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Fraunhofer IGB Jahresbericht 2012|13

PHYSIKALISCHE PROZESSTECHNIK Die Abteilung Physikalische Prozesstechnik entwickelt verfah- renstechnische Prozesse und Prozesskomponenten, die auf physikalischen und physikalisch-chemischen Prinzipien beru- hen. Aufgabenstellungen unserer Kunden, beispielsweise aus der Papierindustrie, Metallverarbeitung oder Lebensmittelin- dustrie, erstrecken sich unter anderem auf die Versorgung mit Trinkwasser oder Energie sowie auf integrierte Aufbereitungs-, Herstellungs- und Recyclingprozesse in der industriellen Pro- duktion. Aktuelle thematische Schwerpunkte Wärmespeicherung mit thermo-chemischen Prozessen Abtrennung von Feuchte aus Gasen mit Sorptionssystemen Trocknung mit integrierter Rückgewinnung flüchtiger Stoffe Rückgewinnung anorganischer Nährstoffe Herstellung von Bodenverbesserungssubstraten aus orga- nischen Reststoffen Elektrophysikalische und oxidative Wasseraufbereitung Konstruktion kombiniert mit numerischer Simulation Systemintegration von aseptischen Prozessen in der Lebensmittelindustrie und Biotechnologie Anwendung elektrischer Felder in verfahrenstechnischen Prozessen Zentrales Qualitätskriterium für unsere Entwicklungen ist de- ren Nachhaltigkeit. Diese definieren wir dabei insbesondere über die Minimierung oder Substitution von Stoffströmen vor allem aus nicht erneuerbaren Ressourcen, die Energieeffizienz der Prozesse, aber auch über die effiziente Nutzung regene- rativer Energie und die Bereitstellung von Stoffen aus Recy- clingprozessen. Durch die Rückgewinnung von Wertstoffen und die Einsparung von Energie ergibt sich direkt auch eine verbesserte Wirtschaftlichkeit der Prozesse, so dass mit un- serem Ansatz ökologische und ökonomische Anforderungen gleichermaßen erfüllt werden. Ein Beispiel ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Speicherung von Wärmeenergie, die aus Abwärme oder Solarthermie bereitgestellt wird. Diese Wärme soll zeitlich und räumlich entkoppelt industriell genutzt wer- den können, beispielsweise zur Trocknung in der Produktion, zur Versorgung von Gebäuden oder zur Entsorgung von hoch- belasteten Prozessabwässern mittels Vakuumverdampfung. Unsere Leistungen für die Prozess- und Komponentenentwick- lung beginnen mit Untersuchungen und Analysen im Labor- maßstab und reichen über die Simulation und Modellierung bis hin zur Konstruktion und Systemintegration in industrielle Applikationen. Für die konstruktive Ausarbeitung technischer Lösungen steht uns aktuelle 3D-CAD-Konstruktionssoftware zur Verfügung. Diese ist über eine Datenschnittstelle direkt mit verschiedenen numerischen Simulationsprogrammen ver- knüpft. Hier verwenden wir vor allem COMSOL-MultiPhysics® für die theoretische Voruntersuchung mehrphasiger Prozesse wie dem Verhalten von Feststoffpartikeln in einer Fluidströ- mung sowie CST Microwave Studio für die Berechnung von hochfrequenten elektromagnetischen Feldern in Räumen und die Auslegung von Antennen zu deren Erzeugung. Zur Umset- zung der so gewonnenen Erkenntnisse und Konzepte in De- monstratoren stehen uns Werkstätten, Labore und Technika sowie ein Netzwerk von Industriepartnern zur Verfügung. In der Abteilung arbeiten Wissenschaftler unterschiedlicher Fachrichtungen wie Verfahrenstechnik, Chemieingenieurwe- sen, Lebensmittelchemie, Konstruktion oder Elektrotechnik KOMPETENZEN 4 6

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