Bioverfahrenstechnische Grundlagen

Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur

Version 9.0 vom 13.04.2018

44B0292

Principles of Bioengineering

Bioverfahrenstechnik in Agrar- und Lebensmittelwirtschaft (B.Sc.)

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Die Bioverfahrenstechnik ist ein bedeutender Zweig der Verfahrenstechnik. In der Agrar- und Lebensmittelwirtschaf t sind biologisch erzeugte Wertstoffe und Energieträger unentbehrlich. Im Bereich Umwelttechnik oder resourcenschonender Rohstoffe spielt der Einsatz von Mikroorganismen und die Aufbereitung ihrer Produkte eine zunehmende Rolle. Das zentrale Lernziel ist das Verstehen bestimmter verfahrenstechnischer Prozesse im technologischen Bereich und deren Optimierung.

1 Begriffe und Arbeitsweisen der Verfahrenstechnik
2 Eigenschaften von reinen Stoffen und Stoffgemischen
2.1 Zustandsgleichungen von Fluiden
2.2 Viskosität und Fließverhalten von Fluiden
2.3 Eigenschaften verdünnter Lösungen
2.4 Phasenumwandlungen und - gleichgewichte
2.5 Eigenschaften disperser Systeme
3 Grundlagen und Anwendungen der Massenbilanzierung
4 Energie- und Wärmebilanzierung
4.1 geschlossene und offene Systeme
4.1 Hauptsätze der Thermodynamik und deren Anwendung
5 Ähnlichkeitstheorie und Dimensionsanalyse
6 Hydrostatik und Hydrodynamik
6.1 Hydrostatik
6.2 Bernoulli-Gleichungen
6.3 Grundlagen zur Berechnung von Rohrströmungen
6.4 Pumpen und Rohrleitungssysteme
7 Wärmeübertragung
7.1 Wärmestrahlung
7.2 Wärmeleitung und Wärmeübergang
7.3 Wärmedurchgang
7.4 Design und Auslegung von Wärmeübertragern
8 Stoffübertragung
8.1 Diffusion
8.2 konvektiver Stofftransport
8.3 Stoffdurchgang an Phasengrenzen
8.4 Design von Apparaten zur Stoffübertragung

Wissensverbreiterung
Die Studierenden verstehen die Arbeitsweise der Verfahrenstechnik und kennen wichtige Grundlagen der Bilanzierung und der Ähnlichkeitstheorie.

Wissensvertiefung
Die Studierenden wenden Grundlagenwissen der Mathematik und Physik auf verfahrenstechnische Aufgabenstellungen an.
Die Studierenden verstehen die differentielle und integrale Bilanzierung verfahrenstechnischer Systeme.
Sie können die Ähnlichkeitstheorie mit ihren Elementen Dimensionsanalyse und Modelltheorie anwenden.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden analysieren und bewerten verfahrenstechnische Grundoperationen. Hierzu werden rechnergestützte Methoden eingesetzt.
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden sind in der Lage mit Ingenieuren der Verfahrenstechnik fachgerecht zu kommunizieren.
Die Studierenden können Argumente und Ideen fachgerecht darstellen und interpretieren.
Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden sind in der Lage einfache verfahrenstechnische Prozesse zu analysieren und zu bewerten.

Vorlesungen, Rechenübungen zur jeweiligen Thematik, Exkursion

Mathematik Physikalisch technische Grundlagen

Schmitz, Ulrich

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Schwister, K.; Leven, V.; Verfahrenstechnik für Ingenieure, Carl Hanser Verlag, München, 2013

Goedecke, R.; Fluidverfahrenstechnik; Wiley-VCH Verlag, Weinheim, 2011

Bockhardt, H.- D.; Güntzschel, P.; Poetschukat, A.; Grundlagen der Verfahrenstechnik für Ingenieure, 3. Aufl., Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1992

Storhas Winfried. Bioverfahrensentwicklung, Wiley-VCH 2003

Chmiel, Horst: Bioprozesstechnik, Spektrum Verlag, Heidelberg, 3. Aufl., 2011

• Mündliche Prüfung
• Klausur 2-stündig
• Referat

Standardprüfungsform: Klausur, 2-stündig (alternative Prüfungsform ggf. vom Prüfer auszuwählen und bei Veranstaltungsbeginn bekannt zu geben)

1 Semester

Nur Sommersemester

Deutsch