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2013|14 Jahresbericht Fraunhofer IGB

PHYSIKALISCHE PROZESSTECHNIK Die Abteilung Physikalische Prozesstechnik entwickelt verfah- renstechnische Prozesse und Prozesskomponenten, die auf physikalischen und physikalisch-chemischen Prinzipien beru- hen. Unsere Kunden sind Hersteller von Prozesskomponenten, verfahrenstechnische Anlagenbauer, aber auch Anwender aus verschiedenen Industriebereichen wie beispielsweise der Pa- pierindustrie, Metallverarbeitung, Lebensmittelindustrie oder der Versorgung mit Trinkwasser. Aktuelle thematische Schwerpunkte Wärmespeicherung mit thermo-chemischen Prozessen Abtrennung von Feuchte aus Gasen mit Sorptionssystemen Integrierte Rückgewinnung flüchtiger Stoffe bei der Trocknung mit überhitztem Dampf Rückgewinnung anorganischer Nährstoffe Herstellung von Bodenverbesserungssubstraten aus organischen Reststoffen Elektrolytische und photolytische Wasseraufbereitung Stabilisierung von Lebensmitteln und biogenen Produkten mit Druckwechseltechnologie Anwendung elektrischer Felder zur selektiven Stofftrennung Mikrowellentechnik für den gezielten und schnellen Energieeintrag Bei der Anwendung dieser technischen Kompetenzen stellt die Fokussierung auf die Nachhaltigkeit unserer Entwicklungen ein zentrales Qualitätskriterium dar. So werden Primärstoff- ströme durch Stoffrecycling substituiert, Verfahrensprozesse für die effiziente Nutzung regenerativ bereitgestellter elektri- scher Energie ertüchtigt oder die Effizienz der Energienutzung gesteigert. Hierdurch ergibt sich direkt auch eine verbesserte Wirtschaftlichkeit der Prozesse, sodass mit unserem Ansatz ökologische und ökonomische Anforderungen gleichermaßen erfüllt werden. Ein Beispiel ist die Entwicklung eines Verfah- rens zur Speicherung von Wärme, die aus Abwärme oder So- larthermie bereitgestellt wird. Diese Wärme soll zeitlich und räumlich entkoppelt industriell genutzt werden können, bei- spielsweise zur Trocknung in der Produktion, zur Versorgung von Gebäuden oder zur Aufkonzentrierung hoch belasteter Prozessabwässer 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 Modellierung mehrphasiger Prozesse wie dem Verhalten von Feststoffpartikeln in einer Fluidströmung sowie CST Microwave Studio für die Berechnung von hochfre- quenten elektromagnetischen Feldern in Räumen und die Aus- legung von Antennen zu deren Erzeugung. Zur Umsetzung der so gewonnenen Erkenntnisse und Konzepte in Demonstra- toren stehen uns Werkstätten, Labore und Technika sowie ein Netzwerk von Industriepartnern zur Verfügung. In der Abteilung arbeiten Wissenschaftler unterschiedlicher Fachrichtungen wie Verfahrenstechnik, Chemieingenieur- wesen, Lebensmittelchemie, Konstruktion und Elektrotech- nik zusammen und bilden interdisziplinäre Projektteams. Diese werden, je nach Aufgabenstellung im Projekt, um sy- nergetische Kompetenzen aus anderen Abteilungen des Fraunhofer IGB, beispielsweise aus der Mikrobiologie und KOMPETENZEN 52

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