Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitung

Mechanische Verfahrenstechnik I – Partikeltechnologie

In der Veranstaltung Mechanische Verfahrenstechnik I – Partikeltechnologie werden folgende Inhalte behandelt:

  • Charakterisierung disperser Stoffsysteme: Partikelmerkmale, Verteilungen, Partikelbewegung
  • Partikelmesstechnik: Probennahme, Partikelgrößenanalyse, Partikelform, spezifische Oberfläche
  • Schüttgutmechanik: Grundlagen und Charakterisierung der Fließ-, Lager- und Förderverhalten
  • Zerkleinern: Grundlagen, Zerkleinerungsverfahren
  • Agglomerieren: Grundlagen und Mechanismen für die Partikelhaftung
  • Agglomerationsverfahren: Press-, Aufbauagglomeration, Koagulation

Die integrierte Veranstaltung besteht aus einer Vorlesung und einer integrierten Rechenübung, und wird im Wintersemester angeboten.

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Mechanische Verfahrenstechnik II - Trennprozesse

In der Veranstaltung Mechanische Verfahrenstechnik II – Trennprozesse werden folgende Inhalte behandelt:

  • Kennzeichnung und Modellierung der Trennung von Feststoffsystemen:    Begriffsbestimmung, Trennfunktion, mathematische Beschreibung
  • Klassieren: Siebklassierung, Stromklassierung
  • Sortieren: Dichtesortierung, Magnetscheidung, Elektrosortierung, Flotation, optische Sortierung
  • Phasentrennen: Fest-Flüssig-Trennung, Staubabscheidung


Die Veranstaltung besteht aus einer Vorlesung und einer Rechenübung (jeweils 2 SWS), und wird im Sommersemester angeboten.

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Grundlagen der Sicherheitstechnik

In der Veranstaltung werden folgende Lehrinhalte angeboten:

  • Grundbegriffe der Sicherheitstechnik
  • Sicherheitskonzepte für verfahrenstechnische Anlagen
  • Vorgehensweise für die Implementierung der Sicherheitstechnik in die Anlagentechnik
  • Sicherheitsrelevante Stoffeigenschaften und ihre Kenngrößen
  • Verfahrenstechnische Sicherheitsanalysen und -konzepte
  • Auslegungsgrundsätze sowie Modelle zur Zuverlässigkeits- und Risikoquantifizierung

Die Verstaltung besteht aus einer Vorlesung und einer Übung (jeweils 2 SWS) und wird im Wintersemester angeboten.

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Raum BH-N 411

Ausgewählte Kapitel der Sicherheit und Zuverlässigkeit technischer Anlagen

Sicherheit und Zuverlässigkeit sind in den letzten Jahrzehnten zunehmend wichtig geworden. Sowohl die Erfahrung von Unfällen als auch die Erkenntnis, dass Vorsorge erforderlich ist, haben dazu geführt. Besonders die Sicherheit, aber auch die Zuverlässigkeit, sind Gegenstand entsprechender Anforderungen auf der Ebene von Komponenten und Systemen (Anlagen).

Selbstredend sind diese Anforderungen abhängig von der eingesetzten Technologie. Es gibt aber einige Methoden für Analyse und Nachweis, die – wenn noch nicht überall, doch in vielen –  Fachgebieten in gleicher oder sehr ähnlicher Form eingesetzt werden. Wichtig ist dabei das Verfahren der Fehlerbaumanalyse.

Ausgehend von den Grundlagen der Wahrscheinlichkeitslehre werden die gängigen probabilistischen Kenngrößen Ausfallwahrscheinlichkeit, Ausfallhäufigkeit und Nichtverfügbarkeit eingeführt. Es werden Lebensdauerverteilungen und Ausfallraten betrachtet. Durch Markovprozesse mit diskreten Zuständen und kontinuierlicher Zeit werden Komponentenmodelle zur Ermittlung der Kenngrößen vorgestellt.

Durch die Betrachtung Boolescher Funktionen von zufälligen Booleschen Variablen werden Systeme modelliert. Zur graphischen Darstellung werden Zuverlässigkeitsblockdiagramme und Fehlerbäume genutzt.

Die Veranstaltung (Dozent: Herr Dr.-Ing. G. Becker) besteht aus einer Vorlesung (2 SWS) und wird im Sommer- und Wintersemester angeboten.

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Raum BH-N 411

Aufbereitung nachwachsender Rohstoffe

In der Veranstaltung Aufbereitung nachwachsender Rohstoffe werden folgende Inhalte behandelt:

  • Grundlagen: Grundbausteine von Pflanzen, Einsatz- bzw. Substitutionsmöglichkeiten als Industrie- und Energiepflanzen, ökonomische/ökologische Bewertung und Klimaschutz, klassische und gentechnische Pflanzenzüchtung
  • Verfahrenstechnische Prozesse in der pflanzlichen Erzeugung und Aufbereitung: Anbau und Ernte nachwachsender Rohstoffe, mechanische Prozesse (waschen, zerkleinern, trennen, agglomerieren), Lagerung und Trocknung, Prozessbeispiele, Betriebsdaten, Ausrüstungen
  • Verfahren zur energetischen Nutzung fester Biomasse: Nutzen als Brennstoff, Biomassevergasung und -verflüssigung, Pyrolyse und Verkohlung, Vergärung zu Biogas
  • Verfahren zur Herstellung von Kraftstoffen, Chemiegrundstoffen und Werkstoffen: Gewinnung von Pflanzenöl als Grundstoff der Oleochemie und zur Biodiesel-Produktion, Zucker- und Stärkegewinnung für die Herstellung von Bioethanol, Cellulosegewinnung für die Produktion von Papier und synthetischen Fasern, Herstellung von Naturfasern und Faserverbundmaterialien, Erzeugung von Biokunststoffen, Bioraffinerie-Konzepte

Die Veranstaltung beinhaltet neben den Vorlesungen integrierte Rechenübungen und wird im Sommersemester angeboten.

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Projekt CFD-Simulation in der Mechanischen Verfahrenstechnik

Die numerische Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics, CFD) ist eine mittlerweile auch industriell etablierte Methode mit dem Ziel strömungsmechanische Probleme approximativ mit numerischen Methoden zu lösen. Mittels verschiedener Ansätze können auch Fluid/Partikelströmungen, wie in der Mechanischen Verfahrenstechnik weit verbreitet, adressiert werden. In dem Projekt führen die Studierenden CFD-Simulationen derartiger Strömungen als Teil von Prozessen der Mechanischen Verfahrenstechnik durch. Die Gesamtaufgabe wechselt, beinhaltet jedoch eine Auswahl aus den folgenden möglichen Simulationsaufgaben:

  • Siloausfluss 
  • Pneumatische Förderung 
  • Wirbelschichten 
  • Strahlschichten 
  • Düsenströmungen 
  • Sedimentation 
  • Sichter

Projektarbeit mit Präsentation der Ergebnisse (4 SWS). Die Veranstaltung wird im Wintersemester angeboten.

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EPT/EVT-Labor I Mechanische Verfahrenstechnik

Im EPT/EVT-Labor I Mechanische Verfahrenstechnik werden folgende Inhalte behandelt:

  • Partikelgrößenanalyse mittels verschiedener Analysensiebverfahren, Laserbeugung und Sedimentationsanalyse
  • Dichteanalyse durch Schwimm-Sink-Verfahren
  • Ermittlung der spez. Oberfläche mittels Durchströmungsverfahren
  • Rechnergestützte Bildanalyse (2D und 3D)
  • Brennwertermittlung mittels Bombenkalorimeter und Bestimmung des Aschegehalts
  • Festigkeitsuntersuchungen an Einzelpartikeln
  • Untersuchung des Fließverhaltens von Schüttgütern mittels Ringscherzelle

In Gruppenarbeit werden praktische Experimente vorbereitet, durchgeführt und ausgewertet. Am Anfang jeden Experimentes steht eine kurze Rücksprache der Vorbereitung. Die Experimente werden mit einem Bericht und einer Rücksprache/Präsentation abgeschlossen.

Blockveranstaltung in den Semesterferien des WS - Anmeldung bitte im Sekretariat!

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EVT-Labor II Mechanische Verfahrenstechnik

Im EVT-Labor II Mechanische Verfahrenstechnik werden folgende Inhalte behandelt:

  • Erzeugen, Messen, Beschreiben und Beurteilen von Partikelsystemen durch den Einsatz unterschiedlicher Zerkleinerungsprozesse, Partikelmessverfahren und mathematischer Approximationsmethoden
  • Einsatz der Agglomeration zum Aufbau von Partikeln, Untersuchung der Agglomerate hinsichtlich Porosität, Größe, Form und Festigkeit bei Variation der relevanten Prozessparameter
  • Einsatz von Trennprozessen zur Klassierung und Sortierung von Feststoffsystemen: Konzeption von Trennprozessen und Einsatz von entsprechenden Apparaten und Maschinen zur Trennung nach unterschiedlichen Trennmerkmalen (z.B. Partikelgröße, Dichte, Flotierbarkeit, magnetische Suszeptibilität)
  • Simulation von Feststoff-Trennprozessen: Modellauswahl und –anpassung, Simulationsrechnungen für verschiedene Einstellungen der Prozessparameter und für unterschiedliche Verfahrensvarianten (z.B. mehrstufige Hydrozyklonklassierung, kombinierte Klassierung und Zerkleinerung)
  • Fest-Flüssig-Trennung: Einsatz von Filtrations- und Sedimentationsprozessen zur Flüssigkeitsabtrennung, Untersuchung des Trennergebnisses und zeitlichen Verlaufs der Trennung

In Gruppenarbeit werden praktische Experimente vorbereitet, durchgeführt und ausgewertet. Am Anfang jeden Experimentes steht eine kurze Rücksprache der Vorbereitung. Die Experimente werden mit einem Bericht und einer Rücksprache/Präsentation abgeschlossen.

Blockveranstaltung in den Semesterferien des SoSe - Anmeldung bitte im Sekretariat!

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Aufbereitungsexkursion

Im Rahmen der Aufbereitungsexkursion haben Studierende die Möglichkeit, eine Aufbereitungsanlage/Anlage der Mechanischen Verfahrenstechnik zu besichtigen. Die Exkursion wird durch das Fachgebiet  organisiert. Die Erlebnisse und Erkenntnisse werden abschließend in einem Bericht zusammengefasst.

Beispiele bisher besuchter Anlagen und Werke:
•    MPS-Anlage Reinickendorf (BSR / ALBA)
•    Bodenwaschanlage Gradestraße (GBAV mbH)
•    Zementwerk Geseke (HeidelbergCement AG)
•    Bauschuttaufbereitungsanlage (Heim Deponie und Recycling GmbH)
•    Heizkraftwerk Reuter West (Vattenfall Europe Berlin AG & Co. KG)
•    Lebensmittelbetrieb Berlin-Tempelhof (Bahlsen GmbH & Co. KG)
•    Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB)

Termine zum Ende der Vorlesungszeit des SoSe und WS - Anmeldung bitte im Sekretariat!

Weitere Informationen / Kontakt

Albert Bauer

Wiss. Mitarbeiter_in

a.bauer@tu-berlin.de

+49 30 314-22815

Raum BH-N 408

PIW – Projekt Prozessingenieurwissenschaften

Das am Fachgebiet angebotene Projekt „Aufbereitung von Sekundärrohstoffen – Recycling von Bauabfällen“  befasst sich mit der Planung einer  Bauschutt-Aufbereitungsanlage. Ausgehend vom ersten Aufstellen eines Verfahrenskonzeptes über experimentelle Untersuchungen im Technikum bis hin zur Bilanzierung der erwarteten Mengenströme in der fertigen Anlage lernen die Studierenden die Methoden der Mechanischen Verfahrenstechnik und Aufbereitung kennen und erhalten einen ersten Einblick in die Arbeitsweise eines Ingenieurteams.
Inhalte der Projektwoche:

  • Charakterisierung des Stoffsystems „Bauschutt/Recycling-Beton“
  • Durchführung von Zerkleinerungs-, Klassier- und Sortierversuchen, Untersuchung der Ausgangsstoffe und Produkte
  • Verfahrenstechnischer Entwurf und Auslegung einer Aufbereitungsanlage
  • Festlegung von Betriebsparametern, Bilanzierung von Massenströmen, Energien und Hilfsstoffen
  • Wirtschaftlichkeitsanalyse, Abschätzung der Einnahmen und Ausgabe
  • Exkursion zu einer Bauschutt-Aufbereitungsanlage im Raum Berlin

Während der Projektwoche werden typische Arbeitsmethoden angewandt, wie die Aufstellung von Meilensteinplänen und Aktivitätenkatalogen, oder die Bildung eines Projektteams. Im Anschluss werden die Projektergebnisse in einem Gruppenbericht zusammengetragen und in einer Präsentation vorgestellt.

Weitere Informationen / Kontakt:

Raum BH-N 403