BERUFLICHE ANFORDERUNGEN UND
PERSPEKTIVEN

1 Berufsbild des Verfahrensingenieurs
1.1 Traditionelles Verständnis
1.2 Berufliche Einsatzmöglichkeiten
1.2.1 Forschung, Entwicklung und Lehre
1.2.2 Planung und Konstruktion
1.2.3 Betrieb und Produktion
1.2.4 Anwendungstechnik, Verkauf und Einkauf.
1.2.5 Branchenübergreifende Einsatz-
möglichkeiten
2 Aktuelle Trends
2.1 Neue Beschäftigungsfelder
2.2 Freiberufliche Ingenieurdienstleistungen
3 Weiterentwicklung der Ingenieurausbildung
3.1 Arbeitsmarktsituation
3.2 Wahl von Studienform und Studienabschluss
3.3 Praxisbezug der Ausbildung
3.4 Reform der Ingenieurausbildung
3.5 Erhalt der Beschäftigungsfähigkeit

MECHANISCHE VERFAHRENSTECHNIK

4 Einführung
5 Kennzeichnung disperser Stoffsysteme
5.1 Begriffsbestimmung
5.2 Charakterisierung von Partikelmerkmalen
5.2.1 Feinheitsmerkmale
5.2.2 Verteilungskurven
5.2.3 Standardverteilungen
5.2.4 Kenngrößen aus Verteilungen
Messverfahren der Partikelgrößenanalyse
5.3.1 Probenahme und Probeteilung
5.3.2 Mikroskopische Zählverfahren
5.3.3 Bildanalyseverfahren
5.3.4 Optische Einzelpartikelzähler
5.3.5 Laserbeugungsspektrometer
5.3.6 Feldstörungsverfahren
5.3.7 Siebanalyse
5.3.8 Sichtanalyse
5.3.9 Sedimentationsanalyse
5.3.10 Messverfahren zur Oberflächen-
bestimmung
Haftkräfte
Bewegung von Teilchen in einem Fluid
5.5.1 Bewegung eines kugelförmigen Kornes
5.5.2 Bewegung eines nicht kugelförmigen
Kornes
5.5.3 Kornbewegung in nicht NEWTONschen
Flüssigkeiten
5.5.4 Bewegung von Körnerschwärmen
5.5.5 Sedimentation von Körnerkollektiven
Durchströmung von Kornschichten
5.6.1 Strömung durch eine ruhende Material-
schicht
5.6.2 Strömung durch eine Wirbelschicht
Fließen von Schüttgütern
Ruhende Schüttgüter
Fließende Schüttgüter
6.2.1 Wandreibungswinkel
6.2.2 Ausflussverhalten aus Schüttgutspeichern.
6.2.3 Brückenbildung
6.2.4 Ermittlung der Schüttgutparameter
Mischen von Feststonen und Rühren
Übersicht der Mischverfahren
Kennzeichnung des Mischungszustands
7.2.1 Probeanalyse von Mischungen
7.2.2 Mittelwert und Varianz
7.2.3 Mischungszustände
7.2.4 Untersuchung des Mischungszustandes.
Feststoff m ischverf ah ren
Rühren
7.4.1 Rühren mit rotierenden Rührorganen
7.4.2 Leistungsbedarf des Rührers
7.4.3 Homogenisieren mit rotierenden
Rührorganen
7.4.4 Suspendieren
7.4.5 Emulgieren
7.4.6 Begasen
Statisches Mischen von Flüssigkeiten
Mechanische Trennprozesse
Kennzeichnung der Trennprozesse
Klassieren
8.2.1 Siebklassierung
8.2.2 Windsichten
8.2.3 Nassstromklassierer
Sortieren
Fest-Flüssig-Trennung
8.4.1 Grundbegriffe
8.4.2 Trennverfahren
Partikelabscheidung aus Gasen
Agglomerieren
Übersicht zu Begriffen und Verfahren
Bindemechanismen und Festigkeit
Aufbauagglomeration
Pressagglomerieren
Zerkleinern
Grundlagen des Zerkleinerns
Modelle vom Zerkleinerungsvorgang
10.2.1 Bruchbildung
10.2.2 Zerkleinerungsgesetze
10.2.3 Zerkleinerungsgrad
Zerkleinerungsmaschinen und Klassierer
Brecher
10.4.1 Backenbrecherund Rundbrecher
10.4.2 Walzenbrecher
10.4.3 Prallbrecher
10.5 Mühlen
10.5.1 Wälzmühlen
10.5.2 Mahlkörpermühlen
10.5.3 Walzenmühlen
10.5.4 Prallmühlen
10.5.5 Strahlmühlen
10.6 Scheren und Schneidmühlen

THERMISCHE VERFAHRENSTECHNIK

11 Thermische Trennoperationen im Überblick
12 Verdampfung
12.1 Grundlagen
12.2 Technische Anforderungen an die Bauweise
von Verdampfern
12.3 Verdampferschaltungen
12.4 Verdampferbauarten
13 Kristallisation
13.1 Grundlagen
13.2 Technische Anforderungen an den
Kristallisationsvorgang
13.3 Bauarten von Kristallisatoren
14 Destillation
14.1 Grundlagen
14.2 Blasendestillation
14.3 Trennung von Gemischen ohne Mischungslücke
mit einem azeotropen Punkt
14.4 Wasserdampf- oder Trägerdampfdestillation
14.5 Kontinuierliche Rektifikation
14.6 Diskontinuierliche Rektifikation
14.7 Einbauten und Dimensionierung der Rektifiziersäule.
15 Absorption
15.1 Grundlagen
15.2 Dimensionierung der Absorptionskolonne
15.3 Bauarten von Absorbern
16 Adsorption
16.1 Grundlage
16.2 Dimensionierung von Adsorptionsanlagen
16.3 Bauarten von Adsorbern
17 Trocknung
17.1 Grundlagen
17.2 Trocknungsarten
17.3 Bauarten von Trocknern
18 Flüssig-Flüssig-Extraktion oder Solventextraktion.
18.1 Grundlagen
18.2 Solventextraktion in Kreuz- und Gegen-
stromfahrweise
18.3 Auslegungshinweise für Gegenstromkolonnen im
kontinuierlichen Betrieb
18.4 Apparatetypen für die Solventextraktion
18.5 Auswahl und Regeneration des Lösungsmittels
19 Fest-Flüssig-Extraktion
19.1 Grundlagen
19.2 Durchführung der Feststoffextraktion
19.3 Beispiele für Feststoffextraktionsanlagen
20 Hochdruckextraktion
20.1 Grundlagen
20.2 Anwendung der Hochdruckextraktion

CHEMISCHE REAKTIONSTECHNIK

21 Einführung in die chemische Reaktionstechnik
21.1 Allgemeines
21.2 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
21.3 Kinetik chemischer Reaktionen
21.3.1 Reaktionstechnische Grundbegriffe
21.3.2 Modellreaktionen
21.3.3 Temperaturabhängigkeit chemischer
Reaktionen
21.3.4 Reaktionen mit Veränderung der
Zustandsgrößen
Betriebsweise von Reaktoren
Diskontinuierlicher Betrieb
Kontinuierlicher Betrieb
22.2.1 Reaktortypen für Umsetzungen in der
Gasphase
22.2.2 Reaktortypen für Umsetzungen in flüssigen
Phase
22.2.3 Gas-Flüssig-Reaktoren
22.2.4 Gas-Feststoff-Reaktoren
22.2.5 Feststoff-Flüssig-Reaktoren
22.2.6 Dreiphasen-Reaktoren
Semikontinuierlicher Betrieb
Bilanzierung von Reaktionssystemen
Grundtypen chemischer Reaktoren
23.1.1 Diskontinuierlicher Rührkessel mit vollständig
Durchmischung
23.1.2 Ideales Strömungsrohr (Idealrohr
23.1.3 Kontinuierlich betriebener Rührkessel mit
vollständiger Durchmischung
Allgemeine Stoff- und Energiebilanz
23.2.1 Einführung
23.2.2 Stoffbilanz
23.2.3 Wärmebilanz
Ideale Reaktoren
Idealer diskontinuierlicher Rührkessel
24.1.1 Stoffbilanz
24.1.2 Energiebilanz
Idealer kontinuierlicher Reaktor ohne
Rückvermischung
24.2.1 Einführung
24.2.2 Strömungsverhalten des Rohrreaktors
24.2.3 Bilanzierung von Rohrreaktoren
Idealer kontinuierlicher Reaktor mit Rückvermischung
24.3.1 Allgemeines
24.3.2 Stoffbilanz
24.3.3 Wärmebilanz
24.3.4 Stabilitätsverhalten kontinuierlich betriebenei
Idealkessel
25 Reale Reaktoren
25.1 Realer diskontinuierliche Rührkesselreaktoren
25.2 Reale Strömungsreaktoren ohne Rückvermischung...
25.3 Reale kontinuierliche Rührkessel
25.4 Modellvorstellungen zur Beschreibung
realer Systeme
25.4.1 Kompartimentmodell
25.4.2 Das Dispersionsmodell
25.4.3 Das Kaskaden- oder Zellenmodell
25.4.4 Das Segregations- oder Makrofluidmodell
26 Katalyse
26.1 Bedeutung der Katalyse
26.2 Thermodynamische und kinetische Grundlagen
26.3 Homogene Katalyse
26.3.1 Reaktionsmechanismen
26.3.2 Übertragungsmechanismen
26.3.3 Säure-Base-Katalyse
26.3.4 Komplexkatalyse (Koordinationskatalyse)
26.4 Heterogen-katalysierte Reaktionen
26.4.1 Mechanismus und Kinetik
26.4.2 Heterogene Katalysatoren
26.4.3 Katalysatoreigenschaften
26.4.4 Bilanzierung des katalytischen Reaktors

BIOLOGISCHE VERFAHRENSTECHNIK

27 Grundlagen der Mikrobiologie
27.1 Entwicklung und Bedeutung der Mikrobiologie
27.2 Struktur und Funktion der prokaryotischen Zelle
27.2.1 Kern und Plasmide
27.2.2 Cytoplasmamembran
27.2.3 Zellwand
27.2.4 Geißeln
27.2.5 Fimbrien und Pili
27.3 Struktur und Funktion der eukaryotischen Zelle
27.3.1 Cytoplasma
27.3.2 Mitochondrien und Chloroplasten
Hauptgruppen der Bakterien
27.4.1 Stoffwechseltypen
27.4.2 Übersicht über die Vielfalt der Prokaryonten
Hauptgruppen der Hefen und Pilze
Technisch wichtige Mikroorganismen
Biochemische Grundlagen
Grundlagen des Stoffwechsels und der
Energieumwandlung
Ernährungstypen
28.2.1 Heterotrophie und Autotrophie
28.2.2 Chemotrophie und Phototrophie
28.2.3 Lithotrophie und Organotrophie
28.2.4 Aerobierund Anaerobier
Atmungsprozesse
28.3.1 EMBDEN-MEYERHOF-PARNAS-Weg
28.3.2 ENTNER-DONDOROFF-Weg und
Pentosephosphat-Weg
28.3.3 Oxidativer Abbau von Pyruvat
28.3.4 Tricarbonsäure-Cyclus
28.3.5 Atmungskette
Anaerobe Atmung
28.4.1 Nitrat-Atmung
28.4.2 Sulfat-Atmung
Gärungen
28.5.1 Alkohol-Gärung
28.5.2 Milchsäure-Gärung
28.5.3 Propionsäure-Gärung
Bioprozesskinetik
Nährmedien und Wachstumsbedingungen
29.1.1 Feste Nährböden
29.1.2 Temperaturabhängigkeit des Wachstums
29.1.3 pH-Abhängigkeit des Wachstums
Wachstumsbestimmungen
29.2.1 Bestimmung der Mikroorganismenzahl
29.2.2 Bestimmung der Mikroorganismen
Statische Kultur
29.3.1 Exponentielles Wachstum
29.3.2 Wachstumskurve
Kontinuierliche Kultur
29.4.1 Wachstum im Turbidostaten
29.4.2 Wachstum im Chemostaten
Bioreaktoren
Allgemeine Anforderungen an Bioreaktoren
Oberflächenreaktoren
30.2.1 Feste Nährböden
30.2.2 Statische Oberflächenkultur
30.2.3 Bettreaktoren
30.2.4 Membran-Reaktoren
Submers-Reaktoren
30.3.1 Energieeintrag durch Begasung
30.3.2 Energieeintrag durch eine
Flüssigkeitspumpe
30.3.3 Energieeintrag mit Rührorganen
30.3.4 Vergleich der Reaktorsysteme
Belüftung und Sauerstofftransport
Sterilisation und Steriltechnik
Einführung
Kinetik der Abtötung durch Hitzeeinwirkung
Sterilisation von flüssigen Medien
31.3.1 Batch-Sterilisation mit Dampf
31.3.2 Kontinuierliche Sterilisation mit Dampf
31.3.3 Sterilisation durch Filter
31.3.4 Sterilisation durch chemische Methoden.
Sterilisation von Gasen
Messtechnik an Bioreaktoren
Einführung
Physikalische Messgrößen
32.2.1 Temperatur
32.2.2 Druck
32.2.3 Drehzahl
32.2.4 Schaum
32.2.5 Trübung
Chemische Messgrößen
32.3.1 pH-Wert
32.3.2 Redoxpotenzial
32.3.3 Sauerstoff
32.3.4 Kohlenstoffdioxid
32.3.5 lonenselektive Elektroden
Biologische Sensoren

ANWENDUNGEN IN INDUSTRIE UND UMWELT
HERSTELLUNGSVERFAHREN VON ZWISCHEN-
UND ENDPRODUKTEN

33 Schwefelsäureherstellung nach dem
Kontaktverfahren
33.1 Einführung
33.2 Reaktionen
33.3 Rohstoffeinsatz
33.4 Katalysator
33.5 Kontaktverfahren
34 Herstellung von Titandioxid
34.1 Einführung
34.2 Rohstoffeinsatz
34.3 Verfahren.
34.3.1 Sulfatverfahren
34.3.2 Chloridverfahren
34.3.3 Nachbehandlung
35 Erdölaufbereitung und Petrochemie
35.1 Einführung
35.2 Physikalische Bearbeitung
35.2.1 Vorbereitung
35.2.2 Fraktionierte Destillation
35.2.3 Entparaffinierung
35.3 Raffinerieverfahren zur stofflichen Umwandlung.
35.3.1 Cracking-Verfahren
35.3.2 Reforming
35.3.3 Hydrierung
35.3.4 Isomerisierung
35.3.5 Polymerisierung
35.3.6 Alkylierung
36 Herstellung von Polyurethanen
36.1 Einführung
36.2 Reaktion
36.3 Rohstoffeinsatz
36.3.1 Isocyanate
36.3.2 Polyolkomponenten
36.3.3 Hilfs- und Zusatzstoffe
36.4 Verarbeitungsverfahren
36.4.1 Allgemeines
36.4.2 Dosiermaschinen
36.4.3 Formwerkzeuge

BIOTECHNOLOGISCHE VERFAHREN

37 Herstellung von Citronensäure
37.1 Einführende Bemerkungen
37.2 Mikroorganismen und Biosynthese
37.3 Nährmedien
37.4 Produktionsverfahren
37.4.1 Oberflächenverfahren
37.4.2 Submersverfahren
38 Herstellung von Penicillin
38.1 Einführende Bemerkungen
38.2 Antibiotika-Produzenten und Klassifizierung
38.3 Wirkungsspektrum von Antibiotika
38.4 Produktionsverfahren
39 Metallgewinnung durch Mikroorganismen.
39.1 Einführende Bemerkungen
39.2 Mechanismen der mikrobiellen Laugung
39.2.1 Direkte Laugung
39.2.2 Indirekte Laugung
39.3 Laborverfahren
39.3.1 Perkolatorlaugung
39.3.2 Suspensionslaugung
39.3.3 Säulenlaugung
39.4 Industrielle Laugungsverfahren

VERFAHREN ZUR WASSER- UND LUFTREINHALTUNG

40 Reinigung kommunaler Abwässer
40.1 Abwasserarten und Fortleitung
40.2 Abwasserinhaltstoffe
40.2.1 Typische Messgrößen zur
Abwasserbeurteilung
40.2.2 Typische Abwasserparameter für ein
kommunales Abwasser
40.3 Aufbau und Funktion einer kommunalen Kläranlage
40.3.1 Mechanisch-physikalische Reinigung
40.3.2 Chemische Elimination
40.3.3 Biologische Abwasserbehandlung
40.3.4 Nachklärung
40.3.5 Schlammbehandlung
40.4 Alternative Verfahren
41 Mechanische und thermische
Abluftreinigungsverfahren
41.1 Einführende Bemerkungen
41.2 Mechanische Abluftreinigungsverfahren
41.3 Thermische Abluftreinigungsverfahren
41.3.1 Rauchgasentschwefelung und Stickoxidredukt
im Abgasstrom von Kohlekraftwerken
41.3.2 Abscheidung von Quecksilber und Beseitigung
von Dioxinen aus dem Rauchgasstrom von
Abfallverbrennungsanlagen mit Adsorbern
41.3.3 Adsorber in Lackierstraßen der
Automobilindustrie
41.3.4 Thermische oder katalytische
Nachverbrennung
42 Biologische Abluftreinigung
42.1 Kriterien zur Anwendung der biologischen
Abluftreinigung
42.1.1 Abzubauende Substanzen
42.1.2 Mikrobiologische Voraussetzungen
42.2 Biowäscher
42.2.1 Tropfkörperverfahren
42.2.2 Belebtschlammverfahren
42.3 Biofilter
42.4 Biomembranverfahren
42.5 Analysemethoden
42.5.1 Geruchsmessung (Olfaktometrie
42.5.2. Instrumentelle Abluftanalytik

BODEN- UND ABFALLBEHANDLUNG

43 Beseitigung von Altlasten -
Bodensanierungsverfahren
43.1 Einführende Bemerkungen
43.2 Überblick über die Verfahren zur Bodensanierung.
43.3 In-situ-Verfahren
43.4 On-site- und Off-site-Verfahren
44 Verfahren zur Abfallbehandlung
44.1 Einführende Bemerkungen
44.2 Geordnete Deponien
44.3 Hausmüll- und Sonderabfallverbrennung
44.4 Thermische Abfallbehandlungsanlagen
neuer Konzeption
45 Biologische Abfallbehandlung
45.1 Einführende Bemerkungen
45.2 Kompostierung von organischen Abfällen
45.3 Kompostqualität
45.4 Produktion von Biogas