Populationsbilanz-Systeme
In diesem Forschungsschwerpunkt wird die Dynamik der Bildungs-, Wachstums-, Agglomerations- und Zerfallsprozesse von Partikelkollektiven in Emulsionen und Dispersionen untersucht. Die ins Auge gefassten technischen Beispielprozesse sind u.a. Sol-Gel-Verfahren zur Herstellung von Katalysatorvorläufern, Emulsionspolymerisationen feinster polymerer Teilchen, Fällungen von Nanopartikeln in Mikroemulsionen und Mikroeinkapselungen pharmazeutischer Wirkstoffe. Diese Prozesse sollen so gesteuert werden, dass bestimmte Eigenschaftsmerkmale der hergestellten Endprodukte erzielt werden.
Zu diesem Zweck müssen die Eigenschaftsverteilungen der Partikel kontinuierlich während des Prozessablaufes gemessen werden. Eigenschaftsverteilte verfahrenstechnische Systeme zeigen komplexe dynamische Verhaltensmuster, deren Untersuchung ein wichtiges Ziel der Forschungsaktivitäten des Lehrstuhls ist.
Die folgenden Projekte werden derzeit bearbeitet:
1. Modellkonzepte und rechnergestützte Lösungsmethoden für eigenschaftsverteilte Systeme
Das dynamische Verhalten von Kristallisations- und Fällungsvorgängen soll mit Hilfe von multidimensionalen Populationsbilanzsystemen, die sowohl interne als auch externe Koordinaten berücksichtigen, beschrieben werden. Besonders die Regelung der Kristallformbildung ist ein langfristiges Ziel.
Klicken Sie auf die Titel der Themen, um mehr darüber zu erfahren:
- SimPaTurS: Gekoppelte Simulation von Partikelpopulationen in turbulenten Strömungen
- Bulkfällung von Bariumsulfat in einem semi-batch Rührkessel
- Zustandsschätzung in der Partikelherstellung
2. Nanopartikelpopulationen in Emulsionstropfen
Emulsionstropfen können als Mikroreaktoren zur Herstellung von Nanopartikeln verwendet werden. Um geeignete Systemparameter für die Beeinflussung und Steuerung der Partikelgrößenverteilung zu identifizieren, sollen verschiedene emulsionsbasierte Fällungsprozesse experimentell untersucht und Populationbilanzmodelle aufgestellt und gelöst werden.
Klicken Sie auf die Titel der aktuellen Themen, um mehr darüber zu erfahren:
3. Biologische Partikelpopulationen
In diesem Forschungsprojekt werden biologische eigenschaftsverteilte Systeme mit Hilfe von Populationsbilanzmodellen untersucht. Virusreplikation, Aggregation von Zellen und Nanopartikeln und das Abtrennen von Proteinen aus biologischen Suspensionen sind Prozessbeispiele, bei denen noch ein hoher Forschungsbedarf besteht.
Klicken Sie auf die Titel der aktuellen Themen, um mehr darüber zu erfahren: