Die systematische Auseinandersetzung mit Trennprozessen aus der Chemie, der Biotechnologie und der Umwelttechnik führte zu einem tiefen Verständnis von Wärme- und Stofftransport in Abhängigkeit der fluiddynamischen Eigenschaften der betrachteten Prozesse. Membranprozesse, die in einigen Gebieten immer noch eine neue Technologie darstellen, sind ein Schwerpunktsgebiet seit über zehn Jahren innerhalb der Arbeitsgruppe. In laufenden Projekten werden Nanofiltration und Gaspermeation als moderne und energieeffiziente Trennmethoden betrachtet.Die schnelle Entwicklung von CFD-Methoden und die Verfügbarkeit von verlässlichen CFD-Codes haben ein weites Feld für wissenschaftliche und angewandte Forschungsprojekte eröffnet, welche die Auslegung und das Design von Apparaten, Geräten und Modulen mit deren spezifischen, fluiddynamischen Anforderungen ermöglichen.Prozessingenieure machen immer noch Gebrauch von empirischen Gleichungen, basierend auf dimensionslosen Kennzahlen, um Apparate auszulegen. Komplexe Reaktoren oder Trennapparate können aber nicht alleine mit diesen Modellen beschrieben werden. Verlässliche Antworten auf Fragen wie "Wie verändert eine Geometrieänderung die Prozessleistung?", "Wie wirken sich unterschiedliche Prozessbedingungen aus?" oder "Wie sieht das Teillastverhalten aus?" werden benötigt aber können teuer sein, wenn sie aus Experimenten abgeleitet werden müssen.Numerische Strömungssimulation wurde eine effektive Alternative. Durch dreidimensionale Diskretisierung der Navier-Stokes Gleichung, der Energiegleichung, Modellierung von Turbulenz und zusätzlicher Terme (Spezienbilanzen, Reaktionen, externe Kräfte, Mehrphaseninteraktion) ist es möglich lokale Informationen über das Strömungsfeld zu gewinnen.Die Arbeitsgruppe begann früh CFD als ein wichtiges Werkzeug in der Verfahrenstechnik zu verwenden. Experimentelle CFD-Codes und verschiedene Untermodelle für kommerzielle CFD-Programme wurden entwickelt und in zahlreichen Projekten angewandt.KERNKOMPETENZENCFD (Computational Fluid Dynamics), Prozessauslegung, EnergietechnologieStrömungsmessung (Grundoperationen, Mehrphasenströmungsphänomene)Strömungs- und Systemverhalten bei industriellen HochtemperaturprozessenChemische, biotechnologische und Umweltanwendungen von thermischen Trennverfahren (downstream processing)Thermische Verfahrenstechnik (Membranprozesse, Rektifikation, Absorption)

The systematic investigation of separation processes used in chemistry, biotechnology and environmental technology has led to in-depth knowledge of heat and mass transfer in dependence of fluid dynamic properties of the process. Membrane separation processes - in some areas still an emerging technology - have been of special interest within the research group for more than ten years. Current projects involve the investigation of nanofiltration and gas permeation as modern efficient and energy saving separation technologies.The fast development of Computational Fluid Dynamics (CFD) methods and the availability of reliable CFD codes have opened a wide field for scientific and applied research projects to assist the design of apparatuses, devices or modules with their special fluid dynamic requirements.Process engineers still make use of empiric equations based on dimensionless numbers to design the apparatus. However, complex reactors or separation devices cannot be described by such models only. Reliable answers to questions such as "How does a geometry change affect the process performance?", "What is the effect of different process conditions?" or "How is the partial load behavior?" are needed but may be expensive especially if they have to be derived from experiments.Numerical flow simulation has become an effective alternative. By three dimensional discretization of the Navier-Stokes equation, the continuity equation, the energy equation and additional terms (species balances, reactions, external forces, multiphase flow interactions) it is possible to obtain local information about the flow field.The research group has started early to make use of CFD as an important tool in chemical engineering. Experimental CFD codes as well as various submodels to commercial CFD solvers have been developed recently and have been successfully applied in various projects.CORE COMPETENCESComputational fluid dynamics (process engineering, energy technology)Flow measurement (unit operations, multi-phase flow phenomena)Flow and system behaviour of high temperature industrial processesChemical, biotechnological and environmental applications of thermal separation processes (downstream processing)Thermal process engineering (membrane processes, rectification, absorption)