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TECHNISCHE UNIVERSITÄT DORTMUND – FAKULTÄT BIO- UND CHEMIEINGENIEURWESEN Modulhandbuch der BCI - Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.03.2011 1 Modulhandbuch der Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen Studienordnung 2010, Version vom 30.03.2011 Alphabetisches Inhaltsverzeichnis enthaltener Modulbeschreibungen Veranstaltung Verantwortlich Advanced Reactor Technology Agar Allgemeine und anorganische Chemie Zachwieja Analytik Sickmann Apparate des BIW und CIW Kockmann A Aufarbeitung von Polymeren Sadowski Biochemie / Molekularbiologie Schmid Biokatalyse in nicht konventionellen Medien Wichmann Bioprocess Development Schembecker Bioreaktionstechnik 1 Wichmann B BIW - Praktikum Wichmann Chemische Analytik Sickmann Chemische Prozesse Behr Chemische Technik MS Behr Chemische Verfahren Behr Chlorchemie und Elektrolyse Agar CIW-Praktikum Wichmann Computer Aided Plant Design Schembecker Computer Aided Process Engineering MS Schembecker C Conceptual Design Schembecker Dezentrale Energiegewinnung aus Biomasse und anderen Quellen Kühl D Dynamics and Control Engell Einführung in die Biotechnologie (BIW) Wichmann Einführung in die Katalyse Agar Einführung in die verfahrenstechnische Produktion Fahlenkamp Energieeffizienz in der chemischen Industrie Schembecker E Enzymtechnologie und Lebensmitteltechnologie Wichmann Fluid Separations Górak F Fundamentals of Biochemical Reaction Engineering Wichmann

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TECHNISCHE UNIVERSITÄT DORTMUND – FAKULTÄT BIO- UND CHEMIEINGENIEURWESEN

Modulhandbuch der BCI - Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.03.2011

1

Modulhandbuch der Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen Studienordnung 2010, Version vom 30.03.2011

Alphabetisches Inhaltsverzeichnis enthaltener Modulbeschreibungen

Veranstaltung Verantwortlich

Advanced Reactor Technology Agar

Allgemeine und anorganische Chemie Zachwieja

Analytik Sickmann

Apparate des BIW und CIW Kockmann

A

Aufarbeitung von Polymeren Sadowski

Biochemie / Molekularbiologie Schmid

Biokatalyse in nicht konventionellen Medien Wichmann

Bioprocess Development Schembecker

Bioreaktionstechnik 1 Wichmann

B

BIW - Praktikum Wichmann

Chemische Analytik Sickmann

Chemische Prozesse Behr

Chemische Technik MS Behr

Chemische Verfahren Behr

Chlorchemie und Elektrolyse Agar

CIW-Praktikum Wichmann

Computer Aided Plant Design Schembecker

Computer Aided Process Engineering MS Schembecker

C

Conceptual Design Schembecker

Dezentrale Energiegewinnung aus Biomasse und anderen Quellen

Kühl

D Dynamics and Control Engell

Einführung in die Biotechnologie (BIW) Wichmann

Einführung in die Katalyse Agar

Einführung in die verfahrenstechnische Produktion

Fahlenkamp

Energieeffizienz in der chemischen Industrie Schembecker

E

Enzymtechnologie und Lebensmitteltechnologie

Wichmann

Fluid Separations Górak

F Fundamentals of Biochemical Reaction Engineering

Wichmann

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

2

Fundamentals of Chemical Engineering Ehrhard

Gasreinigungsverfahren Fahlenkamp

Grundkompetenzen (BIW) Engell

Grundkompetenzen (CIW) Engell

Grundlagen der Dimensionierung thermischer Trennapparate

Górak

Grundlagen des Prozessdesigns BIW Schembecker

Grundlagen des Prozessdesign CIW Schembecker

Grundlagen Mikroverfahrenstechnik und „Lab on Chip“

Ehrhard

Grundlagen Mikroverfahrenstechnik und „Lab on Chip“- MS

Ehrhard

Grundlagen Pharmazeutische Biotechnologie Kayser

Gruppenarbeit Schembecker

G

Gruppenarbeit MS Schembecker

Höhere Mathematik I (BW, BCI, MB) Mathematik

Höhere Mathematik II (BW, BCI, MB) Mathematik

Höhere Mathematik IIIa (BW, BCI, MB) Mathematik

Höhere Mathematik IIIb Mathematik

H

Höhere Mathematik IIIb MS Mathematik

Immobilisierte Enzyme und deren technische Anwendung

Wichmann

Industrial Chemistry Behr

Industrielle Bioprozessentwicklung Schembecker

Industrielle Prozesse petrochemischer Rohstoffe

Behr

Industrielle Prozesse nachwachsender Rohstoffe

Behr

Introduction to Process Balancing Agar

I

Introduction to Process Dynamics and Control Engell

Kolonnenauslegung Górak

Kommunale Abwassereinigung Fahlenkamp K

Kommunale Abwasserreinigung MS Fahlenkamp

Lebensmitteltechnologie Wichmann

L Logistics of Chemical Production Processes Engell

Mechanische Verfahrenstechnik MS Walzel

Mehrphasensysteme Ehrhard

Mehrphasensysteme MS Ehrhard

Mikrobiologie und Gentechnik Schmid

Modeling and Simulation Engell

M

Molekulare Biotechnik Schmid

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

3

Numerical Solution of Differential Equations Mathematik

N Numerische Mathematik für Physiker und Ingenieure

Mathematik

O Organische Chemie Chemie

Particle Technology Walzel

Partikuläre Prozesse Walzel

Pharmaverfahrenstechnik Kayser

Physik Physik

Polymer-Vertiefungen BA Tillet

Polymer-Vertiefungen MS Tiller

Polymerthermodynamik Sadowski

Praktikum MS Wichmann

Praxis der Betriebswirtschaftslehre Schembecker

Process Automation and Process Management

Engell

Process Control Engell

Process Performance Optimization Engell

Produktreinigung Schembecker

Produktreinigung MS Fahlenkamp

Prozessanalytik Baumbach

Prozessdynamik und Prozessautomatisierung Engell

Prozesse der Energietechnik Kühl

Prozessentwicklung Schembecker

Prozessgestaltung Schembecker

P

PSE Lab Wichmann

Rationelle Energieumwandlung und -verwendung

Kühl

Rationelle Energieverwendung in der Verfahrenstechnik

Kühl

Reaction Engineering Agar

Reaktionstechnik MS Agar

R

Reaktortechnik Agar

Soft Skills und Managementmethoden Schmid-Traub

Sprachkurs Deutsch Fahlenkamp

Sprachkurs Englisch Fahlenkamp

Strömungs- und Transportprozesse (BIW) Ehrhard

Strömungs- und Transportprozesse (CIW) Ehrhard

Strömungsmechanik MS Ehrhard

S

Studium Fundamentale Wichmann

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

4

Technische Chemie Behr

Technische Elektrochemie Behr

Technische Katalyse Behr

Technische Mechanik Maschinenbau

Technisches Englisch Fahlenkamp

Thermische Verfahrenstechnik MS Górak

Thermodynamik 1 Sadowski

Thermodynamik 2 Sadowski

T

Thermodynamik in der Prozesssimulation mit Aspen Plus

Sadowski

Umweltverfahrenstechnik I Fahlenkamp

U Umweltverfahrenstechnik II Fahlenkamp

Verfahrenstechnik Walzel

Vertiefungen BIW

Vertiefungen CIW

V

Vertiefungspraktikum

Waste treatment – No contrast to cleaner production

Walzel

Werkstoffkunde BIW Tiller

Werkstoffkunde CIW Tiller

Werkstoff-Vertiefungen BA Tiller

W

Werkstoff-Vertiefungen MS Tiller

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

5

Pflichtmodule der Bachelorstudiengänge BIW und CIW

Modul: Allgemeine und anorganische Chemie Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im WS, 2) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. + 2. Semester

Credits 9

Aufwand 270h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe 1 Einführung in die Allgemeine und

Anorganische Chemie / Lippert V+ Ü 6 3 + 1

1

2 Anorganisch-chemisches Praktikum / Lippert

P 3 4

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

Lehrinhalte In der Vorlesung "Allgemeine und Anorganische Chemie" werden die wesentlichen Grundlagen folgender Themen behandelt: 1. Grundlagen der Stofftrennung, 2. Einführung in der Atomtheorie, 3. Stöchiometrie, 4. Chemische Reaktionsgleichungen, 5. Energieumsatz und chemische Reaktionen, 6. Elektronenstruktur der Atome, 7. Ionenbindung, 8. Kovalente Bindung, 9. Molekülgeometrie, 10. Flüssigkeiten und Feststoffe, 11. Lösungen, 12. Reaktionen in wässriger Lösung, 13. Reaktionskinetik, 14. Das chemische Gleichgewicht, 15. Säuren und Basen, 16. Säure-Base-Gleichgewichte, 17. Das Löslichkeitsprodukt, 18. Thermodynamik, 19. Elektrochemie, 20. Verwendung, Eigenschaften und Gewinnung der Elemente, 21. Verfahren und technische Geräte Im Anorganisch-chemischen Praktikum werden die Grundtypen anorganisch-chemischer Reaktionen (Säure-Base, Fällung, Redox und Komplexbildung) im Rahmen der Qualitativen und Quantitativen Analytik durchgeführt.

4 Kompetenzen Die Studierenden lernen die Grundlagen der Anorganischen und Allgemeinen Chemie.

5 Prüfungen Element 1: schriftliche Klausur, Element 2: unbenotetes Testat

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 2

7 Teilnahmevoraussetzungen Teilnahme am Praktikum nur nach bestandener Klausur

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW und BIW

9 Modulbeauftragter Zachwieja

Zuständige Fakultät Chemie

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

6

Modul: Apparate des CIW und BIW Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 5

Aufwand 150h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Apparate des CIW und BIW/ Kockmann

V + Ü 5 2 + 2

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

Lehrinhalte Auslegung zyl. Druckbehälter unter Innen- und Aussendruck mit der Schalentheorie, Regelwerke, Druckprüfung, Auswahl v. Apparatewerkstoffen, Gestaltung und Berechnung lösbarer Verbindungen, Dichtungen, Rührbehälter, Heiz-Kühlkreisläufe, Ebene Böden und Platten, Wärmetauscher, Kolonnen, Sonderapparate, Miniplants, Armaturen, Oberflächenbehandlung

4 Kompetenzen Fähigkeit zur apparativen Gestaltung und Berechnung von einfachen Druckbehältern. Richtige Auswahl von Werkstoffen, Gestaltung und Auslegung von Flanschen und Auswahl geeigneter Dichtungen. Festigkeitsgerechte Auslegung von Rührbehältern Wärmetauschern, Kolonnen.

5 Prüfungen schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen: Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW) und Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik, Kenntnisse aus Verfahrenstechnik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW und BIW

9 Modulbeauftragte/r Kockmann

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

7

Modul: Biochemie / Molekularbiologie Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) und 2) im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 3. Semester

Credits 7

Aufwand 210h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe 1 Biochemie 1 / Kayser V + Ü 1,5+1,5 1 + 1

1

2 Molekularbiologie / Schmid und Kayser V + Ü 3 + 1 2 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

Vermittelt werden die molekularbiologischen und biochemischen Zusammenhänge auf zellulärer Ebene. Dies betrifft in Element 1 die biochemischen Synthesewege von Biomolekülen wie Nukleinsäuren, Proteinen, und Fettsäuren, sowie grundlegende Kreisläufe des Zellmetabolismus, wie z. B. der Zitronensäurezyklus. Im Element 2 werden diese biochemischen Zusammenhänge auf molekularer / Nukleinsäure-Ebene betrachtet. Der Schwerpunkt liegt auf der Organisation und Dynamik Erbsubstanz, deren Replikations-, Mutations- und Reparaturmechanismen, sowie der Genexpression.

4 Kompetenzen Die Studierenden können Zusammenhänge zwischen chemischen und biologischen Sachverhalten erstellen. Sie verstehen die molekularen Abläufe innerhalb einer Zelle und haben dadurch die Voraussetzung diese zu Gunsten der Biotechnologie zu manipulieren, zu nutzen und entsprechende Verfahren zu entwickeln und auszulegen.

5 Prüfungen Element 1: schriftliche Klausur, Element 2: schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 2

7 Teilnahmevoraussetzungen Kenntnisse aus den Modulen Organische Chemie und Einführung in die Biotechnologie

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul BIW

9 Modulbeauftragte/r Schmid

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

8

Modul: Bioreaktionstechnik 1 Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im WS, 2) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 5. + 6. Semester

Credits 9

Aufwand 240h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Bioreaktionstechnik / Agar+Wichmann V + Ü 3 + 2 2 + 2 2 Zellbiologische Systeme / Kayser V + Ü 3 + 1 2 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

Das Modul führt in die Grundlagen der Bioreaktionstechnik ein. Die Vorlesung und Übung im Element 1 befassen sich mit den Grundlagen der chemischen Reaktionstechnik, der Enzymtechnik und der Fermentationstechnik. Die Vorlesung und Übung im Element 2 führen in die zellbiologischen Grundlagen von pflanzlichen und tierischen Zellen und Zellkulturen ein und geben Beispiele für ihre technologische Nutzung.

4 Kompetenzen Die Studierenden lernen, die wesentlichen Vorgänge in biotechnologischen und chemischen Reaktoren durch die Erstellung von Stoff- und Wärmebilanzen mit reaktiven Quellen und Senken zu analysieren bzw. zu interpretieren. Verständnis der für die Reaktorauslegung erforderlichen physikalisch-chemischen Ansätze wird vermittelt. Die Modellierung biotechnologischer und chemischer Reaktoren bzw. die Berechnung deren Leistung anhand von idealisierten Modellvorstellungen wird erläutert. Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse um die Möglichkeiten und Grenzen der biotechnologischen Herstellung von wirtschaftlich bedeutenden Produkten unter Verwendung von tierischen, pflanzlichen und mikrobiellen Zellen und von isolierten Enzymen.

5 Prüfungen Element 1: Hausaufgabe und 2 schriftliche Klausuren, Element 2: schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 4

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I und II, Physik, Einführung in die Organische Chemie Teil 1, Einführung in die Biotechnologie, Technische Mechanik sowie Allgemeine und Anorganische Chemie

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul BIW

9 Modulbeauftragte/r Wichmann

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

9

Modul: BIW - Praktikum Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im WS, 2) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 5. + 6. Semester

Credits 5

Aufwand 150h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 BIW Praktikum 1 / Wichmann P 3 4 2 BIW Praktikum 2 / Wichmann P 2 3 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

Das Modul vermittelt den Studierenden durch die Durchführung von Experimenten praktische Kenntnisse zu Lehrinhalten des Pflicht-Curriculums. Die zugehörigen Lehrveranstaltungen werden jeweils in vorhergehenden oder im gleichen Semester vermittelt.

4 Kompetenzen Die Studierenden gewinnen Erfahrungen in der Durchführung realer Experimente in kleinsten Gruppen unter Anleitung von Assistent/en/innen zur praktischen Nutzung von vorher in Vorlesungen und Übungen vermittelten Kenntnissen.

5 Prüfungen Testate

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: testierte Protokolle

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion, Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul BIW

9 Modulbeauftragte/r Wichmann

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

10

Modul: CIW - Praktikum Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im WS, 2) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 5. + 6. Semester

Credits 8

Aufwand 240h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 CIW Praktikum 1 / Wichmann P 4 6 2 CIW Praktikum 2 / Wichmann P 4 6 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

Das Modul vermittelt den Studierenden durch die Durchführung von Experimenten praktische Kenntnisse zu Lehrinhalten des Pflicht-Curriculums. Die zugehörigen Lehrveranstaltungen werden jeweils in vorhergehenden oder im gleichen Semester vermittelt.

4 Kompetenzen Die Studierenden gewinnen Erfahrungen in der Durchführung realer Experimente in kleinsten Gruppen unter Anleitung von Assistent/en/innen zur praktischen Nutzung von vorher in Vorlesungen und Übungen vermittelten Kenntnissen.

5 Prüfungen Unbenotete Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: testierte Protokolle

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion, Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW

9 Modulbeauftragte/r Wichmann

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

11

Modul: Einführung in die Biotechnologie (BIW) Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen Turnus: 1) im WS, 2 + 3) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1.+2. Semester

Credits 7

Aufwand 210h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Technische Biologie / Schmid u. Kayser V 3 2 2 Einf. in das Bioingenieurwesen

/ Wichmann V 1 1

3 Mikrobiologie 1 / Schmid V 3 2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

1) Die Grundlagen der allgemeinen Biologie für Verfahrensingenieure (Zellbau, Taxonomie, Vermehrung, Ökologie). Übersicht über Vielfalt der Organismen und ihrer Stoff- und Energieumwandlungen in der Natur anhand von biologischen Grundkontzepten. Bezug zu industriellen Anwendungen in Chemie (Schmid) und Pharma (Kayser) 2) Möglichkeiten und Grenzen biotechnischer Produktionsprozesse und –verfahren (Beispiele). 3) Grundlagen der Mikrobiologie. Prokaryonten, Zellbau und Funktion, metabolische Vielfalt. Biochemischer Stoff- und Energietransport. Verbindung makroskopischer Prozesse mit molekularen Vorgängen.

4 Kompetenzen Absolventen kennen die Breite des Tätigkeitsfeldes eines/einer Bioingenieurs/in. Sie können Produktionsverfahren und Produktionsorganismen klassifizieren und einordnen und verstehen die Grundkonzepte der Produktbildung. Transportvorgänge und Stoffumwandlungen in der Natur und in Bioprozessen sind bekannt, werden erkannt und können zugeordnet und quantifiziert werden. Der Zusammenhang zwischen biologischen Gesetzmäßigkeiten und Prozessanforderungen kann für verschiedene Produktklassen beschrieben werden.

5 Prüfungen schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul BIW

9 Modulbeauftragter Schmid

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

12

Modul: Einführung in die verfahrenstechnische Produktion Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich 1)+2)im WS, 3) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1.+ 2. Semester

Credits 8

Aufwand 210h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Einführung in das Chemieingenieurwesen / Fahlenkamp

V+Ü 3+1 2+1

2 Demo-Praktikum/ Ehrhard, Jörissen, Schembecker, Walzel

P 1 2

3 Einführung in das Bioingenieurwesen für CIW / Quentmeier und Wichmann

V 3 2

2 Lehrveranstaltungssprache: Deutsch Lehrinhalte

Die Studierenden lernen in Übersichtveranstaltungen die Aufgabengebiete von Chemie- und Bioingenieuren kennen und erhalten einen Überblick über die wesentlichen Lehrveranstaltungen des Bachelor-Studiums. Hierzu gehören: 1) Inhalte der jeweiligen Fachvorlesungen des Chemieingenieurwesens mit einem Ausblick auf die beruflichen Aufgabengebiete. Anhand der Anwendung von Schulkenntnissen in Physik, Chemie und Mathematik bis hin zum Einsatz von Vorlesungsfachwissen, wird die Lösung verfahrenstechnischer Probleme exemplarisch demonstriert. 2) Unter Anleitung von Tutoren führen die Studierenden praktische Versuche durch und beschreiben diese in zu testierenden Protokollen. 3) Grundlagen, Möglichkeiten und Grenzen biotechnischer Produktionsprozesse und –verfahren (Beispiele).

4 Kompetenzen Die Studierenden haben einen Überblick gewonnen über wesentliche Aufgaben des Chemieingenieurwesens, der ihnen eine Orientierung gibt für die vertiefenden Lehrveranstaltungen. Darüber hinaus besitzen sie Kenntnisse über die Grundlagen und Möglichkeiten der Anwendung biotechnischer Prozesse.

5 Prüfungen Element 1: unbenotete Klausur, Element 2: unbenotetes Testat, Element 3: schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung: Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW

9 Modulbeauftragte/r Fahlenkamp

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

13

Modul: Grundkompetenzen (BIW) Seite 1 Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im WS 2) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 3./4. Semester

Credits 6

Aufwand 180h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Allgemeine Betriebswirtschaftslehre /Mans

V 3 2

2 Einführung in die Programmierung / Engell

V + P 1,5+ 1,5 1+2

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Element 1: I. Einleitung: VWL–BWL: 1.VW-Politik-Systeme 2.Preistheorien II. Allg. BWL: 1.Einleitung: Überblick über die wesentlichen Teilgebiete der BWL 2.Unternehmensplanung 3.Investitionstheorien – Fallstudien für Wirtschaftlichkeitsrechnungen 4.Beschaffung und Logistik 5.Produktions- und Kostentheorie (auch VWL. Thema) 6.Kostenrechnung und Controlling 7.Rechnungswesen: Bilanzen, GuV-Rechnungen 8.Finanzierung, Liquiditätsrechnungen 9.Absatz und Marketing 10.BWL. Spezialgebiete a) Unternehmensformen b) Unternehmensgründung c) Liquidierung Element 2: (1) Matlab als Taschenrechner: Durchführung elementarer Rechenoperation und Funktionen in der Matlab Kommandozeile. (2) Zahlendarstellung im Computer: Binär-, Hexadezimal- und Oktaldarstellung von Zahlen (3) Matrizen: Grundlegende Rechenoperationen mit Matrizen (4) Skripte und Funktionen: Definition und Ausführung von Skripten und Funktionen, Sichtbarkeit und Gültigkeitsbereiche von Variablen (5) Bedingte Ausführung: Bedingte Ausführung von Programmcode durch konditionale Bedingungen (if-, switch-Bedingungen). (6) Iterationen: Iteration mit Hilfe von Schleifenkonstrukten (while-, for-Schleifen) (7) Texte und Strings: Manipulation und Definition von Zeichenketten (8) Dateien und Dateioperationen: Manipulation eines lokalen Verzeichnissystems (9) Fenster und Grafiken: Ausgabe und Formatierung von Daten mit Hilfe der Matlab Anzeigefunktionen

4 Kompetenzen Die Studierenden gewinnen Grundkompetenzen zur Abrundung ihrer fachlichen Ausbildung Element 1: Die Studierenden gewinnen einen Überblick über die Teilgebiete der BWL, die für die industrielle Tätigkeit eines Ingenieurs wesentlich sind. Sie sind in der Lage sich mit Kollegen der Betriebswirtschaft zu verständigen und können betriebswirtschaftliches Denken und Handeln in ihr eigenes Aufgabengebiet einbringen. Mit dem Element 2 wird den Studierenden die Anwendung grundlegender Prinzipien der Programmierung vermittelt. Dazu werden anhand des Programms MATLAB allgemeine Vorgehensweisen zur Problemanalyse, zum Programmentwurf und zur Implementierung gelehrt. Die Studierenden können Programmieraufgaben einfacher bis mittlerer Komplexität analysieren und geeignete Programme entwickeln. Sie können die erworbenen Grundfertigkeiten auch in anderen Programmiersprachen und –umgebungen anwenden.

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

14

Modul: Grundkompetenzen (BIW) Seite 2 Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im WS 2) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: BIW: 3./4. Semester

Credits 6

Aufwand 180h

5 Prüfungen Element 1: schriftliche Klausur, Element 2: schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 2

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul BIW

9 Modulbeauftragte/r Engell

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

15

Modul: Grundkompetenzen (CIW) Seite 1 Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) und 2) im WS, 3) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 3./4. Semester

Credits 8

Aufwand 240h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Allgemeine Betriebswirtschaftslehre /Mans

V 3 2

2 Grundlagen der Elektrotechnik für CIW / Kulig

V + Ü 1+1 1 + 1

3 Einführung in die Programmierung / Engell

V + P 1,5+ 1,5 1+2

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Element 1: I. Einleitung: VWL–BWL: 1.VW-Politik-Systeme 2.Preistheorien II. Allg. BWL: 1.Einleitung: Überblick über die wesentlichen Teilgebiete der BWL 2.Unternehmensplanung 3.Investitionstheorien – Fallstudien für Wirtschaftlichkeitsrechnungen 4.Beschaffung und Logistik 5.Produktions- und Kostentheorie (auch VWL. Thema) 6.Kostenrechnung und Controlling 7.Rechnungswesen: Bilanzen, GuV-Rechnungen 8.Finanzierung, Liquiditätsrechnungen 9.Absatz und Marketing 10.BWL. Spezialgebiete a) Unternehmensformen b) Unternehmensgründung c) Liquidierung Element 2: Grundlagen der Elektrotechnik und elektrischer Antriebe Element 3: (1) Matlab als Taschenrechner: Durchführung elementarer Rechenoperation und Funktionen in der Matlab Kommandozeile. (2) Zahlendarstellung im Computer: Binär-, Hexadezimal- und Oktaldarstellung von Zahlen (3) Matrizen: Grundlegende Rechenoperationen mit Matrizen (4) Skripte und Funktionen: Definition und Ausführung von Skripten und Funktionen, Sichtbarkeit und Gültigkeitsbereiche von Variablen (5) Bedingte Ausführung: Bedingte Ausführung von Programmcode durch konditionale Bedingungen (if-, switch-Bedingungen). (6) Iterationen: Iteration mit Hilfe von Schleifenkonstrukten (while-, for-Schleifen) (7) Texte und Strings: Manipulation und Definition von Zeichenketten (8) Dateien und Dateioperationen: Manipulation eines lokalen Verzeichnissystems (9) Fenster und Grafiken: Ausgabe und Formatierung von Daten mit Hilfe der Matlab Anzeigefunktionen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

16

Modul: Grundkompetenzen (CIW) Seite 2 Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) und 2) im WS, 3) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 3./4. Semester

Credits 8

Aufwand 240h

4 Kompetenzen Die Studierenden gewinnen Grundkompetenzen zur Abrundung ihrer fachlichen Ausbildung Element 1: Die Studierenden gewinnen einen Überblick über die Teilgebiete der BWL, die für die industrielle Tätigkeit eines Ingenieurs wesentlich sind. Sie sind in der Lage sich mit Kollegen der Betriebswirtschaft zu verständigen und können betriebswirtschaftliches Denken und Handeln in ihr eigenes Aufgabengebiet einbringen. Mit dem Element 2 besitzen sie Kenntnisse über den Bereich der E-Technik, die für eine interdisziplinäre Arbeit notwendig sind. Mit dem Element 3 wird den Studierenden die Anwendung grundlegender Prinzipien der Programmierung vermittelt. Dazu werden anhand des Programms MATLAB allgemeine Vorgehensweisen zur Problemanalyse, zum Programmentwurf und zur Implementierung gelehrt. Die Studierenden können Programmieraufgaben einfacher bis mittlerer Komplexität analysieren und geeignete Programme entwickeln. Sie können die erworbenen Grundfertigkeiten auch in anderen Programmiersprachen und –umgebungen anwenden.

5 Prüfungen Element 1: schriftliche Klausur, Element 2: schriftliche Klausur, Element 3: schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW

9 Modulbeauftragte/r Engell

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

17

Modul: Gruppenarbeit Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS und SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 7. Semester

Credits 10

Aufwand 300h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Gruppenarbeit Seminar 10 15 10 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

Die Studierenden haben die Aufgabe, aufgrund einer allg. Aufgabenstellung eine Anlage zu planen. Dies umfasst die Verfahrensentwicklung und -auswahl auf Basis von Alternativenbewertungen, Mengen- und Energiebilanzen, Verfahrens- und RI-Fließbildern, Auslegung der Hauptausrüstungen, Aufstellungsplanung und einer Wirtschaftlichkeitsrechnung. Die Arbeit erfolgt in Teams von 8-10 Studierenden, die per Los zusammengestellt werden. Die Gruppe berichtet wöchentlich über die erzielten Ergebnisse und die geplanten Arbeiten. Die Arbeit endet mit Abschlussvorträgen aller Teilnehmer sowie einer Exkursion zu einem Industrieunternehmen, um die Ergebnisse zu erörtern. Das Team hat die Aufgabe, die eigene Arbeit selbst zu organisieren.

4 Kompetenzen Die Studierenden lernen unter realen Projektbedingungen zu arbeiten. Hierzu zählen termingebundene Arbeit und das Treffen von Entscheidungen auch auf der Basis beschränkter Informationen. Sie setzen die in den Lehrveranstaltungen erworbenen Kenntnisse ein und müssen fehlende Informationen rechtzeitig beschaffen. Sie verbessern ihre Sozialkompetenzen durch Kooperation im Team, eigenes Management der Arbeiten, Präsentation von Ergebnissen und Lösung von Konflikten während des Arbeitsprozesses.

5 Prüfungen Hausarbeit und Präsentationen

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung: Gesamtnote und individuelle Benotung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW) und Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik, Kenntnisse aus Prozessdynamik und Prozessautomatisierung, Verfahrenstechnik, Prozessgestaltung, Technische Chemie(CIW), Bioreaktionstechnik(BIW)

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW und BIW, Master PSE (Studierende die dieses Modul nicht im Bachelor-Studium absolviert haben)

9 Modulbeauftragte/r Schembecker

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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18

Modul: Höhere Mathematik I (BW, BCI, MB) BA-Studiengänge: Bauingenieurwesen, Bio- und Chemieingenieurwesen, Maschinenbau Turnus: jährlich

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 9

Aufwand 270 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung Typ credits SWS 1 Höhere Mathematik I V 6 4

1

2 Übungen Ü 3 2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

Nach einer Einführung in reelle und komplexe Zahlen werden die Grundlagen der Linearen Algebra und eindimensionalen Analysis behandelt. · Reelle und komplexe Zahlen: Reelle Zahlen, geometrische Summenformel, binomischer Satz, elementare Ungleichungen, komplexe Zahlen, Absolutbetrag, Polarkoordinaten, Mengen und Abbildungen, Polynome· Lineare Algebra: Skalarprodukt, Euklidnorm und Winkel in Rn, Vektorprodukt und Spatprodukt in R3, Matrizen, Matrizenmultiplikation, Determinanten, lineare Gleichungssysteme, Gauss'scher Algorithmus, Inversion von Matrizen, überbestimmte Gleichungssysteme, Ausgleichsrechnung, Methode der kleinsten Fehlerquadrate, lineare Unabhängigkeit, Basis, Dimension, Rang, Eigenwerte und -vektoren, symmetrische Matrizen und quadratische Formen· Eindimensionale Analysis: Folgen und Reihen, Grenzwert, Stetigkeit, Differenzierbarkeit, Potenzreihen, elementare Funktionen, Umkehrfunktionen, Mittelwertsätze mit Anwendungen, Satz von Taylor, Taylorreihen, Stammfunktion, einige Integrationstechniken, Integration und Flächenberechnung, Hauptsatz, uneigentliche Integrale

4 Kompetenzen Die Studierenden erlernen die zentralen Begriffe der endlich-dimensionalen Linearen Algebra und werden – aufbauend auf dem zentralen Grenzwertbegriff – in Differential- und Integralrechnung einer Variablen eingeführt.

5

Prüfungen Die Prüfungsleistung besteht aus einer dreistündigen Klausur über den Inhalt der Veranstaltung.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung Klausur (3 Std.)

7

Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul Bachelorstudiengang Bauwesen, Bio- und Chemieingenieurwesen, Maschinenbau

9 Modulbeauftragte/r Studiendekan Mathematik

Zuständige Fakultät Fakultät Mathematik (1)

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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Modul: Höhere Mathematik II (BW, BCI, MB) BA-Studiengänge: Bauingenieurwesen, Bio- und Chemieingenieurwesen, Maschinenbau Turnus: jährlich

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits 9

Aufwand 270 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung Typ credits SWS 1 Höhere Mathematik II V 6 4

1

2 Übungen Ü 3 2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

· Mehrdimensionale Analysis: Grenzwert, Stetigkeit in Rn, Partielle Ableitungen, Richtungsableitungen, Funktionalmatrix, höhere Ableitungen, Mittelwertsätze und Taylorformel, Auflösen von Gleichungen (implizite Funktionen), ebene und Raumintegrale, spezielle Koordinatentransformationen (Polar-, Zylinder-, und Kugelkoordinaten), spezielle uneigentliche Integrale · Gewöhnliche Differentialgleichungen: Spezielle Typen 1. Ordnung (linear, Bernoulli, getrennte Veränderliche), gewöhnliche Dgl. höherer Ordnung und Systeme, Rand- und Eigenwertprobleme gew. Dgl.

4 Kompetenzen Die Studierenden erlernen die Ausdehnung zentraler eindimensionaler Begriffe der Analysis auf mehrere Raumdimensionen sowie Anwendungen. Der für technische Anwendungen grundlegende Begriff der Differentialgleichung wird in einer Veränderlichen eingeführt.

5

Prüfungen Die Prüfungsleistung besteht aus einer dreistündigen Klausur über den Inhalt der Veranstaltung.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Klausur (3 Std.)

7

Teilnahmevoraussetzungen Vorkenntnisse aus dem Modul "Höhere Mathematik I (BW, BCI, MB)" werden vorausgesetzt.

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul Bachelorstudiengang Bauwesen, Bio- und Chemieingenieurwesen, Maschinenbau

9 Modulbeauftragte/r Studiendekan Mathematik

Zuständige Fakultät Fakultät Mathematik (1)

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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Modul: Höhere Mathematik IIIa (BW, BCI, MB) BA-Studiengänge: Bauingenieurwesen, Bio- und Chemieingenieurwesen, Maschinenbau Turnus: jährlich

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 3. Semester

Credits 5

Aufwand 150 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung Typ credits SWS 1 Höhere Mathematik IIIa V 3 2

1

2 Übungen Ü 2 2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

HM III a: · Extremwertprobleme: Lokale Extrema, Hesse-Matrix, Lagrange-Multiplikator · Kurven und Kurvenintegrale: Kurven, Kurvenlänge, Tangenten- und Normalenvektoren, Kurvenintegrale, Wegunabhängigkeit und Potentiale, wirbelfreie Vektorfelder, exakte Differentialgleichung und integrierender Faktor · Laplacetransformation · Laplace-Gleichung: Dirichletproblem für Rechteck und Kreis, Poissonformel

4 Kompetenzen Die Studierenden erweitern und vertiefen das Verständnis der Begriffe der mehrdimensionalen Differential- und Integralrechnung.

5

Prüfungen Die Prüfungsleistung besteht aus einer dreistündigen Klausur über den Inhalt der Veranstaltung.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Klausur (3 Std.)

7

Teilnahmevoraussetzungen Vorkenntnisse aus den Modulen "Höhere Mathematik I und II (BW, BCI, MB)" werden vorausgesetzt

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul Bachelorstudiengang Bauwesen, Bio- und Chemieingenieurwesen, Maschinenbau

9 Modulbeauftragte/r Studiendekan Mathematik

Zuständige Fakultät Fakultät Mathematik (1)

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Modul: Mikrobiologie und Gentechnik Seite 1 Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 4. Semester

Credits 9

Aufwand 270h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe 1 Gentechnik

/ Schmid, Bühler, Bühler, Blank V + Ü

3 + 1 2 + 1

2 Mikrobiologie 2 / Quentmeier V 2 1

1

3 Mikrobiologie-Praktikum / Kayser, Quentmeier, Schmid, Bühler, Blank, Bühler

P 3 4

2 Lehrveranstaltungssprache: Deutsch Lehrinhalte

Das Modul führt in die Grundlagen und die wichtigsten Konzepte der molekularen Biotechnologie ein. Die Lehrveranstaltung behandelt die verschiedenen Typen von Vektoren wie auch verschiedene Regulationssysteme, die zur rekombinanten Genexpression verwendet werden. Zudem werden die wichtigsten Produkte der molekularen Biotechnologie sowie die mikrobiellen Organismen, die dabei zum Einsatz kommen, diskutiert. Des Weiteren werden auch eukaryotische gentechnische Produktionssysteme wie transgene Pflanzen und Tiere eingeführt und kontrovers diskutiert. Ein weiterer Schwerpunkt ist das mikrobiologische Praktikum, das durch die begleitende Vorlesung vertieft wird. Es werden grundlegende Techniken im Umgang mit Mikroorganismen gelehrt. Schwerpunkte sind die Identifizierung und Kultivierung von Mikroorganismen. Des Weiteren wird den Studierenden die Bedeutung verschiedener Pro- und Eukaryonten für die industrielle Biotechnologie nahe gebracht.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die Möglichkeiten und Grenzen der molekularen Biotechnologie und sind in der Lage deren Nutzen für die Herstellung von wirtschaftlich bedeutenden Produkten abzuschätzen. Sie haben einen guten Überblick über die molekularbiologischen Technologien, Methoden und Ressourcen wie mikrobiologische Stämme und Vektoren. Sie verstehen die grundlegenden Konzepte für das Klonieren von Genen wie auch für die rekombinante Produktion und die gezielte Optimierung von Proteinen. Sie kennen die kritischen Faktoren, die es dabei zu beachten gilt und sind somit in der Lage, Strategien zur rekombinanten Genexpression auszulegen. Zudem kennen sie die verschiedenen Anwendungsbereiche der molekularen Biotechnologie und können deren Potenziale und Limitation kritisch diskutieren. Ergänzend erwerben die Studierenden praktische Kenntnisse über grundlegende Techniken aus dem Bereich der Mikrobiologie. Sie beherrschen u. a. verschiedene Steriltechniken, Kultivierungsmethoden, Identifizierung von Mikroorganismen durch physiologische und molekularbiologische Verfahren, einfache enzymatische Tests zum Nachweis von mikrobiellen Produkten und die phänotypische Beschreibung von Organismen. Die Studierenden sind in der Lage, Organismen im Hinblick auf ihre biotechnologische Bedeutung zu bewerten, sowie „Problemorganismen“ zu erkennen und die sich daraus ergebenden Risiken für biotechnologische Prozesse zu minimieren bzw. zu vermeiden.

5 Prüfungen Element 1:schriftliche Klausur Element 2: schriftliche Klausur (incl. Inhalte des Praktikums), Element 3: Teilnahme an allen Praktikumsversuchen mit erfolgreichen Kolloquien sowie testierten Versuchsprotokollen

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Modul: Mikrobiologie und Gentechnik Seite 2 Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 4. Semester

Credits 9

Aufwand 270h

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen Kenntnisse aus den Modulen Einführung in die Biotechnologie und Biochemie/Molekular-biologie

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul BIW

9 Modulbeauftragte/r Kayser

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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Modul: Organische Chemie Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich: 1) im SS, 2) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 2. + 3. Semester

Credits 9

Aufwand 270h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Einf. in die Organische Chemie, Teil 1/ Hiersemann

V + Ü 5 + 1 3 + 1

2 OC-Praktikum für Bio- u. Chemie-ingenieurwesen / Hiersemann

P 3 4

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

Lehrinhalte Grundlagen der Organischen Chemie (Struktur, Charakterisierung und Synthese organischer Verbindungen

4 Kompetenzen Grundkenntnisse in der Organischen Chemie, Präparation und Isolierung organischer Verbindungen

5 Prüfungen Element 1: schriftliche Klausur Element 2: unbenotetes Testat (Kolloquien und Protokolle zu den Versuchen)

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 2

7 Teilnahmevoraussetzungen Teilnahme am Praktikum nur nach bestandener Klausur zu Element 1 oder nach bestandener Eingangsklausur

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW und BIW

9 Modulbeauftragte/r Hiersemann

Zuständige Fakultät Chemie

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Modul: Physik Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im WS, 2) im SS, 3) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. + 2. Semester

Credits 11

Aufwand 330h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe 1 Physik A2 / Tolan V + Ü 3 + 1 2 + 1 2 Physik B2 / Tolan V + Ü 3 + 1 2 + 1

1

3 Physik Praktikum / Tolan P 3 4 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

Themen: Mechanik, Elektrizität, Magnetismus, Schwingen und Wellen, Optik, Atom- und Kernphysik. Praktische Versuche: Biegung elastischer Stäbe. Der Doppler-Effekt . Das Dulong-Petitsche Gesetz. Bestimmung von C~C„ an verschiedenen Gasen mit Ultraschall. Die Wärmepumpe. Leerlaufspannung und Innenwiderstand von Spannungsquellen. Elektrische Brückenschaltungen. Der Transistor. Fourier-Analyse und –Synthese. Ablenkung eines Elektronenstrahls im elektrischen Feld. Ablenkung eines Elektro nenstrahls im transversalen Magnetfeld. Thermische Elektronenemission. Der Franck-Hertz- Versuch. Röntgen-Emissions- und Absorptions-Spektren. Messung der Suszeptibilität paramagnetischer Substanzen. Aktivierung mit Neutronen. Das Geiger-Müller-Zählrohr. Absorption von - und – Strahlung.

4 Kompetenzen Die Studierenden erlernen Prinzipien und Gesetzmäßigkeiten der Physik und deren Anwendung.

5 Prüfungen Element 1: schriftliche Klausur, Element 2: schriftliche Klausur, Element 3: mündliches Kolloquium

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW und BIW

9 Modulbeauftragte/r Tolan

Zuständige Fakultät Physik

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Modul: Prozessdynamik und Prozessautomatisierung Seite 1 Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich (1) im WS und (2) im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 5. Semester

Credits 7

Aufwand 210h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credit

s SWS Gruppe

1 Prozessdynamik und Regelung / Engell

V + Ü 5 2 + 2

2 Prozessautomatisierung / Engell V + Ü 2 1 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache: Deutsch oder Englisch (Prozessdynamik und Regelung),

Deutsch (Prozessautomatisierung) Lehrinhalte

Element 1: Theoretische Modellbildung (Aufstellen dynamischer Bilanzgleichungen)

Modelle – Systeme – Signale

Dynamische Modelle von Reaktoren inkl. Bioreaktoren

Verhalten in der Nähe von stationären Betriebspunkten Berechnung stationärer Betriebspunkte, Stabilität stationärer Betriebspunkte, Linearisierung an einem stationären Betriebspunkt, Eigenwerte, Eigenvektoren, Phasenportraits, Modellvereinfachung, Zustandsschätzung

Numerische Simulation dynamischer Modelle

Übertragungsfunktion linearer dynamischer Systeme Motivation, Laplace-Transformation, Übertragungsfunktion, wichtige Laplace-Transformierte Rechenregeln, Übertragungsfunktionen einfacher Systeme, Pole und Nullstellen, Zusammengesetzte Systeme, Blockschaltbildalgebra

Einführung in die Regelungstechnik Aufgabe und Grenzen der Regelung, Stabilität von Regelkreisen, Wurzelortskurvenverfahren, Einstellung von Standardreglern

Element 2:

Die Veranstaltung „Prozessautomatisierung“ behandelt die Automatisierung verfahrenstechnischer Labor- und Produktionsanlagen, insbesondere die Grundlagen der Messtechnik, Standardmessverfahren, Signalübertragung und –filterung, Beschreibung und Entwurf von Verriegelungs-, Ablauf und Rezeptursteuerungen und die informationstechnische und funktionale Hierarchie von Automatisierungssystemen.

Kompetenzen Vorlesung und Übung aus Element 1 vermitteln die Fähigkeit zur selbständigen Formulierung und Analyse von dynamischen Modellen mittlerer Komplexität sowie ein grundlegendes Verständnis des Verhaltens von Regelkreisen. Die Studierenden verstehen das prinzipielle Verhalten und die Grenzen von Algorithmen zur numerischen Simulation und können für ein gegebenes Problem geeignete Verfahren auswählen. Sie können Regelkreise in Form von Blockschaltbildern darstellen und analysieren und für einschleifige Regelkreise nach einer Analyse der Prozessdynamik geeignete Regler auswählen und mit Hilfe der vermittelten Entwurfsverfahren einstellen. Sie sind imstande, die Ursachen für unbefriedigendes Reglerverhalten zu erkennen und Vorschläge zur Abhilfe zu machen.

Die Studierenden verstehen die Bedeutung der Prozessautomatisierung und können mess- und leittechnische Lösungen kompetent auswählen und konfigurieren. Sie können Steuerungsaufgaben mit den standardisierten Beschreibungsmitteln spezifizieren und implementieren.

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27

Modul: Prozessdynamik und Prozessautomatisierung Seite 2 Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 5. Semester

Credits 7

Aufwand 210h

5 Prüfungen

Schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Höhere Mathematik I und II, Kenntnisse aus Mathematik IIIa und Transportprozesse

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul: CIW und BIW

9 Modulbeauftragte/r Engell

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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28

Modul: Prozessgestaltung Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 9

Aufwand 270h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credit

s SWS Gruppe

1 Anlagen- und Prozesstechnik / Schembecker

V + Ü 5 + 2 3 + 2

2 Einführung in die stationäre Simulation / Schembecker

Ü 2 2

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte In der Veranstaltung „Anlagen- und Prozesstechnik“ werden den Studierenden Grundlagen der Prozessentwicklung und des Anlagendesigns vermittelt. Nach einer Einführung in den Ablauf der Planung und des Baus von Anlagen wird die Synthese konzeptioneller Fließbilder einschließlich prozessinternen Wärmeaustauschs und Simulation behandelt. Anschließend werden Auslegungsgrundlagen und Apparate für das Fördern von Gasen und Flüssigkeiten vorgestellt. Hierauf aufbauend werden Kenntnisse für die Aufstellungs- und Rohrleitungspla-nung vermittelt. Eine Einführung in Kostenschätzmethoden und Investitionsrechnung schließt die Veranstaltung ab. Die Veranstaltung „Einführung in die stationäre Simulation“ stellt Simulationstechniken für die Erstellung von Massen- und Energiebilanzen kontinuierlich betriebener Herstellprozesse vor.

4 Kompetenzen Das Modul Prozessgestaltung wird die Studierenden in die Lage versetzen, als Mitglied eines Teams bei der Planung, beim Bau und beim Betrieb chemischer und biotechnologischer Produktionsanlagen kompetent mitzuarbeiten und verfahrenstechnische Aufgabenstellungen für Spezialisten anderer Fachrichtungen zu spezifizieren und Teillösungen zu integrieren. Insbesondere sollen Sie das Ineinandergreifen von verfahrenstechnischer Gestaltung und Bewertung durch Prozesssimulation verstehen und dieses Wissen in Projektierungsteams einbringen.

5 Prüfungen schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW) und Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik, Kenntnisse aus Verfahrenstechnik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW und BIW

9 Modulbeauftragte/r Schembecker

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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Modul: Strömungs- und Transportprozesse (BIW) Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im WS, 2) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 3. + 4. Semester

Credits 10

Aufwand 300 h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credit

s SWS Gruppe

1 Strömungsmechanik 1 / Ehrhard V + Ü 3 + 2 2 + 2 2 Transportprozesse I / Górak V + Ü 3 + 2 2 + 2 2 Lehrveranstaltungssprache: Deutsch Lehrinhalte

Element 1: Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen; Grundlagen der Kontinuumsmechanik; Hydro- und Aerostatik, Bewegungsgleichungen für reibungsfreie Fluide; wirbelfreie Strömungen – Potentialströmungen; Bewegungsgleichungen in integraler Form; kompressible Strömungen; Dimensionsanalyse, Ähnlichkeitsgesetze Schichtenströmungen viskoser Fluide, Rohrströmungen; Element 2: Grundlagen des Energie- und Stofftransportes; Mathematische Darstellung der Energie-transportarten Wärmeleitung, konvektiver Energietransport und Wärmestrahlung sowie des diffusiven und konvektiven Stofftransportes; Verdeutlichung der differentiellen und makroskopischen Bilanzierung sowohl für den Energie- als auch Stofftransport; Vorstellung wichtiger dimensionsloser Kennzahlen zur Beschreibung von Energie- und Stofftransportvorgängen. In den Übungen werden die theoretischen Kenntnisse auf zahlreiche Aufgaben aus dem Alltag und der industriellen Praxis angewendet und dadurch gefestigt.

4 Kompetenzen Verständnis für Verhalten und Eigenschaften von Fluiden; Grundverständnis für Strömungen, Strömungsgrößen, Parameter; Berechnung reibungsfreier und wirbelfreier Strömungen; Kenntnis und Anwendung integraler Bilanzgleichungen; Grundverständnis kompressibler Strömungen; Kenntnis und Anwendung von Dimensionsanalyse/Ähnlichkeitsgesetze; Auslegung von Rohrströmungen; Die Studierenden erlernen außerdem die Grundlagen der Transportprozesse und somit grundlegende Modellvorstellungen und Berechnungsmethoden für das gesamte Bio- und Chemieingenieurwesen, welche nahezu bei allen industriellen Problemen und Vorgängen benötigt werden, Insbesondere wird in dieser Veranstaltung Basiswissen für die Vorlesungen der Reaktions- und Verfahrenstechnik vermittelt.

5 Prüfungen Element 1: schriftliche Klausur, Element 2: schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung Teilleistungen: 2

7 Teilnahmevoraussetzungen Kenntnisse aus Höhere Mathematik I und II sowie Physik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls: Pflichtmodul BIW

9 Modulbeauftragte/r Ehrhard

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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30

Modul: Strömungs- und Transportprozesse (CIW) Seite 1 Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im WS, 2) und 3) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 3. + 4. Semester

Credits 13

Aufwand 390 h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credit

s SWS Gruppe

1 Strömungsmechanik 1 / Ehrhard V + Ü 3 + 2 2 + 2 2 Strömungsmechanik 2 / Ehrhard V + Ü 2 + 1 1 + 1 3 Transportprozesse I / Górak V + Ü 3 + 2 2 + 2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

Element 1: Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen; Grundlagen der Kontinuumsmechanik; Hydro- und Aerostatik, Bewegungsgleichungen für reibungsfreie Fluide; wirbelfreie Strömungen – Potentialströmungen; Bewegungsgleichungen in integraler Form; kompressible Strömungen; Dimensionsanalyse, Ähnlichkeitsgesetze Schichtenströmungen viskoser Fluide, Rohrströmungen; Element 2: Bewegungsgleichungen newtonscher Fluide, exakte Lösungen der Navier-Stokes-Gleichungen, Grenzschichten, Turbulenz; Umströmung und Durchströmung von Körpern – Widerstand; nichtnewtonsche Fluide; Element 3: Grundlagen des Energie- und Stofftransportes; Mathematische Darstellung der Energie-transportarten Wärmeleitung, konvektiver Energietransport und Wärmestrahlung sowie des diffusiven und konvektiven Stofftransportes; Verdeutlichung der differentiellen und makroskopischen Bilanzierung sowohl für den Energie- als auch Stofftransport; Vorstellung wichtiger dimensionsloser Kennzahlen zur Beschreibung von Energie- und Stofftransportvorgängen. In den Übungen werden die theoretischen Kenntnisse auf zahlreiche Aufgaben aus dem Alltag und der industriellen Praxis angewendet und dadurch gefestigt.

4 Kompetenzen Verständnis für Verhalten und Eigenschaften von Fluiden; Grundverständnis für Strömungen, Strömungsgrößen, Parameter; Berechnung reibungsfreier und wirbelfreier Strömungen; Kenntnis und Anwendung integraler Bilanzgleichungen; Grundverständnis kompressibler Strömungen; Kenntnis und Anwendung von Dimensionsanalyse/Ähnlichkeitsgesetze; Auslegung von Rohrströmungen; Kenntnis und Anwendung der Navier-Stokes-Gleichungen; Verständnis für Grenzschichten; Kenntnis und Anwendung der Reynoldschen Gleichungen; Berechnung von Strömungskräften auf Körper; Grundverständnis für nichtnewtonsche Fluide; Die Studierenden erlernen außerdem die Grundlagen der Transportprozesse und somit grundlegende Modellvorstellungen und Berechnungsmethoden für das gesamte Bio- und Chemieingenieurwesen, welche nahezu bei allen industriellen Problemen und Vorgängen benötigt werden, Insbesondere wird in dieser Veranstaltung Basiswissen für die Vorlesungen der Reaktions- und Verfahrenstechnik vermittelt.

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Modul: Strömungs- und Transportprozesse (CIW) Seite 2 Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im WS, 2) und 3) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 3. + 4. Semester

Credits 13

Aufwand 390 h

5 Prüfungen Element 1 und 2: schriftliche Klausur, Element 3: schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 2

7 Teilnahmevoraussetzungen Kenntnisse aus Höhere Mathematik I und II sowie Physik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW

9 Modulbeauftragte/r Ehrhard

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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32

Modul: Studium Fundamentale Seite 1 Bachelor-Studiengänge: Informatik (mit NF WiWi), Statistik, Datenanalyse und Datenmanagement, Bioingenieurwesen, Chemieingenieurwesen, Elektrotechnik und Informationstechnik, Informations- und Kommunikationstechnik, Raumplanung, Journalistik, Erziehungswissenschaft

MA-Studiengang: Informatik (ohne NF) Turnus: Jährlich im WS bzw. im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester(BIW), 3. Semester(CIW)

Credits 3

Aufwand 90 h

1 Modulstruktur

Nr. Lehrveranstaltung/Element Typ Art CP SWS Zeit

1 Veranstaltung, die speziell für das Studium Fundamentale konzipiert wurde

VL/S W-Pfl. 3 Abh. von der besuchten Veranstaltung

WiSe/SoSe

2 Bestehende Veranstaltung, die von den Fakultäten als geeignet für Studierende anderer Fakultäten ausgewiesen wird

VL/S W-Pfl. 3 Abh. von der besuchten Veranstaltung

WiSe/SoSe

3 Interdisziplinäre Veranstaltung der eigenen Fakultät

VL/S W-Pfl. 3 Abh. von der besuchten Veranstaltung

WiSe/SoSe

2 Lehrveranstaltungssprache:

Deutsch oder Englisch

3

Lehrinhalte:

Das Modul bietet den Studierenden Einblick in fremde Fachkulturen und legt besonderen Fokus auf Interdisziplinarität. Die Veranstaltungen der unterschiedlichen Fakultäten behandeln Themen von gesellschaftlicher Relevanz. Studierende können aus einem Angebot von fachlich und/oder interdisziplinär vertiefenden, handlungs- oder qualifikationsorientierten Veranstaltungen wählen. Es sind zwei Veranstaltungen zu wählen.

4 Kompetenzen:

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls haben Studierende Verständnis für Fragestellungen anderer Wissenschaften aufgebaut. Sie sind dazu befähigt, sich mit Studierenden und Lehrenden anderer Fächer über die eigene Fachkultur zu verständigen und das Eigene im Kontext des Anderen sehen und einordnen zu können. Neben der Erweiterung des Bildungshorizonts ist auch der Erwerb von Schlüsselkompetenzen möglich. Durch die Tatsache der freien Auswahl der Veranstaltungen werden Selbstorganisation und Eigeninitiative im Studium gefördert.

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33

Modul: Studium Fundamentale Seite 2 Bachelor-Studiengänge: Informatik (mit NF WiWi), Statistik, Datenanalyse und Datenmanagement, Bioingenieurwesen, Chemieingenieurwesen, Elektrotechnik und Informationstechnik, Informations- und Kommunikationstechnik, Raumplanung, Journalistik, Erziehungswissenschaft

MA-Studiengang: Informatik (ohne NF) Turnus: Jährlich im WS bzw. im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester(BIW), 3. Semester(CIW)

Credits 3

Aufwand 90 h

5

Prüfungen:

Insgesamt 3 CPs werden durch den Besuch von für das Studium Fundamentale ausgewiesenen Veranstaltungen (aus 1.1, 1.2 oder 1.3) erreicht. Die Veranstaltungen werden mit Prüfungsleistungen abgeschlossen. Prüfungsmodalitäten sind vom jeweiligen Veranstalter auszuweisen. Auf den für das Studium Fundamentale erstellten Modulscheinen wird ein erfolgreicher Abschluss der jeweiligen Veranstaltung ausgewiesen.

6 Prüfungsformen und -leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: (benotet oder unbenotet)

7 Teilnahmevoraussetzungen:

Siehe Regelungen der jeweiligen Fakultät

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls:

Pflichtmodul in den BA-Studiengängen Elektrotechnik und Informationstechnik, Informations- und Kommunikationstechnik, Statistik, Datenanalyse und Datenmanagement, Bioingenieurwesen, Chemieingenieurwesen, Raumplanung, Journalistik, Erziehungs-wissenschaft, Informatik (mit NF WiWi)

Wahlpflichtmodul im MA-Studiengang Informatik (ohne NF)

9 Modulbeauftragte/r:

Beauftragte/r Studium Fundamentale der jeweiligen Fakultät

Zuständige Fakultät:

Die jeweilige Fakultät

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Modul: Technische Chemie Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich: 1) im SS 2) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 4. + 5. Semester

Credits 10

Aufwand 300h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe1 Chemische Technik 1 / Behr / Jörissen V + Ü 3 + 2 2 + 2

1

2 Reaktionstechnik 1 / Agar V + Ü 3 + 2 2 + 2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

Chemische Technik 1: Chemische Industrie (Chemiewirtschaft), chemische Verfahrensent-wicklung (Gesichtspunkte der Verfahrensauswahl, chemische/biochemische Verfahren, Ver-suchsanlagen, Versuchsplanung und Optimierung, Scale-Up, Stoff- und Energie-Bilanzierung, chemische Prozesssynthese), chemische Verbundwirtschaft (Rohstoffbasis, Gesichtspunkte der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit, Herstellung wichtiger Basischemikalien, Zwischenprodukte und Endprodukte). Reaktionstechnik 1: Stoff- und Wärmebilanzen mit Reaktion, Reaktionsnetzwerke, Kinetik und Thermodynamik chemischer Reaktionen, chemische Reaktion mit diffusivem Stofftransport in der heterogenen Katalyse, ideale chemische Reaktoren und deren Umsatz und Selektivitätsverhalten, Verweilzeitverteilung chemischer Reaktoren, dynamisches Verhalten chemischer Reaktoren, Wärmeabfuhr in chemischen Reaktoren.

4 Kompetenzen Chemische Technik 1: Die Studierenden lernen die Grundstrukturen der Chemischen Industrie und die wesentlichen Aufgaben des Chemieingenieurwesens bei der Entwicklung chemischer Verfahren kennen. Anhand der wichtigsten Produkte gewinnen sie einen Überblick über die konkreten Herstellungsverfahren in der Verbundstruktur der Chemischen Industrie. Reaktionstechnik 1: Die Studierenden lernen, die wesentlichen Vorgänge in chemischen Reaktoren durch die Erstellung von Stoff- und Wärmebilanzen mit reaktiven Quellen und Senken zu analysieren bzw. zu interpretieren. Verständnis der für die Reaktorauslegung erforderlichen physikalisch-chemischen Ansätze wird vermittelt. Die Modellierung chemischer Reaktoren bzw. die Berechnung deren Leistung anhand von idealisierten Modellvorstellungen wird erläutert.

5 Prüfungen Element 1: schriftliche Klausur , Element 2: 2 Hausaufgaben und schriftliche Klausur,

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 4

7 Teilnahmevoraussetzungen Kenntnisse aus Höhere Mathematik I und II, Einführung in die Organische Chemie Teil 1, sowie Allgemeine und Anorganische Chemie

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW

9 Modulbeauftragte/r Behr

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

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Modul: Technisches Englisch Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS(CIW) und im WS(BIW)

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2./3. Semester (CIW/BIW)

Credits: 2

Aufwand 60 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung Typ Credits SWS

1

1 Technisches Englisch Ü 2 2 2 Lehrveranstaltungssprache

Englisch und Deutsch 3 Lehrinhalte

Das Modul führt in den Gebrauch der englischen Sprache an Fallbeispielen zu Wissenschafts- und Technik-Kommunikationen aus den Bereichen des Bioingenieurwesens und Chemieingenieurwesens ein; als Fallbeispiele dienen in Englisch abgefasste schriftliche Unterlagen / Veröffentlichungen populär-wissenschaftlicher Gestaltung zu Themen aus den beiden Ingenieurdisziplinen. Der Schwerpunkt der Übung liegt auf dem Gebrauch der englischen Sprache, indem die Studierenden (auf-)gefordert werden, zur Verfügung gestellte Publikationen aus der Tagespresse oder Magazinen (z.B. Times, New York Times, Financial Times u. a.) sowie aus Fachorganen in englischer Sprache schriftlich und mündlich zu paraphrasieren und zu kommentieren.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben aufbauende Kenntnisse und rezeptive sowie produktive mündliche und schriftliche Fertigkeiten zum Gebrauch des wissenschaftlich-technischen Englisch. Dazu gehört auch die Fähigkeit, die Fallbeispiele in Englisch der Gruppe mündlich und anhand von kurzen Präsentationen (z. B. PowerPoint) und/oder Abstracts schriftlich vorzustellen und diese in der Gruppe zu diskutieren (kommunikative Kompetenz in der Fremdsprache Englisch). Die als Schulenglisch bezeichneten Grundkenntnisse der englischen Sprache werden vorausgesetzt.

5 Prüfungen mündliche Prüfung oder schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und – leistungen Modulprüfung Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundkenntnisse der englischen Sprache (Schulenglisch)

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW und BIW

9 Modulbeauftragte/r Fahlenkamp / Syrou

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen / Sprachenzentrum der Universität Dortmund

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

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Modul: Technische Mechanik Bachelor-Studiengang: Chemie- und Bioingenieurwesen, Wirtschaftsingenieurwesen Turnus: Jährlich zum WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 7

Aufwand 210 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Mechanik I / Menzel V + Ü 4 + 3 3 + 3 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

(1) Statik starrer Körper. Äquivalenz und Reduktion von Kräftesystemen, Gleichgewichtsbedingungen, Schnittprinzip, Schwerpunkt, Tragwerke, Lagerungen, Haftreibung, Lagerreaktionen, Schnittgrößen gerader Stäbe, ebene Fachwerke (2) Elementare Elastostatik der Stäbe (Festigkeitslehre): Spannungen und Verzerrungen, Hookesches Gesetz, Normalkraftbeanspruchung, Biegung mit Normal- und Querkraft, Schubspannungen in symmetrischen Vollquerschnitten, Torsion von Stäben mit kreisförmigem Querschnitt, Festigkeitshypothesen (3) Kinematik und Kinetik starrer Körper: Punktkinematik, Kinematik der ebenen Bewegung, Impuls- und Drehimpulssatz, Massenmomente 2. Grades, Leistungs-, Arbeits- und Energiesatz, konservative und nicht-konservative Kräfte, Gleitreibung, lineare Schwingungen mit einem Freiheitsgrad

4 Kompetenzen Verständnis grundlegender Prinzipien der Mechanik und ihrer Anwendungen in den Ingenieurwissenschaften, statische Berechnung und festigkeitsgerechte Auslegung einfacher Konstruktionen und Maschinenteile, Analyse und Beurteilung des Bewegungsverhaltens und der dynamischen Beanspruchungen von Mechanismen bei ebener Bewegung.

5 Prüfungen schriftliche Klausur

Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul Wirtschaftsingenieurwesen, Bioingenieurwesen, Chemieingenieurwesen

9 Modulbeauftragte/r Menzel

Zuständige Fakultät Maschinenbau

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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Modul: Thermodynamik 1 Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 3. Semester

Credits 5

Aufwand 150h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Thermodynamik 1 / Sadowski V + Ü 3 + 2 2 + 2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

Grundlagen der Thermodynamik: Innere Energie, Zustandsgrößen und Prozessgrößen, 1. Hauptsatz der Thermodynamik, 2. Hauptsatz der Thermodynamik, reversible und irreversible Prozesse, Zustandsänderungen idealer Gase, Fundamentalgleichungen

Thermodynamische Prozesse mit idealen Gasen: Kreisprozesse, Otto- und Dieselmotor, Turbine, Strahltriebwerk

Thermodynamische Eigenschaften von realen Stoffen: Zustandsdiagramme, Zustandsgleichungen, Flüssig-Dampf-Gleichgewicht

Prozesse mit realen Stoffen: Dampfkraftprozess, Kältemaschine, Wärmepumpe Feuchte Luft

4 Kompetenzen Die Veranstaltung dient als Einführung in die Thermodynamik. Die Studierenden lernen die grundlegenden Größen und Beziehungen der Thermodynamik kennen. Sie sollen befähigt werden, einfache thermodynamische Prozesse der Energiewandlung zu verstehen und zu bewerten, z.B. deren thermischen Wirkungsgrad bzw. Leistungszahl selbst zu berechnen. Weiterhin erwerben sie die Fähigkeit, die thermodynamischen Zusammenhänge bei Prozessen mit feuchter Luft (z.B. bei der Klimatisierung von Räumen) zu verstehen und umzusetzen.

5 Prüfungen schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Kenntnisse aus Höhere Mathematik I und II sowie Physik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW und BIW

9 Modulbeauftragte/r Sadowski

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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38

Modul: Thermodynamik 2 (067040/41) Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 4. Semester

Credits 8

Aufwand 240h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Thermodynamik 2 / Sadowski V + Ü 3 + 5 2 + 5 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

Grundlagen der Gleichgewichtsthermodynamik: Gleichgewichtsbedingungen, Phasenregel, Mischungsgrößen und partielle molare Größen

Ideale Gase Reale Fluide: Fugazität und Fugazitätskoeffizient, Zustandsgleichungen Flüssige Mischungen: Ideale Mischung, Exzessfunktionen, Aktivität und

Aktivitätskoeffizient, gE-Modelle (Wilson, NRTL, UNIFAC) Phasengleichgewichte: Flüssig-Dampf-Gleichgewichte, Flüssig-Flüssig-

Gleichgewichte, Flüssig-Fest Gleichgewichte Reaktionsgleichgewichte Darüber hinaus wenden die Studierenden in Hausarbeiten (3 SWS) die vermittelten Grundlagen zur Berechnung von Phasengleichgewichten praktisch an.

4 Kompetenzen Die Studierenden lernen die Grundlagen der Gleichgewichts-Thermodynamik kennen. Damit erwerben sie die Fähigkeit, die thermodynamischen Grundlagen von thermischen Trennverfahren, wie der Destillation, Extraktion und Kristallisation zu verstehen und anzuwenden. Darüber hinaus erwerben sie grundlegende Kenntnisse der Reaktionsgleichgewichte, wie sie für das Verständnis von chemischen und biologischen Umsetzungen notwendig sind.

5 Prüfungen schriftliche Klausur Hausarbeiten

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Kenntnisse aus Höhere Mathematik I und II, Physik und Thermodynamik 1

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW und BIW

9 Modulbeauftragte/r Sadowski

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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Modul: Verfahrenstechnik Seite 1

Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im SS, 2)+3) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 4. + 5. Semester

Credits 12

Aufwand 360h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS 1 Sicherheitstechnik / Neumann V 3 2 2 Mechanische Verfahrenstechnik I / Walzel V + Ü 3 + 2 2 + 2

1

3 Thermische Verfahrenstechnik I / Górak V + Ü 3 + 1 2 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

Das Element 1, ergänzt verfahrenstechnische Lehrveranstaltungen und führt in das zentrale Themenfeld der Arbeits- und Anlagensicherheit (AAS) als technisches Querschnittsgebiet ein. Die Inhalte reichen vom Brand- und Explosionsschutz über das Schutzkonzept bei Tätigkeiten mit Gefahr- und Biostoffen bis hin zur Absicherung verfahrenstechnischer Anlagen. Aufgrund der wirtschaftlichen Bedeutung besteht ein besonders enger Zusammenhang zwischen Stoffumwandlungskenntnissen und der AAS, wie die zahlreichen Arbeitschutz- und Störfallvorschriften dokumentieren. Im Element 2 erfolgt die theoret. und praktische Behandlung disperser Systeme und der einschlägigen Meßverfahren zu deren Charakterisierung. Dies schließt neben Dispersitätsgrößen, Partikelabmessungen auch Haftkräfte und Kapillarwirkung ein. Die theoret. Beschreibung des Verhaltens von Partikeln in Strömungen ist die Grundlage für die Auslegung von pneumatischen Transportstrecken, Wirbelschichten und von Apparaten zur Fluidabtrennung, wie von Zyklonen, Filtern und Zentrifungen. Weitere behandelte Themen sind die Grundlagen der Klassierung von dispersen Stoffen sowie das Mischen und Rühren und die Auslegung der zugehörigen Apparaturen. Im Element 3 werden die Grundlagen der thermischen Verfahrenstechnik behandelt. Die Veranstaltung beinhaltet die Methoden zur Bilanzierung und Auslegung folgender Grundoperationen: Destillation, Rektifikation, Absorption, Extraktion, und Adsorption. Das Modell der theoretischen Stufe wird für ausgewählte Grundoperationen erklärt. Angewendet werden dabei sowohl grafische als auch numerische Lösungsmethoden. Zusätzlich werden die Grundlagen in der Apparatedimensionierung verdeutlicht. Ausgangspunkt ist die Summe der Kenntnisse aus der Vorlesung Thermodynamik und Transportprozesse oder ähnlicher. In der Übung werden die theoretischen Kenntnisse auf zahlreiche praktisch relevante Aufgaben angewendet und dadurch gefestigt.

4 Kompetenzen Studierende lernen Risikobetrachtungen durchzuführen und verfahrenstechnische Prozesse sicherheitstechnisch zu gestalten. Zudem wird ihre reflexive, analytische und methodische Kompetenz geschult, indem sie industrielle Fragestellungen gefährdungsbezogen analysieren und geeignete Maßnahmen abgeleiten. Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse über zentrale Fragen und theoretische Ansätze der mechanischen und thermischen Verfahrenstechnik. Weiterhin erlangen Sie die Fähigkeit, das Basiswissen aus den Veranstaltungen Thermodynamik, Strömungsmechanik und Transportprozesse auf verfahrenstechnische Probleme anzuwenden. Die Kandidaten sollen in der Lage sein, die wichtigsten Grundoperationen und Apparate sowie ihre Verschaltungen in Form von einfachen Auslegungsrechnungen zu beherrschen. Diese Kenntnisse stellen Kernkompetenzen eines Chemieingenieurs dar.

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40

Modul: Verfahrenstechnik Seite 2

Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im SS, 2)+3) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 4. + 5. Semester

Credits 12

Aufwand 360h

5 Prüfungen Element 1: Unbenotete schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung, Element 2:schriftliche Klausur, Element 3: schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen Kenntnisse aus der Vorlesung Thermodynamik, Strömungs- und Transportprozesse

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW und BIW

9 Modulbeauftragte/r Walzel

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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41

Modul: Vertiefungen BIW Bachelor-Studiengänge: Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS und SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 5./6. Semester

Credits mindestens 6

Aufwand mindestens

180h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung Typ Credits SWS

1

1 Vertiefungslehrveranstaltungen nach freier Wahl

V/Ü/P mindes-tens 6 Credits

Entsprechend der gewähl-ten Lehrver-anstaltungen

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch/Englisch

3 Lehrinhalte Die Wahl der Vertiefungslehrveranstaltungen ist frei. Eine Vorschlagsliste wird ausgehängt. Die Lehrinhalte werden für die jeweilige Lehrveranstaltung in dieser Liste angegeben. Auf Antrag beim Prüfungsausschuss können weitere Lehrveranstaltungen anerkannt werden.

4 Kompetenzen Die Studierenden vertiefen ihre fachlichen Kompetenzen und erwerben spezifische, vertiefende Kenntnisse aus Fachdisziplinen der eigenen Wahl.

5

Prüfungen Abhängig von den gewählten Modulen

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7

Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. Biotechnologie(BIW) und Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodule

9 Modulbeauftragte/r Je nach gewählter Lehrveranstaltung

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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42

Modul: Vertiefungen CIW Bachelor-Studiengänge: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS und SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 5. /6.Semester

Credits mindestens 9

Aufwand mindestens 270h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung Typ Credits SWS

1

1 Vertiefungslehrveranstaltungen nach freier Wahl

V/Ü/P mindes-tens 9 Credits

Entsprechend der gewähl-ten Lehrver-anstaltungen

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch/Englisch

3 Lehrinhalte Die Wahl der Vertiefungslehrveranstaltungen ist frei. Eine Vorschlagsliste wird ausgehängt. Die Lehrinhalte werden für die jeweilige Lehrveranstaltung in dieser Liste angegeben. Auf Antrag beim Prüfungsausschuss können weitere Lehrveranstaltungen anerkannt werden.

4 Kompetenzen Die Studierenden vertiefen ihre fachlichen Kompetenzen und erwerben spezifische, vertiefende Kenntnisse aus Fachdisziplinen der eigenen Wahl.

5

Prüfungen Abhängig von den gewählten Modulen

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7

Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW) und Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodule

9 Modulbeauftragte/r Je nach gewählter Lehrveranstaltung

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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43

Modul: Werkstoffkunde BIW Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen

Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 5. Semester

Credits 4

Aufwand 120h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Werkstoffkunde 1 / Tiller / Katzenberg / Zander

V + Ü 3 + 1 2 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

Lehrinhalte

Das Modul führt in das zentrale Themenfeld der Werkstoffkunde ein. Es wird ausführlich auf Aufbau (Struktur, Gefüge, Gefügedesign), relevante Eigenschaften (insbesondere mechanische Eigenschaften, Korrosion und Oxidation) sowie die verschiedenen Werkstoffgruppen (Metalle, Polymere und Keramiken) eingegangen. An Hand von im Chemie- und Bioingenieurwesen relevanten Anwendungsbeispielen soll der Stoff vertieft werden.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse auf dem Gebiet der Werkstoffe des Chemie- und Bioingenieurwesens unter besonderer Berücksichtigung der Beziehung zwischen Mikrostruktur und Eigenschaften.

5 Prüfungen schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen Kenntnisse der Grundlagen der Physik und Chemie sowie der Vorlesungen Thermodynamik I und Einführung in das Bioingenieurwesen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul BIW

9 Modulbeauftragte/r Tiller

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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44

Modul: Werkstoffkunde CIW Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen

Turnus: Jährlich 1) im WS, 2) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 3. + 4. Semester

Credits 7

Aufwand 210h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credit

s SWS Gruppe

1 Werkstoffkunde 1 / Tiller / Katzenberg / Zander

V + Ü 3 + 1 2 + 1

2 Werkstoffkunde 2 / Tiller / Katzenberg V 3 2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

Das Modul führt in das zentrale Themenfeld der Werkstoffkunde ein. Zunächst wird ausführlich auf Aufbau (Struktur, Gefüge, Gefügedesign), relevante Eigenschaften (insbesondere mechanische Eigenschaften, Korrosion und Oxidation) sowie die verschiedenen Werkstoffgruppen (Metalle, Polymere und Keramiken) eingegangen. Im zweiten Lehrelement liegt der Schwerpunkt auf der Anleitung zur Werkstoffauswahl bezüglich mechanischer Eigenschaften und Korrosionsverhalten. Ergänzend werden Werkstoffe für den Einsatz als Nanowerkstoffe bzw. in der Medizintechnik vorgestellt.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse auf dem Gebiet der Werkstoffe des Chemieingenieurwesens unter besonderer Berücksichtigung der Beziehung zwischen Mikrostruktur und Eigenschaften. Ein wesentlicher Schwerpunkt liegt bei der Anleitung zur Werkstoffauswahl unter Berücksichtigung von Anforderungsprofilen des Chemieingenieurwesens und der Eigenschaftsprofile der verschiedenen Werkstoffgruppen.

5 Prüfungen schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 2

7 Teilnahmevoraussetzungen Kenntnisse der Grundvorlesungen in Physik und Chemie sowie der sowie der Vorlesung Thermodynamik I

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul CIW

9 Modulbeauftragte/r Tiller

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

45

Wahlmodule der Bachelorstudiengänge BIW und CIW

Modul: Biokatalyse in nicht konventionellen Medien Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 5. Semester

Credits 3

Aufwand 90 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Biokatalyse in nicht konventionellen Medien / del Amor Villa

V 3 2

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Die Veranstaltung soll den Studierenden ein tieferes Verständnis zu den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Biokatalyse außerhalb herkömmlicher wässriger Medien und die Vorteile aufzeigen, die die Anwendung neuartiger Reaktionsmedien wie ionische Flüssigkeiten, überkritische Fluide und organische Lösungsmittel in technischen Prozessen bieten. An Hand von Anwendungsbeispielen aus der industriellen Praxis werden der aktuelle Stand der Biokatalyse und die Rolle, die diese neuen Reaktionssysteme bei der Durchführung effizienterer Prozesse mit höheren Ausbeuten spielen, dargestellt.

4 Kompetenzen Die Studierenden werden befähigt, den Einsatz von nicht konventionellen Medien hinsichtlich praxisrelevanter Aspekte zu bewerten, sowie diese für biokatalytische Aufgabenstellungen auszuwählen und anzuwenden. Auszuarbeitende Kurzvorträge auf Grundlage aktueller Literatur festigen die erworbenen Kenntnisse, indem sie die Studierenden dazu animieren, ein konkretes Beispiel gemäß der erlernten Aspekte aufzuarbeiten und im Plenum zu diskutieren. Zudem erweitern die Beispiele den Anwendungshorizont dieser Technologien und geben einen Bezug zum aktuellen Stand der Wissenschaft und Technik.

5 Prüfungen Vortrag und schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 2

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum; Höhere Mathematik I und II; Physik; Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1; Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion (CIW); Einführung i. d. Biotechnologie (BIW); Allgemeine, Organische und Anorganische Chemie; Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Wichmann

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

46

Modul: Brennstoffzellen und Batterien Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 5. Semester

Credits 3

Aufwand 90h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Brennstoffzellen und Batterien / Jörissen V + Ü 3 1 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache: Deutsch 3 Lehrinhalte

Behandelt wird die direkte Umwandlung chemischer in elektrische Energie in Brennstoffzellen und Batterien, die für die zukünftige Energiewirtschaft besonders interes-sant sein werden (z.B. dezentrale Blockheizkraftwerke, emissionsfreie Fahrzeugantriebe).

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die Besonderheiten und Möglichkeiten der Elektrochemie in den theoretischen Grundlagen und energetischen Anwendungen, auch über die Verfahrenstechnik und wirtschaftliche Aspekte. Besonderer Wert wird dabei auf die Umweltverträglichkeit und Energieeinsparung, sowie den Forschungsbedarf für zukünftige Entwicklungen gelegt. Elektrochemische Prozesse können bei einer zukünftigen stärkeren Nutzung regenerativer Energiequellen größere Bedeutung erlangen, da elektrische Energie dann nicht mehr nur als kostspielige sekundäre, sondern auch als primäre Energieform verfügbar sein wird.

5 Prüfungen :schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW), Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul BIW / CIW

9 Modulbeauftragte/r Jörissen

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

47

Modul: Chemische Analytik Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 3

Aufwand 90 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Chemische Analytik / Lewandrowski / Sickmann/ Zahedi

V + Ü 2 + 1 1 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte In diesem Modul werden die Grundlagen der chemischen Analytik vermittelt. Die Grundlagen der Analytischen Chemie werden dargelegt und in den begleitenden Übungen vertieft. Inhalte reichen von klassischen Verfahren (Säure-Base Reaktionen / Gravimetrie / Titrimetrie / Komplexbildung / Redox-Reaktionen) über elektroanalytische Verfahren (Konduktometrie / Potentiometrie / Voltammetrie / Coulometrie ) bis hin zu chromatographischen Trennverfahren (GC / LC / HPLC / Ionenchromatographie / Gelchromatographie / DC / etc.) und spektroskopischen Analyseformen (Atomabsorptionsspektrometrie / Atomemissionsspektroskopie / Röntgen- und Elektronenspektroskopie / Infrarot und Raman Spektroskopie / UV/VIS Spektroskopie / Fluoreszenz / NMR ).

4 Kompetenzen Die Studierenden werden befähigt die Bandbreite an verfügbaren analytischen Methoden durch Anwendungsbeispiele und deren theoretischen Hintergründen beurteilen und verstehen zu können. Übungen festigen die erworbenen theoretischen Kenntnisse.

5 Prüfungen Schriftliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengang CIW

9 Modulbeauftragte/r Sickmann

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

48

Modul: Chlorchemie und Elektrolyse Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 5. Semester

Credits 3

Aufwand 90h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe1 Chlorchemie und Elektrolyse /

Agar, Jörissen V + Ü 3 1 + 1

1

2 Lehrveranstaltungssprache: Deutsch 3 Lehrinhalte

Zunächst wird die Elektrolyse von Kochsalzlösung zur Herstellung von Chlor und Natronlauge als eines der mengenmäßig größten Verfahren der chemischen Industrie behandelt. Dabei kommen die Besonderheiten elektrochemischer Verfahren und die industriell üblichen Verfahrensvarianten zur Sprache. Anschließend wird die Verwendung von Chlor als wichtigem Hilfsmittel zur Funktionalisierung der einfachen, als Rohstoffe der chemischen Industrie genutzten Kohlenwasserstoffe erörtert. Der ‚Stammbaum’ und die Verknüpfung der zahlreichen mit Hilfe von Chlor hergestellten Produkte werden unter ingenieurwissenschaftlichen, wirtschaftlichen und umwelttechnischen Aspekten detailliert diskutiert. Ein Schwerpunkt liegt dabei auch auf dem Vergleich mit chlor-freien Synthesewegen.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die Möglichkeiten zur Umsetzung von Rohstoffen zu den vom Markt geforderten Produkten der chemischen Industrie, wobei sie auch für die Bedeutung nichttechnischer, d.h. wirtschaftlicher oder umweltrelevanter Anforderungen sensibilisiert werden. Sie erfahren, dass den Vorteilen einer Technologie immer auch Nachteile gegenüber stehen: z.B. die Verwertung oder Mineralisierung chlorierter Nebenprodukte. Die resultierenden Kompromisse sind auch Gegenstand der Übung, in der die Herstellung eines bestimmten Produkts mit und ohne Chlor zu bewerten ist.

5 Prüfungen :schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW), Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul BIW / CIW

9 Modulbeauftragte/r Agar

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

49

Modul: Computer Aided Plant Design Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen + Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 5. Semester

Credits 3

Aufwand 90h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Computer Aided Plant Design / Schembecker

V + Ü 3 1 + 1 30

2 Lehrveranstaltungssprache Englisch

Lehrinhalte Nr. 1: The audience will learn to design plant layouts based on process and instrumentation diagrams. This includes pipeline design and routing, steel construction and placement of equipment.

4 Kompetenzen The students will be able to use state-of-the-art programs for the layout of production plants.

5 Prüfungen Written or oral examination

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 1

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: CIW + BIW Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion, Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik

9 Modulbeauftragte/r Schembecker

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

50

Modul: Dezentrale Energiegewinnung aus Biomasse und anderen Quellen Bachelor-Studiengänge: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 3

Aufwand 90h

Modulstruktur Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS

1

1: Dezentrale Energiegewinnung aus Biomasse und anderen Quellen / Heikrodt

V 3 2

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Vorgestellt und bewertet werden zentrale und dezentrale Energiewandlung aus Biomasse und Biogas, Solarthermie, Fotovoltaik, Solarkraftwerke. Vorgestellt werden die Anwendungen von Biomasse und Biogas zur Stromerzeugung, Heizung und Kraftstoffgewinnung (BTL). Kraft-Wärme-Kopplung mit Kombiprozessen, Brennstoffzellen, ORC und mit konventioneller Technik werden ebenso aufgezeigt wie Wege zu einer Wasserstoffwirtschaft.

4 Kompetenzen Die Studierenden erhalten vertiefende Erkenntnisse über Techniken der Energiewandlung aus erneuerbaren Quellen, insbesondere aus Biomasse, und lernen diese zu bewerten. Aus diesen unterschiedlichen Verfahren können die Studierenden diejenigen Verfahren und Prozesse bestimmen, die die Energieeffizienz steigern, CO2-Emissionen senken und fossile Ressourcen schonen.

5 Prüfungen Mündliche Prüfung oder Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW) und Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik; Kenntnisse aus Thermodynamik 1

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Kühl

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

51

Modul: Dynamics and Control Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 5

Aufwand 150 h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Controller Design Fundamentals / Engell V + Ü 2,5 1 + 1 2 Data-based Dynamic Modeling V + Ü 2,5 1 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Englisch Element 1: Controller Design Fundamentals 3 Course Content

Basic tools for the analysis and design of control systems: Stability definitions, frequency response, Nyquist criterion. SISO controller design: Relations of time domain and frequency domain responses, controller types, tuning rules for P/I/D-controllers, loop shaping, robustness. Stability criteria for feedback systems with static nonlinearities.

4 Competences The students are able to analyse and to solve industrial single loop controller design problems for plants with predominantly linear dynamics. The students understand the basic trade-offs and limitations of controller performance and are able to choose a suitable control structure and to design robust controllers as well as to analyse the reasons for controller malfunctions.

3 Element 2: Data-based Dynamic Modeling Course Content

Identification of simple models from step responses. Parameter identification: Basic idea, mathematical description of sampled systems, AXR, ARMAX and OE estimation. Modeling using nonlinear black box models (perceptron neural nets, radial-basis-function nets), training, dynamic models, quality of neural net models. Model errors: Sources of errors, limits of model accuracy, model accuracy and controller performance

4 Competences The students can identify the dominant dynamics of a process from step responses and can apply modern methods and algorithms to identify the parameters of linear process models from measured data. They know the structure of nonlinear black box models and can judge the quality and the limitations of data-based models.

5 Prüfungen All elements: Oral or written exams and graded homework.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW) und Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik; Kenntnisse aus Prozessdynamik und Regelung

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragter Engell

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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52

Modul: Einführung in die Katalyse Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 4

Aufwand 120h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe1 Einführung in die Katalyse / Agar, Behr V + Ü 4 2 + 1

1

2 Lehrveranstaltungssprache: Deutsch 3 Lehrinhalte

Diese Vertiefungsvorlesung gibt einen Überblick über die Katalyse als Schlüsseltechnologie der chemischen Stoffumwandlung und als wichtiges Werkzeug innerhalb der Produkt-Verbundstrukturen der chemischen Industrie. Die gezielte Reaktionslenkung durch Kataly-satoren trägt wesentlich zur Effizienz und Nachhaltigkeit des chemischen Produktverbunds bei. Diese Vorlesung vertieft die in „Chemische Technik 1“ vorgestellten Grundlagen. Nach Erläuterung der Grundprinzipien der Katalyse werden diese anhand von charakteristischen Beispielen der homogenen und heterogenen Katalyse aus konkreten chemischen, petro-chemischen und umwelttechnischen industriellen Prozessen illustriert.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die Möglichkeiten zur Umsetzung von Rohstoffen zu den vom Markt geforderten Produkten der chemischen Industrie, wobei sie auch für die Bedeutung nichttechnischer, d.h. wirtschaftlicher oder umweltrelevanter Anforderungen sensibilisiert werden. Sie erfahren, dass den Vorteilen einer Technologie immer auch Nachteile gegenüber stehen: z.B. der Aufwand zur Rückgewinnung des Katalysators bei der homogenen Katalyse im Vergleich zu Stofftransportwiderständen in einem heterogenen Katalysator.

5 Prüfungen :schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW), Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge CIW und BIW

9 Modulbeauftragte/r Agar

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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53

Modul: Grundlagen der Dimensionierung thermischer Trennapparate Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 5. Semester

Credits 4

Aufwand 120 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Grundlagen der Dimensionierung thermischer Trennapparate / Maćkowiak

V + Ü 3 + 1 2 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte In diesem Modul werden die Grundlagen einer Kolonnenauslegung hinsichtlich Fluiddynamik und Stoffaustausch für verschiedene Stoffaustauschapparate vorgestellt und anhand von Übungsaufgaben vertieft. Die Vorlesung vermittelt einen vertieften und realitätsnahen Einblick in die Methoden der Kolonnenauslegung für die Absorption, Desorption, Rektifikation und Flüssig/Flüssig-Extraktion wie sie in der industriellen Praxis durchgeführt wird.

4 Kompetenzen Die Studierenden werden befähigt praxisbedeutsame Kolonnen zur Trennung von fluiden Gemischen auszulegen und zu dimensionieren. Übungsaufgaben festigen die erworbenen theoretischen Kenntnisse und geben den Studierenden wichtige Erfahrungen über die Auslegung und Dimensionierung von Kernprozessen und –apparaten der thermischen Verfahren.

5 Prüfungen Element 1: mündliche Prüfung oder schriftliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW), Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik, Kenntnisse in thermischer Verfahrenstechnik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Górak

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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54

Modul: Grundlagen Mikroverfahrenstechnik und „Lab on Chip“ Seite 1 Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: Nr. 1,3,4 jährlich WS Nr. 2 jährlich SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 5. und 6. Semester

Credits 7-12

Aufwand 360h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung/Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Strömungen und Transport in Mikrokanälen / Ehrhard

V 3 2

2 Mikrostrukturtechniken zur Chipherstellung/ Neyer

V + Ü 4 2 + 1

3 Messtechnik in Fluiden / Ehrhard V + Ü 3.5 1 + 2 4 Analytische Anwendungen von „Lab-on-

chip“-Systemen / Janasek V 1.5 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

Lehrinhalte Veranstaltung Nr.1:

Klassifizierung von Mikroströmungen, Molekulardynamische Simulation, Boltzmann-Gleichung, (modifizierte) Kontinuums-Modelle, Gasströmung im Mikrospalt, Flüssigkeitsströmung mit elektrokinetischen Effekten, Mikro-Wärmetauscher, Messmethoden in Mikrokanälen, Druckabfall, Wärmeübergang und laminar/turbulente Transition in Mikrokanälen;

Veranstaltung Nr.2: Basistechnologien der Mikrostrukturierung: Vakuumtechnik, Beschichtungs- und Ätztechniken Lithographieverfahren: UV-, Röntgen- und Elektronenstrahllithographie Silizium-Mikromechanik: Grundlagen und Anwendungen in der Sensorik LIGA-Technik: Grundlagen und Anwendungen in der Mikrooptik, Mikrofluidik und Mikromechanik. Einsatz von Mikrostrukturtechniken zur „Lab-on-chip“ Fertigung

Veranstaltung Nr.3: Optische Messverfahren für Brechungsindexfelder (Dichte, Temperatur), Lokale Messung der Geschwindigkeit (Prandtl-, Hitzdrahtsonden, LDA), Elektrische und induktive Verfahren (Durchfluss), „Particle Image Velocimetry“ (PIV, Geschwindigkeitsfelder), Laser-induzierte Fluoreszenz (LIF, Dichte-, Temperaturfelder), Übungen im SM Labor mit selbständiger Anwendung der wichtigsten Messverfahren;

Veranstaltung Nr.4: funktionelle Einheiten von „Lab-on-chip“-Systemen, analytische Standard-Operationen (Mischen, Trennen, Detektion, Reaktion, u.a.), Applikationen (DNA-Sequencing, PCR, Zellkultur, u.a.);

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55

Modul: Grundlagen Mikroverfahrenstechnik und „Lab on Chip“ Seite 2 Bachelor oder Master-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: Nr. 1,3,4 jährlich WS Nr. 2 jährlich SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 5. und 6. Semester

Credits 12

Aufwand 360h

4 Kompetenzen

Verständnis für Strömungs- und Transportprozesse in Mikrokanälen, kritische Bewertung der Grenzen der Kontinuumsmechanik, Kenntnis der wichtigsten Effekte in Mikrokanälen, Verständnis für Messtechniken in Mikrokanälen;

Grundlegendes zu den Verfahren der Mikrostrukturierung wie Vakuumtechnik, Dünnschichttechnik, isotrope und anisotrope Ätzverfahren und Photolithographie, Einsatz dieser Techniken, um mikrotechnische Komponenten und System auf Silizium- und Kunststoffbasis herzustellen, Technologien zur Herstellung konkreter Mikroapparate der Mikroverfahrens- oder Mikroanalysetechnik eingesetzt werden; Verständnis der wichtigsten Messverfahren für Dichte, Temperatur, Geschwindigkeit und Durchfluss (lokale und Feldmessungen), Eigenständige Anwendung der wichtigen Messverfahren im Labor; Verständnis für den grundsätzlichen Aufbau von „Lab-on-chip“ –Systemen, für die wichtigsten Verfahren und Applikationen.

5 Prüfungen schriftliche Klausuren oder mündliche Prüfungen Die Modulnote ergibt sich aus dem (gewichteten) Mittelwert der Teilleistungen. Im Bachelor-Studiengang können die Veranstaltungen auch einzeln, im Master-Studiengang können zwei bis vier Veranstaltungen des Moduls gewählt werden.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum; Höhere Mathematik I und II; Physik; Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1; Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion (CIW); Allgemeine, Organische und Anorganische Chemie; Technische Mechanik. Kenntnisse aus Höhere Mathematik IIIa und Strömungsmechanik I

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul im Bachelor- oder Masterstudiengang Chemieingenieurwesen, ab 7 Credits wird dieses Modul anerkannt, die Anzahl von Credits ergibt sich aus der Summe der absolvierten Einzelveranstaltungen.

9 Modulbeauftragte/r Ehrhard

Zuständiger Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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56

Modul: Grundlagen Pharmazeutische Biotechnologie Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 5. Semester

Credits 2

Aufwand 60h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe1 Grundlagen der Pharmazeutischen

Biotechnologie / Kayser V + Ü 2 1 + 1

1

2 Lehrveranstaltungssprache: Deutsch 3 Lehrinhalte

Grundlagen der Biotechnologie mit Anwendungsbezug zu pharmazeutischen Produkten werden dargestellt. Themenschwerpunkte sind GMP gerechte Herstellung, Aufreinigung und Formulierung von Pharmazeutika, genetische Grundlagen der rekombinanten Proteinbiosynthese, bioanalytische Techniken, Pflanzenbiotechnologie, Grundzüge des europäischen Zulassungswesen

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben Kenntnisse und Kompetenz zur Beurteilung biotechnischer Verfahren und ihrer Grundlagen für die Produktion, Gewinnung, Aufreinigung und Formulierung rekombinanter Proteine als Arzneistoffe. Erworbenes Wissen der Vorlesung wird durch Übungen vertieft. Die Studierenden sind nach der Veranstaltung in der Lage erworbenes Wissen auf Problemstellungen der pharmazeutischen Industrie zu übertragen.

5 Prüfungen :schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Einführung i.d. Organische Chemie Teil 1, Zellbiologische Systeme, Biochemie, Einführung i.d. verfahrenstechnische Produktion (CIW), Einführung i.d. Biotechnologie (BIW), Technische Biologie

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul BIW / CIW

9 Modulbeauftragte/r Kayser

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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57

Modul: Höhere Mathematik IIIb Bachelor-Studiengang: Bio- und Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 0.5 Semester

Studienabschnitt: ab 3. Semester

Credits 3

Aufwand 90h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Höhere Mathematik IIIb / Langer V+Ü+GÜ 3 4+2+2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

Flächenintegrale, Integralsätze, Fourier-Reihen, Einführung in die Partiellen Differentialgleichungen

4 Kompetenzen Studierende vervollständigen ihre Kenntnisse im Bereich der mehrdimensionalen Integration,womit die Differential- und Integralrechnung im Mehrdimensionalen abgeschlossen wird. Ebenfalls vervollständigt wird der Bereich der Differentialgleichungen durch die Betrachtung partieller Dgl., was jedoch nur einführenden Charakter haben kann. Der Bereich der Fourier-Approximation ist Voraussetzung dazu.

5 Prüfungen schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Der Vorlesungsstoff der Veranstaltungen Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II und Höhere Mathematik IIIa wird vorausgesetzt. Es wird empfohlen, die Veranstaltung zusammen mit der Vorlesung Höhere Mathematik IIIa im selben Semester zu belegen.

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: für Bachelor und Master-Studiengang BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Studiendekan Mathematik

Zuständige Fakultät Mathematik

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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58

Modul: Immobilisierte Enzyme und deren technische Anwendung Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus:

Jährlich im SS Dauer:

1 Semester Studienabschnitt:

6. Semester Credits 3

Aufwand 90 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Immobilisierte Enzyme und deren technische Anwendung / del Amor Villa

V 3 2

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Die Veranstaltung soll den Studierenden ein tieferes Verständnis zu den verschiedenen Methoden der Immobilisierung von Enzymen und deren Einsatz in technischen Prozessen liefern. Ausgangspunkt ist zunächst die Betrachtung der chemischen/physikalischen Vorgänge, die die Grundlage für die verschiedenen Immobilisierungsarten bilden. Mit Bezug auf die Anwendung praxisrelevanter Biokatalysatoren werden sowohl die Immobilisierungs-Mechanismen, als auch die Varianten der Immobilisierungs-Verfahren detailliert beschrieben. Zusammenfassend werden die verschiedenen Einfluss-Faktoren für die Auswahl von immobilisierten oder nicht-immobilisierten Enzyme erarbeitet und an Hand von Anwendungsbeispielen aus der industriellen Praxis dargestellt.

4 Kompetenzen Die Studierenden werden befähigt, verschiedene Immobilisierungsverfahren hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit und Anwendungsmöglichkeiten zu bewerten, sowie diese für biokatalytische Systeme (aus Labor-Analytik bis zum großindustriellen Produktionsprozess) auszuwählen und anzuwenden. Auszuarbeitende Kurzvorträge auf Grundlage aktueller Literatur festigen die erworbenen Kenntnisse, indem sie die Studierenden dazu animieren, ein konkretes Beispiel gemäß den erlernten Aspekten aufzuarbeiten und im Plenum zu diskutieren. Zudem erweitern die Beispiele den Anwendungshorizont dieser Technologien und geben einen Bezug zum aktuellen Stand der Wissenschaft und Technik.

5 Prüfungen Vortrag und schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 2

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum; Höhere Mathematik I und II; Physik; Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1; Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion (CIW); Einführung i. d. Biotechnologie (BIW); Allgemeine, Organische und Anorganische Chemie; Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Wichmann

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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59

Modul: Industrielle Prozesse nachwachsender Rohstoffe Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 3

Aufwand 90 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Industrielle Prozesse nachwachsender Rohstoffe / Behr

V 3 2

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Diese Veranstaltung ist eine Vertiefung zu der Vorlesung „Chemische Technik 1“ und kann ergänzt werden durch die weitere Vertiefungsvorlesung „Industrielle Prozesse petrochemi-scher Rohstoffe“. Diese Vorlesung gibt einen Überblick über die wichtigsten industriellen Prozesse auf der Basis nachwachsender Rohstoffe. Im Vordergrund stehen Prozesse zur Umwandlung von Fetten und Ölen, Kohlehydraten (Cellulose, Stärke, Zucker) und pflanzlichen Extrakten (Riechstoffe, Naturkautschuk etc.).

4 Kompetenzen Die Studierenden gewinnen in diesem Modul fundierte Stoffkenntnisse, die unerlässlich sind für eine erfolgreiche Ingenieurtätigkeit. Sie lernen, an konkreten Einzelbeispielen Verfahren zu vergleichen und Vor- und Nachteile bestimmter Reaktionsdurchführungen, Reaktortypen, Aufarbeitungsschritte und Recyclingmethoden abzuwägen. Fragen zur Sicherheit und zum Umweltschutz, Energieeinsparungen, selektive Reaktionsführung durch gezielte Anwendung der Katalyse und wirtschaftliche Aspekte spielen bei der Diskussion der Beispiele eine wesentliche Rolle.

5 Prüfungen schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum; Höhere Mathematik I und II; Physik; Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1; Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion (CIW); Einführung i. d. Biotechnologie (BIW); Allgemeine, Organische und Anorganische Chemie; Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlfach: Bachelor-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Behr

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

60

Modul: Industrielle Prozesse petrochemischer Rohstoffe Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 5. Semester

Credits 3

Aufwand 90 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Industrielle Prozesse petrochemischer Rohstoffe / Behr

V 3 2

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Diese Veranstaltung ist eine Vertiefung zu der Vorlesung „Chemische Technik 1“ und kann ergänzt werden durch die weitere Vertiefungsvorlesung „Industrielle Prozesse nachwach-sender Rohstoffe“. Diese Vorlesung gibt einen Überblick über die wichtigsten petrochemischen Verfahren, die im bisherigen Studium noch nicht behandelt wurden. Insbesondere Raffinerieprozesse und technische Synthesen organischer Grundstoffe (Alkene, Aromaten), organischer Zwischen-produkte (Alkohole, Aldehyde, Carbonsäuren etc.) und organischer Endprodukte (Polymere, Tenside, Farbstoffe, Pharmaka, Agrochemikalien) stehen im Vordergrund.

4 Kompetenzen Die Studierenden gewinnen in dieser Vorlesung fundierte Stoffkenntnisse, die unerlässlich sind für eine erfolgreiche Ingenieurtätigkeit. Sie lernen, an konkreten Einzelbeispielen Verfahren zu vergleichen und Vor- und Nachteile bestimmter Reaktionsdurchführungen, Reaktortypen, Aufarbeitungsschritte und Recyclingmethoden abzuwägen. Fragen zur Sicherheit und zum Umweltschutz, Energieeinsparungen, selektive Reaktionsführung durch gezielte Anwendung der Katalyse und wirtschaftliche Aspekte spielen bei der Diskussion der Beispiele eine wesentliche Rolle.

5 Prüfungen schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum; Höhere Mathematik I und II; Physik; Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1; Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion (CIW); Allgemeine, Organische und Anorganische Chemie; Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlfach: Bachelor CIW

9 Modulbeauftragte/r Behr

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

61

Modul: Kommunale Abwasserreinigung Seite 1 Bachelor-Studiengänge: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 4

Aufwand 120 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Kommunale Abwasserreiniung und Klärschlammbehandlung / Stachowske

V + Ü 3 + 1 2 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Das Modul führt in das zentrale Themenfeld der Abwasserbehandlung ein; die wesentliche Be-handlungstechnik kann dabei vom biologischen Typ oder vom chemisch-physikalischen Typ sein; Verfahrensschritte des ‚up stream-’ und ‚down stream-processing’ sind in der Regel der mechani-schen Verfahrenstechnik zuzurechnen. Die Vorlesung ‚Kommunale Abwasserreinigung’ behandelt die mit dem Abbau / der Abscheidung von organischen Abwasserbegleitstoffen verbundenen grundlegenden Fragestellungen, die me-thodischen Zugänge, Lösungswege und künftigen Perspektiven; aufgrund der europaweiten Bedeutung der Abwasserreinigung wird das Verständnis dafür trainiert, dass zukunftsfähige Behandlungstechniken nur solche sind, die unter Beachtung des Begriffs der Flussgebietsgemeinschaften der gleichzeitigen Gewinnung von Trink- und Brauchwasser aus Fließgewässern und deren Uferfiltrat Rechnung tragen. Ein Teilbereich der Vorlesung befasst sich mit chemisch-physikalischen Behandlungsmethoden, da nicht alle Fragestellungen mit biologischen Methoden realisiert werden können.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben Kenntnisse über grundlegende Fragen zur Konzeption einer Abwasserbehandlung, zu Auslegungsmethoden und theoretischen Ansätzen in der Technik der Behandlung und –reinigung einschließlich der Reststoffbehandlung aus solchen Anlagen, sodass in Summe die Kompetenz vermittelt wird, zu üblicherweise branchenbezogenen Schmutzwasserqualitäten Reinigungskonzepte zu formulieren. Zudem schult das Modul die reflexive, analytische und methodische Kompetenz der Studierenden, indem das Leitthema aus unterschiedlichen Anforderungen heraus analysiert und bewertet wird. Die Studierenden lernen, je nach gewähltem Ansatz geeignete methodische Zugriffe und theoretische Vorgehensweisen auszuwählen und bei der Bearbeitung des Untersuchungsgegenstands zu erproben

5 Prüfungen mündliche Prüfung oder schriftliche Klausur,

6 Prüfungsformen und – leistungen Modulprüfung Teilleistungen:

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

62

Modul: Kommunale Abwasserreinigung Seite 2 Bachelor-Studiengänge: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 4

Aufwand 120 h

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW), Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Fahlenkamp

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

63

Modul: Lebensmitteltechnologie Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 3

Aufwand 90 h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Lebensmitteltechnologie/Müller V 3 2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch oder Englisch (nach Absprache) 3 Lehrinhalte

Es wird auf die Vielfalt der Lebensmittelprodukte und die Bedeutung der physikalischen Struktur im Mikro- und Makromaßstab eingegangen. Danach folgen die notwendigen Qualitätskriterien und die möglichen Rohstoffe. Am Beispiel der Speiseeisherstellung und weiterer Produkte (Herstellprozesse ohne fermentativen Schritt) werden Verfahren entworfen und die notwendigen mechanischen und thermischen Operationen sowie Keimreduzierungsverfahren angesprochen. Hinzu kommt die wesentliche Struktur des Lebensmittelrechts.

4 Kompetenzen Der Hörer lernt die Spezifika der Lebensmittelherstellung und das vorherrschende Denken in dieser Branche. Das Verständnis prinzipieller Strategien der Lebensmittelbiotechnologie ermöglicht es den Studierenden etablierte Prozesse zu analysieren, zu optimieren und darüber hinaus neue Substitutionspotentiale für chemisch katalysierte Umsetzungen zu erkennen.

5 Prüfungen mündliche Prüfung oder schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW) und Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik; Kenntnisse aus Verfahrenstechnik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Wichmann

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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64

Modul: Logistics of Chemical Production Processes Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 3

Aufwand 90 h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Logistics of Chemical Production Processes /Engell

V + Ü 3 1 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Englisch

3 Course Content Wahlmodul im Masterstudium, das auch im Bachelor belegt werden kann. The students obtain an overview of supply chain management and planning and scheduling problems in the chemical industry and of techniques and tools for modelling, simulation and optimization. These include discrete event simulation, equation-based modelling, mixed-integer linear programming, heuristic optimization methods and modelling and optimization using timed automata.

4 Competences The students will be enabled to identify logistic problems, to select suitable tools and techniques for simulation and optimization and to apply them to real-world problems.

5 Prüfungen Mündliche Prüfung, Anwesenheit bei Rechnerübungen verpflichtend

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen

Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW) und Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Engell

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

65

Modul: Mehrphasensysteme Seite 1 Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: jährlich SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 9

Aufwand 270h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung/Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Strömungen mit freien Grenzflächen / Ehrhard

V 3 2

2** Bubbles films and drops in chemical and biochemical processes / Walzel

V 2.5 1 + 1

3 Mathematische und numerische Methoden für Strömungs- und Transportprozesse (CFD) / Ehrhard

V + Ü 3.5 1 + 2

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Veranstaltung Nr.1:

Blasen, Menisken, Tropfen, hydrostatisch, zweidimensionale Filmströmung, Wellen an Grenzflächen durch Scherung, Filme in der Prozesstechnik, kapillarer, viskoser Freistrahl mit Zerfall, Filmsieden an beheizter Wand;

Veranstaltung Nr.2**: Dimension analysis , characteristic numbers, bubble formation and movement, applications to apparatus Drops in liquid/liquid-systems, drop breakup in turbulent flow, coalescence and drop separators, film flows and applications, spray formation, nozzle design and applications;

Veranstaltung Nr.3: konventionelle Näherungen für Strömungs- und Transportgleichungen, (asymptotische) Näherungsverfahren für Grundgleichungen, Diskretisierung der Grundgleichungen, finite-Differenzen, finite-Elemente, finite-Volumen Verfahren, Gitterauswahl, Randbedingungen, Lösung großer Gleichungssysteme, Zeitdiskretisierung, SIMPLE Algorithmus, freie Grenzflächen, Übungen losgelöst von kommerziellen CFD-Codes im PC-Pool mit MATLAB;

** This lecture is given in English and is designated also for summer school students who may attend together with MA students according to their choice;

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

66

Modul: Mehrphasensysteme Seite 2 Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: jährlich SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 9

Aufwand 270h

4 Kompetenzen

Verständnis für Mechanismen und Parameter freier Grenzflächen, Verständnis der Bedeutung von Filmen, Tropfen, Blasen in der Prozesstechnik; Basic knowledge of bubble and drop formation, knowledge of drop stability and behaviour in liquid/liquid systems as well as of coalescence behaviour, separation devices for drops, knowledge of film flow and film forming devices. Knowledge and ability in designing of spraying systems and applications to typical cases as inhalers, burners or spray dryers;

Verständnis für Näherungen der Grundgleichungen der Strömungsmechanik, Verständnis für den Übergang von kontinuierlicher zu diskreter Formulierung, Kenntnis der wichtigsten Verfahren und Algorithmen, Eigenständige Anwendung und Programmierung der wichtigsten Methoden im PC Pool;

5 Prüfungen schriftliche Klausuren oder mündliche Prüfungen (Es können die Veranstaltungen auch einzeln gewählt werden.)

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum; Höhere Mathematik I und II; Physik; Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1; Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion (CIW); Allgemeine, Organische und Anorganische Chemie; Technische Mechanik; Kenntnisse aus Höhere Mathematik IIIa, Mechanische Verfahrenstechnik I, Strömungsmechanik I werden vorausgesetzt

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul im Bachelorstudiengang Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen

9 Modulbeauftragte/r Ehrhard

Zuständiger Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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Modul: Polymer-Vertiefungen für BIW/CIW - BA Seite 1 Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen

Turnus: Jährlich im WS oder SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: Semester 5+6

Credits min. 2,5

Aufwand min. 75h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS

1: 2: 3: 4: 5: 6: 7:

Polymersynthese und –charakterisierung / Tiller (SS) Polymerphysik / Katzenberg (SS) Praktikum Polymere / Tiller / Katzenberg (SS) Innovative Polymere / Katzenberg (WS) Biopolymere / Tiller (SS) Bioaktive Polymere / Tiller (WS) Polymeranalytik / Tiller / Katzenberg (SS)

V + Ü V + Ü

P V V V

V + Ü

3 + 1 3 + 1

4 3 3

1,5 1,5 + 1

2 + 1 2 + 1

3 2 2 1

1 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

1: Grundlagen der Polymerchemie, Polykondensation, lebende/radikalische/kontrolliert-radikalische Polymerisation, metallkatalytische Polymerisation, Synthese von Spezialpolymeren.

2: Struktureller, morphologischer Aufbau von Polymeren, Einzelkette, makromolekulares Ensemble, Polymergruppen, amorphe/teilkristalline/flüssig-kristalline Polymere, Kristallisation, thermische/mechanische/elektrische Eigenschaften, Auswahlkriterien.

3: Praktikumsversuche: Gelpermeationschromatographie GPC, Lichtstreuung, Raster-elektronenmikroskopie REM, Lichtmikroskopie, Mechanische Prüfung, Dynamisch-Mechanische Analyse DMA, Differentielle Wärmeflusskalorimetrie DSC.

4: Mikrostruktur-Eigenschafts-Beziehungen, Hochmodulfasern, Polymerfaser-Verbunde, Blends, Nano-Composite, Polymer-Mikro-/Nanotechnik, Softlithographie, Selbstorganisation, Oberflächencharakterisierung und –modifizierung, leitfähige/piezo-/ferroelektrische/elektrostriktive Polymere.

5: Bedeutung der Mikrostruktur sowie das physikalisch chemische Verhalten von Polymeren auf biologische Funktionen und anwendungstechnische Eigenschaften, natürlich vorkommenden/biogene/biokompatible/bioaktive/bioabbaubare Polymere.

6: Gerinnungshemmende/antimikrobielle/enzymhemmende/immunoaktive Polymere, Protein-Polymer-Konjugate, Polymere für die Gentherapie.

7: Gelpermeationschromatographie GPC, Lichtstreuung, Rasterelektronenmikroskopie REM, Lichtmikroskopie, Mechanische Prüfung, Dynamisch-Mechanische Analyse DMA, Differentielle Wärmeflusskalorimetrie DSC.

Kompetenzen Die Studierenden erwerben vertiefende Kenntnisse auf dem Gebiet der Polymere.

5 Prüfungen Schriftliche oder mündliche Prüfungen.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I+II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik und Werkstoffkunde I

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge BIW und CIW Zur Anerkennung des Moduls müssen Vorlesungen von insgesamt mindestens 2,5 Credits aus dem Modulangebot gewählt werden.

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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68

Modul: Polymer-Vertiefungen für BIW/CIW Seite 2 Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen

Turnus: Jährlich im WS oder SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: Semester 5+6

Credits min. 2,5

Aufwand min. 75h

9 Modulbeauftragte/r

Tiller Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

69

Modul: Polymerthermodynamik Bachelor-Studiengänge: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 5. Semester

Credits 4

Aufwand 120h

Modulstruktur Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS

1

1: Polymerthermodynamik / Rüther V + Ü 3 + 1 2 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

Phasenverhalten von Polymeren; Einflüsse von Lösungsmittel, Polymerverzweigung, Copolymere; Einfluss der Polydispersität, Messung von thermodynamischen Eigenschaften: Apparaturen, Analysemethoden, Thermodynamische Modelle: Flory-Huggins, Zustandsgleichungen, Störungstheorien, Pseudokomponenten-Methode, kontinuierliche Thermodynamik.

4 Kompetenzen In der Lehrveranstaltung Polymerthermodynamik erwerben die Studierenden Kenntnisse über die Messung und Modellierung thermodynamischer Eigenschaften von Polymer/Lösungsmittel-Systemen, z. B. von Polymerlöslichkeiten. Basierend auf diesen Kenntnissen sind sie in der Lage, geeignete Bedingungen für technische Problemstellungen bei der Herstellung und Verarbeitung von Polymeren zu ermitteln, z.B. für das Lösen von Polymeren bzw. für das Entfernen von leichtflüchtigen Bestandteilen aus Polymeren. Darüber hinaus können sie die gegenseitigen Löslichkeiten von Polymeren und Lösemitteln modellieren und z.B. beurteilen, welche Restlösemittelgehalte in Polymere in Abhängigkeit von Prozessbedingungen zu erreichen sind.

5 Prüfungen mündliche Prüfung.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW) und Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik; Kenntnisse aus Thermodynamik 2

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Sadowski

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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70

Modul: Praxis der Betriebswirtschaftslehre Bachelor-Studiengänge: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 3

Aufwand 90 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS

1

1 Übungen zur industriellen Praxis der Betriebswirtschaftslehre / Mans

Ü 3 2

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Vertiefungsübungen zu den Themenschwerpunkten: Kostenrechnung und Controlling sowie Wirtschaftlichkeitsrechnungen In Gruppenarbeit werden Praxisfälle gelöst z. B. zu folgenden Themen: 1. Wie wird ein Kosten-Verrechnungssatz zur Bewertung interner Leistungstransfers berechnet; 2. Wie wird eine Kostenstellenplanung für das operative Controlling in einem Unternehmen erstellt; 3. Wie sind (in der Übung selbst erstellte) Kostenanalysen unter dem Aspekt der proportionalen und fixen Kosten-Differenzierung betriebswirtschaftlich zu interpretieren; 4. Welche Daten sind für die Wirtschaftlichkeitsrechnung eines Investitionsprojektes erforderlich und welche Fragestellung erfordert welche Rechenmethode.

4 Kompetenzen Durch praktische Übungen gewinnen die Studierenden vertiefte Kenntnisse und Anwendungssicherheit auf den Gebieten: Kostenrechnung und Controlling sowie Wirtschaftlichkeitsrechnungen

5

Prüfungen schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7

Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW) und Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge CIW und BIW

9 Modulbeauftragte/r Schembecker

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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71

Modul: Produktreinigung Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Element 1 und 2 im SS, Element 3 im WS

Dauer: 1 – 2 Semester

Studienabschnitt: 5. und 6. Semester

Credits min. 2

Aufwand 60 – 240 h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Einführung in die Kristallisation / Ruether V + Ü 3 1 + 1 2 Technische Chromatographie /

Schembecker V + Ü 3 1 + 1 20

3 Affinitätstrennverfahren / Burghoff V 2 2 2 Lehrveranstaltungssprache: Deutsch Lehrinhalte

In der Veranstaltung “Einführung in die Kristallisation” werden die thermodynamischen und kinetischen Grundlagen der Kristallisation, wie Löslichkeit, Übersättigung, Keimbildung, Kristallwachstum und Agglomeration diskutiert und Möglichkeiten zu ihrer experimentellen Bestimmung erläutert. Das Aufstellen von Populationsbilanzen und die Berechnung von Partikelgrößenverteilungen werden dargestellt. Weiterhin wird auf Fragen der Produktgestaltung, wie z.B. Kristallmorphologie und Polymorphie eingegangen. Schließlich wird die Umsetzung in technische Kristallisationsprozesse, wie kontinuierliche oder Batchkristallisation diskutiert. Die Veranstaltung „Technische Chromatographie“ betrachtet technische chromatographische Verfahren angefangen von ihrer Auswahl bis hin zur rechnergestützten Auslegung und Dimensionierung für den industriellen Maßstab. Im Kurs werden die Grundlagen zur linearen und nicht-linearen Chromatographie vermittelt. Thermodynamische Grundlagen und Phasensysteme sowie Prozesskonzepte und die Modellierung chromatographischer Prozesse stehen im Focus dieser Lehrveranstaltung. Mit Hilfe des Simulationstools gPROMS® wird die modellgestützte Auslegung und Optimierung chromatographischer Verfahren erläutert. Die Veranstaltung „Affinitätstrennverfahren“ befasst sich mit unterschiedlichen Aufreinigungsalternativen biotechnologischer Prozesse. Hierbei wird besonderes Augenmerk auf die spezifischen chemischen und physikalischen Wechselwirkungen zwischen der Zielkomponente und der zur Trennung verwendeten Phase gerichtet. Neben etablierten Methoden werden auch neuartige Aufreinigungsstrategien behandelt.

4 Kompetenzen In den Lehrveranstaltungen „Einführung in die Kristallisation“ und „Technische Chromatographie“ erwerben die Studierenden Kenntnisse über die zur Auslegung von Kristallisations- und Chromatographieprozessen wichtigsten Größen, wie z. B. die Löslichkeit, die Übersättigung, die Kristallisationskinetik und die Adsorptionsgleichgewicht. Basierend auf diesen Kenntnissen sind sie in der Lage, geeignete Bedingungen für technische Problemstellungen bei den Trennprozessen zu ermitteln, z. B. Wahl des Lösungsmittels und des Kristallisations- bzw. Chromatographieverfahrens. Darüber hinaus können Sie die Trennprozesse modellieren und anhand der Modellierungsergebnisse beurteilen, welche Produkteigenschaften (Reinheit, Kristallform, Korngrößenverteilung etc.) bei gegebenen Bedingungen voraussichtlich zu erreichen sind. In der Lehrveranstaltung „Affinitätstrennverfahren“ erhalten die Studierenden Kenntnisse über die zugrundeliegende Chemie unterschiedlicher spezifischer Trennoperationen biotechnologischer Aufreinigungsprozesse. Sie erhalten ein breites Spektrum an Aufarbeitungsalternativen und können aus diesen die geeignete Strategie für unterschiedliche Zielkomponenten entwickeln.

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

72

5 Prüfungen Mündliche oder schriftliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum; Höhere Mathematik I und II; Physik; Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1; Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion (CIW); Allgemeine, Organische und Anorganische Chemie; Technische Mechanik.

Kenntnisse aus Thermischer Verfahrenstechnik und Thermodynamik II

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge CIW und BIW

9 Modulbeauftragte/r Schembecker

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

73

Modul: Prozesse der Energietechnik Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 3

Aufwand 90h

Modulstruktur Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS

1

1: Prozesse der Energietechnik / Kühl V 3 2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

Vertiefte und eingehendere Behandlung von rechts- und linksläufigen, teils bereits aus der PV Thermodynamik 1 bekannten, teils noch nicht zuvor behandelten Energieumwandlungsprozessen. Der Inhalt umfasst sowohl Kreisprozesse mit idealen Gasen (Gasturbinen/Strahltriebwerke, Otto-, Diesel- und Stirlingmotor sowie weitere, sog. "regenerative" Gaskreisprozesse, auch für Anwendungen in der Kälte- und Wärmepumpentechnik) als auch solche mit "realen" Arbeitsstoffen und Nutzung von Phasenübergängen (Dampfkraftprozess, Kaltdampf-Kompressionsprozess, Absorptionswärmepumpen/-kältemaschinen). Neben den Prozessen werden auch Aspekte der praktischen Realisierung (z. B. Aufbau von Kraftwerken und Motoren) sowie aktuelle Entwicklungen zur Effizienzsteigerung und Emissionsminderung behandelt.

4 Kompetenzen Die Studenten erwerben ein vertieftes Verständnis für die thermodynamischen Prinzipien und die praktischen Realisierungs- und Optimierungsmöglichkeiten der verschiedenen Energieumwandlungsprozesse und werden so in die Lage versetzt, die jeweiligen Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes einzuschätzen und für praktische Anwendungsfälle eine geeignete Auswahl und Auslegung vorzunehmen, auch unter dem Aspekt der Resourcenschonung.

5 Prüfungen Mündliche Prüfung oder Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW), Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik; Kenntnisse ausThermodynamik 1

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Kühl

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Modul: Rationelle Energieverwendung in der Verfahrenstechnik Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 3

Aufwand 90h

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

74

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credit

s SWS Gruppe

1 Rationelle Energieverwendung in der Verfahrenstechnik / Kühl

V 3 2

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Bewertung von Energieumwandlungsprozessen mit Hilfe des Exergiebegriffs, Bilanzierung von Verbrennungsprozessen, zentrale Versorgungssysteme verfahrenstechnischer Anlagen, Optimierung von Wärmeübertrager–Netzwerken und Prozessstrukturen

4 Kompetenzen Die Studenten erwerben ein vertieftes Verständnis für den unterschiedlichen Wert verschiedener Energieformen und für die bei deren Übertragung und Umwandlung auftretenden Verluste. Sie lernen, aus einer Vielzahl von Verfahren zur Energieumwandlung und Verlustvermeidung die jeweils im Einzelfall geeigneten auszuwählen und dieses Wissen unter Einbeziehung wirtschaftlicher und umweltpolitischer Aspekte auf verfahrenstechnische Prozesse und deren Anbindung an zentrale Versorgungssysteme anzuwenden.

5 Prüfungen Mündliche Prüfung oder Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW) und Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik, Kenntnisse aus Thermodynamik 1

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge CIW und BIW

9 Modulbeauftragte/r Kühl

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

75

Modul: Thermodynamik in der Prozesssimulation mit Aspen Plus Bachelor-Studiengänge: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 5. Semester

Credits 3

Aufwand 90h

Modulstruktur Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS

1

1: Thermodynamik in der Prozesssimulation mit Aspen Plus / Rüther

VÜ 3 2

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Stoffdaten für die Prozesssimulation, Stoffdaten-Beschaffung, Abschätzungsmethoden, Aspen Plus Datenbank, Zustandsgleichungen und Aktivitätskoeffizienten in Aspen Plus.

4 Kompetenzen In der Lehrveranstaltung erwerben die Studierenden Kenntnisse über die benötigten Stoffdaten für die Prozesssimulation, die Beschaffung von Stoffdaten, die Abschätzungsmethoden, die Modelle (Zustandsgleichungen und Aktivitätskoeffizienten) und die Berechnung der Stoffdaten mit Aspen Plus. Basierend auf diesen Kenntnissen sind sie in der Lage, geeignete Modelle für technische Problemstellungen bei den thermischen Grundoperationen zu ermitteln. Darüber hinaus können sie beurteilen, welche Methode in Abhängigkeit von Prozessbedingungen am besten geeignet ist.

5 Prüfungen schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW) und Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik, Kenntnisse aus Thermodynamik 2

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Sadowski

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

76

Modul: Vertiefungspraktikum Bachelor-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS und SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 5. und 6. Semester

Credits 3

Aufwand 90 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Vertiefungspraktikum P 3 4 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

Das Modul ergänzt die zum Themenfeld des Bio- und Chemieingenieurwesen angebotenen Lehrveranstaltungen um praktische bzw. theoretische Arbeiten aus einem begrenztem Teilgebiet eines Forschungsprojektes in einem entsprechend der Neigung der Studierenden gewähltem Fach der Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen. Das Vertiefungspraktikum gibt den Studierenden einen Einblick in experimentelle und theoretische Arbeitsweisen des Bio- und Chemieingenieurwesens. Die Ergebnisse der Arbeiten sind schriftlich zusammenfassend darzustellen.

4 Kompetenzen Je nach Ausrichtung des Vertiefungspraktikums erwerben die Studierenden Kenntnisse über ausgewählte, experimentelle Arbeitsweisen und messtechnische Probleme oder über theoretische, mathematische Problemstellungen sowie deren Lösungsmethoden im Bio- und Chemieingenieurwesen. Ziel eines praktischen Vertiefungspraktikums ist es, die Bewertungsfähigkeit für durchgeführte Messungen zu trainieren, deren Qualität mit der Probenahme für eine Messung beginnt, bevor das Potenzial für eine physikalisch-chemische Messmethode erschlossen werden kann. In theoretischen Vertiefungspraktika trainieren die Studierenden die Umsetzung von Fragestellungen des Bio- und Chemieingenieurwesens in mathematisch-physikalische Modelle sowie deren Implementierung und Berechnung mittels geeigneter Simulationsprogramme und erlernen die Beurteilung der Simulationsergebnisse anhand geeigneter, experimenteller Datensätze. Zudem schult das Modul die Kompetenz der Studierenden, Messungen und Simulationsergebnisse geeignet aufzubereiten und zusammenfassend darzustellen.

5 Prüfungen Testat

6 Prüfungsformen und – leistungen Modulprüfung

Teilleistung: Testiertes Protokoll

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW) und Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Wichmann

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

77

Modul: Waste and Resource Management a Challenge for Engineers Bachelor-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 2

Aufwand 60h

Modulstruktur Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS

1

1: Waste and Resource Management a Challenge for Engineers / Neukirchen

V 2 1

2 Lehrveranstaltungssprache Englisch

3 Lehrinhalte Pocess and product design with a minimum of resource consumption are important targets of environmental technology – included the chance of a material and/or energy recycling of residues and used products. Valuation methods for the comparison of integrated and additive environmental protection measures. Types of waste, waste avoiding and recycling strategies. Mechanical, biological and thermal treatment techniques. “Waste to Energy” a contribution for the German abolition of the methane emitting municipal solid waste landfills. Climate change, emission trading and goal conflict between emission reduction and saving of resources.

4 Kompetenzen Students will obtain knowledge about handling of cleaner production measurements and valuation methods for products and production processes (energy efficiency, saving of resources, avoiding of waste). Detailed information about minimization and disposal of waste hold the opportunity for foreign students to assess waste and resource management of their countries.

5 Prüfungen Schriftliche Prüfung.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW), Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik; Kenntnisse aus Mechanische Verfahrenstechnik I und Thermische Verfahrenstechnik I

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Bachelor-Studiengänge BIW und CIW und Master PSE

9 Modulbeauftragte/r Walzel

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

78

Modul: Werkstoff-Vertiefungen für BIW/CIW - BA Master-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen

Turnus: Jährlich im SS oder WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: Semester 1+2

Credits min. 3

Aufwand min. 180h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS

1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8:

Korrosionsschutz i. d. bio-/chemietechn. Industrie / Zander Keramik und Glas / Zander Metalle / Zander Biomaterialien / Zander Mikro- und Nanoanalytik I / Katzenberg Mikro- und Nanoanalytik II / Katzenberg Werkstoffauswahl / Zander Oberflächenchemie und -analytik / Tiller

V + Ü V + Ü V + Ü

V V + Ü V + Ü V + Ü

V

1,5 + 1 1,5 + 1 1,5 + 1

3 1,5 + 1 1,5 + 1 1,5 + 1

1,5

1 + 1 1 + 1 1 + 1

2 1 + 1 1 + 1 1 + 1

1 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch

3 Lehrinhalte 1: Physikalisch/chemische Grundlagen der Korrosion, Wechselwirkung: Werkstoff/Medium

bei elektrochemischer bzw. bei Heißgaskorrosion, typische Untersuchungsmethoden, Schadensanalyse, Korrosionsschutz bzw. Korrosionsmonitoring.

2: Eigenschaften keramischer Werkstoffe Anforderungsbedingungen der chemischen Industrie, Werkstoffauswahl, Mikrostrukturbeeinflussung, Herstellungsverfahren.

3: Eisen-/Nichteisenmetalle, Wärmebehandlungsverfahren, Keimbildung/Wachstum 4: Charakterisierung hierarchischer Strukturen, Bauprinzipien, Eigenschaftsprofile

biologischer Materialien, Biopolymere, Biomineralisation, Biomimetik, Biokompatibilität, Implantate.

5: Auflösungsvermögen, Grundlagen der Lichtmikroskopie, Raster-Sonden-Mikroskopie SXM, Röntgenanalytik WAXS/SAXS, Spektroskopieverfahren.

6: Transmissionselektronenmikroskopie TEM, Rasterelektronenmikroskopie REM, Elektronenbeugung, energiedispersive Röntgenanalyse.

7: Erstellung von Anforderungsprofilen, Kriterien der Werkstoffauswahl, hochkorrosionsbeständige Werkstoffe, elektrochemische Korrosion, Heißgaskorrosion, Gefügestabilität, Verformungsmechanismen, Beispiele aus Chemieanlagen/-apparatebau.

8: Elektronenmikroskopie, Kinetik u. Transportprozesse von chemischen Reaktionen an Oberflächen, Oberflächenmodifizierungsmethoden, Standardmethoden zur chemischen/physikalischen Oberflächenanalytik.

4 Prüfungen Schriftliche oder mündliche Prüfungen.

5 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung Teilleistungen

6 Teilnahmevoraussetzungen Grundpraktikum, Höhere Mathematik I, Höhere Mathematik II, Physik, Einführung i. d. Organische Chemie Teil 1, Einführung i. d. verfahrenstechnische Produktion(CIW), Einführung i. d. Biotechnologie(BIW), Allgemeine und Anorganische Chemie, Technische Mechanik; Kenntnisse aus Mechanische Verfahrenstechnik I und Thermische Verfahrenstechnik I

7 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengang BIW und CIW Zur Anerkennung des Moduls müssen Vorlesungen von insgesamt mindestens 3 Credits

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

79

aus dem Modulangebot gewählt werden. 8 Modulbeauftragte/r

Tiller 9 Modultyp und Verwendbarkeit des

Moduls Wahlmodul Bachelor BIW und CIW

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Modulbeauftragter Tiller

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

80

Pflicht- Wahlpflicht- und Wahlmodule der Masterstudiengänge BIW und CIW

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

81

Pflicht- und Wahlpflicht-Module der Masterstudiengänge BIW und CIW

Modul: Analytik Master-Studiengang: Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im SS, 2) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1.+ 2. Semester

Credits 7

Aufwand 210h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credit

s SWS Gruppe

1 Analytische Chemie / Lewandrowski / Janasek/Sickmann/Zahedi

V 3 2

2 Bioanalytik / Lewandrowski / Janasek/Sickmann/Zahedi

V + Ü 3 + 1 2 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

Lehrinhalte In diesem Modul werden die Grundlagen der Analytischen Chemie und der Bioanalytik vermittelt. Die Grundlagen der (bio)-analytischen Chemie werden dargelegt und in der begleitenden Übung vertieft. Inhalte reichen von klassischen Verfahren (Säure-Base Reaktionen / Gravimetrie / Titrimetrie / Komplexbildung / Redox-Reaktionen) über elektroanalytische Verfahren bis hin zu chromatographischen Trennverfahren (GC / HPLC / Ionenchromatographie / Gelchromatographie / DC / etc.) und spektroskopischen Analyseformen (Atomabsorptionsspektrometrie / Atomemissionsspektroskopie / Röntgen- und Elektronenspektroskopie / Infrarot und Raman Spektroskopie / UV/VIS Spektroskopie / Fluoreszenz Spektroskopie / NMR ), sowie grundlegende Prinzipien, Methoden und instrumentelle Techniken aus den Bereichen Elektrophorese und Massenspektrometrie. Im Modulteil Bioanalytik werden Verfahren für relevante Biomoleküle wie Kohlenhydrate, Lipide, Proteine und Nukleinsäuren vorgestellt.

4 Kompetenzen Die Studierenden werden befähigt die Bandbreite an verfügbaren analytischen Methoden durch Anwendungsbeispiele und deren theoretischen Hintergründen beurteilen und verstehen zu können. Übungen festigen die erworbenen theoretischen Kenntnisse. Die Studierenden sollen im Stande sein, aufgrund des vermittelten Überblicks über die verschiedenen Aspekte ihr Vorgehen bei der Analyse chemischer und biologischer Proben konzeptionell optimal zu gestalten.

5 Prüfungen Schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul: Master-Studiengang BIW

9 Modulbeauftragte/r Sickmann

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

82

Modul: Chemische Technik MS Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits 5

Aufwand 150h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung /

Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Chemische Technik 2 / Behr V + Ü + P

3 + 1 + 1

2 + 1 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Diese Veranstaltung gibt einen Überblick über die wichtigsten Verfahren der industriellen Chemie. Vorgestellt werden Beispiele von thermischen Verfahren, katalytischen Verfahren, biotechnischen Verfahren, elektrochemischen Verfahren, Polymerisationsverfahren und von den besonders umweltschonenden „grünen“ Verfahren. Ein besonderer Schwerpunkt liegt bei den katalytischen technischen Verfahren, vor allem der homogenen Katalyse. Diese Vorlesung baut auf der Vorlesung „Chemische Technik 1“ aus dem Bachelor-Studium auf und vertieft die dort vorgestellten Grundlagen. Als Praktikumsversuche werden als Beispiel einer homogenen Katalyse das Wacker-Hoechst-Verfahren zur Oxidation von Ethen zu Acetaldehyd (TCA 35) und als heterogen katalytisches Verfahren mit einem selbst präparierten Katalysator die Olefin-Metathese von Propen zu Ethen und Buten (TCA 36) durchgeführt.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben Grundlagen-Kenntnisse über die vielfältigen Möglichkeiten, chemische Reaktionen in industrielle Produktionen umzusetzen. In dieser Veranstaltung werden die vermittelten theoretischen Grundlagen zu den einzelnen Verfahrensmethoden jeweils mit typischen Anwendungsbeispielen belegt und in den Übungsstunden gemeinsam diskutiert. Insbesondere ökonomische und ökologische Fragestellungen haben für die Auswahl der Beispiele eine wesentliche Bedeutung. Offene Forschungsfragen werden angesprochen und mögliche Lösungsansätze vorgestellt. Die Studierenden lernen, welche Kriterien für wirtschaftlich optimale Prozesse maßgeblich sind und wie die einzelnen Prozesse in der chemischen Industrie in einem Prozessverbund miteinander verknüpft sind. Diese Veranstaltung ist für die Studierenden des Chemieingenieurwesens ein wichtiges Bindeglied zwischen technischer Chemie und Verfahrenstechnik.

5 Prüfungen schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung und Testate

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen -

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlpflichtmodul: Master-Studiengang CIW

9 Modulbeauftragte/r Behr

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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83

Modul: Conceptual Design Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits 4

Aufwand 120h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Conceptual Design / Schembecker V + Ü 3 + 1 2 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Englisch 3 Lehrinhalte

The course will present different process synthesis methods including their threnghs and weaknesses. The focus of the course will be on the heuristic-numeric approach for conceptual design. A extended set of heuristic rules will be presented for the design and selection of reactors and separation steps. In addition, rules for the design of complex flowsheets will be presented which includes the design of recycle structures. A technical process is used to train the students in applying the rules.

4 Kompetenzen The students will be enabled to structure the conceptual design process applying synthesis and analysis steps. They know, under which constraints a special process synthesis method should be used. Moreover, they will be enabled to apply systematic methods to design and evaluate process concepts for new production processes.

5 Prüfungen written or oral exam

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul: PSE, Wahlpflichtmodul: Master-Studiengang CIW

9 Modulbeauftragte/r Schembecker

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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Modul: Fluid Separations Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 4

Aufwand 120h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Fluid Separations / Górak V + Ü 3 + 1 2 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Englisch 3 Lehrinhalte

In the lecture fluid separation operations are covered. The lecture build upon the knowledge gained in the lecture “Introduction to Fluid Separation”. This knowledge should be refreshed, deepened and extended by considering selected issues of fluid separation operations. During the tutorials, this knowledge should be applied to several practically relevant tasks and thus memorized.

4 Kompetenzen The students gain extended knowledge on central questions and theoretical methods in fluid separation operations. The consideration of processes, phenomena, column units and their combinations gives them the ability to choose and apply relevant description approaches. Such knowledge represents a core competence of a chemical engineer.

5 Prüfungen written or oral examination

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen basic knowledge in fluid separation

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul: PSE

9 Modulbeauftragte/r Górak

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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85

Modul: Fundamentals of Chemical Engineering Seite 1 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: Vorber. Semester

Credits 8

Aufwand 240 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe 1 Fluid Mechanics and Heat Transport /

Ehrhard V+Ü 2 + 1 1 + 1

1

2 Introduction to Fluid Separation / Górak V+Ü 3 + 2 2+2 2 Lehrveranstaltungssprache

Englisch 3 Lehrinhalte

Fluid Mechanics and Heat Transport: - properties of fluids, - basic conservation equations of fluid mechanics, - Bernoulli equation, - scaling and limiting cases: Euler, Stokes, and Navier-Stokes equations, - viscous pipe flow, - boundary layer equations, - Reynolds-averaged turbulent equations, - basic mechanisms of heat transport, - concepts of heat transfer, - equations of heat transport in laminar and turbulent flows;

“Introduction to Fluid Separation” deals with the basics of fluid separation processes. The lecture contains the balancing and design methods of the following unit operations: Distillation (continuous and discontinuous), absorption, extraction and adsorption. In the course of this, graphical as well as numerical methods are applied. The lecture is based on the knowledge gained in lectures like thermodynamics and transport phenomena. During the tutorials, this knowledge should be applied to several practically relevant tasks and thus memorized.

4 Kompetenzen Fluid Mechanics and Heat Transport:

- understanding of continuum concept and conserved quantities, - understanding of momentum transport in both laminar and turbulent flows, - applications to simple 1D models, to pipes flows, and to boundary layer flows, - basic understanding of heat transport, - application to laminar and turbulent heat transport in the fluid bulk, - application to heat transfer at walls;

The students gain fundamental knowledge on the central questions and theoretical methods in fluid separation operations. He learns to apply the basics achieved in lectures like thermodynamics, transport phenomena and fluid mechanics.

5 Prüfungen oral or written examinations

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 2

7 Teilnahmevoraussetzungen Sufficient knowledge in thermodynamics and transport phenomena

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86

Modul: Fundamentals of Chemical Engineering Seite 2 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: Vorber. Semester

Credits 8

Aufwand 240 h

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls

Pflichtmodul Vorbereitungssemester PSE

9 Modulbeauftragte/r Ehrhard

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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87

Modul: Gruppenarbeit MS Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits 10

Aufwand 300h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Gruppenarbeit Seminar 10 15 10 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

Die Studierenden haben die Aufgabe, aufgrund einer allg. Aufgabenstellung eine Anlage zu planen. Dies umfasst die Verfahrensentwicklung und -auswahl auf Basis von Alternativenbewertungen, Mengen- und Energiebilanzen, Verfahrens- und RI-Fließbildern, Auslegung der Hauptausrüstungen, Aufstellungsplanung und einer Wirtschaftlichkeitsrechnung. Die Arbeit erfolgt in Teams von 8-10 Studierenden, die per Los zusammengestellt werden. Die Gruppe berichtet wöchentlich über die erzielten Ergebnisse und die geplanten Arbeiten. Die Arbeit endet mit Abschlussvorträgen aller Teilnehmer sowie einer Exkursion zu einem Industrieunternehmen, um die Ergebnisse zu erörtern. Das Team hat die Aufgabe, die eigene Arbeit selbst zu organisieren.

4 Kompetenzen Die Studierenden lernen unter realen Projektbedingungen zu arbeiten. Hierzu zählen termingebundene Arbeit und das Treffen von Entscheidungen auch auf der Basis beschränkter Informationen. Sie setzen die in den Lehrveranstaltungen erworbenen Kenntnisse ein und müssen fehlende Informationen rechtzeitig beschaffen. Sie verbessern ihre Sozialkompetenzen durch Kooperation im Team, eigenes Management der Arbeiten, Präsentation von Ergebnissen und Lösung von Konflikten während des Arbeitsprozesses.

5 Prüfungen Hausarbeit und Präsentationen

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung: Gesamtnote und individuelle Benotung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls

Master PSE (Studierende die dieses Modul nicht im Bachelor-Studium absolviert haben)

9 Modulbeauftragte/r Schembecker

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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88

Modul: Industrial Chemistry Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen

Turnus:

Jährlich im WS

Dauer:

1 Semester

Studienabschnitt:

Vorber. Semester

Credits

4

Aufwand

120h

Modulstruktur 1

Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Industrial Chemistry / Jörissen V + Ü 4 2 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache: Englisch

3 Lehrinhalte

Structure of a chemical production plant, organic and inorganic feedstock and base chemicals of chemical industry, production of synthesis gas, steam cracking. Commercially important examples of intermediate and final products in C1-, C2-, C3-, C4- and aromatic chemistry: especially different plastic materials (thermoplastic and thermosetting), rubbers, detergents, dyestuffs.

As tutorials the subject matter of the lectures is continuously discussed together with the participants. Additionally, example calculations are performed (e.g. synthesis, design and flowsheeting of production processes for vinyl chloride, styrene, and phenol).

4 Kompetenzen

The students acquire knowledge of the most important production processes and an understanding of the dependencies in the chemical industry from the point of view of chemistry as well as of chemical engineering. This is needed as a basis for advanced courses in chemical engineering during the following semesters of the master studies.

5 Prüfungen: oral or written examination.

6 Prüfungsformen und –leistungen

Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

Base knowledge of chemistry and chemical engineering

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls

Pflichtmodul Vorbereitungssemester PSE

9 Modulbeauftragte/r

Jörissen

Zuständige Fakultät

Bio- und Chemieingenieurwesen

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89

Modul: Introduction to Process Balancing Seite 1 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen

Turnus:

Jährlich im WS

Dauer:

1 Semester

Studienabschnitt:

Vorber. Semester

Credits

5

Aufwand

150h

Modulstruktur 1

Nr. Element / Lehrveranstaltung/Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Process balancing / Agar V + Ü 5 2 + 2

2 Lehrveranstaltungssprache: Englisch

3 Lehrinhalte

Vectorial formulation of balance equations for conservation of mass, heat and momentum. Definition of balance spaces. Differential and unsteady-state balances. Reactive sources and sinks. Combined heat and mass balances. Solution techniques for linear and non-linear algebraic balance equations. Illustration of balancing principles in chemical engineering with examples drawn from thermodynamics, fluid mechanics, transport processes, reaction engineering, thermal and mechanical unit operations.

In the tutorials the subject matter of the lecture will be treated using a variety of illuminating examples from different chemical engineering areas. Both analytical and numerical methods to solve the balance equations will be applied.

4 Kompetenzen

The students acquire knowledge of fundamental principles and mathematical tools required for chemical engineering modelling and process analysis tasks. They come to appreciate the analogies between balancing equations employed over the full spectrum of the chemical engineering syllabus. They become aware of the strengths and weaknesses of the techniques used for solving balance equations.

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90

Modul: Introduction to Process Balancing Seite 2 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen

Turnus:

Jährlich im WS

Dauer:

1 Semester

Studienabschnitt:

Vorber. Semester

Credits

5

Aufwand

150h

5 Prüfungen: Graded homework, intermediate and final written exam.

6 Prüfungsformen und –leistungen

Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

Basic knowledge of chemistry and chemical engineering

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls

Pflichtmodul zur Vorbereitung: PSE

9 Modulbeauftragte/r

Agar

Zuständige Fakultät

Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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91

Modul: Introduction to Process Dynamics and Control Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen (Process Systems Engineering)

Turnus:

Jährlich im WS

Dauer:

1 Semester

Studienabschnitt:

Vorber. Semester

Credits

5

Aufwand

150 h

Modulstruktur 1

Nr. Element / Lehrveranstaltung/Dozent Typ Credits SWS Gruppe

Process dynamics / Engell V+Ü 5 2 + 2

2 Lehrveranstaltungssprache: Englisch

3 Course Content

Dynamic balance equations. Equilibrium points, linearization. Stability of equilibrium points. Eigenvalues and eigenvectors, phase portraits of simple systems. Global and local stability. Stabilisation by feedback. Numerical solution of ordinary differential equations. Laplace transforms and transfer functions, poles and zeros, input-output stability, root locus method, choice and tuning of standard PI/PID-controllers.

4 Competences

The students can set up dynamic models of chemical and biochemical processes and can analyze the properties of such models. They know the standard methods for numerical integration and the limitations of the step size. The students can transform time-domain models into the Laplace domain and analyze linear systems according to of the poles and zeros of their transfer functions. They can design standard controllers using the root locus method and design rules.

5 Prüfungen Graded homework, intermediate and final exam

6 Prüfungsformen und –leistungen

Modulprüfung

Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen

Basic knowledge of chemical engineering, advanced calculus, elementary linear algebra.

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls

Compulsory for PSE students who have to take the preparatory semester.

9 Modulbeauftragter

Engell

Zuständige Fakultät

Bio- und Chemieingenieurwesen

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92

Modul: Mechanische Verfahrenstechnik MS Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus:

Jährlich im SS Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 5

Aufwand 150 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1

Mechanische Verfahrenstechnik MS / Walzel

V + Ü + P

3 + 1 + 1

2 + 1 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

Lehrinhalte Fortgeschrittene Partikelanalyse, Partikelbewegung unter Turbulenz, Abscheider, Tiefenfilter, Querstromfiltration, Wäscher zur Entstaubung von Gasen, Technische Siebung, Sichter, Feststoffmischung und Segregation, Zerkleinern und Mahlkreisläufe, Sortieren nach der Dichte, Sortieren nach elektr. und magn. Eigenschaften, Sortieren mit opt. Methoden, Flotation, Sortieren v. Fasern. Prozessgestaltung und Kreislaufströme in der Aufbereitung

4 Kompetenzen Fähigkeit zur apparativen sowie physikalisch mathematischen Beschreibung komplexer Fragestellungen aus der Partikeltechnik und der Trenntechnik sowohl zur Abtrennung von Partikeln aus Flüssigkeiten und Gasen als auch zur Trennung von Partikeln nach der Partikelgröße und anderen physikalischen Eigenschaften. Teilnehmer sind in der Lage, sinnvolle eine Auswahl von Zerkleinerungsmethoden vorzunehmen und deren Energiebedarf zu berechnen. Es liegen profunde Kenntnisse über Methoden und Apparate vor.

5 Prüfungen schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung und Testate

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundlegende Kenntnisse der mechanischen Verfahrenstechnik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlpflichtmodul: Master-Studiengang CIW

9 Modulbeauftragte/r Walzel

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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93

Modul: Modeling and Simulation Seite 1 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im Sommersemester

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 10 (PSE), 5-10

Aufwand 300 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Dynamic Models / Engell V + Ü 2,5 1 + 1 2 Data-based Dynamic Modeling / Engell V + Ü 2,5 1 + 1 3 Steady-state Simulation / Schembecker V + Ü 4 1 + 2 4 Dynamic Simulation / Engell Ü 1,5 1,5 2 Lehrveranstaltungssprache

Englisch 3 Element 1: Dynamic Models Course Content Modeling and simulation of dynamic distributed parameter systems: fundamental equations,

initial and boundary conditions, solution of partial differential equation systems by spatial discretization and orthogonal collocation. Differential algebraic equation systems: origin of DAE systems, index of a DAE system, numerical solution. Model simplification

4 Competences The students can formulate pde models of processing systems and can discretize the models and apply suitable numerical algorithms for their solution. They know the specific problems related to the solution of DAE models and can reduce dynamic models tailored to the purpose of the model.

3 Element 2: Data-based Dynamic Modeling Course Content

Identification of simple models from step responses. Parameter identification: Basic idea, mathematical description of sampled systems, AXR, ARMAX and OE estimation. Modeling using nonlinear black box models (perceptron neural nets, radial-basis-function nets), training, dynamic models, quality of neural net models. Model errors: Sources of errors, limits of model accuracy, model accuracy and controller performance

4 Competences The students can identify the dominant dynamics of a process from step responses and can apply modern methods and algorithms to identify the parameters of linear process models from measured data. They know the structure of nonlinear black box models and can judge the quality and the limitations of data-based models.

3 Element 3: Steady-State Simulation Course Content

Modeling and simulation of continuously operated chemical processes: unit operation models, physical property models, simulation of complex flowsheets including recycles, sensitivity analysis and design specifications

4 Competences The students will know the capabilities of state-of-the-art process simulation methods and tools. The course enables them to select the appropriate simulation methodology and to set-up and solve a simulation problem with professional software tools.

3 Element 4: Dynamic Simulation Course Content

The students are introduced to the use of advanced dynamic process simulators. 4 Competences

The students know how to formulate and solve models in advanced dynamic process simulators.

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94

Modul: Modeling and Simulation Seite 2 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im Sommersemester

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 10 (PSE), 5-10

Aufwand 300 h

5 Prüfungen Elements 1 and 2: written or oral exams and graded homework. Elements 3 and 4: written or oral exam. In elements 3 and 4, attendance in the computer exercises is mandatory.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 4

7 Teilnahmevoraussetzungen Basic course in dynamic systems as Prozessdynamik und Regelung in the B.Sc. programs Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen or Introduction to Process Dynamics, advanced calculus, elementary linear algebra.

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul in der Vertiefungsrichtung Process Systems Engineering, Wahlmodul: Master-Studiengänge BIW und CIW (compulsory in PSE, otherwise elective)

9 Modulbeauftragte/r Engell

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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95

Modul: Molekulare Biotechnik Master-Studiengang: Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1), 3) im SS, 2) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. und 2. Semester

Credits 10

Aufwand 300h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe 1 Systembiotechnologie / Schmid V + Ü 2 + 1 1 + 1

1

2 Chemische Biotechnologie /Gentechnik / Schmid

V + P 3 + 1 2 + 1

3 Biothermodynamik / Sadowski V + Ü 2 + 1 1 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

Das Modul führt in die Grundlagen der molekularen Biotechnologie ein. Die Vorlesung in 1) behandelt das Verständnis von mikrobiellen Zellen als Fabriken. Stoffflüsse, Stoffumwandlungen, stöchiometrische Netzwerke, Flussanalysen. Erstellen metabolischer Modelle. Die Vorlesung mit Versuchen in 2) behandelt molekularbiologische Konzepte und die darauf aufbauenden Methoden, die in der modernen Forschung zur mikrobiellen Stammcharakterisierung und Optimierung eingesetzt werden. Die Vorlesung im Element 3 behandelt die Messung und Modellierung der thermodynamischen Daten von Biomolekülen, insbesondere auch den Einfluss von Salzen und des pH-Wertes. Außerdem werden die thermodynamischen Grenzen der Stoffumsetzung und Stofftrennung in biologischen Systemen diskutiert.

4 Kompetenzen Absolventen können Stoffflüsse in Zellen berechnen. Die Studierenden können molekularbiologischen Entwicklungen von genetischen Veränderungen in industriell relevanten Mikroorganismen verstehen und selbständig planen. Sie können die wichtigsten (Gen)Techniken erklären und die Vor- und Nachteile dieser wiedergeben. Sie können Stammoptimierungsprogramme planen, umsetzen und die jeweils am besten geeignete Methodik auswählen. Sie sind in der Lage, den Einfluss thermodynamischer Größen auf das Verhalten biologischer Systeme zu beurteilen.

5 Prüfungen schriftliche Klausuren oder mündliche Prüfungen

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

3 Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul: Master-Studiengang BIW

9 Modulbeauftragter Schmid

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

96

Modul: Numerische Mathematik für Physiker und Ingenieure Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 4

Aufwand 120 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung Typ credits SWS 1 Num. Mathematik für Phys. und Ing. V 3 2

1

2 Praktische Übungen P 1 2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

Die Veranstaltung vermittelt Grundlagen der numerischen Behandlung von Problemen, die in den Ingenieurwissenschaften und in der Physik vielfach auftreten:

1) Numerische Lineare Algebra (Lösung großer linearer Gleichungssysteme,

Konditionierung, iterative Löser, Eigenwertberechnung)

2) Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme (Newton-Verfahren und Varianten)

3) Optimierung (lineare Programmierung, nichtlineare Probleme)

4) Numerische Behandlung gewöhnlicher Differentialgleichungen (Ein- und

Mehrschrittverfahren, Steifheit von Dgl., Randwertprobleme)

4 Kompetenzen Die Studierenden kennen wesentliche mathematische Grundlagen zur numerischen Lösung von Anwendungsproblemen und gewinnen in den praktischen Übungen am Computer eigene Erfahrungen bei der Realisierung numerischer Algorithmen und bei der Anwendung geläufiger Verfahren auf Beispielprobleme. Sie können auf dieser Grundlage die Möglichkeiten und Grenzen der numerischen Lösungsverfahren einschätzen und passende Methoden für praktische Probleme auswählen.

5

Prüfungen schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7

Teilnahmevoraussetzungen Grundlegende Kenntnisse der Höheren Mathematik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlpflichtmodul: Master-Studiengang CIW

9 Modulbeauftragte/r Studiendekan Mathematik

Zuständige Fakultät Fakultät Mathematik (1)

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97

Modul: Particle Technology Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits 4

Aufwand 120h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Particle Technology / Walzel V + Ü 3 + 1 2 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Englisch 3 Lehrinhalte

Advanced particle size analysis, adhesion of particles, handling of particulate materials, single particles and swarms in fluids, separation of particles from fluids, fluidized beds, kake and deep bed and crossflow filtration, scrubbers for particle removal from gases , technical classification of particles, mixing and segregation

4 Kompetenzen Knowledge of physical background and models for determination of complex questions in particle characterization and separation technology. Knowledge in design and construction of devices for particle fluid seoparation as well as for classifying and mixing of particles.

5 Prüfungen written or oral examination

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul: PSE

9 Modulbeauftragte/r Walzel

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

98

Modul: Pharmaverfahrenstechnik Seite 1 Master-Studiengang: Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im SS, 2)+3)+4) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. + 2. Semester

Credits 10

Aufwand 300h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe 1 Pharmazeutische Biotechnologie / Kayser V 3 2 2 Pharmazeutische Technologie und

Verfahrenstechnik / Kayser und Hagels V 3 2

3 Produktgestaltungen und Formulierungen / Walzel

V + Ü 1,5 + 1 1 + 1

1

4 PD Praktikum f. BIW / Walzel P 1,5 2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

Element 1: Einführung, Definition von Pharm. Biotech., Grundoperationen, Arbeitstechniken für rekombinante pharmazeutische Proteine, Kultivierungstechniken für Produzenten, GMP-Produktion, Pharma-Bioanalytik, Impfstoffe, Somatische Gentherapie, Transgenese, Pharmainformatik, Patientierung, Arzneimittelzulassung Element 2: Allgemeine und technologische Grundoperationen in der Formulierung, physikalisch-chemische Grundlagen der Arzneiform, Grund- und Hilfstoffe der Arzneiform, Grundlagen Bioparmazie, Herstellung von Tabletten, Emulsionen, pflanzlicher Extrakte, Stabilität von Arzneiformen, Sterilisation von Arzneiformen, Moderne therapeutische Systeme Element 3: Agglomerationsverfahren, Zerstäuben, Beschichtungs- und Trocknungstechnik, Dispergierverfahren, Sol-Gel-Prozesse, Schäumverfahren, Faserherstellung, Herstellen von Kapseln zur kontrollieren Wirkstofffreisetzung, Herstellung und Einsatz von Nanopartikel bei der Produktgestaltung Element 4: Durchführen von Versuchen zu: trockener Feinstzerkleinerung, Tellergranulierung, Coaten und Trocknen, Tablettenpressen und Agglomarat-Festigkeit

4 Kompetenzen Kenntnis übr die spezifischen Anforderungen an rekombinante Proteine als Arzneistoffe, ihre Herstellung, Prüfung und Zualssung im Bereich Pharma. Vertieftes Wissen für spezielle Arneimittel und ihre Formulierungen für feste, halbfeste und flüssige Medikamente, so wie Ihre biopharmazeutische Anwendung am Mensch und Tier. Verfahrenstechnische Spezifikationen für die GMP-gerechte Herstellung, die GCP-gerechte Entwicklung und Zulassung.

Kenntnis über die Auswahl und Auslegung von Apparaten und Maschinen zur Agglomeration und Nachbehandlung von Granulaten, basierend auf den zu erzielenden Produkteigenschaften. Grundlagen der Verfahren und apparative Ausstattung zur Herstellung von Dispersionen, Schäumen, Kapseln, Fasern, Prüfverfahren zur Charakterisierung mechanischer und physikalischer Produkteigenschaften. Praktische Erfahrungen und Kenntnisse zum Betrieb der wichtigsten Vorrichtungen zur Partikelvergröberung und Zerkleinerung sowie zur Herstellung von Produktformulierungen und deren Charakterisierung.

5 Prüfungen Element 1, 2, 3: schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung, Element 4: unbenotete Prüfung mit testierten Protokollen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

99

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

100

Modul: Pharmaverfahrenstechnik Seite 2 Master-Studiengang: Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im SS, 2)+3)+4) im WS,

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. + 2. Semester

Credits 10

Aufwand 300h

6 Prüfungsformen und –leistungen

Modulprüfung

Teilleistungen: 4

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul: Master-Studiengang BIW, Wahlmodul Master CIW

9 Modulbeauftragte/r Kayser

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

101

Modul: Praktikum MS Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: vorber. Semester

Credits 4

Aufwand 120h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Praktikum P 4 6 2 Lehrveranstaltungssprache

Englisch 3 Lehrinhalte

This module complements the lectures and tutorials of the preparatory semester in the area of Chemical Engineering by laboratory experiments. 9 different experiments provide insight into the basic tasks, methods and tools in chemical engineering. Special emphasis is put on exploratory learning. The results of the experiments have to be documented during the experiments. The experiments close with a discussion of the results and possible sources of problems.

4 Kompetenzen The students acquire practical experience in the application of the knowledge and the methods that are taught in the lectures and tutorials and improve their ability to solve typical problems in chemical engineering and to systematically tackle complex tasks in small groups. They are able to judge the problems with and the limitations of the methods used and can work independently on new tasks in development and research.

5 Prüfungen During the experiments, the students produce a documentation of the major steps taken and of the results obtained. After the experiment, there is a discussion of the results with the supervisors who also check that all students understood the basic principles that had to be applied in the experiment.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 9 successful experiments With documentation and final discussion

7 Teilnahmevoraussetzungen Basic knowledge of chemical engineering

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Compulsory for PSE students who have to take the preparatory semester.

9 Modulbeauftragte/r Engell

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

102

Modul: Process Performance Optimization Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits 5

Aufwand 150h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Process Performance Optimization / Engell und Dünnebier (Bayer Technology Services GmbH)

V + Ü + P

5 2+1+1

2 Lehrveranstaltungssprache Englisch

Course Content The course gives an overview of state-of-the-art techniques and of their applications to optimize the performance of chemical and biochemical production processes. The following topics are dealt with:

- Selection of controllers and control structures - Tuning of standard controllers - Optimization of the operating conditions by linear programming and nonlinear

optimization - Model predictive control - Batch trajectory optimization - Model-based estimation of process variables for monitoring and control - Process performance monitoring - Dynamic simulation and operator training systems - Manufacturing Execution Systems - Statistical Process Control, Six Sigma - Operation of regulated life science processes

4 Competences The students acquire an in-depth knowledge of methods and technologies for the improvement of chemical and biochemical production processes by advanced control, model-based methods, data analysis and optimization and continuous improvement. The students acquire a comprehensive overview of the industrial practice in this area.

5 Prüfungen Successful completion of lab experiments including report and final discussion, written or oral final exam.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen Basic knowledge of dynamic systems and control as provided by the course Prozessdynamik und Regelung in the B.Sc. programs Bioingenieurwesen and Chemieingenieurwesen or by the course Introduction to Process Dynamics.

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul: Master-Studiengang BIW, Wahlpflichtmodul: Master-Studiengang CIW, compulsory course PSE

9 Modulbeauftragte/r Engell

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

103

Modul: Prozessentwicklung Master-Studiengang: Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) und 2) im SS, 3) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1.+ 2. Semester

Credits 9

Aufwand 270h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Bioverfahrenstechnik / Wichmann V + Ü 4 2 + 1 2 Bioprozesssimulation / Schembecker V + Ü 3 1 + 2 3 Aufarbeitungs-Praktikum / Górak P 2 3 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

In der Veranstaltung „Bioverfahrenstechnik“ werden Verfahren zur Abtrennung, Isolierung, Reinigung und Konfektionierung von Bioprodukten im Zusammenhang mit ihren Herstellungsverfahren vermittelt, wobei Auswirkungen der Wahl des Produktionsverfahrens auf die folgende Bioprodukt-Verarbeitung vorgestellt werden. Die Veranstaltung „Bioprozesssimulation“ vermittelt Methoden der Simulation von absatzweise betriebenen biotechnologischen Prozessen. Neben der Definition einfacher Black-Box-Modelle zur Aufstellung von Massen- und Energiebilanzen wird die Verwendung dynamischer Modelle und deren Einbindung in eine Umgebung zur Produktionsplanung vorgestellt.

4 Kompetenzen Studierende können Methoden und Werkzeuge anwenden, die ihnen die eigenständige Entwicklung biotechnologischer Prozesse ermöglicht. Sie wissen, unter welchen Bedingungen welche Verfahrensalternativen bestehen und wie diese mit Hilfe von Simulationsmodellen bewertet werden.

5 Prüfungen Element 1 und 2: mündliche Prüfung oder schriftliche Klausur, Element 3: Testate

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul: Master-Studiengang BIW

9 Modulbeauftragte/r Wichmann

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

104

Modul: PSE Lab Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS und im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. + 2.Semester

Credits 3

Aufwand 120h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 PSE Praktikum P 3 4 2 Lehrveranstaltungssprache

Englisch 3 Lehrinhalte

This module complements the lectures and tutorials in the area of Process Systems Engineering by laboratory experiments and interactive computer experiments. 6 different experiments provide insight into the basic tasks, methods and tools in process systems engineering. Special emphasis is put on exploratory learning. The results of the experiments have to be documented during the experiments. The experiments close with a discussion of the results and possible sources of problems. Some of the experiments are performed using the computer-based teaching environment L2C – Learn to Control.

4 Kompetenzen The students acquire practical experience in the application of the knowledge and the methods that are taught in the lectures and tutorials and improve their ability to solve typical problems in process systems engineering and to systematically tackle complex tasks in small groups. They are able to judge the problems with and the limitations of the methods used and can work independently on new tasks in development and research.

5 Prüfungen During the experiments, the students produce a documentation of the major steps taken and of the results obtained. After the experiment, there is a discussion of the results with the supervisors who also check that all students understood the basic principles that had to be applied in the experiment.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 6 successful lab experiments with documentation and final discussion

7 Teilnahmevoraussetzungen Successful participation in the tutorials of the course Process Modelling and Optimization

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Compulsory lab: Process Systems Engineering

9 Modulbeauftragte/r Engell

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

105

Modul: Reaction Engineering Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich zum SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 4

Aufwand 120h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Reaction Engineering M.Sc. / Agar V + Ü 3 + 1 2 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Englisch 3 Lehrinhalte

This course provides a survey of the analysis, selection and design of chemical reactors. Methods for the modelling and simulation of various industrial reactor types will be presented. Particular emphasis will be placed on catalytic fixed-bed reactors and multiphase reactor systems as well as on the treatment of complex reaction systems. The course content builds on the basic understanding of reaction engineering acquired in the course ‘Reaktionstechnik I’ in the bachelor’s syllabus and extends the fundamentals learnt there.

4 Kompetenzen The students will become acquainted with the numerous options available of carrying out chemical reactions on an industrial scale. The theoretical tools developed to analyse the behaviour of individual reactor types will be illustrated using typical examples of their application and discussed in tutorials. In particular the derivation of partial differential equations to describe the concentration and temperature conditions in chemical reactors together with their numerical solution will be stressed. Topical research work and innovative developments in the area of chemical reaction engineering will be communicated. The students will learn which criteria are most critical for an economically optimal reactor operation and how the reactor performance dictates the operation of the chemical plant as a whole. The course provides chemical engineering students with an important link between the areas of technical chemistry and process engineering.

5 Prüfungen written or oral examination

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen -

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul: PSE

9 Modulbeauftragte/r Agar

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

106

Modul: Reaktionstechnik MS Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 5

Aufwand 150h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung /

Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Reaktionstechnik MS / Agar V + Ü + P

3 + 1 + 1 2 + 1 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Diese Veranstaltung gibt einen Überblick über die Analyse, Auswahl und Auslegung chemischer Reaktoren. Vorgestellt werden Methoden zur Modellierung und Simulation verschiedener technischer Reaktorarten. Ein besonderer Schwerpunkt liegt bei den katalytischen Festbett- und Mehrphasenreaktoren sowie bei der Behandlung komplexer Reaktionssysteme. Diese Vorlesung baut auf der Vorlesung „Reaktionstechnik 1“ aus dem Bachelor-Studium auf und vertieft die dort vorgestellten Grundlagen.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die vielfältigen Möglichkeiten, chemische Reaktionen in industrielle Produktionen umzusetzen. In dieser Veranstaltung werden die vermittelten theoretischen Grundlagen zu den einzelnen Verfahrensmethoden jeweils mit typischen Anwendungsbeispielen belegt und in den Übungsstunden gemeinsam diskutiert. Insbesondere die Erstellung von partiellen Differentialgleichungen zur Beschreibung der Konzentrations- und Temperaturverhältnisse in Reaktoren sowie deren numerische Lösung haben für die Auswahl der Beispiele eine wesentliche Bedeutung. Offene Forschungsfragen werden angesprochen und mögliche Lösungsansätze vorgestellt. Die Studierenden lernen, welche Kriterien für wirtschaftlich optimale Reaktionsführung maßgeblich sind und wie die Reaktorleistung das gesamte Anlagenverhalten prägt. Diese Veranstaltung ist für die Studierenden des Chemieingenieurwesens ein wichtiges Bindeglied zwischen technischer Chemie und der Verfahrenstechnik.

5 Prüfungen schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung und Testate

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundlegende Kenntnisse der Reaktionstechnik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlpflichtmodul: Master-Studiengang CIW

9 Modulbeauftragte/r Agar

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

107

Modul: Sprachkurs Deutsch Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen (Process Systems Engineering) Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: Vorber. Semester

Credits: 4

Aufwand 120 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung Typ Credits SWS

1

1 Deutsch Ü 4 4 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

Das Modul führt in die Grundlagen des Gebrauchs der deutschen Sprache ein.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse und rezeptive sowie produktive mündliche und schriftliche Fertigkeiten zum Gebrauch der deutschen Sprache. Es werden keine Vorkenntnisse vorausgesetzt.

5 Prüfungen mündliche Prüfung oder schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und – leistungen Modulprüfung Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Compulsory for PSE students who have to take the preparatory semester.

9 Modulbeauftragte/r Fahlenkamp / Syrou

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen / Sprachenzentrum der Universität Dortmund

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

108

Modul: Sprachkurs Englisch Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen (Process Systems Engineering) Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 3./6. Semester (BIW/CIW)

Credits: 4

Aufwand 120 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung Typ Credits SWS

1

1 Englisch Ü 4 4 2 Lehrveranstaltungssprache

Englisch und Deutsch 3 Lehrinhalte

Das Modul vertieft den Gebrauch der englischen Sprache. Der Schwerpunkt der Übung liegt auf dem Gebrauch der englischen Sprache.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben aufbauende Kenntnisse und rezeptive sowie produktive mündliche und schriftliche Fertigkeiten zum Gebrauch der englischen Sprache. Kenntnisse der englischen Sprache wie sie in der Zulassungsordnung definiert sind werden vorausgesetzt.

5 Prüfungen mündliche Prüfung oder schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und – leistungen Modulprüfung Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Kenntnisse der englischen Sprache wie in der Zulassungsordnung definiert

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Compulsory for PSE students who have to take the preparatory semester and who have German language as their mother tongue

9 Modulbeauftragte/r Fahlenkamp / Syrou

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen / Sprachenzentrum der Universität Dortmund

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

109

Modul: Strömungsmechanik MS Seite 1 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im SS und 2) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1.+ 2. Semester

Credits 5

Aufwand 150h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung/Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Mathematische und numerische Methoden für Strömungs- und Transportprozesse (CFD) / Ehrhard

V + Ü 2,5 1 + 1

2 Messtechnik in Fluiden / Ehrhard V + Ü 2,5 1 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

Veranstaltung Nr.1: konventionelle Näherungen für Strömungs- und Transportgleichungen, (asymptotische) Näherungsverfahren für Grundgleichungen, Diskretisierung der Grundgleichungen, finite-Differenzen, finite-Elemente, finite-Volumen Verfahren, Gitterauswahl, Randbedingungen, Lösung großer Gleichungssysteme, Zeitdiskretisierung, SIMPLE Algorithmus, freie Grenzflächen, Übungen losgelöst von kommerziellen CFD-Codes im PC-Pool mit MATLAB.

Veranstaltung Nr.2: optische Messverfahren für Brechungsindexfelder (Dichte, Temperatur), lokale Messung der Geschwindigkeit (Prandtl-, Hitzdrahtsonden, LDA), elektrische und induktive Verfahren (Durchfluss), „Particle Image Velocimetry“ (PIV, Geschwindigkeitsfelder), Laser-induzierte Fluoreszenz (LIF, Dichte-, Temperaturfelder), Übungen im SM-Labor mit selbständiger Anwendung der wichtigsten Messverfahren.

4 Kompetenzen Heranführung an aktuelle Methoden der Strömungsmechanik; Verständnis der wichtigsten Messverfahren für Dichte, Temperatur, Geschwindigkeit und Durchfluss (lokale und Feldmessungen), Eigenständige Anwendung der wichtigen Messverfahren im Labor; Verständnis für Näherungen der Grundgleichungen der Strömungsmechanik, Verständnis für den Übergang von kontinuierlicher zu diskreter Formulierung, Kenntnis der wichtigsten Verfahren und Algorithmen, Eigenständige Anwendung und Programmierung der wichtigsten Methoden im PC Pool.

5 Prüfungen schriftliche Klausuren oder mündliche Prüfungen

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 2

7 Teilnahmevoraussetzungen Höhere Mathematik I-III, Strömungsmechanik I, Kenntnisse in MATLAB, bzw. Bachelor Chemieingenieurwesen oder gleichwertiger Abschluss

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

110

Modul: Strömungsmechanik MS Seite 2 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im SS und 2) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1.+ 2. Semester

Credits 5

Aufwand 150h

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls

Wahlpflichtmodul: Master-Studiengang CIW

9 Modulbeauftragte/r Ehrhard

Zuständiger Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

111

Modul: Thermische Verfahrenstechnik MS Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 5

Aufwand 150h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung /

Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Thermische Verfahrenstechnik MS / Górak

V + Ü + P

3 + 1 + 1 2 + 1 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

Lehrinhalte In der Vorlesung werden fortgeschrittene Fragen der thermischen Verfahrenstechnik behandelt. Ausgangspunkt ist der Inhalt der Vorlesung Thermische Verfahrenstechnik I (4. Semester des Bachelorstudiums), dieser wird durch Erweiterungen im Bereich der in Thermischer Verfahrenstechnik I behandelten Grundoperationen sowie durch neue Grundoperationen vertieft und ergänzt. In der Übung werden diese Kenntnisse auf zahlreiche praktisch relevante Aufgaben angewandt und dadurch gefestigt. Das erlernte Wissen wird in zwei Praktikumsversuchen zur Absorption und Kristallisation vertieft.

4 Kompetenzen Die Studierenden erlernen ergänzende Kenntnisse über zentrale Fragen und theoretische Ansätze der thermischen Verfahrenstechnik. Sie werden durch die Behandlung von Grundoperationen, Phänomenen, Apparaten und deren Verschaltungen dazu ausgebildet, die entsprechenden Beschreibungsmethoden auszuwählen und anzuwenden. Diese Kenntnisse stellen Kernkompetenzen eines Chemieingenieurs dar.

5 Prüfungen schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung und Testate

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundlegende Kenntnisse der thermischen Verfahrenstechnik und der Transportprozesse

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlpflichtmodul: Master-Studiengang CIW

9 Modulbeauftragte/r Górak

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

112

Wahlmodule der Masterstudiengänge BIW und CIW

Modul: Advanced Reactor Technology Master-Studiengang: CIW Turnus: Jährlich 1) und 2) im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits 4

Aufwand 120h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe1 CFD in mixing and reaction /

Agar/Ehrhard V + Ü 1 + 1 1 + 1

2 Multifunctional Reactors / Agar V + Ü 1 + 1 1 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache: Englisch 3 Lehrinhalte

The module „Advanced Reactor technology“ provides a survey of the modelling and design of complex chemical reactors. The relevance of fluid mechanics and integrated thermal separation processes in reactor operation are covered. The possibilities available for enhancing reactor performance by the expedient manipulation and optimisation of flow, concentration and temperature profiles are presented and illustrated with pertinent technical examples. No. 1 introduces the general procedure for the utilisation of CFD-Tools, to provide detailed insights into the behaviour of complex flow geometries without excessive experimental effort. The expedient application of CFD for reactor design in conjunction with traditional modelling tools is demonstrated with the help of commercial CFD software using selected examples. This element offers an application-oriented extension to the module ‚mathematische Methoden für Strömungs- und Transportprozesse’, but is accessible without having attended the latter course. No. 2 describes the use of hybrid processes to enhance synergetically the performance of reactors (3). The concept covers technically mature processes, such as reactive absorption, novel processes, such as reactive distillation and research topics, such as membrane reactors. The applications and general design criteria for such reactors will be portrayed. The interpretation of the complex reactor behaviour with the aid of modelling is illustrated with the help of detailed examples.

4 Kompetenzen Well-founded understanding of the design of complex reactor systems is a prerequisite for the efficient chemical conversion of materials. In this module the student acquires familiarity with key modern techniques for meeting this challenge and becomes acquainted with present developments in the field of chemical reaction engineering. The participants will be made aware of the potential and limitations of innovative reactor operation and high-performance modelling tools. Furthermore, they will become familiar with technological-economic evaluation and benchmarking against other reactor concepts within the context of a process synthesis.

5 Prüfungen: written or oral examination.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen -

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: PSE

9 Modulbeauftragte/r Agar

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

113

Modul: Aufarbeitung von Polymeren MS Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits 4

Aufwand 120h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Aufarbeitung von Polymeren / Kohlgrüber V + Ü 3 + 1 2 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

Das Modul „Aufarbeitung von Polymeren“ gibt einen Überblick über die Herstellung und Modifizierung von Polymeren in der Primärproduktion und Compoundierung. Die eingesetzten technischen Verfahren, die Grundprinzipien deren Auslegung und Modellierungskonzepte werden vorgestellt. Die Veranstaltung beschreibt die Verfahren, die nach der Bildung der Makromoleküle durch Polymerisation zum Einsatz kommen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt bei der Behandlung von hochviskosen nichtnewtonischen Stoffen in Extrudern und ähnlichen Apparaten. Die Möglichkeiten zur Einstellung bestimmter Produkteigenschaften sowie die Wechselwirkungen mit der Reaktionsführung werden geschildert.

4 Kompetenzen Vertiefte Kenntnisse über Polymere und deren Herstellung ermöglichen den Einstieg in verschiedenen Industriebranchen. Die Studierenden lernen in diesem Modul wichtige Grundlagen der Polymertechnik, die die Türen zur interdisziplinären Zusammenarbeit mit Fachleuten aus der Chemie oder dem technischen Marketing eröffnen. Die Teilnehmer werden auf die Möglichkeiten und Grenzen der Produktgestaltung durch Reaktionsführung und Aufarbeitung sensitiviert. Weiterhin werden sie auf die für diesen Bereich bezeichnende Verzahnung zwischen theoretischen Ansätzen und Empirie aufmerksam gemacht..

5 Prüfungen schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengang CIW

9 Modulbeauftragte/r Sadowski

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

114

Modul: Bioprocess Development Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits 7

Aufwand 210h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Downstream Processing/ Wichmann V + Ü 3 + 1 2 + 1 2 Bioprocess Simulation / Schembecker V + Ü 1 + 2 1 + 2 20 2 Lehrveranstaltungssprache

Englisch 3 Lehrinhalte

The course „Downstream Processing“ will convey processes for separation, isolation, purifi-cation and polishing of bioproducts within the context of their manufacturing processes, while consequences of the choice of the production process on the following bioproduct processing are presented.

The course „Bioprocess Simulation“ focuses on methods to simulate batchwise operated biotechnological processes. Simple black-box models are presented as well as complex dynamic models to determine the mass and energy balance of such processes. The integration of these models into an environment for production planning enables the students to simulate the event driven production process.

4 Kompetenzen

The audience will be able to define the procedures required to purify products from biotechnological processes with special focus on fermentation products. They know how to select the appropriate process steps and how to evaluate process alternatives based on mass and energy balances produced by simulation.

5 Prüfungen oral or written examination

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen Fundamental knowledge of mechanical and fluid separation processes

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: PSE

9 Modulbeauftragte/r Wichmann

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

115

Modul: Chemische Prozesse Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im WS, 2) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. + 2. Semester

Credits 6

Aufwand 180h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe1 Industrielle Prozesse petrochemischer

Rohstoffe / Behr V 3 2

2 Industrielle Prozesse nachwachsender Rohstoffe / Behr

V 3 2

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

Lehrinhalte Beide Veranstaltungen in diesem Modul sind sich ergänzende Vertiefungen zu den Vorlesungen „Chemische Technik 1“ und „Chemische Technik MS“. Die Grundlagen aus diesen beiden Veranstaltungen werden durch das Modul „Chemische Prozesse“ wesentlich erweitert.

Nr. 1 gibt einen Überblick über die wichtigsten petrochemischen Verfahren, die im bisherigen Studium noch nicht behandelt wurden. Insbesondere Raffinerieprozesse und technische Synthesen organischer Grundstoffe (Alkene, Aromaten), organischer Zwischenprodukte (Alkohole, Aldehyde, Carbonsäuren etc.) und organischer Endprodukte (Polymere, Tenside, Farbstoffe, Pharmaka, Agrochemikalien) stehen im Vordergrund.

Nr. 2 gibt einen Überblick über die wichtigsten industriellen Prozesse auf der Basis nachwachsender Rohstoffe. Im Vordergrund stehen Prozesse zur Umwandlung von Fetten und Ölen, Kohlenhydraten (Cellulose, Stärke, Zucker) und pflanzlichen Extrakten (Riechstoffe, Naturkautschuk etc.).

4 Kompetenzen Die Studierenden gewinnen in diesem Modul fundierte Stoffkenntnisse, die unerlässlich sind für eine erfolgreiche Ingenieurtätigkeit. Sie lernen, an konkreten Einzelbeispielen Verfahren zu vergleichen und Vor- und Nachteile bestimmter Reaktionsdurchführungen, Reaktortypen, Aufarbeitungsschritte und Recyclingmethoden abzuwägen. Fragen zur Sicherheit und zum Umweltschutz, Energieeinsparungen, selektive Reaktionsführung durch gezielte Anwendung der Katalyse und wirtschaftliche Aspekte spielen bei der Diskussion der Beispiele eine wesentliche Rolle.

5 Prüfungen schriftliche Klausur oder mündlichen Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlfach: Master-Studiengang CIW

9 Modulbeauftragter Behr

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

116

Modul: Chemische Verfahren Master-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im SS, 2) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. + 2. Semester

Credits 7

Aufwand 210h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe1 Einführung in die Katalyse / Agar, Behr V + Ü 4 2 + 1

1

2 Chlorchemie und Elektrolyse / Agar, Jörissen

V + Ü 3 1 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache: Deutsch 3 Lehrinhalte

Dieses Modul widmet sich den Produkt-Verbundstrukturen der chemischen Industrie. Die Katalyse spielt dabei als Werkzeug eine entscheidende Rolle. Anhand des Beispiels der Chlorchemie werden die Vielfalt der Synthesewege einer Reihe bekannter Produkte sowie ihre technische Herstellung dargestellt. Diese Vorlesung vertieft die in „Chemische Technik 1“ vorgestellten Grundlagen. Nr. 1 gibt einen Überblick über die Katalyse als Schlüsseltechnologie der chemischen Stoffumwandlung. Die gezielte Reaktionslenkung durch Katalysatoren trägt wesentlich zur Effizienz und Nachhaltigkeit des chemischen Produktverbunds bei. Nach Erläuterung der Grundprinzipien der Katalyse werden diese anhand von charakteristischen Beispielen der homogenen und heterogenen Katalyse aus konkreten chemischen, petrochemischen und umwelttechnischen industriellen Prozessen illustriert. In Nr. 2 wird zunächst wird die Elektrolyse von Kochsalzlösung zur Herstellung von Chlor und Natronlauge als eines der mengenmäßig größten Verfahren der chemischen Industrie behandelt. Dabei kommen die Besonderheiten elektrochemischer Verfahren und die industriell üblichen Verfahrensvarianten zur Sprache. Anschließend wird die Verwendung von Chlor als wichtigem Hilfsmittel zur Funktionalisierung der einfachen, als Rohstoffe der chemischen Industrie genutzten Kohlenwasserstoffe behandelt. Der ‚Stammbaum’ und die Verknüpfung der zahlreichen mit Hilfe von Chlor hergestellten Produkte werden unter ingenieurwissenschaftlichen, wirtschaftlichen und umwelttechnischen Aspekten detailliert diskutiert. Ein Schwerpunkt liegt dabei auch auf dem Vergleich mit chlor-freien Synthesewegen.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die Möglichkeiten zur Umsetzung von Rohstoffen zu den vom Markt geforderten Produkten der chemischen Industrie, wobei sie auch für die Bedeutung nichttechnischer, d.h. wirtschaftlicher oder umweltrelevanter Anforderungen sensibilisiert werden. Sie erfahren, dass den Vorteilen einer Technologie immer auch Nachteile gegenüber stehen: z.B. der Aufwand zur Rückgewinnung des Katalysators bei der homogenen Katalyse im Vergleich zu Stofftransportwiderständen in einem heterogenen Katalysator oder auch die Verwertung oder Mineralisierung chlorierter Nebenprodukte. Die resultierenden Kompromisse sind auch Gegenstand der Übung, in der die Herstellung eines bestimmten Produkts mit und ohne Katalysator bzw. Chlor zu bewerten ist.

5 Prüfungen : Element 1:schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung; Element 2: schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung Teilleistungen: 2

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Agar

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

117

Modul: Computer Aided Process Engineering MS Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen + Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im SS, 2) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1./2. Semester

Credits 6

Aufwand 180h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Logistics of Chemical Production Processes / Engell

V + Ü 2 + 1 1 + 1 40

2 Computer Aided Plant Design / Schembecker

V + Ü 2+ 1 1 + 1 30

2 Lehrveranstaltungssprache Englisch

Lehrinhalte Nr. 1: The students obtain an overview of batch production and the related planning and scheduling problems in the chemical industry and of techniques and tools for modelling, simulation and optimization. These include discrete event simulation, equation-based modelling, mixed-integer linear programming, heuristic optimization methods and modelling and optimization using timed automata. Nr. 2: The audience will learn to design plant layouts based on process and instrumentation diagrams. This includes pipeline design and routing, steel construction and placement of equipment.

4 Kompetenzen The students will be enabled to identify logistic problems, to select suitable algorithmic solution methods and to solve them applying state-of-the art computer tools for the design. Furthermore, they will be able to use state-of-the-art programs for the layout of production plants.

5 Prüfungen Written or oral examination

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 2

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: PSE + CIW + BIW

9 Modulbeauftragte/r Schembecker

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

118

Modul: Energieeffizienz in der chemischen Industrie Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 2

Aufwand 60 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Energieeffizienz in der chemischen Industrie / Jupke

V + Ü 1 + 1 1 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Die Steigerung der Energieeffizienz ist bereits seit langem ein wichtiger Wettbewerbsfaktor in der chemischen Industrie. Zudem steht die Senkung von Treibhausgasemissionen zur Reduktion der Klimaauswirkung zunehmend im Fokus. In diesem Modul werden die verschiedenen Ebenen und gängige Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz und zur Senkung von Treibhausgasemissionen aus industrieller Sicht vorgestellt. Diskutiert werden Pumpen und Verdichter, die Unit Operation Destillation, Eindampfung, Kristallisation und Trocknung wie auch Reaktoren und die Parameter des Gesamtverfahrens. Darüber hinaus werden gängige Methoden zur Identifikation von Verbesserungsmaßnahmen erläutert und anhand von Übungsaufgaben vertieft.

4 Kompetenzen Die Studierenden werden befähigt, Methoden zur Steigerung der Energieeffizienz anzuwenden und erlernen eine große Fülle praxisnaher Maßnahmen. Übungsaufgaben festigen die erworbenen theoretischen Kenntnisse und geben den Studierenden wichtige Erfahrungen.

5 Prüfungen Element 1: mündliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengang BIW + CIW

9 Modulbeauftragte/r Schembecker

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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Modul: Enzymtechnologie und Lebensmitteltechnologie Seite 1 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus:

Jährlich 1) im WS 2)+3) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1.+2. Semester

Credits 6-9

Aufwand 180-270 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe1 Biokatalyse in nicht konventionellen Medien

/ del Amor Villa V 3 2

2 Immobilisierte Enzyme und deren technische Anwendung / del Amor Villa

V 3 2

1

3 Lebensmitteltechnologie/Müller V 3 2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

Element 1: Die Veranstaltung soll den Studierenden ein tieferes Verständnis zu den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Biokatalyse außerhalb herkömmlicher wässriger Medien und die Vorteile aufzeigen, die die Anwendung neuartiger Reaktionsmedien wie ionische Flüssigkeiten, überkritische Fluide und organische Lösungsmittel in technischen Prozessen bieten. An Hand von Anwendungsbeispielen aus der industriellen Praxis werden der aktuelle Stand der Biokatalyse und die Rolle, die diese neuen Reaktionssysteme bei der Durchführung effizienterer Prozesse mit höheren Ausbeuten spielen, dargestellt. Element 2: Die Veranstaltung soll den Studierenden ein tieferes Verständnis zu den verschiedenen Methoden der Immobilisierung von Enzymen und deren Einsatz in technischen Prozessen liefern. Ausgangspunkt ist zunächst die Betrachtung der chemischen/physikalischen Vorgänge, die die Grundlage für die verschiedenen Immobilisierungsarten bilden. Mit Bezug auf die Anwendung praxisrelevanter Biokatalysatoren werden sowohl die Immobilisierungs-Mechanismen, als auch die Varianten der Immobilisierungs-Verfahren detailliert beschrieben.Zusammenfassend werden die verschiedenen Einfluss-Faktoren für die Auswahl von immobilisierten oder nicht-immobilisierten Enzyme erarbeitet und an Hand von Anwendungsbeispielen aus der industriellen Praxis dargestellt. Element 3: Es wird auf die Vielfalt der Lebensmittelprodukte und die Bedeutung der physikalischen Struktur im Mikro- und Makromaßstab eingegangen. Danach folgen die notwendigen Qualitätskriterien und die möglichen Rohstoffe. Am Beispiel der Speiseeisherstellung und weiterer Produkte (Herstellprozesse ohne fermentativen Schritt) werden Verfahren entworfen und die notwendigen mechanischen und thermischen Operationen sowie Keimreduzierungsverfahren angesprochen. Hinzu kommt die wesentliche Struktur des Lebensmittelrechts.

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Modul: Enzymtechnologie und Lebensmitteltechnologie Seite 2 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus:

Jährlich 1) im WS 2)+3) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1.+2. Semester

Credits 6-9

Aufwand 180-270 h

4 Kompetenzen

Element 1 und 2: Die Studierenden werden befähigt, den Einsatz von nicht konventionellen Medien hinsichtlich praxisrelevanter Aspekte zu bewerten, sowie diese für biokatalytische Aufgabenstellungen auszuwählen und anzuwenden. Die Studierenden werden befähigt, verschiedene Immobilisierungsverfahren hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit und Anwendungsmöglichkeiten zu bewerten, sowie diese für biokatalytische Systeme (aus Labor-Analytik bis zum großindustriellen Produktionsprozess) auszuwählen und anzuwenden. Auszuarbeitende Kurzvorträge auf Grundlage aktueller Literatur festigen die erworbenen Kenntnisse, indem sie die Studierenden dazu animieren, ein konkretes Beispiel gemäß der erlernten Aspekte aufzuarbeiten und im Plenum zu diskutieren. Zudem erweitern die Beispiele den Anwendungshorizont dieser Technologien und geben einen Bezug zum aktuellen Stand der Wissenschaft und Technik. Element 3: Der Hörer lernt die Spezifika der Lebensmittelherstellung und das vorherrschende Denken in dieser Branche. Das Verständnis prinzipieller Strategien der Lebensmittelbiotechnologie ermöglicht es den Studierenden etablierte Prozesse zu analysieren, zu optimieren und darüber hinaus neue Substitutionspotentiale für chemisch katalysierte Umsetzungen zu erkennen.

5 Prüfungen Vorträge(1+2) und schriftliche Klausuren(1+2), schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung (3)

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 5

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Wichmann

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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Modul: Fundamentals of Biochemical Reaction Engineering Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. + 2. Semester

Credits 5

Aufwand 150 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe 1 Biotechnological Processes / Wichmann V 1 1

1

2 Biochemical Reaction Engineering / Wichmann

V+Ü 3 + 1 2+1

2 Lehrveranstaltungssprache Englisch

3 Lehrinhalte Fundamentals of biochemical reaction engineering are tought. The lecture of element 1 introduces the possibilities and the limits of biochemical engineering. The lecture and tutorial of element 2 teaches the fundamentals of fermentation and enyzme technology

4 Kompetenzen The students learn fundamental knowledge about the possibilities and limits of bio-technological production of economically important products

5 Prüfungen oral or written examination

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul : PSE

9 Modulbeauftragte/r Wichmann

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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Modul: Grundlagen des Prozessdesigns BIW Master-Studiengang: Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits min. 5

Aufwand 150 – 330 h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Simulation stationärer Prozesse / Schembecker

V + Ü 4 1 + 2 20

2 Simulation dynamischer Prozesse / Schembecker

V + Ü 4 1 + 2 20

3 Kosten- und Wirtschaftlichkeitsrechnung / Dietz

V 3 2

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

Lehrinhalte Simulation stationärer Prozesse

- Einführung in die Grundlagen der Prozesssimulation mit der Flowsheetingsoftware ASPEN PLUS

- Umgang mit dem Programmpaket wird vorgestellt und die Funktionen werden an konkreten Beispielen erläutert

- Verschiedene Unit Operations sowie der Einsatz der Tools Sensitivitätsanalyse und Design Spezifikation werden vorgestellt.

- Auf die Verwendung von Stoffdatenberechnungsmodellen und Stoffdaten, sowie auf die Stoffdatenschätzung wird eingegangen.

Simulation dynamischer Prozesse

- Am Beispiel eines Gesamtprozesses bestehend aus Speichertanks, Reaktor, Wärmetauscher und einer Aufreinigung der Produkte werden grundlegende Kenntnisse der dynamischen Simulation komplexer Prozesse vermittelt.

- Theoretische Grundlagen zur stationären und dynamischen Simulation, Modellierung sowie systematischen Vorgehensweise werden beschrieben.

- Der Aufbau und die Syntax der kommerziellen Software gPROMS werden vorgestellt. - Schwerpunkte der Übungen sind die Aufstellung von Modellen für die einzelnen Unit-

Operations, die Bilanzierung der Komponenten, die Verschaltung der Einzelmodelle zum Gesamtprozess sowie die verfahrenstechnische Interpretation der Simulationsergebnisse.

Kosten- und Wirtschaftlichkeitsrechnung

- Investitionsrechnung und -bewertung - Kostenschätzmethoden - Risikoanalyse und –management - Planung und Kontrolle von Kosten und Terminen

4 Kompetenzen Studierende kennen den Nutzen der Prozesssimulation und der Kosten- und Wirtschaftlichkeitsrechnung als grundlegende Werkzeuge zur Prozessentwicklung und –bewertung. Sie werden die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Simulations- und Kostenschätztechniken beurteilen können, um für den jeweiligen Anwendungsfall die richtige Methodik auszuwählen. Mit den angebotenen Lehrinhalten werden sie in die Lage versetzt, Investitionen in Chemieanlagen zu ermitteln, zu bewerten und zu steuern.

5 Prüfungen schriftliche Klausur

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6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen Da die Veranstaltung „Simulation stationärer Prozesse“ inhaltsgleich mit der Veranstaltung „Steady-state Simulation“ aus dem Modul „Modeling and Simulation“ ist, kann nur eine der beiden Veranstaltungen belegt werden.

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengang BIW

9 Modulbeauftragte/r Schembecker

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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Modul: Grundlagen des Prozessdesigns CIW

Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen

Turnus:

Jährlich im WS

Dauer:

1 Semester

Studienabschnitt:

2. Semester

Credits

min. 5

Aufwand

150 – 450 h

Modulstruktur 1

Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Simulation stationärer Prozesse /

Schembecker

V + Ü 2+2 1 + 2 20

2 Simulation dynamischer Prozesse /

Schembecker

V + Ü 2+2 1 + 2 20

3 Bioprocess Simulation /

Schembecker

V + Ü 3,5 1 + 2 20

4 Kosten- und Wirtschaftlichkeitsrechnung /

Dietz

V 3 2

2 Lehrveranstaltungssprache

1,2,4 Deutsch – 3 Englisch

Lehrinhalte

Simulation stationärer Prozesse

- Einführung in die Grundlagen der Prozesssimulation mit der Flowsheetingsoftware

ASPEN PLUS

- Umgang mit dem Programmpaket wird vorgestellt und die Funktionen werden an

konkreten Beispielen erläutert

- Verschiedene Unit Operations sowie der Einsatz der Tools Sensitivitätsanalyse und

Design Spezifikation werden vorgestellt.

- Auf die Verwendung von Stoffdatenberechnungsmodellen und Stoffdaten, sowie auf

die Stoffdatenschätzung wird eingegangen.

Simulation dynamischer Prozesse

- Am Beispiel eines Gesamtprozesses bestehend aus Speichertanks, Reaktor,

Wärmetauscher und einer Aufreinigung der Produkte werden grundlegende

Kenntnisse der dynamischen Simulation komplexer Prozesse vermittelt.

- Theoretische Grundlagen zur stationären und dynamischen Simulation, Modellierung

sowie systematischen Vorgehensweise werden beschrieben.

- Der Aufbau und die Syntax der kommerziellen Software gPROMS werden vorgestellt.

- Schwerpunkte der Übungen sind die Aufstellung von Modellen für die einzelnen Unit-

Operations, die Bilanzierung der Komponenten, die Verschaltung der Einzelmodelle

zum Gesamtprozess sowie die verfahrenstechnische Interpretation der

Simulationsergebnisse.

Bioprozesssimulation

- Nach einer Einführung in die ereignisorientierte Simulationssoftware am Beispel der

kommerziellen Software INOSIM Batch werden die Methoden der Simulation von

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absatzweise betriebenen Prozessen vermittelt.

- Neben der Definition einfacher Black-Box-Modelle zur Aufstellung von Massen- und

Energiebilanzen wird die Verwendung dynamischer Modelle und deren Einbindung in

eine Umgebung zur Produktionsplanung vorgestellt.

Kosten- und Wirtschaftlichkeitsrechnung

- Investitionsrechnung und -bewertung

- Kostenschätzmethoden

- Risikoanalyse und –management

- Planung und Kontrolle von Kosten und Terminen

4 Kompetenzen

Studierende kennen den Nutzen der Prozesssimulation und der Kosten- und

Wirtschaftlichkeitsrechnung als grundlegende Werkzeuge zur Prozessentwicklung und –

bewertung. Sie werden die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Simulations- und

Kostenschätztechniken beurteilen können, um für den jeweiligen Anwendungsfall die richtige

Methodik auszuwählen. Mit den angebotenen Lehrinhalten werden sie in die Lage versetzt,

Investitionen in Chemieanlagen zu ermitteln, zu bewerten und zu steuern.

5 Prüfungen

schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen

Modulprüfung

Teilleistungen: 4

7 Teilnahmevoraussetzungen

Da die Veranstaltung „Simulation stationärer Prozesse“ inhaltsgleich mit der Veranstaltung

„Steady-state Simulation“ aus dem Modul „Modeling and Simulation“ ist, kann nur eine der

beiden Veranstaltungen belegt werden.

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls

Wahlmodul: Master-Studiengang CIW

9 Modulbeauftragte/r

Schembecker

Zuständige Fakultät

Bio- und Chemieingenieurwesen

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Modul: Grundlagen Mikroverfahrenstechnik und „Lab on Chip“ MS Seite 1 Master-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: Nr. 1,3,4 jährlich WS Nr. 2 jährlich SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. und 2. Semester

Credits 5 - 12

Aufwand 150-360h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung/Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Strömungen und Transport in Mikrokanälen / Ehrhard

V 3 2

2 Mikrostrukturtechniken zur Chipherstellung/ Neyer

V + Ü 4 2 + 1

3 Messtechnik in Fluiden / Ehrhard V + Ü 3.5 1 + 2 4 Analytische Anwendungen von „Lab-on-

chip“-Systemen / Janasek V 1.5 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

Lehrinhalte Veranstaltung Nr.1:

Klassifizierung von Mikroströmungen, Molekulardynamische Simulation, Boltzmann-Gleichung, (modifizierte) Kontinuums-Modelle, Gasströmung im Mikrospalt, Flüssigkeitsströmung mit elektrokinetischen Effekten, Mikro-Wärmetauscher, Messmethoden in Mikrokanälen, Druckabfall, Wärmeübergang und laminar/turbulente Transition in Mikrokanälen;

Veranstaltung Nr.2: Basistechnologien der Mikrostrukturierung: Vakuumtechnik, Beschichtungs- und Ätztechniken Lithographieverfahren: UV-, Röntgen- und Elektronenstrahllithographie Silizium-Mikromechanik: Grundlagen und Anwendungen in der Sensorik LIGA-Technik: Grundlagen und Anwendungen in der Mikrooptik, Mikrofluidik und Mikromechanik. Einsatz von Mikrostrukturtechniken zur „Lab-on-chip“ Fertigung

Veranstaltung Nr.3: Optische Messverfahren für Brechungsindexfelder (Dichte, Temperatur), Lokale Messung der Geschwindigkeit (Prandtl-, Hitzdrahtsonden, LDA), Elektrische und induktive Verfahren (Durchfluss), „Particle Image Velocimetry“ (PIV, Geschwindigkeitsfelder), Laser-induzierte Fluoreszenz (LIF, Dichte-, Temperaturfelder), Übungen im SM Labor mit selbständiger Anwendung der wichtigsten Messverfahren;

Veranstaltung Nr.4: funktionelle Einheiten von „Lab-on-chip“-Systemen, analytische Standard-Operationen (Mischen, Trennen, Detektion, Reaktion, u.a.), Applikationen (DNA-Sequencing, PCR, Zellkultur, u.a.);

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Modul: Grundlagen Mikroverfahrenstechnik und „Lab on Chip“ MS Seite 2 Master-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: Nr. 1,3,4 jährlich WS Nr. 2 jährlich SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. und 2. Semester

Credits 5 - 12

Aufwand 150-360h

4 Kompetenzen

Verständnis für Strömungs- und Transportprozesse in Mikrokanälen, kritische Bewertung der Grenzen der Kontinuumsmechanik, Kenntnis der wichtigsten Effekte in Mikrokanälen, Verständnis für Messtechniken in Mikrokanälen;

Grundlegendes zu den Verfahren der Mikrostrukturierung wie Vakuumtechnik, Dünnschichttechnik, isotrope und anisotrope Ätzverfahren und Photolithographie, Einsatz dieser Techniken, um mikrotechnische Komponenten und System auf Silizium- und Kunststoffbasis herzustellen, Technologien zur Herstellung konkreter Mikroapparate der Mikroverfahrens- oder Mikroanalysetechnik eingesetzt werden; Verständnis der wichtigsten Messverfahren für Dichte, Temperatur, Geschwindigkeit und Durchfluss (lokale und Feldmessungen), Eigenständige Anwendung der wichtigen Messverfahren im Labor; Verständnis für den grundsätzlichen Aufbau von „Lab-on-chip“ –Systemen, für die wichtigsten Verfahren und Applikationen.

5 Prüfungen schriftliche Klausuren. Es können ein bis oder vier Veranstaltungen des Moduls gewählt werden.)

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 4

7 Teilnahmevoraussetzungen Kenntnisse der Höheren Mathematik und Strömungsmechanik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Ehrhard

Zuständiger Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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Modul: Höhere Mathematik IIIb MS Master-Studiengang: Bio- und Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 0.5 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits 3

Aufwand 90h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Höhere Mathematik IIIb / Langer V+Ü+GÜ 3 4+2+2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

Flächenintegrale, Integralsätze, Fourier-Reihen, Einführung in die Partiellen Differentialgleichungen

4 Kompetenzen Studierende vervollständigen ihre Kenntnisse im Bereich der mehrdimensionalen Integration,womit die Differential- und Integralrechnung im Mehrdimensionalen abgeschlossen wird. Ebenfalls vervollständigt wird der Bereich der Differentialgleichungen durch die Betrachtung partieller Dgl., was jedoch nur einführenden Charakter haben kann. Der Bereich der Fourier-Approximation ist Voraussetzung dazu.

5 Prüfungen schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: für Bachelor und Master-Studiengang BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Studiendekan Mathematik

Zuständige Fakultät Mathematik

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Modul: Industrielle Bioprozessentwicklung MS Master-Studiengang: Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im SS und 2) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1 und 2. Semester

Credits 4

Aufwand 120h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Stammoptimierung und Fermentation Karau

V + Ü 2 1 + 1

2 Aufreinigung und Produktzulassung Schwarz

V + Ü 2 1 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch / Englisch

Lehrinhalte In der Veranstaltung „Industrielle Bioprozessentwicklung“ werden die folgenden Themen behandelt: Entwicklung und Anforderungen an industrielle Produktionsstämme und Biokatalysatoren, Fermentation vom ml bis in den 100 m3 Maßstab, Aufarbeitungstechnologien für verschiedene Produktgruppen, Aspekte der Produktformulierung, Marktentwicklung u. Produktzulassung, Aspekte der Standortwahl für biotechnologische Produktionsanlagen.

4 Kompetenzen Den Studierenden kennen industrielle Vorgehensweisen zum Design industrieller Bioprozesse. Sie verstehen die Entwicklung eines industriellen biotechnologischen Herstellprozesses als ganzheitliche Aufgabenstellung und sind in der Lage, in einem Team einen biotechnologischen Prozess zu entwickeln.

5 Prüfungen Element 1 und Element 2: mündliche Prüfung oder schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 2

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengang BIW

9 Modulbeauftragte/r Schembecker

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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Modul: Kolonnenauslegung MS

Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen

Turnus: Jährlich 1) im SS, 2) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. + 2. Semester

Credits 7

Aufwand 210 h

Modulstruktur

Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Dimensionierung thermischer Trennapparate / Górak

V + Ü 3 + 1 2 + 1

2 Membranverfahren und hybride Trennverfahren / Górak

V + Ü 2 + 1 1 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Dieses Modul stellt fortgeschrittene Methoden der Auslegung und Dimensionierung praxisrelevanter thermischer Trennapparate dar. In Element 1 werden die Kenntnisse der thermischen Trennverfahren Destillation, Rektifikation und Absorption vertieft. Dazu werden sowohl konventionelle Methoden zur Dimensionierung von Rektifikationskolonnen vorgestellt als auch moderne, rechnergestützte Simulationstools zur Berechnung angewendet. Zusätzlich werden die Reaktivrektifikation und Reaktivabsorption als Beispiele zur Prozessintensivierung vorgestellt. Im Rahmen der Übung werden sowohl konventionelle als auch rechnergestützte Übungen durchgeführt. In Element 2 werden die Grundlagen von Membrantrennverfahren und deren rechnergestützte Modellierung und Simulation behandelt. Weiterhin erfolgt eine ausführliche Betrachtung von (Bio-)Membranreaktoren. Im zweiten Teil dieses Elements werden der Aufbau sowie die Einsatzgebiete hybrider Trennverfahren vorgestellt. Im Rahmen der Übung erfolgt die detaillierte Auslegung eines Membranmoduls sowie die anschließende, rechnergestützte Verschaltung mit einer weiteren Unit-Operation zur Simulation hybrider Trennprozesse.

4 Kompetenzen Die Studierenden werden befähigt, praxisbedeutsame, moderne Trennverfahren für fluide Gemische auszulegen und zu dimensionieren.Herkömmliche und rechnergestützte Übungen festigen die erworbenen theoretischen Kenntnisse und geben den Studierenden wichtige Erfahrungen über die Auslegung und Dimensionierung von konventionellen sowie hybriden und reaktiven Trennverfahren.

5 Prüfungen Element 1 und Element 2: mündliche Prüfung oder schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen

Modulprüfung Teilleistungen: 2

7 Teilnahmevoraussetzungen

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8 Modultyp und Verwendbarkeit des ModulsWahlmodul: Master-Studiengang Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen

9 Modulbeauftragte/r Górak

Zuständige FakultätBio- und Chemieingenieurwesen

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Modul: Kommunale Abwasserreinigung MS Seite 1 Master-Studiengänge: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 4

Aufwand 120 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 Kommunale Abwasserreinigung / Stachowske, Fahlenkamp

V + Ü 3 + 1 2 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Das Modul führt in das zentrale Themenfeld der Abwasserbehandlung ein; die wesentliche Be-handlungstechnik kann dabei vom biologischen Typ oder vom chemisch-physikalischen Typ sein; Verfahrensschritte des ‚up stream-’ und ‚down stream-processing’ sind in der Regel der mechani-schen Verfahrenstechnik zuzurechnen. Die Vorlesung ‚Kommunale Abwasserreinigung’ behandelt die mit dem Abbau / der Abscheidung von organischen Abwasserbegleitstoffen verbundenen grundlegenden Fragestellungen, die me-thodischen Zugänge, Lösungswege und künftigen Perspektiven; aufgrund der europaweiten Bedeutung der Abwasserreinigung wird das Verständnis dafür trainiert, dass zukunftsfähige Behandlungstechniken nur solche sind, die unter Beachtung des Begriffs der Flussgebietsgemeinschaften der gleichzeitigen Gewinnung von Trink- und Brauchwasser aus Fließgewässern und deren Uferfiltrat Rechnung tragen. Ein Teilbereich der Vorlesung befasst sich mit chemisch-physikalischen Behandlungsmethoden, da nicht alle Fragestellungen mit biologischen Methoden realisiert werden können.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben Kenntnisse über grundlegende Fragen zur Konzeption einer Abwasserbehandlung, zu Auslegungsmethoden und theoretischen Ansätzen in der Technik der Behandlung und –reinigung einschließlich der Reststoffbehandlung aus solchen Anlagen, sodass in Summe die Kompetenz vermittelt wird, zu üblicherweise branchenbezogenen Schmutzwasserqualitäten Reinigungskonzepte zu formulieren. Zudem schult das Modul die reflexive, analytische und methodische Kompetenz der Studierenden, indem das Leitthema aus unterschiedlichen Anforderungen heraus analysiert und bewertet wird. Die Studierenden lernen, je nach gewähltem Ansatz geeignete methodische Zugriffe und theoretische Vorgehensweisen auszuwählen und bei der Bearbeitung des Untersuchungsgegenstands zu erproben

5 Prüfungen mündliche Prüfung oder schriftliche Klausur,

6 Prüfungsformen und – leistungen Modulprüfung Teilleistungen:

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

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Modul: Kommunale Abwasserreinigung MS Seite 2 Bachelor-Studiengänge: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 6. Semester

Credits 4

Aufwand 120 h

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Fahlenkamp

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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Modul: Mehrphasensysteme MS Seite 1 Master-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: jährlich SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 5,5 - 8

Aufwand 180-270h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung/Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Strömungen mit freien Grenzflächen / Ehrhard

V 3 2

2** Bubbles films and drops in chemical and biochemical processes / Walzel

V 2.5 1 + 1

3 Mathematische und numerische Methoden für Strömungs- und Transportprozesse (CFD) / Ehrhard

V + Ü 2,5 1 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch und Englisch

Lehrinhalte Veranstaltung Nr.1:

Blasen, Menisken, Tropfen, hydrostatisch, zweidimensionale Filmströmung, Wellen an Grenzflächen durch Scherung, Filme in der Prozesstechnik, kapillarer, viskoser Freistrahl mit Zerfall, Filmsieden an beheizter Wand;

Veranstaltung Nr.2**: Dimension analysis , characteristic numbers, bubble formation and movement, applications to apparatus Drops in liquid/liquid-systems, drop breakup in turbulent flow, coalescence and drop separators, film flows and applications, spray formation, nozzle design and applications;

Veranstaltung Nr.3: konventionelle Näherungen für Strömungs- und Transportgleichungen, (asymptotische) Näherungsverfahren für Grundgleichungen, Diskretisierung der Grundgleichungen, finite-Differenzen, finite-Elemente, finite-Volumen Verfahren, Gitterauswahl, Randbedingungen, Lösung großer Gleichungssysteme, Zeitdiskretisierung, SIMPLE Algorithmus, freie Grenzflächen, Übungen losgelöst von kommerziellen CFD-Codes im PC-Pool mit MATLAB;

** This lecture is given in English and is designated also for summer school students who may attend together with MA students according to their choice;

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Modul: Mehrphasensysteme MS Seite 2 Master-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: jährlich SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 6 - 9

Aufwand 180-270h

4 Kompetenzen

Verständnis für Mechanismen und Parameter freier Grenzflächen, Verständnis der Bedeutung von Filmen, Tropfen, Blasen in der Prozesstechnik; Basic knowledge of bubble and drop formation, knowledge of drop stability and behaviour in liquid/liquid systems as well as of coalescence behaviour, separation devices for drops, knowledge of film flow and film forming devices. Knowledge and ability in designing of spraying systems and applications to typical cases as inhalers, burners or spray dryers;

Verständnis für Näherungen der Grundgleichungen der Strömungsmechanik, Verständnis für den Übergang von kontinuierlicher zu diskreter Formulierung, Kenntnis der wichtigsten Verfahren und Algorithmen, Eigenständige Anwendung und Programmierung der wichtigsten Methoden im PC Pool;

5 Prüfungen schriftliche Klausuren oder mündliche Prüfungen (Es können zwei oder drei Veranstaltungen des Moduls gewählt werden.)

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen Höhere Mathematik I-III, Mechanische Verfahrenstechnik I, Strömungsmechanik I,II, Kenntnisse in MATLAB (für Nr. 3), bzw. Bachelor Chemieingenieurwesen oder gleichwertiger Abschluss

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul im Bachelor- oder Masterstudiengang Chemieingenieurwesen, ab 5.5 Credits wird dieses Modul anerkannt, die Anzahl von Credits ergibt sich aus der Summe der absolvierten Einzelveranstaltungen. Die Veranstaltung „Bubbles films and drops in chemical and biochemical processes” wird auch mit 3 credits.als separate Veranstaltung im Master PSE angeboten.

9 Modulbeauftragte/r Ehrhard

Zuständiger Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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Modul: Numerical Solution of Differential Equations MS Seite 1 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen

Turnus:

Jährlich im SS

Dauer:

1 Semester

Studienabschnitt:

1. Semesters

Credits

5

Aufwand

150h

Modulstruktur 1

Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Numerical Solution of Differential Equations / Turek

V+Ü+P 5 2+1+1

2 Lehrveranstaltungssprache: Englisch

3 Lehrinhalte

1. Introduction to Differential Equations: Notations, Definitions, Formulation and Classification of Differential Equations, Theory for Initial Value Problems 2. Numerical Methods for Initial Value Problems: One-Step-Methods, Extrapolation Principles, Time Step Control, Linear Multi-Step-Methods, Galerkin-Methods, Stiff Problems 3. Numerical Methods for Boundary Value Problems: Theory, Sturm-Liouville-Problems, Shooting-Methods, Finite-Differences, Galerkin-Methods. 4. Solution of PDEs.

4 Kompetenzen

This course deals with modern methods for the numerical simulation of ordinary and partial differential equations. Beside discretization aspects, we also discuss corresponding solution methods for the resulting linear and nonlinear systems of equations. Numerical exercises will help to apply the techniques in the context of mathematical models from chemical engineering.

5 Prüfungen: All students are requested to successfully solve (at least) 25% of weekly offered home assignments. The final exam will be an oral or written exam, depending on the number of participants.

6 Prüfungsformen und –leistungen

Modulprüfung Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

The participants must have a solid background in Linear Algebra and Calculus. In particular, knowledge on and practice in the basics of Applied Mathematics (numerical differentiation/integration, interpolation/approximation, iterative solvers) are required, as well as basic experience with programming languages (C, Fortran, Java, etc.) for the numerical exercises.

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Modul: Numerical Solution of Differential Equations MS Seite 2 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen

Turnus:

Jährlich im SS

Dauer:

1 Semester

Studienabschnitt:

1. Semesters

Credits

5

Aufwand

150h

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls

Wahlmodul: Master-Studiengang CIW

9 Modulbeauftragte/r

Turek

Zuständige Fakultät

Mathematik

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Modul: Partikuläre Prozesse MS Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich 1)+2) im WS, 3) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1 + 2. Semester

Credits 8

Aufwand 240 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1

1 2 3

Produktgestaltung und Formulierungen / Walzel PD Praktikum / Walzel Dimensionierungsübungen / Walzel

V + Ü P Ü

2,5 1,5 4

1 + 1 2 4

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

Lehrinhalte 1) Agglomerationsverfahren, Zerstäuben, Beschichtungs- und Trocknungstechnik, Dispergierverfahren, Sol-Gel-Prozesse, Schäumverfahren, Faserherstellung, Herstellen von Kapseln zur kontrollieren Wirkstofffreisetzung, Herstellung und Einsatz von Nanopartikel bei der Produktgestaltung 2) Durchführen von Versuchen zu: trockener Feinstzerkleinerung, Tellergranulierung, Coaten und Trocknen, Tablettenpressen und Agglomarat-Festigkeit 3) Es wird an Hand von konkreten praktischen Aufgaben die Auslegung von mechanischen Trennapparaten und Trennprozessen sowie deren Optimierung geübt.

4 Kompetenzen 1) Teilnehmer haben Kenntnisse über Grundlagen, Verfahren, Apparate und Maschinen zur Kornzerkleinerung und Reagglomeration. Sie kennen die wichtigsten Trocknungsverfahren und können solche Apparate auslegen. Die Teilnehmer beherrschen die Grundlagen der Verfahren und kennen die apparative Ausstattung zur Herstellung von Dispersionen sowie Prüfverfahren zur Charakterisierung von mechanischen Produkteigenschaften. 2) Das in 1) und 2) erworbene theoretische Wissen wurde an Versuchsanlagen erprobt und vertieft. 3) Die Teilnehmer sind in der Lage mechanische Trennapparate zu berechnen und für konkrete praktische Anwendungsfälle zu dimensionieren bzw. zu optimieren.

5 Prüfungen schriftliche Klausur, Testate und Hausarbeit

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen Kenntnisse der mechanischen Verfahrenstechnik

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengang CIW

9 Modulbeauftragte/r Walzel

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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Modul: Polymer-Vertiefungen für BIW/CIW MS Master-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen

Turnus: Jährlich im SS oder WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: Semester 1+2

Credits min. 2,5

Aufwand min. 180h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS

1: 2: 3: 4: 5: 6: 7:

Polymersynthese und –charakterisierung / Tiller (SS) Polymerphysik / Katzenberg (SS) Praktikum Polymere / Tiller / Katzenberg (SS) Innovative Polymere / Katzenberg (WS) Biopolymere / Tiller (SS) Bioaktive Polymere / Tiller (WS) Polymeranalytik / Tiller / Katzenberg (SS)

V + Ü V + Ü

P V V V

V + Ü

3 + 1 3 + 1

4 3 3

1,5 1,5 + 1

2 + 1 2 + 1

3 2 2 1

1 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

1: Grundlagen der Polymerchemie, Polykondensation, lebende/radikalische/kontrolliert-radikalische Polymerisation, metallkatalytische Polymerisation, Synthese von Spezialpolymeren.

2: Struktureller, morphologischer Aufbau von Polymeren, Einzelkette, makromolekulares Ensemble, Polymergruppen, amorphe/teilkristalline/flüssig-kristalline Polymere, Kristallisation, thermische/mechanische/elektrische Eigenschaften, Auswahlkriterien.

3: Praktikumsversuche: Gelpermeationschromatographie GPC, Lichtstreuung, Raster-elektronenmikroskopie REM, Lichtmikroskopie, Mechanische Prüfung, Dynamisch-Mechanische Analyse DMA, Differentielle Wärmeflusskalorimetrie DSC.

4: Mikrostruktur-Eigenschafts-Beziehungen, Hochmodulfasern, Polymerfaser-Verbunde, Blends, Nano-Composite, Polymer-Mikro-/Nanotechnik, Softlithographie, Selbstorganisation, Oberflächencharakterisierung und –modifizierung, leitfähige/piezo-/ferroelektrische/elektrostriktive Polymere.

5: Bedeutung der Mikrostruktur sowie das physikalisch chemische Verhalten von Polymeren auf biologische Funktionen und anwendungstechnische Eigenschaften, natürlich vorkommenden/biogene/biokompatible/bioaktive/bioabbaubare Polymere.

6: Gerinnungshemmende/antimikrobielle/enzymhemmende/immunoaktive Polymere, Protein-Polymer-Konjugate, Polymere für die Gentherapie.

7: Gelpermeationschromatographie GPC, Lichtstreuung, Rasterelektronenmikroskopie REM, Lichtmikroskopie, Mechanische Prüfung, Dynamisch-Mechanische Analyse DMA, Differentielle Wärmeflusskalorimetrie DSC.

Kompetenzen Die Studierenden erwerben vertiefende Kenntnisse auf dem Gebiet der Polymere.

5 Prüfungen Schriftliche oder mündliche Prüfungen.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundlagen der Werkstoffkunde und des Anlagentechnik bzw. des Apparatebaus

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengang BIW und CIW Zur Anerkennung des Moduls müssen Vorlesungen von insgesamt mindestens 2 Credits aus dem Modulangebot gewählt werden.

9 Modulbeauftragte/r Tiller

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Modul: Process Automation and Process Management Seite 1 Master-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: 1 im WS 2 und 3 im SS

Dauer: 1 -2 Semester

Studienabschnitt: 1. und 2. Semester

Credits 5 – 13

Aufwand 150 – 390 h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Batch Process Operation / Krämer V + Ü 3 + 1 2 + 1 2 Logic Control / Engell V + Ü + P 3 + 2 +

1 2+2+1

3 Logistics of Chemical Production Processes /Engell

V + Ü 2+1 1 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Englisch

Element 1: Batch Process Operation

3 Course Content Many chemical and most biochemical production processes are performed as batch processes where finite quantities of material undergo a sequence of production steps in one or several pieces of equipment. Batch processes differ from continuous processes as they are transient (non-stationary) in nature and often different products are produced in the same equipment, leading to scheduling problems. The course extends the knowledge of the students in the field of operation and control of batch processes. It covers the current standards for batch automation as well as the monitoring, control and optimization of individual batch runs.

4 Competences The students understand the fundamental differences between batch and continuous operation. They know the standards for batch automation and can interact with automation engineers in this domain. They are able to apply state-of-the-art monitoring, control and optimization techniques in industrial batch processes.

Element 2: Logic Control

3 Course Content Logic controllers are widely used to supervise a safe operation of processes, and to enforce desired operating sequences. In many applications, such controllers are realized by Programmable Logic Controllers (PLCs) or Distributed Control Systems (DCSs). The course covers the underlying mathematical models and notions, teaches basic design concepts for logic control, and introduces into the programming of PLCs. In the tutorials, the students design, implement, and test logic controllers for simple examples. The students have to perform a logic controller programming task as a home assignment (1P).

Structure of the course: 1. Introduction: motivation and application examples for logic control 2. Mathematical foundations: Boolean algebra and functions 3. Hardware realization of logic controllers 4. Fundamentals of PLC programming: PLC operating systems and standard functions 5. Programming languages according to the international standard IEC 61131-3 (including function block diagrams, ladder diagrams, instruction list and structured text programs, and the specification of sequential controls by sequential function charts) 6. Mathematical tools for the design and analysis of logic controllers

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Modul: Process Automation and Process Management Seite 2 Master-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich

Dauer: 1 -2 Semester

Studienabschnitt: 1. und 2. Semester

Credits 5 – 13

Aufwand 150 – 390 h

4 Competences

The students learn the importance of logic control and the state of the art of the technology used to implement such controllers. They can analyse and formalize the tasks of a logic controller and can formally specify its behaviour. They are able to implement simple logic controllers and to apply modern techniques to their analysis. They can evaluate the complexity of a logic control task.

Element 3: Logistics of Chemical Production Processes

3 Course Content The students obtain an overview of supply chain management and planning and scheduling problems in the chemical industry and of techniques and tools for modelling, simulation and optimization. These include discrete event simulation, equation-based modelling, mixed-integer linear programming, heuristic optimization methods and modelling and optimization using timed automata.

4 Competences The students will be enabled to identify logistic problems, to select suitable tools and techniques for simulation and optimization and to apply them to real-world problems.

5 Prüfungen There are individual exams for the elements of the module. The exams can be oral or written. For elements 1 and 2, in addition to the final exam, a home assignment has to be performed that contributes 25% to the final grade.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen For element 1, the participants should have a basic knowledge of mathematical modeling, dynamic systems, and control, as provided by the course Prozessdynamik und Regelung in the B.Sc. programs Bioingenieurwesen and Chemieingenieurwesen or the course Introduction to Process Dynamics. For elements 2 and 3, there are no special prerequisites.

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul BIW, CIW, PSE (Elective Master BIW; CIW; PSE)

9 Modulbeauftragte/r Engell

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Modul: Process Control Seite 1 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Element 1 im SS, Elemente 2 und 3 im WS

Dauer: 1 - 2 Semester

Studienabschnitt: 1. und 2. Semester

Credits 5 – 7,5

Aufwand 150 – 225 h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Controller Design Fundamentals / Engell V + Ü 2,5 1 + 1 2 Multivariable Control / Engell V + Ü 2,5 1 + 1 3 Advanced Process Control / Engell V + Ü 2,5 1 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Englisch Element 1: Controller Design Fundamentals 3 Course Content

Basic tools for the analysis and design of control systems: Stability definitions, frequency response, Nyquist criterion. SISO controller design: Relations of time domain and frequency domain responses, controller types, tuning rules for P/I/D-controllers, loop shaping, robustness. Stability criteria for feedback systems with static nonlinearities.

4 Competences The students are able to analyse and to solve industrial single loop controller design problems for plants with predominantly linear dynamics. The students understand the basic trade-offs and limitations of controller performance and are able to choose a suitable control structure and to design robust controllers as well as to analyse the reasons for controller malfunctions.

Element 2: Multivariable Control 3 Course Content

Specification of controller design tasks, design using frequency response approximation performance limitations in SISO control loops. I/O-system description of multivariable systems, poles, zeros, zero directions, stability criteria. Classical Design Techniques: Decoupling, sequential loop closure, approximate decoupling, multivariable frequency response approximation, robustness. Control Structure Selection: Static and dynamic controllability analysis, plant directionality, relative gain array, computation of the attainable performance.

4 Competences The students can design multivariable controllers for chemical and biochemical processes based on input-output descriptions. They are aware of the limitations of controller performance in the scalar and in the multivariable case and of the influence of plant-model mismatch on controller performance. They can apply modern tools to the selection of control structures.

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Modul: Process Control Seite 2 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Element 1 im SS, Elemente 2 und 3 im WS

Dauer: 1 - 2 Semester

Studienabschnitt: 1. und 2. Semester

Credits 5 – 7,5

Aufwand 150 – 225 h

Element 3: Advanced Process Control

3 Course Content Analysis of linear dynamic systems: Stability, controllability, observability, poles, zeros. State space controller design techniques: Eigenvalue and eigenstructure assignment by state feedback, observers, Kalman filter, observers for systems unknown inputs, observer-based control. Controller design techniques for nonlinear systems: nonlinear observers, extended Kalman filter, gain scheduled controllers, exact feedback linearization. Advanced model-predictive control: Linear constrained model predictive control, nonlinear model predictive control, direct optimizing control.

4 Competences The course provides in-depth knowledge of state of the art techniques for advanced process control and prepares for further scientific work in this area and for industrial jobs in process control and operation departments or companies. The students understand the methods listed above and are able to choose the appropriate methods for the solution of practical problems, to synthesize a solution and to evaluate the results

5 Prüfungen All elements: Oral or written exams and graded homework.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen Elements 1 and 3: Basic knowledge of dynamic systems and control as provided by the course Prozessdynamik und Regelung in the B.Sc. programs Bioingenieurwesen and Chemieingenieurwesen or by the course Introduction to Process Dynamics. Element 2 requires the knowledge of the content of element 1.

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul (Elective) BIW, CIW, PSE

9 Modulbeauftragter Engell

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Modul: Produktreinigung MS Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Element 1 und 2 im SS, Element 3 im WS

Dauer: 1 – 2 Semester

Studienabschnitt: 1. und 2. Semester

Credits 8

Aufwand 240

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Einführung in die Kristallisation / Rüther V + Ü 2 + 1 1 + 1 2 Technische Chromatographie /

Schembecker V + Ü 2+ 1 1 + 1 20

3 Affinitätstrennverfahren / Burghoff V 2 2 2 Lehrveranstaltungssprache: Deutsch Lehrinhalte

In der Veranstaltung “Einführung in die Kristallisation” werden die thermodynamischen und kinetischen Grundlagen der Kristallisation, wie Löslichkeit, Übersättigung, Keimbildung, Kristallwachstum und Agglomeration diskutiert und Möglichkeiten zu ihrer experimentellen Bestimmung erläutert. Das Aufstellen von Populationsbilanzen und die Berechnung von Partikelgrößenverteilungen werden dargestellt. Weiterhin wird auf Fragen der Produktgestaltung, wie z.B. Kristallmorphologie und Polymorphie eingegangen. Schließlich wird die Umsetzung in technische Kristallisationsprozesse, wie kontinuierliche oder Batchkristallisation diskutiert. Die Veranstaltung „Technische Chromatographie“ betrachtet technische chromatographische Verfahren angefangen von ihrer Auswahl bis hin zur rechnergestützten Auslegung und Dimensionierung für den industriellen Maßstab. Im Kurs werden die Grundlagen zur linearen und nicht-linearen Chromatographie vermittelt. Thermodynamische Grundlagen und Phasensysteme sowie Prozesskonzepte und die Modellierung chromatographischer Prozesse stehen im Focus dieser Lehrveranstaltung. Mit Hilfe des Simulationstools gPROMS® wird die modellgestützte Auslegung und Optimierung chromatographischer Verfahren erläutert. Die Veranstaltung „Affinitätstrennverfahren“ befasst sich mit unterschiedlichen Aufreinigungsalternativen biotechnologischer Prozesse. Hierbei wird besonderes Augenmerk auf die spezifischen chemischen und physikalischen Wechselwirkungen zwischen der Zielkomponente und der zur Trennung verwendeten Phase gerichtet. Neben etablierten Methoden werden auch neuartige Aufreinigungsstrategien behandelt.

4 Kompetenzen In den Lehrveranstaltungen „Einführung in die Kristallisation“ und „Technische Chromatographie“ erwerben die Studierenden Kenntnisse über die zur Auslegung von Kristallisations- und Chromatographieprozessen wichtigsten Größen, wie z. B. die Löslichkeit, die Übersättigung, die Kristallisationskinetik und die Adsorptionsgleichgewicht. Basierend auf diesen Kenntnissen sind sie in der Lage, geeignete Bedingungen für technische Problemstellungen bei den Trennprozessen zu ermitteln, z. B. Wahl des Lösungsmittels und des Kristallisations- bzw. Chromatographieverfahrens. Darüber hinaus können Sie die Trennprozesse modellieren und anhand der Modellierungsergebnisse beurteilen, welche Produkteigenschaften (Reinheit, Kristallform, Korngrößenverteilung etc.) bei gegebenen Bedingungen voraussichtlich zu erreichen sind. In der Lehrveranstaltung „Affinitätstrennverfahren“ erhalten die Studierenden Kenntnisse über die zugrundeliegende Chemie unterschiedlicher spezifischer Trennoperationen biotechnologischer Aufreinigungsprozesse. Sie erhalten ein breites Spektrum an Aufarbeitungsalternativen und können aus diesen die geeignete Strategie für unterschiedliche Zielkomponenten entwickeln.

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5 Prüfungen mündliche Prüfung oder Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengänge CIW und BIW Es können ein bis drei Veranstaltungen zum Abschluss des Moduls gewählt werden.

9 Modulbeauftragte/r Schembecker

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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Modul: Prozessanalytik Seite 1 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits 4

Aufwand 120h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Chemische Prozessanalytik /Baumbach V + Ü 3 + 1 2 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

Das Modul führt in das zentrale Themenfeld der chemischen Prozessanalytik ein (Element 1); wesentliche Lehrinhalte sind die Einführung in grundlegende Messtechniken sowie die Ingenieuranforderungen an die Sicherung der Messqualität. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf kontinuierlichen Messtechniken, insbesondere zur Emissions- und Prozessüberwachung. Besonderes Augenmerk wird der Anwendung und Anpassung analytischer Techniken zur Überwachung und Kontrolle industrieller chemischer Prozesse gewidmet. Wichtige Punkte sind die Prozessführung und Optimierung (Reinheitsüberwachung, Regelung der Stoffkonzentrationen, Optimierung der Ausbeute, des Energieeinsatzes und der Produktqualität), Arbeitssicherheit (Warnung vor dem Auftreten gefährlicher Stoffe), Anlagensicherheit und Umweltschutz (Überwachung von Emissionen). Es wird das Verständnis trainiert, welche Kriterien für die Auswahl von on- und/oder offline-Analytik entscheidend sind, welche Bedeutung der Probenahme zukommt, wo und wie Querempfindlichkeiten zu beachten sind und welche Bedeutung die Messungenauigkeit für die Bewertung der Messergebnisse und die Rückkopplung zum jeweiligen Prozess hat. Das Element 2 beinhaltet Übungen zur methoden- und stofforientierten Betrachtungsweise in der Prozessanalytik.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse über zentrale Fragen der chemischen Prozessanalytik, Vor- und Nachteile von on-line und off-line Methoden sowie der Ingenieuranforderungen an die Sicherung der Messqualität. Das Modul schult die reflexive, analytische und methodische Kompetenz der Studierenden, indem das Leitthema sowohl aus analytischer als auch ingenieurmäßiger Anforderung analysiert und bewertet wird. Methodische Zugriffe, Möglichkeiten und Grenzen moderner Sensorik und Spektrometrie sowie Betrachtungen von Fehlern und deren Charakterisierung, insbesondere mit Blick auf die Einflussnahme bezüglich der Prozessführung werden erlernt bzw. erprobt. Die Studierenden lernen für ausgewählte Prozesse wesentliche Verfahren der Analytik (u.a. Spektrometrie, Chromatographie, Elektrometrie, atomphysikalische Verfahren) sowie die zugehörigen Probenahmestrategien, das Vorgehen der Datenauswertung und Datenbewertung (Fehlerbetrachtung). Die Prozessanalytik soll als Teil des Qualitätsmanagements verstanden werden.

5 Prüfungen mündliche Prüfung oder schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen -

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Modul: Prozessanalytik Seite 2 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits 4

Aufwand 120h

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls

Wahlfach: Master-Studiengang CIW

9 Modulbeauftragte/r Baumbach

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

Modul: Rationelle Energieumwandlung und –verwendung MS Master-Studiengänge: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: jährlich 1)+2) im SS, 3) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. + 2. Semester

Credits 9

Aufwand 270h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Cr. SWS1 Prozesse der Energietechnik / Kühl V 3 2 2 Dezentrale Energiegewinnung aus Biomasse und anderen

Quellen / Heikrodt V 3 2

1

3 Rationelle Energieverwendung in der Verfahrenstechnik / Kühl V+Ü 3 2 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

Das Modul behandelt Techniken, Prozesse und Konzepte der Energieversorgung und –umwandlung unter thermodynamischen und verfahrenstechnischen sowie auch unter energiewirtschaftlichen und umwelttechnischen Aspekten. Das erste Element vertieft und erweitert das Grundlagenwissen über thermodynamische Prozesse der Wärmekraftmaschinen sowie der Kälte- und Wärmepumpentechnik. Das zweite Element behandelt ausgehend von einer Analyse unserer Energieversorgungsstrukturen und der verbraucherseitigen Anforderungen effiziente, insbesondere dezentrale Umwandlungs- und Einsparungstechniken unter besonderer Berücksichtigung der Nutzung biogener und anderer regenerativer sowie fossiler Quellen. Im dritten Element werden neben einer Vertiefung der thermodynamischen Grundlagen (u. a. Exergiebegriff) schwerpunktmäßig die im Bereich energie- und verfahrenstechnischer Prozesse und Anlagenverbünde auftretenden Fragestellungen behandelt.

4 Kompetenzen Die Studenten erwerben ein vertieftes Verständnis für den unterschiedlichen Wert verschiedener Energieformen, für die bei deren Übertragung und Umwandlung in den jeweiligen thermodynamischen Prozessen auftretenden Verluste nebst Möglichkeiten zu ihrer Minimierung, und für allgemeine energiewirtschaftliche und umweltpolitische Zusammenhänge. Sie lernen, aus der Vielzahl von Verfahren zur Energieumwandlung und Verlustvermeidung die jeweils geeigneten auszuwählen, zu optimieren und sinnvoll in komplexe verfahrenstechnische Prozesse und Versorgungsstrukturen zu integrieren, diese dadurch insgesamt zu verbessern und dabei Aspekte sowohl der Wirtschaftlichkeit aus unternehmerischer Sicht als auch des Umweltschutzes durch Emissionsverminderung und Ressourcenschonung zu berücksichtigen.

5 Prüfungen jeweils mündliche Prüfung oder Klausur

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen: 3

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Kühl

Zuständiger Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

150

Modul: Reaktortechnik Seite 1 Master-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) und 2) im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits 5

Aufwand 120h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe1 CFD in der Misch- und Reaktionstechnik

/ Agar/Ehrhard V + Ü 1,5 + 1 1 + 1

2 Multifunktionale Reaktoren / Agar V + Ü 1,5 + 1 1 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Englisch 3 Lehrinhalte

Das Modul „Reaktortechnik“ gibt einen Überblick über die Modellierung und Auslegung komplexer chemischer Reaktoren. Vorgestellt werden die Bedeutung der Strömungsmechanik und integrierter thermischer Grundoperationen bei der Reaktionsführung. Die Möglichkeiten zur Steigerung der Reaktorleistung durch gezielte Manipulation und Optimierung der Strömungs-, Konzentrations- und Temperaturverhältnisse werden geschildert und anhand technisch relevanter Beispiele verbildlicht. Nr. 1 gibt eine Einführung in die grundsätzliche Vorgehensweise beim Einsatz von CFD-Tools, die vertiefte Einblicke in das Verhalten komplexer Strömungsgeometrien ohne großen experimentellen Aufwand ermöglichen. Die zweckmäßige Anwendung von CFD zur Reaktorauslegung im Zusammenhang mit herkömmlichen Modellierungswerkzeugen wird mit Hilfe einer kommerziellen CFD-Sofware anhand ausgewählter Beispiele illustriert. Das Element wird als anwendungstechnisch orientierte Ergänzung zum Modul ‚mathematische Methoden für Strömungs- und Transportprozesse’ angesehen, kann jedoch ohne diesen absolviert werden. Nr. 2 beschreibt die Verwendung von hybriden Verfahren zur synergetischen Leistungsteigerung von Trennverfahren bzw. Reaktoren. Das Konzept umfasst technisch ausgereifte Verfahren, wie reaktive Absorption; neuartige Prozesse, wie die reaktive Destillation sowie Forschungsobjekte. Die Einsatzgebiete sowie allgemeingültige Auswahlkriterien für solche Reaktoren werden geschildert. Das Durchdringen des komplexen Verhaltens durch Modellierung wird anhand von detaillierten Beispielen demonstriert. Die rechnergestützte Übung (Ü) im Element 2 soll das theoretische Fachwissen festigen (E-Learning).

4 Kompetenzen Fundierte Kenntnisse über die Auslegung komplexer Reaktorsysteme sind eine Voraussetzung für die effiziente chemische Stoffumwandlung. Die Studierenden lernen in diesem Modul wichtige moderne Methoden zur Lösung dieser Aufgabe sowie aktuelle Entwicklungsansätze in der Reaktortechnik kennen. Die Teilnehmer werden auf die Möglichkeiten und Grenzen innovativer Reaktionsführungen und leistungsfähiger Modellierungswerkzeuge sensitiviert. Weiterhin werden sie mit der technologischen-ökonomischen Bewertung und dem Benchmarking alternativer reaktiven Trennverfahren und Reaktorkonzepte bei der Prozesssynthese vertraut gemacht.

5 Prüfungen schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

151

Modul: Reaktortechnik Seite 2 Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) und 2) im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits 4

Aufwand 120h

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Agar

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

152

Modul: Soft Skills und Managementmethoden Master-Studiengänge: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich, im WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 2. Semester

Credits 3

Aufwand 90

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS

1

1 Soft Skills und Managementmethoden / Schmidt-Traub

V + Ü 1,5 + 1,5 1 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch

3 Lehrinhalte Der Modul ergänzt die fachspezifische Ausbildung durch die Vermittlung von Methoden zur Entwicklung individueller Arbeitstechniken und Verhaltensweisen. Hierzu werden Vorlesungen und seminaristische Übungen zu folgenden Themenschwerpunkten durchgeführt: Kommunikation, Konfliktlösungsstrategien, Präsentationstechnik, Gesprächsführung, Zeitmanagement, Bewerbungen. Darüber hinaus gibt die Lehrveranstaltung eine Einführung in allg. Managementmethoden (Planen, Organisieren/Strukturieren, Personalführung, Personalentwicklung, Controlling), Problemanalyse, Entscheidungsfindung. Projektorganisation und Aufgaben des Projektmanagement.

4 Kompetenzen Managementfähigkeiten und Soft Skills sind wesentliche Erfolgsfaktoren in Hinblick auf die Effizienz und Effektivität industrieller Tätigkeiten und sind wichtige Voraussetzungen für persönliche Karrieren. Die Lehrveranstaltung soll daher angehende Ingenieure in die Lage versetzen, ihre Arbeitskraft effizient und effektiv einzusetzen und innerhalb eines Teams erfolgreich zu kooperieren. Hierzu gehören sicheres Auftreten sowie die Reflektion persönlicher Verhaltensweisen und deren Wechselwirkungen mit der Arbeitsumgebung. Managementfähigkeiten rücken mit zunehmender Fach- und Personalverantwortung in den Vordergrund. Neben der fachlichen Qualifikation sind Soft Skills wesentliche Faktoren in Bewerbungsgesprächen, daher werden Präsentationstechniken trainiert und Beurteilungskriterien vermittelt.

5 Prüfungen schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und – leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen keine

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengänge CIW und BIW

9 Modulbeauftragte/r Schembecker

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

153

Modul: Technische Elektrochemie Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich, 1) und 2) im WS, 3) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. + 2. Semester

Credits 8

Aufwand 240h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe

1 Grundlagen elektrochemischer Prozesse / Kreysa

V 2 1

2 Industrielle elektrochemische Prozesse / Jörissen

V + Ü 2 + 1 1 + 1

3 Brennstoffzellen und Batterien / Jörissen V + Ü 2 + 1 1 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

Nr. 1 soll mit demjenigen Grundlagenwissen vertraut machen, das für das Verständnis elektrochemischer Prozesse unumgänglich ist. Ziel ist die Befähigung, Labor- und Techni-kumsversuche so zu konzipieren, dass daraus Unterlagen zur Entwicklung und Verbesserung elektrochemischer Verfahren erarbeitet werden können. Es werden die Grundbegriffe der Elektrochemie sowie der elektrochemischen Reaktions- und Verfahrenstechnik behandelt und in Rechenübungen vertieft. Nr. 2 behandelt konkret bedeutsame elektrochemische Prozesse, zu denen einige der größten industriellen Verfahren gehören (die Herstellung von Chlor / Natronlauge wird im Modul „Chemische Verfahren behandelt): Schmelzflusselektrolyse (Leichtmetalle), Metallgewinnungs- und Raffinations-Elektrolysen, Galvanotechnik, elektrochemische Metallbearbeitungsverfahren, elektrochemische Membranverfahren (Elektrodialyse, Salzspaltung zu Säuren und Basen), organische Elektrosynthese. Nr. 3 beschäftigt sich mit der direkten Umwandlung chemischer in elektrische Energie in Brennstoffzellen und Batterien, die für die zukünftige Energiewirtschaft besonders interes-sant sein werden (z.B. dezentrale Blockheizkraftwerke, emissionsfreie Fahrzeugantriebe).

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die Besonderheiten und Möglichkeiten der Technischen Elektrochemie in den theoretischen Grundlagen und Anwendungen, über die Verfahrenstechnik und wirtschaftliche Aspekte, einschließlich chemischer Verfahrensschritte der Gesamtprozesse. Besonderer Wert wird dabei auf die Umweltverträglichkeit und Energieeinsparung, sowie den Forschungsbedarf für zukünftige Entwicklungen gelegt. Elektrochemische Prozesse können bei einer zukünftigen stärkeren Nutzung regenerativer Energiequellen größere Bedeutung erlangen, da elektrische Energie dann nicht mehr nur als kostspielige sekundäre, sondern auch als primäre Energieform verfügbar sein wird.

5 Prüfungen mündliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengang CIW

9 Modulbeauftragte/r Jörissen

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

154

Modul: Technische Katalyse Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen Turnus: Jährlich 1)+2) im SS, 3) im WS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt:1. 1. + 2. Semester

Credits 9

Aufwand 270h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS Gruppe1 Homogene Katalyse / Behr V + Ü 2,5 1 + 1 2 Heterogene Katalyse / Agar V + Ü 2,5 1 + 1

1

3 Biokatalyse / Kayser, Wichmann V + Ü 4 2 + 1 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch 3 Lehrinhalte

Das Modul „Technische Katalyse“ gibt einen Gesamtüberblick über die Methoden und Möglichkeiten, technisch bedeutende chemische und biochemische Prozesse mit Hilfe der Katalyse zu steuern und dadurch wirtschaftlich zu gestalten. Typische Anwendungen in der Herstellung von Basischemikalien, Feinprodukten und Endprodukten werden vorgestellt. In Nr. 1 und 2 wird jeweils zunächst eine Übersicht über die Methoden der homogenen und heterogenen Katalyse gegeben. Neben den Grundprinzipien (Katalysatorauswahl, Mechanismen, Recyclemethoden etc.) werden technisch bedeutsame Reaktionen behandelt und in den Übungen vertieft. Bei der homogenen Katalyse Nr. 1 liegt ein Schwerpunkt auf den Varianten der homogenen Übergangsmetallkatalyse sowie der Auswahl der Metall-Linganden-Kombinationen. Bei der heterogen Katalyse Nr. 2 sind Stofftransport und poröse Struktur sowie Herstellung und Charakterisierung von besonderer Bedeutung. Nr. 3 beschreibt mechanistische Konzepte und technische Prinzipien der Nutzung isolierter Enzyme und mikrobieller Zellen als Biokatalysatoren in Biotransformationen (Einschritt-umsetzungen) und Fermentationen (Mehrschrittreaktionen).

4 Kompetenzen Fundierte Kenntnisse über die Katalyse sind ein entscheidender Schlüssel zur selektiven Herstellung von Chemikalien mit einem Minimum an Neben- oder Abfallstoffen. Die Studierenden lernen in diesem Modul alle wesentlichen Möglichkeiten katalytischer Umsetzungen kennen. Neben der gründlichen Behandlung der einzelnen Katalysevarianten wird auch ein Vergleich ihrer Vor- und Nachteile eine wesentliche Rolle spielen. Die erfolgreiche Teilnahme ermöglicht das Design und die Entwicklung (bio)katalytischer Syntheseverfahren und Prozesse, unter spezieller Einbeziehung produktivitätsbestimmender Parameter der (Bio)-Katalyse.

5 Prüfungen Schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragter Behr

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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Modul: Umweltverfahrenstechnik I (nur noch SS 2011) Seite 1 Master-Studiengänge: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im WS, 2)+3) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. + 2. Semester

Credits 11

Aufwand 330 h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung Typ Credits SWS Gruppe1 Umweltverfahrenstechnik I /

Fahlenkamp V + Ü 4 2 + 1

2 Entstaubungstechnik / Wiggers, Walzel

V 3 2

1

3 Kommunale Abwasserreiniung und Klärschlammbehandlung / Stachowske

V + Ü 4 2 + 1

2 Lehrveranstaltungssprache deutsch

3 Lehrinhalte Das Modul führt in das zentrale Themenfeld der Umweltverfahrenstechnik als technisches Querschnittsgebiet ein, wobei spezifische Apparate und ihre Auslegung Kern der einzelnen Vorlesungen (1) bis (3) sind; der Inhalt dieses Moduls kann in zahlreiche, in ihrer zeitlichen Bearbeitung sehr umfangreiche Unterthemen aufgeteilt werden, sodass es für Studierende bzw. Absolventen des ‚Bio- und Chemieingenieurwesens’ wesentlich ist, einen Überblick zu grundlegenden Fragestellungen, methodischen Zugänge und zu apparativen Lösungsansätzen zu bekommen. Aufgrund der volkswirtschaftlichen Bedeutung besteht ein besonders enger Zusammenhang zur Energieumwandlungs- und Entsorgungstechnik, wie die zahlreichen Emissionsschutzvorschriften dokumentieren. Die zur Einhaltung der Emissionsschutzvorschriften erforderlichen Kenntnisse über Stoffumwandlungen und Stoffgemischtrennungen und die damit verknüpfte Apparategestaltung sind innerhalb des universitären Ausbildungskanon eine Domäne des Chemieingenieurwesens, sodass auf Basis eines Bachelor-Abschlusses dieses Themenfeld eine für den Berufsabschluss ‚Master’ sehr attraktive Vertiefungsrichtung ist. Die Vorlesung ‚Entstaubungstechnik’ im Element (2) vermittelt vertiefte Kenntnisse über die mit der Gesamtprozessgestaltung vorbestimmten Einfluss- und Leistungsgrößen bezüglich verschiedener Möglichkeiten der Staubseparierungs-Apparate. Die Vorlesung ‚Kommunale Abwasserreiniung und Klärschlammbehandlung’ im Element (3) vermittelt vertiefte Kenntnisse zur mechanisch-biologischen Abwasserbehandlung, zu Methoden der Apparateauslegung und zu theoretischen Ansätzen einschließlich der Reststoffbehandlung aus solchen Anlagen, sodass in Summe die Kompetenz vermittelt wird, zu üblicherweise branchenbezogenen Schmutzwasserqualitäten Reinigungskonzepte zu formulieren.

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Modul: Umweltverfahrenstechnik I Seite 2 Master-Studiengänge: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich 1) im WS, 2)+3) im SS

Dauer: 2 Semester

Studienabschnitt: 1. + 2. Semester

Credits 11

Aufwand 330 h

4 Kompetenzen

Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die Apparatestruktur und die Auslegungsziele von umwelttechnischen Anlagen. Ziel ist es, die Bewertungsfähigkeit in Bezug auf die Machbarkeit einschlägiger Apparate zu vermitteln. In Ergänzung erwerben die Studierenden Kenntnisse über den Aufbau des gesetzlichen Daches und den darunter angeordneten Quantifizierungen von Emissionsschutzvorgaben. Ziel ist es, die Relevanz der so genannten Kommunikationsfähigkeit zu nicht-technischen Berufen zu vermitteln, sodass im späteren Berufsleben die Funktion eines Technikvermittlers ausgeübt werden kann. Zudem schult das Modul die reflexive, analytische und methodische Kompetenz der Studierenden, indem das Leitthema für unterschiedliche Anforderungen analysiert wird. Die Studierenden lernen, je nach gewähltem Ansatz geeignete methodische Zugriffe und theoretische Vorgehensweisen auszuwählen.

5 Prüfungen mündliche Prüfung oder schriftliche Klausur

6 Prüfungsformen und – leistungen Modulprüfung Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Fahlenkamp

Zuständiger Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

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Modul: Umweltverfahrenstechnik II (nur noch Sommer 2011) Seite 1 Master-Studiengänge: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 6

Aufwand 180h

Modulstruktur Nr. Element / Lehrveranstaltung Typ Credits SWS Gruppe1 Umweltverfahrenstechnik II

/ Fahlenkamp V + Ü 4 2 + 1

1

2 Waste and Resource Management a Challenge for Engineers / Neukirchen

V 2 1

2 Lehrveranstaltungssprache Deutsch (UVTII) / englisch (waste treatm.)

3 Lehrinhalte Das Modul führt in das zentrale Themenfeld der Umweltverfahrenstechnik als technisches Querschnittsgebiet ein, wobei eine auf einen minimierten Ressourcenverbrauch über den Wege der Prozessgestaltung im Vordergrund steht; der Inhalt dieses Moduls kann in zahlreiche, in ihrer zeitlichen Bearbeitung sehr umfangreiche Unterthemen aufgeteilt werden, sodass es für Studierende bzw. Absolventen des ‚Bio- und Chemieingenieurwesens’ wesentlich ist, einen Überblick zu grundlegenden Fragestellungen, methodischen Zugänge und zu apparativen und prozesstechnischen Lösungsansätzen zu bekommen. Aufgrund der volkswirtschaftlichen Bedeutung besteht ein besonders enger Zusammenhang zur Energieumwandlungs- und Entsorgungstechnik, wie die zahlreichen Emissionsschutzvorschriften dokumentieren. Die zur Einhaltung der Emissionsschutzvorschriften erforderlichen Kenntnisse über Stoffumwandlungen und Stoffgemischtrennungen sind innerhalb des universitären Ausbildungskanon eine Domäne des Chemieingenieurwesens, sodass auf Basis eines Bachelor-Abschlusses dieses Themenfeld eine für den Berufsabschluss ‚Master’ sehr attraktive Vertiefungsrichtung ist. Waste and Resource Management...: Process and product design with a minimum of resource consumption are important targets of environmental technology – included the chance of a material and/or energy recycling of residues and used products. Valuation methods for the comparison of integrated and additive environmental protection measures. Types of waste, waste avoiding and recycling strategies. Mechanical, biological and thermal treatment techniques. “Waste to Energy” a contribution for the German abolition of the methane emitting municipal solid waste landfills. Climate change, emission trading and goal conflict between emission reduction and saving of resources.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die Konzeptionsstruktur und die Auslegungsziele von umwelttechnischen Anlagen, ergänzt um überschlägige Auslegungsmethoden und theoretische Ansätze in diesem technischen Querschnittsgebiet. Ziel ist es, die Bewertungsfähigkeit in Bezug auf die Machbarkeit solcher Anlagen zu vermitteln. In Ergänzung erwerben die Studierenden Kenntnisse über den Aufbau des gesetzlichen Daches und den darunter angeordneten Quantifizierungen von Emissionsschutzvorgaben. Ziel ist es, die Relevanz der so genannten Kommunikationsfähigkeit zu nicht-technischen Berufen zu vermitteln, sodass im späteren Berufsleben die Funktion eines Technikvermittlers ausgeübt werden kann. Zudem schult das Modul die reflexive, analytische und methodische Kompetenz der Studierenden, indem das Leitthema für unterschiedliche Anforderungen analysiert wird. Die Studierenden lernen, je nach gewähltem Ansatz geeignete methodische Zugriffe und theoretische Vorgehensweisen auszuwählen. Waste and Resource Management...: Students will obtain knowledge about handling of cleaner production measurements and valuation methods for products and production processes (energy efficiency, saving of resources, avoiding of waste). Detailed information

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158

about minimization and disposal of waste hold the opportunity for foreign students to assess waste and resource management of their countries.

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Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

159

Modul: Umweltverfahrenstechnik II Seite 2 Master-Studiengänge: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 6

Aufwand 180h

5 Prüfungen

schriftliche Klausur oder mündliche Prüfung

6 Prüfungsformen und – leistungen Modulprüfung Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengänge BIW und CIW Im Studiengang Master CIW/Process Systems Engineering kann die veranstaltung 2 auch einzeln gewählt werden.

9 Modulbeauftragte/r Fahlenkamp

Zuständiger Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

160

Modul: Waste and Resource Management a Challenge for Engineers Master-Studiengang: Chemieingenieurwesen und Bioingenieurwesen Turnus: Jährlich im SS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: 1. Semester

Credits 2

Aufwand 60h

Modulstruktur Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS

1

1: Waste and Resource Management a Challenge for Engineers / Neukirchen

V 2 1

2 Lehrveranstaltungssprache Englisch

3 Lehrinhalte Pocess and product design with a minimum of resource consumption are important targets of environmental technology – included the chance of a material and/or energy recycling of residues and used products. Valuation methods for the comparison of integrated and additive environmental protection measures. Types of waste, waste avoiding and recycling strategies. Mechanical, biological and thermal treatment techniques. “Waste to Energy” a contribution for the German abolition of the methane emitting municipal solid waste landfills. Climate change, emission trading and goal conflict between emission reduction and saving of resources.

4 Kompetenzen Students will obtain knowledge about handling of cleaner production measurements and valuation methods for products and production processes (energy efficiency, saving of resources, avoiding of waste). Detailed information about minimization and disposal of waste hold the opportunity for foreign students to assess waste and resource management of their countries.

5 Prüfungen Schriftliche Prüfung.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung

Teilleistungen:

7 Teilnahmevoraussetzungen

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengänge BIW und CIW

9 Modulbeauftragte/r Walzel

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

161

Modul: Werkstoff-Vertiefungen für BIW/CIW MS Master-Studiengang: Bioingenieurwesen und Chemieingenieurwesen

Turnus: Jährlich im SS oder WS

Dauer: 1 Semester

Studienabschnitt: Semester 1+2

Credits min. 3

Aufwand min. 180h

Modulstruktur 1 Nr. Element / Lehrveranstaltung / Dozent Typ Credits SWS

1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8:

Korrosionsschutz i. d. bio-/chemietechn. Industrie / Zander Keramik und Glas / Zander Metalle / Zander Biomaterialien / Zander Mikro- und Nanoanalytik I / Katzenberg Mikro- und Nanoanalytik II / Katzenberg Werkstoffauswahl / Zander Oberflächenchemie und -analytik / Tiller

V + Ü V + Ü V + Ü

V V + Ü V + Ü V + Ü

V

1,5 + 1 1,5 + 1 1,5 + 1

3 1,5 + 1 1,5 + 1 1,5 + 1

1,5

1 + 1 1 + 1 1 + 1

2 1 + 1 1 + 1 1 + 1

1 2 Lehrveranstaltungssprache

Deutsch Lehrinhalte

1: Physikalisch/chemische Grundlagen der Korrosion, Wechselwirkung: Werkstoff/Medium bei elektrochemischer bzw. bei Heißgaskorrosion, typische Untersuchungsmethoden, Schadensanalyse, Korrosionsschutz bzw. Korrosionsmonitoring.

2: Eigenschaften keramischer Werkstoffe Anforderungsbedingungen der chemischen Industrie, Werkstoffauswahl, Mikrostrukturbeeinflussung, Herstellungsverfahren.

3: Eisen-/Nichteisenmetalle, Wärmebehandlungsverfahren, Keimbildung/Wachstum 4: Charakterisierung hierarchischer Strukturen, Bauprinzipien, Eigenschaftsprofile

biologischer Materialien, Biopolymere, Biomineralisation, Biomimetik, Biokompatibilität, Implantate.

5: Auflösungsvermögen, Grundlagen der Lichtmikroskopie, Raster-Sonden-Mikroskopie SXM, Röntgenanalytik WAXS/SAXS, Spektroskopieverfahren.

6: Transmissionselektronenmikroskopie TEM, Rasterelektronenmikroskopie REM, Elektronenbeugung, energiedispersive Röntgenanalyse.

7: Erstellung von Anforderungsprofilen, Kriterien der Werkstoffauswahl, hochkorrosionsbeständige Werkstoffe, elektrochemische Korrosion, Heißgaskorrosion, Gefügestabilität, Verformungsmechanismen, Beispiele aus Chemieanlagen/-apparatebau.

8: Elektronenmikroskopie, Kinetik u. Transportprozesse von chemischen Reaktionen an Oberflächen, Oberflächenmodifizierungsmethoden, Standardmethoden zur chemischen/physikalischen Oberflächenanalytik.

4 Kompetenzen Die Studierenden erwerben vertiefende Kenntnisse auf dem Gebiet der Werkstoffe.

5 Prüfungen Schriftliche oder mündliche Prüfungen.

6 Prüfungsformen und –leistungen Modulprüfung Teilleistungen

7 Teilnahmevoraussetzungen Grundlagen der Werkstoffkunde und der Anlagentechnik bzw. des Apparatebaus

8 Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls Wahlmodul: Master-Studiengang BIW und CIW Zur Anerkennung des Moduls müssen Vorlesungen von insgesamt mindestens 3 Credits aus dem Modulangebot gewählt werden.

9 Modulbeauftragte/r Tiller

Zuständige Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Technische Universität Dortmund – Fakultät Bio- und Chemieingenieuwesen

Studienordnung_2010_Version_2 vom 30.3.2011

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