| Forschungsstelle 1: | Technische Universität Dresden Fakultät Maschinenwesen Institut für Verfahrenstechnik und Umwelttechnik (IVU) Professur für Chemische Verfahrenstechnik in Dresden |
| Projektleiter 1: | Prof. Dr. Markus Schubert |
| Forschungsstelle 2: | Technische Universität Dresden Fakultät Maschinenwesen Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstoffe Professur für Textiltechnik in Dresden |
| Projektleiter 2: | Prof. Dr. Chokri Cherif |
| Laufzeit: | 01.08.2025 - 31.01.2028 |
In Kontaktapparaten der Verfahrenstechnik sind die bisher verwendeten Packungen, z.B. regellose Füllkörper oder strukturierte Packungen, stets fest in den Apparaten verbaut und prozessbestimmende Parameter, wie Zellengeometrie und Leerraumvolumen, sind während des Betriebes unveränderlich. Das schränkt die Flexibilität der Apparate bei veränderten Lastzuständen stark ein. Eine höhere Apparateflexibilität ist jedoch für eine wirtschaftliche Herstellung der für viele Industriezweige relevanten Grundstoffe besonders beim zunehmenden Einsatz biobasierter Edukte aus nachwachsenden Rohstoffen mit schwankender Zusammensetzung zwingend erforderlich, insbesondere zum Ausgleich von daraus resultierenden Temperaturänderungen im Apparat.
Das Ziel des Projektes ist daher die simulationsgestützte Entwicklung und Umsetzung selbst-adaptiver Packungen auf Basis von Abstandsgestricken, die bei Änderungen spezifischer Prozessparameter (z.B. Temperatur) ihre Zellengeometrie selbstständig anpassen, um Stoffaustauschprozesse zwischen Gasen und Flüssigkeiten gezielt zu beeinflussen. Der dazu vorgesehene Ansatz ist die definierte Einarbeitung thermo-responsiver Drähte aus Formgedächtnislegierungen (FGL). Der Nachweis der Selbstregulierung der neuartigen Packungen erfolgt anhand der exothermen Hydrierung von Cyclohexen zu Cyclohexan. Der Temperaturanstieg während der Reaktion ist der Trigger zur Regelung der Reaktionsgeschwindigkeit und demzufolge der Temperatur im Apparat.
Insbesondere die KMU der Verfahrenstechnik (insb. Packungshersteller), der Textilindustrie (u.a. Drahthersteller, Strickereien) und der Spezialchemie profitieren von den Projektergebnissen. Im Projekt entsteht ein umfangreiches Basiswissen zur Realisierung neuartiger selbst-adaptiver Packungen als Grundlage für eine optimierte Prozessregelung in Kontaktapparaten der Verfahrenstechnik. Dies ermöglicht schließlich eine effiziente und wirtschaftliche Nutzung biogener Rohstoffe mit schwankender Rohstoffqualität.
Das IGF-Vorhaben Nr. 01IF23162N der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wird im Rahmen des Programms „Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF)“ durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.