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Wissenschaft für die chemische Industrie

Projektzusammenschluss für die chemische Prozessanalytik

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Die Methoden, die dabei angewandt werden sind vielfältig: „Wir beschäftigen uns mit spektroskopischen Methoden, mit denen man die Abläufe während des chemischen Prozesses direkt im Reaktor beobachten kann“, erklärt Robert Holzer. Dazu gehören etwa verschiedene Techniken aus der Infrarot-Spektroskopie, bei der gemessen wird, wie verschiedene Moleküle aufgrund ihrer Schwingungen und Rotationen unterschiedlich auf die Bestrahlung mit Infrarotlicht reagieren.

Dadurch kann man unterschiedliche Moleküle rasch identifizieren. Auch die laserinduzierte Plasmaspektroskopie gehört zu den im Projekt verwendeten Techniken – dabei wird ein kleiner Teil der Probe mit einem kräftigen Laserpuls zum Plasma ionisiert, die dabei entstehende Strahlung gibt Auskunft über die elementare Zusammensetzung.

Hochkomplexe mathematische Verfahren sind notwendig

Im neuen Projekt sollen nicht nur Standardmethoden verbessert und neue Analysemethoden entwickelt werden. Wichtig ist auch die richtige Verarbeitung der gewonnenen Daten. Um die Messergebnisse richtig interpretieren zu können sind hochkomplexe mathematische Verfahren notwendig. Diese Methoden müssen erstens verbessert und zweitens in benutzerfreundliche Programme verpackt werden.

Mit all diesen Methoden gelingt es, chemische Prozesse in der Industrie besser zu verstehen, sodass man nicht auf Versuch und Irrtum angewiesen ist, sondern stattdessen sehr zielgerichtet Verbesserungsstrategien entwickeln kann. Außerdem lässt sich durch die ständige Beobachtung der Prozesse in das Verfahren steuernd eingreifen, um auch bei schwierigen Verfahren mit nicht immer perfekt reproduzierbaren Anfangsbedingungen optimale Resultate zu erzielen. Wichtig ist ein nachhaltiges Wissen über die Prozesse auch um sie sicher und problemlos auf industriellen Maßstab hochskalieren zu können.

Gleich drei Arbeitsgruppen der TU Wien sind im neuen Projekt mit dabei:

  • Prof. Bernhard Lendl (Institut für Chemische Technologien und Analytik) beschäftigt sich mit Infrarotspektroskopie in verschiedensten Ausprägungen.
  • Prof. Christoph Herwig (Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften) arbeitet an der Optimierung von Bioprozessen und dafür geeigneten Soft-Sensor- Konzepten.
  • Prof. Michael Harasek bringt seine Expertise im Bereich der Verfahrenstechnik und der Strömungssimulation zur Designoptimierung im Projekt ein.

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