J. Hagen, Chemiereaktoren: Auslegung und Simulation, 2004, Wiley-VCH

H. S. Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall B

H. S. Fogler, Essentials of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall

O. Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, John Wiley & Sons, 1998 

L. D. Schmidt, The Engineering of Chemical Reactions, Oxford Univ. Press, 2009

J. B. Butt, Reaction Kinetics and Reactor Design, 2000, Marcel Dekker

R. Aris, Elementary Chemical Reactor Analysis, Dover Pubn. Inc., 2000

M. E. Davis, R. J. Davis, Fundamentals of Chemical Reaction Engineering, McGraw Hill

G. F. Froment, K. B. Bischoff, J. De Wilde, Chemical Reactor Analysis and Design, John Wiley & Sons, 2010

A. Jess, P. Wasserscheid, Chemical Technology  An Integrated Textbook, WILEY-VCH 

Durchführung und Auswertung mehrerer Versuche aus dem Gebiet der Chemischen  Reaktionstechnik. Schwerpunkt: Idealreaktoren
* Satzreaktoren-Schätzung kinetischer Parameter für die Verseifung von Ethylacetat
* Kontinuierlicher Rührkessel, Verweilzeitverteilung, Reaktion
* Rührkesselkaskade, Verweilzeitspektrum
* Rohrreaktor, Verweilzeitspekrum, Reaktion

Vor der praktischen Durchführung der Versuche findet ein Kolloquium statt, in dem die Studierenden die theoretischen Grundlagen der Versuche sowie deren Umsetzung in die Praxis erläutern, reflektieren und diskutieren.

Die Studierenden verfassen zu jedem Versuch ein Protokoll. Sie erhalten Feedback zur Wissenschaftlichkeit ihrer Texte sowie wissenschaftlichen Standards (Zitierweise, Bildbeschriftung, etc.), sodass sie ihre Fertigkeiten diesbezüglich über den Verlauf des Praktikums kontinuierlich verbessern können

Levenspiel, O.: Chemical reaction engineering; John Wiley & Sons, New York, 3. Ed., 1999 VTM 309(LB)

Praktikumsskript

Skript Chemische Verfahrenstechnik 1 (F.Keil)

8. Kreisprozesse

9. Gas-Dampf-Gemische

10. Stationäre Fließprozesse

11. Verbrennungsprozesse

12. Sondergebiete

In der Vorlesung werden Funk-Abstimmungsgeräte („Clicker“) eingesetzt. Die Studierenden können hierdurch das Verständnis des Vorlesungsstoffes direkt überprüfen und dadurch gezielte Fragen an den Dozenten richten. Außerdem erhält der Dozent ein unmittelbares Feedback zum Kenntnisstand der Studierenden und zu Schwächen der eigenen Darstellung des Vorlesungsstoffes.

• Schmitz, G.: Technische Thermodynamik, TuTech Verlag, Hamburg, 2009

• Baehr, H.D.; Kabelac, S.: Thermodynamik, 15. Auflage, Springer Verlag, Berlin 2012

• Potter, M.; Somerton, C.: Thermodynamics for Engineers, Mc GrawHill, 1993

Grundzüge der Differential- und Integralrechnung mehrerer Variablen:

• Differentialrechnung mehrerer Veränderlichen
• Mittelwertsätze und Taylorscher Satz
• Extremwertbestimmung
• Implizit definierte Funktionen
• Extremwertbestimmung bei Gleichungsnebenbedinungen
• Newton-Verfahren für mehrere Variablen
• Bereichsintegrale
• Kurven- und Flächenintegrale
• Integralsätze von Gauß und Stokes

• http://www.math.uni-hamburg.de/teaching/export/tuhh/index.html

  
  

Grundzüge der Theorie und Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen

• Einführung und elementare Methoden
• Existenz und Eindeutigkeit bei Anfangswertaufgaben
• Lineare Differentialgleichungen
• Stabilität und qualitatives Lösungsverhalten
• Randwertaufgaben und Grundbegriffe der Variationsrechnung
• Eigenwertaufgaben
• Numerische Verfahren zur Integration von Anfangs- und Randwertaufgaben
• Grundtypen bei partiellen Differentialgleichungen

• http://www.math.uni-hamburg.de/teaching/export/tuhh/index.html

  
  

• Einführung und Begriffe
• Werkstoffe in der Verfahrenstechnik
  
• Regeln für das normgerechte Erstellen von technischen Zeichnungen und Fließbildern
• Beispiele für Apparate und Apparateelemente
• Normgerechtes Erstellen von technischen Zeichnungen und Fließbilder
• Perspektivisches Darstellen von Rohrleitungssystemen und Apparateelementen
• Kesselformeln
• Spannungen und Dehnungen für den dickwandigen Hohlzylinder
• Wanddickenberechnung für den dünnwandigen Hohlzylinder mit Hilfe von Festigkeitsbedingung und Festigkeitshypothesen
• System Flansch-Schraube-Dichtung, Dichtungen
  
• Welle-Nabe-Verbindungen
• Lager
• Schraubenverbindungen
• Schweißverbindungen
  
• Wärmeübertrager

• Bargel, H.-J.; Schulze, G. (Hrsg.): Werkstoffkunde. Berlin u.a., Springer Vieweg, 2012.
• Bergmann, W.:  Werkstofftechnik 1. München u.a., Hanser, 2009.
  
• Bergmann, W.:  Werkstofftechnik 2. München u.a., Hanser, 2008.
• Callister, W. D.; Rethwisch, D. G.: Materialwissenschaften und Werkstofftechnik: eine Einführung, Übersetzungshrsg.: Scheffler, M., 1. Auflage, Weinheim, Wiley-VCH, 2013.
• Klapp, E.: Apparate- und Anlagentechnik, Springer, Berlin, 2002.
• Tietze, W.: Taschenbuch Dichtungstechnik, Vulkan, Essen, 2005.
• Titze, H., Wilke, H.-P.: Elemente des Apparatebaus, Springer, Berlin, 1992.
• Schwaigerer, S., Mühlenbeck, G.: Festigkeitsberechnung im Dampfkessel-, Behälter- und Rohrleitungsbau, Springer, Berlin, 1997.
• Seidel, W. W.,Hahn, F.: Werkstofftechnik. München u.a., Hanser, 2012. 
• Wagner, W.: Festigkeitsberechnungen im Apparate- und Rohrleitungsbau, Würzburg, Vogel, 2007.
• Wittel, H., Muhs, D., Jannasch, D.; Voßiek, J.: Roloff/Matek Maschinenelemente, Wiesbaden, Springer Vieweg, 22. Auflage, 2015.

• Einführung und Begriffe
• Werkstoffe in der Verfahrenstechnik
  
• Regeln für das normgerechte Erstellen von technischen Zeichnungen und Fließbildern
• Beispiele für Apparate und Apparateelemente
• Normgerechtes Erstellen von technischen Zeichnungen und Fließbilder
• Perspektivisches Darstellen von Rohrleitungssystemen und Apparateelementen
• Kesselformeln
• Spannungen und Dehnungen für den dickwandigen Hohlzylinder
• Wanddickenberechnung für den dünnwandigen Hohlzylinder mit Hilfe von Festigkeitsbedingung und Festigkeitshypothesen
• System Flansch-Schraube-Dichtung, Dichtungen
  
• Welle-Nabe-Verbindungen
• Lager
• Schraubenverbindungen
• Schweißverbindungen
  
• Wärmeübertrager

• Bargel, H.-J.; Schulze, G. (Hrsg.): Werkstoffkunde. Berlin u.a., Springer Vieweg, 2012.
• Bergmann, W.:  Werkstofftechnik 1. München u.a., Hanser, 2009.
  
• Bergmann, W.:  Werkstofftechnik 2. München u.a., Hanser, 2008.
• Callister, W. D.; Rethwisch, D. G.: Materialwissenschaften und Werkstofftechnik: eine Einführung, Übersetzungshrsg.: Scheffler, M., 1. Auflage, Weinheim, Wiley-VCH, 2013.
  
• Klapp, E.: Apparate- und Anlagentechnik, Springer, Berlin, 2002.
• Tietze, W.: Taschenbuch Dichtungstechnik, Vulkan, Essen, 2005.
• Titze, H., Wilke, H.-P.: Elemente des Apparatebaus, Springer, Berlin, 1992.
• Schwaigerer, S., Mühlenbeck, G.: Festigkeitsberechnung im Dampfkessel-, Behälter- und Rohrleitungsbau, Springer, Berlin, 1997.
• Seidel, W. W.,Hahn, F.: Werkstofftechnik. München u.a., Hanser, 2012. 
• Wagner, W.: Festigkeitsberechnungen im Apparate- und Rohrleitungsbau, Würzburg, Vogel, 2007.
• Wittel, H., Muhs, D., Jannasch, D.; Voßiek, J.: Roloff/Matek Maschinenelemente, Wiesbaden, Springer Vieweg, 22. Auflage, 2015.
  

• Stoffgrößen und physikalische Eigenschaften
• Hydrostatik
• Integrale Bilanzen - Stromfadentheorie
• Integrale Bilanzen - Erhaltungssätze
• Differentielle Bilanzen - Navier Stokes Gleichungen
• Wirbelfreie Strömungen - Potenzialströmungen
• Umströmung von Körpern - Ähnlichkeitstheorie
• Turbulente Strömungen
• Kompressible Strömungen
• Rohrhydraulik
• Turbomaschinen

1. Crowe, C. T.: Engineering fluid mechanics. Wiley, New York, 2009.
2. Durst, F.: Strömungsmechanik: Einführung in die Theorie der Strömungen von Fluiden. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2006.
3. Fox, R.W.; et al.: Introduction to Fluid Mechanics. J. Wiley & Sons, 1994
4. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Eine Einführung in die Physik und die mathematische Modellierung von Strömungen. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2006
5. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Einführung in die Physik von technischen Strömungen: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2008
6. Kuhlmann, H.C.:  Strömungsmechanik. München, Pearson Studium, 2007
7. Oertl, H.: Strömungsmechanik: Grundlagen, Grundgleichungen, Lösungsmethoden, Softwarebeispiele. Vieweg+ Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2009
8. Schade, H.; Kunz, E.: Strömungslehre. Verlag de Gruyter, Berlin, New York, 2007
9. Truckenbrodt, E.: Fluidmechanik 1: Grundlagen und elementare Strömungsvorgänge dichtebeständiger Fluide. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2008
10. Schlichting, H. : Grenzschicht-Theorie. Springer-Verlag, Berlin, 2006
11. van Dyke, M.: An Album of Fluid Motion. The Parabolic Press, Stanford California, 1882.
12. White, F.: Fluid Mechanics, Mcgraw-Hill, ISBN-10: 0071311211, ISBN-13: 978-0071311212, 2011

In der Hörsaalübung werden die Inhalte der Vorlesung weiter vertieft und in die praktische Anwendung überführt. Dies geschieht anhand von Beispielsaufgaben aus der Praxis, die den Studierenden nach der Vorlesung zum Download bereitgestellt werden. Die Studierenden sollen diese Aufgaben mit Hilfe des Vorlesungsstoffes eigenständig oder in Gruppen lösen. Die Lösung wird dann mit Studierenden unter wissenschaftlicher Anleitung diskutiert, wobei Aufgabenteile an der Tafel präsentiert werden. Am Ende der Hörsaalübung wird die Aufgabe an der Tafel korrekt vorgerechnet. Parallel zur Hörsaalübung finden Tutorien statt, bei denen die Studierenden in Kleingruppen Klausuraufgaben unter Zeitvorgabe rechnen und die Lösung anschließend diskutieren

1. Crowe, C. T.: Engineering fluid mechanics. Wiley, New York, 2009.
2. Durst, F.: Strömungsmechanik: Einführung in die Theorie der Strömungen von Fluiden. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2006.
3. Fox, R.W.; et al.: Introduction to Fluid Mechanics. J. Wiley & Sons, 1994
4. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Eine Einführung in die Physik und die mathematische Modellierung von Strömungen. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2006
5. Herwig, H.: Strömungsmechanik: Einführung in die Physik von technischen Strömungen: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2008
6. Kuhlmann, H.C.:  Strömungsmechanik. München, Pearson Studium, 2007
7. Oertl, H.: Strömungsmechanik: Grundlagen, Grundgleichungen, Lösungsmethoden, Softwarebeispiele. Vieweg+ Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden, 2009
8. Schade, H.; Kunz, E.: Strömungslehre. Verlag de Gruyter, Berlin, New York, 2007
9. Truckenbrodt, E.: Fluidmechanik 1: Grundlagen und elementare Strömungsvorgänge dichtebeständiger Fluide. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2008
10. Schlichting, H. : Grenzschicht-Theorie. Springer-Verlag, Berlin, 2006
11. van Dyke, M.: An Album of Fluid Motion. The Parabolic Press, Stanford California, 1882.
12. White, F.: Fluid Mechanics, Mcgraw-Hill, ISBN-10: 0071311211, ISBN-13: 978-0071311212, 2011

1. Einführung: Anwendungen der Mischphasenthermodynamik
2. Thermodynamische Beziehungen in Mehrkomponentensystemen: Fundamentalgleichungen, chemisches Potential, Fugazität
3. Phasengleichgewichte von Reinstoffen: Thermodynamisches Gleichgewicht, Dampfdruck, Gibbs‘sche Phasenregel 
4. Zustandsgleichungen: Virialgleichungen, van-der-Waals Gleichung, generalisierte Zustandsgleichungen
5. Mischungsgrößen: Ideale und reale Mischungen, Exzessgrößen, partiell molare Größen
6. Dampf-Flüssig-Gleichgewichte: binäre Systeme,  Azeotrope, Phasengleichgewichtbeziehung
7. Gas-Flüssig-Gleichgewichte: Gleichgewichtsbedingungen, Henry-Koeffizient
8. G^E-Modelle: Hildebrand-Modell, Flory-Huggins-Modell, Wilson-Modell, UNIQUAC, UNIFAC
9. Flüssig-Flüssig-Gleichgewichte: Gleichgewichtsbedingung, Phasengleichgewichte in binären und ternären Systemen
10. Fest-Flüssig-Gleichgewichte: Gleichgewichtsbedingung, binäre Systeme
11. Chemische Reaktionen: Reaktionslaufzahl, Massenwirkungsgesetz, Druck- und Temperatureinfluss
12. Osmotischer Druck

• Jürgen Gmehling, Bärbel Kolbe: Thermodynamik. VCH 1992
• J.M. Prausnitz, R.N. Lichtenthaler, E.G. de Azevedo: Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, 3rd ed. Prentice Hall, 1999.
• J.W. Tester, M. Modell: Thermodynamics and its Applications. 3^rd ed. Prentice Hall, 1997.J.P. O´Connell, J.M. Haile: Thermodynamics. Cambridge University Press, 2005.

1. Einführung: Anwendungen der Mischphasenthermodynamik
2. Thermodynamische Beziehungen in Mehrkomponentensystemen: Fundamentalgleichungen, chemisches Potential, Fugazität
3. Phasengleichgewichte von Reinstoffen: Thermodynamisches Gleichgewicht, Dampfdruck, Gibbs‘sche Phasenregel 
4. Zustandsgleichungen: Virialgleichungen, van-der-Waals Gleichung, generalisierte Zustandsgleichungen
5. Mischungsgrößen: Ideale und reale Mischungen, Exzessgrößen, partiell molare Größen
6. Dampf-Flüssig-Gleichgewichte: binäre Systeme,  Azeotrope, Phasengleichgewichtbeziehung
7. Gas-Flüssig-Gleichgewichte: Gleichgewichtsbedingungen, Henry-Koeffizient
8. G^E-Modelle: Hildebrand-Modell, Flory-Huggins-Modell, Wilson-Modell, UNIQUAC, UNIFAC
9. Flüssig-Flüssig-Gleichgewichte: Gleichgewichtsbedingung, Phasengleichgewichte in binären und ternären Systemen
10. Fest-Flüssig-Gleichgewichte: Gleichgewichtsbedingung, binäre Systeme
11. Chemische Reaktionen: Reaktionslaufzahl, Massenwirkungsgesetz, Druck- und Temperatureinfluss
12. Osmotischer Druck

Die Studierenden bearbeiten Aufgaben in Kleingruppen und stellen die Ergebnisse in der Übungsgruppe vor.

• Jürgen Gmehling, Bärbel Kolbe: Thermodynamik. VCH 1992
• J.M. Prausnitz, R.N. Lichtenthaler, E.G. de Azevedo: Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, 3rd ed. Prentice Hall, 1999.
• J.W. Tester, M. Modell: Thermodynamics and its Applications. 3^rd ed. Prentice Hall, 1997.J.P. O´Connell, J.M. Haile: Thermodynamics. Cambridge University Press, 2005.

1. Einführung: Anwendungen der Mischphasenthermodynamik
2. Thermodynamische Beziehungen in Mehrkomponentensystemen: Fundamentalgleichungen, chemisches Potential, Fugazität
3. Phasengleichgewichte von Reinstoffen: Thermodynamisches Gleichgewicht, Dampfdruck, Gibbs‘sche Phasenregel 
4. Zustandsgleichungen: Virialgleichungen, van-der-Waals Gleichung, generalisierte Zustandsgleichungen
5. Mischungsgrößen: Ideale und reale Mischungen, Exzessgrößen, partiell molare Größen
6. Dampf-Flüssig-Gleichgewichte: binäre Systeme,  Azeotrope, Phasengleichgewichtbeziehung
7. Gas-Flüssig-Gleichgewichte: Gleichgewichtsbedingungen, Henry-Koeffizient
8. G^E-Modelle: Hildebrand-Modell, Flory-Huggins-Modell, Wilson-Modell, UNIQUAC, UNIFAC
9. Flüssig-Flüssig-Gleichgewichte: Gleichgewichtsbedingung, Phasengleichgewichte in binären und ternären Systemen
10. Fest-Flüssig-Gleichgewichte: Gleichgewichtsbedingung, binäre Systeme
11. Chemische Reaktionen: Reaktionslaufzahl, Massenwirkungsgesetz, Druck- und Temperatureinfluss
12. Osmotischer Druck

• Jürgen Gmehling, Bärbel Kolbe: Thermodynamik. VCH 1992
• J.M. Prausnitz, R.N. Lichtenthaler, E.G. de Azevedo: Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, 3rd ed. Prentice Hall, 1999.
• J.W. Tester, M. Modell: Thermodynamics and its Applications. 3^rd ed. Prentice Hall, 1997.J.P. O´Connell, J.M. Haile: Thermodynamics. Cambridge University Press, 2005.

• Einführung in Python und allgemeine Programmierkonzepte

• • Grundkenntnisse

  • Modularisierung und Namensräume

  • Datenstrukturen wie Arrays, Listen, Bäume, Dictionaries

  • Einfache Algorithmen und Laufzeiten

  • Jenseits genauer Berechenbarkeit: Nutzung von Zufall und Annäherung

  • Random walks und Simulation

  • Stochastische Programme, Wahrscheinlichkeit, Verteilungen

  • Monte-Carlo-Simulation und approximative Berechnung

  • Sampling, zentraler Grenzwertsatz, Konfidenzintervalle

• Data-Handling: experimentelle Daten aufbereiten und verstehen

  • Daten aus Files extrahieren

  • Daten visualisieren: Plotting, Diagramme, Heatmaps

  • Modellerstellung: Curve Fitting, Linear Regression, ...

• Machine Learning Tools: Struktur und Muster in Daten finden

  • Feature vectors und distance metrics

  • Clustering

  • Classification methods

• Netzwerke und Kommunikation

  • Internet und Security Basics (z.B. TLS)

  • Einfache Client Server Programmierung mit TCP und TLS

  • Internet of Things (z.B. auch mit Bezug zu Daten)

• Weitere Computer-Fertigkeiten wie z.B. Umgang mit Dateiformaten und User Interface Programmierung werden im Sinne von "Learning by doing" in die Beispiele bzw. Übungen integriert. Ähnliches gilt für fortgeschrittene Programmiertechniken.

John V. Guttag: Introduction to Computation and Programming Using Python.
With Application to Understanding Data. 2nd Edition. The MIT Press, 2016.

• Einführung: Status und aktuelle Entwicklung in der Biotechnologie, Vorstellung der Vorlesung  
• Enzymkinetik: Michaelis Menten, Inhibierungstypen, Linearierung, Umsatz, Ausbeute und Selektivität  (Prof. Liese) 
• Stoichiometrie: Atmungskoefffizienten, Elektronenbilanz, Reduktionsgrad, Ausbeutekoeffizienten, theoretischer O₂-Bedarf (Prof. Liese)
• Mikrobielle Wachstumskinetik: Batch-, und Chemostatkultur (Prof. Zeng)
• Kinetik des Substratverbrauchs und der Produktbildung (Prof. Zeng)
• Rheologie: Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten, Viskosität, Rührorgane, Energieeintrag (Prof. Liese)
• Transportprozesse im Bioreaktor (Prof. Zeng)
• Sterilisationstechnik (Prof. Zeng)
• Grundlagen der Bioprozessführung : Bioreaktoren und Berechnung für Batch, Fed-Batch und kontinuierliche Bioprozesse
  (Prof. Zeng/Prof. Liese)
• Aufarbeitungstechniken: Zellaufschluß, Zentrifugation, Filtration, wäßrige 2-Phasen Systeme (Prof. Liese)
  

In diesem Modul werden VIPS (Online-Quizzes) genutzt, um die Studierenden zum kontinuierlichen Arbeiten anzuregen und deren aktuellen Wissensstand für die Dozierenden sichtbar zu machen.

K. Buchholz, V. Kasche, U. Bornscheuer: Biocatalysts and Enzyme Technology, 2. Aufl. Wiley-VCH, 2012

H. Chmiel: Bioprozeßtechnik, Elsevier, 2006

R.H. Balz et al.: Manual of Industrial Microbiology and Biotechnology, 3. edition, ASM Press, 2010 

H.W. Blanch, D. Clark: Biochemical Engineering, Taylor & Francis, 1997 

P. M. Doran: Bioprocess Engineering Principles, 2. edition, Academic Press, 2013

1. Einführung (Prof. Liese, Prof. Zeng)

2. Enzymatische Kinetik (Prof. Liese)

3. Stoichiometrie I + II (Prof. Liese)

4. Mikrobielle Kinetik I+II (Prof. Zeng)

5. Rheologie (Prof. Liese)

6. Stofftransport in Bioprozessen (Prof. Zeng)

7. Kontinuierliche Kultur (Chemostat) (Prof. Zeng)

8. Sterilisation (Prof. Zeng)

9. Aufarbeitung (Prof. Liese)

10. Repetitorium (Reserve) (Prof. Liese, Prof. Zeng)

In diesem Modul werden VIPS (Online-Quizzes) genutzt, um die Studierenden zum kontinuierlichen Arbeiten anzuregen und deren aktuellen Wissensstand für die Dozierenden sichtbar zu machen.

In diesem Praktikum werden die Kultivierungs- und Aufarbeitungstechniken am Beispiel der Produktion eines Enzyms mit einem rekombinanten Mikroorganismus aufgezeigt. Darüber hinaus werden die Charakterisierung und Simulation der Enzymkinetik sowie die Anwendung des Enzyms in einem Enzymreaktor durchgeführt.

Die Studierenden verfassen zu jedem Versuch ein Protokoll. 

• Elektrische Energie im Energiesystem
• Nachfrage und Nutzung elektrischer Energie (Haushalte, Industrie, "neue" Nachfrager (u.a. e-Mobilität))
• Stromerzeugung
  • Stromerzeugungstechniken aus fossilen Energieträgern und ihre Erzeugungscharakteristik
  • KWK-Technologien und ihre Erzeugungscharakteristik
  • Stromerzeugungstechniken aus erneuerbarer Energien und ihre   Erzeugungscharakteristik 
• Stromverteilung
  • "Klassische" Verteilung elektrischer Energie
  • Herausforderungen fluktuierender dezentraler Stromerzeugung 
• Stromhandel (Strommarkt, Strombörse, Emissionshandel)
• Fernwärmewirtschaft 
• Rechtliche und administrative Aspekte
  • Energiewirtschaftsgesetz
  • Förderinstrumente für erneuerbare Energien 
  • KWK-Gesetz
• Kosten- und Wirtschaftlichkeitsrechnung

Folien der Vorlesung

• Energie: Entwicklung und Bedeutung
• Grundlagen und Grundbegriffe
• Energienachfrage und deren Entwicklung (Wärme, Strom, Kraftstoffe)
• Energievorräte und -quellen
• Kosten- und Wirtschaftlichkeitsrechnung
• End-/Nutzenergie aus Mineralöl, Erdgas, Kohle, Uran, Sonstige
• Rechtliche, administrative und organisatorische Aspekte von Energiesystemen
• Energiesysteme als permanente Optimierungsaufgabe

• Kopien der Folien

• Einleitung
• Sonnenenergie zur Wärme- und Stromerzeugung
• Windenergie zur Stromerzeugung
• Wasserkraft zur Stromerzeugung
• Meeresenergie zur Stromerzeugung
• Geothermische Energie zur Wärme- und Stromerzeugung

• Kaltschmitt, M.; Streicher, W.; Wiese, A. (Hrsg.): Erneuerbare Energien - System­technik, Wirtschaft­lichkeit, Umweltaspekte; Springer, Berlin, Heidelberg, 2006, 4. Auflage
• Kaltschmitt, M.; Streicher, W.; Wiese, A. (Hrsg.): Renewable Energy - Technology, Economics and Environment; Springer, Berlin, Heidelberg,2007

Die Studierenden bearbeiten Aufgaben im Bereich der erneuerbaren Energien. Ihre Lösungsansätze präsentieren sie in der Übungsgruppe und diskutieren mit den Mitstudierenden und dem Lehrpersonal im Anschluss darüber.

Mögliche Themen der Aufgaben sind:

• Solarthermische Wärmeerzeugung
• Konzentration Solarthermie
• Photovoltaik 
  
• Windenergie
  
• Wasserkraft
  
• Wärmepumpe
  
• Tiefe Geothermie

• Kaltschmitt, M.; Streicher, W.; Wiese, A. (Hrsg.): Erneuerbare Energien - System­technik, Wirtschaft­lichkeit, Umweltaspekte; Springer, Berlin, Heidelberg, 2006, 4. Auflage
• Kaltschmitt, M.; Streicher, W.; Wiese, A. (Hrsg.): Renewable Energy - Technology, Economics and Environment; Springer, Berlin, Heidelberg,2007

Das Praktikum Umwelttechnik besteht derzeit aus 5 Versuchen, welche die unterschiedlichen Schwerpunkte der Umwelttechnik in den Bereichen Luft, Wasser, Boden, Energie und Lärm behandeln. Dazu werden die folgenden Versuche durchgeführt:

Biologische Abbaubarkeit von Kunststoffen,

Feinstaubmessung in der Luft,

Wasseranalytik,

Lärmemissionsmessung,

Photovoltaische Stromerzeugung,

Innerhalb des Laborpraktikums diskutieren die Studierenden verschiedene technisch-wissenschaftliche Aufgabenstellungen, sowohl fachspezifisch und fachübergreifend. Sie sprechen verschiedene Lösungsansätze der Aufgabenstellung durch und beraten über die theoretische oder praktische Umsetzung.

1. Einführende Vorlesung in die Umweltwissenschaft:
2. Umwelteffekte und Schadwirkungen
3. Abwassertechnik
4. Luftreinhaltung
5. Lärmschutz
6. Abfallentsorgung/Recycling
7. Grundwasserschutz/Bodenschutz
8. Erneuerbare Energien
9. Ressourcenschonung und Energieeffizienz
   
   

Förster, U.: Umweltschutztechnik; 2012; Springer Berlin (Verlag) 8., Aufl. 2012; 978-3-642-22972-5 (ISBN)

Folgende Tätigkeiten können Studierenden angerechnet werden:

• Praktika in der Industrie (z.B. auch in den Semesterferien)
• Abgeschlossene praktische Projekte mit Konstruktions- und Werkstatttätigkeit (Grundpraktikum) an Instituten der VT
• Tätigkeiten an Versuchsanlagen in Instituten der VT
• Eigenes Projekt in Studierendenwerkstatt
• Kleine Projekte im FabLab

Für weitere Hinweise siehe https://www.tuhh.de/verfahrenstechnik/lehre.html

Folgende Veranstaltungen können als Vortrag angerechnet werden:

• Ringvorlesungen
• VT-Kolloquien
• Mastervorträge

Für nähere Informationen s. https://www.tuhh.de/verfahrenstechnik/lehre.html

1. Wärmeübertragung
   1. Einführung, Eindimensionale Wärmeleitung
   2. Konvektiver Wärmeübergang, Wärmedurchgang
   3. Wärmeübertrager
   4. Mehrdimensionale Wärmeleitung
   5. Instationäre Wärmeleitung
   6. Wärmestrahlung
2. Stoffübertragung
   1. Einseitige Diffusion, Äquimolare Gegenstromdiffusion
   2. Grenzschichttheorie, Instationäre Stoffübertragung
   3. Wärme- und Stoffübertragung Einzelpartikel/Festbett
   4. Kopplung Stoffübertragung mit chemischen Reaktionen

Für die Verbesserung der Anschaulichkeit in der Vorlesung wurden für die Studierenden Videos ausgesucht, die in die Vorlesungen eingebunden waren. Zur Gestaltung der Selbstlernzeit wurden semesterbegleitenden Aufgaben entwickelt, mit denen die Studierenden sich während des Semesters vertieft auf den Lehrinhalt vorbereiten.

1. H.D. Baehr und K. Stephan: Wärme- und Stoffübertragung, Springer
2. VDI-Wärmeatlas

• Einführung in die thermische Verfahrenstechnik und Grundzüge von Trennprozessen
• Einfache Gleichgewichtsprozesse, Vielstufenprozesse
• Rektifikation binärer Gemische, Enthalpie-Konzentrations-Diagramm
• Extraktive und Azeotrope Destillation, Wasserdampfdestillation, Absatzweise Rektifikation
• Extraktion: Trennungen ternärer Systeme, Dreiecksdiagramm
• Mehrkomponententrennungen einschließlich komplexer Gemische
• Auslegung von Trennapparaten ohne diskrete Stufen
• Trocknung
• Chromatographische Trennverfahren
• Membrantrennverfahren
• Energiebedarf von Trennprozessen
• Erweiterte Übersicht zu Trennprozessen
• Auswahl von Trennprozessen

• G. Brunner: Skriptum Thermische Verfahrenstechnik
• J. King: Separation Processes, McGraw-Hill, 2. Aufl. 1980
• Sattler: Thermische Trennverfahren, VCH, Weinheim 1995
• J.D. Seader, E.J. Henley: Separation Process Principles, Wiley, New York, 1998.
• Mersmann: Thermische Verfahrenstechnik, Springer, 1980
• Grassmann, Widmer, Sinn: Einführung in die Thermische Verfahrenstechnik, 3. Aufl., Walter de Gruyter, Berlin 1997
• Brunner, G.: Gas extraction. An introduction to fundamentals of supercritical fluids and the application to separation processes. Steinkopff, Darmstadt; Springer, New York; 1994. ISBN 3-7985-0944-1 ; ISBN 0-387-91477-3 .
• R. Goedecke (Hrsg.): Fluid-Verfahrenstechnik, Wiley-VCH Verlag, Weinheim, 2006.
  • Perry"s Chemical Engineers" Handbook, R.H. Perry, D.W. Green, J.O. Maloney (Hrsg.), 6th ed., McGraw-Hill, New York 1984 Ullmann"s Enzyklopädie der Technischen Chemie

• Einführung in die thermische Verfahrenstechnik und Grundzüge von Trennprozessen
• Einfache Gleichgewichtsprozesse, Vielstufenprozesse
• Rektifikation binärer Gemische, Enthalpie-Konzentrations-Diagramm
• Extraktive und Azeotrope Destillation, Wasserdampfdestillation, Absatzweise Rektifikation
• Extraktion: Trennungen ternärer Systeme, Dreiecksdiagramm
• Mehrkomponententrennungen einschließlich komplexer Gemische
• Auslegung von Trennapparaten ohne diskrete Stufen
• Trocknung
• Chromatographische Trennverfahren
• Membrantrennverfahren
• Energiebedarf von Trennprozessen
• Erweiterte Übersicht zu Trennprozessen
• Auswahl von Trennprozessen

Die Studierenden bearbeiten Aufgaben in Kleingruppen und stellen die Ergebnisse in der Übungsgruppe vor

• G. Brunner: Skriptum Thermische Verfahrenstechnik
• J. King: Separation Processes, McGraw-Hill, 2. Aufl. 1980
• Sattler: Thermische Trennverfahren, VCH, Weinheim 1995
• J.D. Seader, E.J. Henley: Separation Process Principles, Wiley, New York, 1998.
• Mersmann: Thermische Verfahrenstechnik, Springer, 1980
• Grassmann, Widmer, Sinn: Einführung in die Thermische Verfahrenstechnik, 3. Aufl., Walter de Gruyter, Berlin 1997
• Brunner, G.: Gas extraction. An introduction to fundamentals of supercritical fluids and the application to separation processes. Steinkopff, Darmstadt; Springer, New York; 1994. ISBN 3-7985-0944-1 ; ISBN 0-387-91477-3 .
• R. Goedecke (Hrsg.): Fluid-Verfahrenstechnik, Wiley-VCH Verlag, Weinheim, 2006.
• Perry"s Chemical Engineers" Handbook, R.H. Perry, D.W. Green, J.O. Maloney (Hrsg.), 6th ed., McGraw-Hill, New York 1984 Ullmann"s Enzyklopädie der Technischen Chemie

• Einführung in die thermische Verfahrenstechnik und Grundzüge von Trennprozessen
• Einfache Gleichgewichtsprozesse, Vielstufenprozesse
• Rektifikation binärer Gemische, Enthalpie-Konzentrations-Diagramm
• Extraktive und Azeotrope Destillation, Wasserdampfdestillation, Absatzweise Rektifikation
• Extraktion: Trennungen ternärer Systeme, Dreiecksdiagramm
• Mehrkomponententrennungen einschließlich komplexer Gemische
• Auslegung von Trennapparaten ohne diskrete Stufen
• Trocknung
• Chromatographische Trennverfahren
• Membrantrennverfahren
• Energiebedarf von Trennprozessen
• Erweiterte Übersicht zu Trennprozessen
• Auswahl von Trennprozessen

• G. Brunner: Skriptum Thermische Verfahrenstechnik
• J. King: Separation Processes, McGraw-Hill, 2. Aufl. 1980
• Sattler: Thermische Trennverfahren, VCH, Weinheim 1995
• J.D. Seader, E.J. Henley: Separation Process Principles, Wiley, New York, 1998.
• Mersmann: Thermische Verfahrenstechnik, Springer, 1980
• Grassmann, Widmer, Sinn: Einführung in die Thermische Verfahrenstechnik, 3. Aufl., Walter de Gruyter, Berlin 1997
• Brunner, G.: Gas extraction. An introduction to fundamentals of supercritical fluids and the application to separation processes. Steinkopff, Darmstadt; Springer, New York; 1994. ISBN 3-7985-0944-1 ; ISBN 0-387-91477-3 .
• R. Goedecke (Hrsg.): Fluid-Verfahrenstechnik, Wiley-VCH Verlag, Weinheim, 2006.
• Perry"s Chemical Engineers" Handbook, R.H. Perry, D.W. Green, J.O. Maloney (Hrsg.), 6th ed., McGraw-Hill, New York 1984 Ullmann"s Enzyklopädie der Technischen Chemie

Die Studierenden absolvieren in diesem Praktikum acht Versuche. Zu jedem der acht Versuche gibt es ein Kolloquium. In diesem reflektieren die Studierenden ihr Wissen und diskutieren es anschließend auf Fachebene mit dem Lehrpersonal und den Mitstudierenden.

Die Studierenden arbeiten stark arbeitsteilig in kleinen Gruppen. Über alle Versuche wird ein Abschlussprotokoll verfasst. Die Studierenden erhalten eine Rückmeldung zu den Standards des wissenschaftlichen Schreibens, sodass sie über die Dauer des Praktikums ihre Kompetenzen in diesem Bereich ausbauen können.

Themen des Praktikums:

• Einführung in die thermische Verfahrenstechnik und Grundzüge von Trennprozessen
• Einfache Gleichgewichtsprozesse, Vielstufenprozesse
• Rektifikation binärer Gemische, Enthalpie-Konzentrations-Diagramm
• Extraktive und Azeotrope Destillation, Wasserdampfdestillation, Absatzweise Rektifikation
• Extraktion: Trennungen ternärer Systeme, Dreiecksdiagramm
• Mehrkomponententrennungen einschließlich komplexer Gemische
• Auslegung von Trennapparaten ohne diskrete Stufen
• Trocknung
• Chromatographische Trennverfahren
• Membrantrennverfahren
• Energiebedarf von Trennprozessen
• Erweiterte Übersicht zu Trennprozessen
• Auswahl von Trennprozessen

• G. Brunner: Skriptum Thermische Verfahrenstechnik
• J. King: Separation Processes, McGraw-Hill, 2. Aufl. 1980
• Sattler: Thermische Trennverfahren, VCH, Weinheim 1995
• J.D. Seader, E.J. Henley: Separation Process Principles, Wiley, New York, 1998.
• Mersmann: Thermische Verfahrenstechnik, Springer, 1980
• Grassmann, Widmer, Sinn: Einführung in die Thermische Verfahrenstechnik, 3. Aufl., Walter de Gruyter, Berlin 1997
• Brunner, G.: Gas extraction. An introduction to fundamentals of supercritical fluids and the application to separation processes. Steinkopff, Darmstadt; Springer, New York; 1994. ISBN 3-7985-0944-1 ; ISBN 0-387-91477-3 .
• R. Goedecke (Hrsg.): Fluid-Verfahrenstechnik, Wiley-VCH Verlag, Weinheim, 2006.
• Perry"s Chemical Engineers" Handbook, R.H. Perry, D.W. Green, J.O. Maloney (Hrsg.), 6th ed., McGraw-Hill, New York 1984 Ullmann"s Enzyklopädie der Technischen Chemie

Signale und Systeme

• Lineare Systeme, Differentialgleichungen und Übertragungsfunktionen
• Systeme 1. und 2. Ordnung, Pole und Nullstellen, Impulsantwort und Sprungantwort
• Stabilität

Regelkreise

• Prinzip der Rückkopplung: Steuerung oder Regelung
• Folgeregelung und Störunterdrückung
• Arten der Rückführung, PID-Regelung
• System-Typ und bleibende Regelabweichung
• Inneres-Modell-Prinzip

Wurzelortskurven

• Konstruktion und Interpretation von Wurzelortskurven
• Wurzelortskurven von PID-Regelkreisen

Frequenzgang-Verfahren

• Frequenzgang, Bode-Diagramm
• Minimalphasige und nichtminimalphasige Systeme
• Nyquist-Diagramm, Nyquist-Stabilitätskriterium, Phasenreserve und Amplitudenreserve
• Loop shaping, Lead-Lag-Kompensatoren
• Frequenzgang von PID-Regelkreisen

Totzeitsysteme

• Wurzelortskurve und Frequenzgang von Totzeitsystemen
• Smith-Prädiktor

Digitale Regelung

• Abtastsysteme, Differenzengleichungen
• Tustin-Approximation, digitale PID-Regler

Software-Werkzeuge

• Einführung in Matlab, Simulink, Control Toolbox
• Rechnergestützte Aufgaben zu allen Themen der Vorlesung

• Werner, H., Lecture Notes „Introduction to Control Systems“
• G.F. Franklin, J.D. Powell and A. Emami-Naeini "Feedback Control of Dynamic Systems", Addison Wesley, Reading, MA, 2009
• K. Ogata "Modern Control Engineering", Fourth Edition, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 2010
• R.C. Dorf and R.H. Bishop, "Modern Control Systems", Addison Wesley, Reading, MA 2010

In der betriebswirtschaftlichen Horsaalübung werden die Inhalte der Vorlesung durch praktische Beispiele und die Anwendung der diskutierten Werkzeuge vertieft.

Bei angemessener Nachfrage wird parallel auch eine Problemorientierte Lehrveranstaltung angeboten, die Studierende alternativ wählen können. Hier bearbeiten die Studierenden in Gruppen ein selbstgewähltes Projekt, das sich thematisch mit der Ausarbeitung einer innovativen Geschäftsidee aus Sicht eines etablierten Unternehmens oder Startups befasst. Auch hier sollen die betriebswirtschaftlichen Grundkenntnisse aus der Vorlesung zum praktischen Einsatz kommen. Die Gruppenarbeit erfolgt unter Anleitung eines Mentors.

• Die Abgrenzung der BWL von der VWL und die Gliederungsmöglichkeiten der BWL
• Wichtige Definitionen aus dem Bereich Management und Wirtschaft
• Die wichtigsten Unternehmensziele und ihre Einordnung sowie (Kern-) Funktionen der Unternehmung
• Die Bereiche Produktion und Beschaffungsmanagement, der Begriff des Supply Chain Management und die Bestandteile einer Supply Chain
• Die Definition des Begriffs Information, die Organisation des Informations- und Kommunikations (IuK)-Systems und Aspekte der Datensicherheit; Unternehmensstrategie und strategische Informationssysteme
• Der Begriff und die Bedeutung von Innovationen, insbesondere Innovationschancen, -risiken und prozesse
• Die Bedeutung des Marketing, seine Aufgaben, die Abgrenzung von B2B- und B2C-Marketing
• Aspekte der Marketingforschung (Marktportfolio, Szenario-Technik) sowie Aspekte der strategischen und der operativen Planung und Aspekte der Preispolitik
• Die grundlegenden Organisationsstrukturen in Unternehmen und einige Organisationsformen
• Grundzüge des Personalmanagements
• Die Bedeutung der Planung in Unternehmen und die wesentlichen Schritte eines Planungsprozesses
• Die wesentlichen Bestandteile einer Entscheidungssituation sowie Methoden für Entscheidungsprobleme unter mehrfacher Zielsetzung, unter Ungewissheit sowie unter Risiko
• Grundlegende Methoden der Finanzmathematik
• Die Grundlagen der Buchhaltung, der Bilanzierung und der Kostenrechnung
• Die Bedeutung des Controlling im Unternehmen und ausgewählte Methoden des Controlling
• Die wesentlichen Aspekte von Entrepreneurship-Projekten

Neben der Vorlesung, die die Fachinhalte vermittelt, erarbeiten die Studierenden selbstständig in Gruppen einen Business-Plan für ein Gründungsprojekt. Dafür wird auch das wissenschaftliche Arbeiten und Schreiben gezielt unterstützt.

Bamberg, G., Coenenberg, A.: Betriebswirtschaftliche Entscheidungslehre, 14. Aufl., München 2008

Eisenführ, F., Weber, M.: Rationales Entscheiden, 4. Aufl., Berlin et al. 2003

Heinhold, M.: Buchführung in Fallbeispielen, 10. Aufl., Stuttgart 2006.

Kruschwitz, L.: Finanzmathematik. 3. Auflage, München 2001.

Pellens, B., Fülbier, R. U., Gassen, J., Sellhorn, T.: Internationale Rechnungslegung, 7. Aufl., Stuttgart 2008.

Schweitzer, M.: Planung und Steuerung, in: Bea/Friedl/Schweitzer: Allgemeine Betriebswirtschaftslehre, Bd. 2: Führung, 9. Aufl., Stuttgart 2005.

Weber, J., Schäffer, U. : Einführung in das Controlling, 12. Auflage, Stuttgart 2008.

Weber, J./Weißenberger, B.: Einführung in das Rechnungswesen, 7. Auflage, Stuttgart 2006. 

Präsentation und Anwendung von frei erhältlichen Softwareprogrammen zum besseren Verständnis der Umweltbewertungsmethoden.

Innerhalb der Gruppenübung diskutieren die Studierenden verschiedene technisch-wissenschaftliche Aufgabenstellungen, sowohl fachspezifisch und fachübergreifend. Sie sprechen verschiedene Lösungsansätze der Aufgabenstellung durch und beraten über die theoretische oder praktische Umsetzung.

Power point Präsentationen

Schadstoffe:  Belastungs- und Risikoanalyse

Umweltschäden & Vorsorgeprinzip: Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP), Strategische Umweltprüfung (SUP)

Rohstoff- und Wasserverbrauch: Stoffflussanalyse

Energieverbrauch: Kumulierter Energieaufwand (KEA), Kostenanalysen

Lebenszykluskonzept: Ökobilanz

Nachhaltigkeit-:  Produktlinienanalyse, SEE-Balance

Management:  Umwelt- und Nachhaltigkeitsmanagementsysteme (EMAS)

Komplexe Systeme: MCDA und Szenariomethode

Foliensätze der Vorlesung

Studie: Instrumente zur Nachhaltigkeitsbewertung - Eine Synopse (Forschungszentrum Jülich GmbH)

1. Einführung

      1.1 Begriffe: Prozess und Anlage

      1.2 Motivation für Prozessentwicklung

      1.3 Lebenszyklus einer Produktionsanlage

      1.4 Wirtschaftliche Bedeutung der Prozessentwicklung

2. Ingenieurmäßige Methoden und Werkzeuge

      2.1 Globale Bilanzgleichungen     

      2.2 Strategien zur Prozesssynthese  

      2.3 Grafische Abbildung von Prozessen

      2.4 Mehrdimensionale lineare Regression

      2.5 Bilanzausgleich und Datenvalidierung

3. Prozesssynthese

      3.1 Grobaufbau verfahrenstechnischer  Prozesse   

      3.2 Entscheidungsebenen bei der Prozessentwicklung

      3.3 Reaktorsynthese

      3.4 Synthese von Trennprozessen:  Alternativen und Auswahlkriterien

      3.5 Prozesssynthese: experimenteller Ablauf

4. Prozesssicherheit

      4.1 Kenngrössen zur Beurteilung der Chemikalien

      4.2 Grundsätze der unmittelbaren Sicherheitstechnik

5. Kostenrechnung

      5.1 Herstellkosten

      5.2 Investitionskosten

      5.3 Wirtschaftliche Bewertung

S.D. Barnicki, J.R. Fair, Ind. End. Chem., 29(1990), S. 421, Ind. End. Chem., 31(1992), S. 1679

H. Becker, S. Godorr, H. Kreis, Chemical Engineering, January 2001, S. 68-74

Behr, W. Ebbers, N. Wiese, Chem. -Ing.-Tech. 72(2000)Nr. 10, S.1157

E. Blass, Entwicklung verfahrenstechnischer Prozesse, Springer-Verlag, 2. Auflage 1997

M. H. Bauer, J. Stichlmair, Chem.-Ing.-Tech., 68(1996), Nr. 8, 911-916

R. Dittmeyer, W. Keim, G. Kreysa, A. Oberholz, Chemische Technik. Prozesse und Produkte,

     Band 2, Neue Technologien, 5. Auflage, Wiley-VCH GmbH&Co.KGaA, Weinheim, 2004

J.M. Douglas, Conceptual Design of Chemical Processes, Mc Graw-Hill, NY, 1988

G. Fieg, Inz. Chem. Proc., 5(1979), S.15-19

G. Fieg, G. Wozny, L. Jeromin, Chem. Eng. Technol. 17(1994),5, 301-306

G. Fieg, Heat and Mass Transfer 32(1996), S. 205-213

G. Fieg, Chem. Eng. Processing, Vol. 41/2(2001), S. 123-133

U.H. Felcht, Chemie eine reife Industrie oder weiterhin Innovationsmotor, Universitätsbuchhandlung Blazek und Bergamann, Frankfurt, 2000

J.P. van Gigch, Systems Design, Modeling and Metamodeling, Plenum Press, New York, 1991

T.F. Edgar, D.M. Himmelblau, L.S. Lasdon, Optimization of Chemical Processes, McGraw-Hill, 2001

G. Gruhn, Vorlesungsmanuskript „Prozess- und Anlagentechnik, TU Hamburg-Harburg

D. Hairston, Chemical Engineering, October 2001, S. 31-37

J.L.A. Koolen, Design of Simple and Robust Process Plants, Wiley-VCH, Weinheim, 2002

J. Krekel, G. Siekmann, Chem. -Ing.-Tech. 57(1985)Nr. 6, S. 511

K. Machej, G. Fieg, J. Wojcik, Inz. Chem. Proc., 2(1981), S.815-824

S. Meier, G. Kaibel, Chem. -Ing.-Tech. 62(1990)Nr. 13, S.169

J. Mittelstraß, Chem. -Ing.-Tech. 66(1994), S. 309

P. Li, M. Flender, K. Löwe, G. Wozny, G. Fieg, Fett/Lipid 100(1998), Nr. 12, S. 528-534

G. Kaibel, Dissertation, TU München, 1987

G. Kaibel, Chem.-Ing.-Tech. 61 (1989), Nr. 2, S. 104-112

G. Kaibel, Chem. Eng. Technol., 10(1987), Nr. 2, S. 92-98

H.J. Lang, Chem. Eng. 54(10),117, 1947

H.J. Lang, Chem. Eng. 55(6), 112, 1948

F. Lestak, C. Collins, Chemical Engineering, July 1997, S. 72-76

• Kennzeichnung und Darstellung von Partikeln und Partikelkollektiven
• Kennzeichnung einer Trennung
• Kennzeichnung einer Mischung
• Zerkleinern
• Agglomerieren/Kornvergrößerung
• Lagern und Fließen von Schüttgütern
• Grundlagen der Fluid-Feststoff-Strömungen
• Verfahren zur Klassierung und Sortierung von Partikelkollektiven
• Abtrennung von Partikeln aus Flüssigkeiten und Gasen
• Strömungsmechanische Grundlagen der Wirbelschichttechnik
• Hydraulische und pneumatische Förderung von Feststoffen

Ein Schwerpunkt bei der Vorlesung ist es, nicht nur Grundlagen und Auslegung der Verfahren und Apparate darzustellen, sondern insbesondere auch die Einbindung in Herstellungsprozesse und Verfahren zum Beispiel der Luft- und Wasserreinhaltung zu behandeln.  

Schubert, H.; Heidenreich, E.; Liepe, F.; Neeße, T.: Mechanische Verfahrenstechnik. Deutscher Verlag für die Grundstoffindustrie, Leipzig, 1990.

Stieß, M.: Mechanische Verfahrenstechnik I und II. Springer Verlag, Berlin, 1992.

• Partikelmeßtechnik: Siebung und Laserstreulichtanalyse
• Partikelmeßtechnik: Pipettenanalyse, Sedimentometer
• Mischung
• Zerkleinerung
• Gaszyklon
• Oberflächenbestimmung mit dem Blaine-Gerät, Handfilterversuch
• Bestimmung von Schüttguteigenschaften

Die Versuche werden in Gruppen von ca. 4 Studenten durchgeführt. Hierbei lernen die Studenten nicht nur die Apparate und Verfahren der Feststoffverfahrenstechnik kennen, sondern üben gleichzeitig während der Eingangskolloquia und den Endberichten zu den einzelnen Versuchen die Präsentation und Diskussion von fachlichen Fragestellungen und Ergebnissen. Sie erhalten Anleitung zur wissenschaftlichen Arbeitsweise und Feedback zu ihrer eigenen Umsetzung, sodass sie über den Verlauf des Praktikums ihre Kompetenzen in diesem Bereich ausbauen können.

Schubert, H.; Heidenreich, E.; Liepe, F.; Neeße, T.: Mechanische Verfahrenstechnik. Deutscher Verlag für die Grundstoffindustrie, Leipzig, 1990.

Stieß, M.: Mechanische Verfahrenstechnik I und II. Springer Verlag, Berlin, 1992.