Lehrgebiet für Bioverfahrenstechnik (BioVT)

Bioraffinerie (84-434)

Die Veranstaltung soll im Wintersemester 2021/22 als Präsenzveranstaltung stattfinden. Sollte dieses aufgrund von Corona-Verordnungen nicht möglich sein, wird auf eine Mischung von asynchroner Vorlesung (Lehrvideos) und LIVE-ONLINE-Seminaren über Skype for Business umgestellt.

Die Teilnahme an der Vorbesprechung am 25. 10. 2021 um 14:00 h voraussichtlich in Raum 49-501 ist verpflichtend!  

Die Studierenden werden über die Methodik unterrichtet, mit denen verschiedene Bioraffineriekonzepte entwickelt und in der industriellen Praxis betrieben werden. Die vermittelten Informationen sollen die Teilnehmer in die Lage versetzen, komplexe Industriekonzepte zur Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen nachvollziehen und bewerten zu können. Der Schwerpunkt der Vorlesung liegt in der nachhaltigen Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen auf biotechnologischen oder chemischen Wege (integrierte Bioraffineriekonzepte). Dabei werden folgende Themen vertiefend behandelt:

  • Überblick über Bioraffineriekonzepte
  • Konzept der Biobased Economy
  • Ankopplung der Bioraffinerie an chemische Produktionsverbünde
  • Zucker- und Stärkebasierte Bioraffinerien
  • Ganzpflanzenbioraffinerie
  • Lignocellulose-Bioraffinerie
  • Enzyme für Bioraffinerien
  • Produktfamilien der Bioraffinerie (Zucker, Lignin, Biopolymere, Spezialchemikalien)

Im Rahmen der Veranstaltung muss ein Literaturvortrag gehalten und eine Bioraffinerieanlage in-silico mittels des Programms SuperPro-Designer erstellt werden. Der Umgang mit dem Programm wird in der Veranstaltung erlernt.

Block 0 - SuperPro-Designer

Lernvideo 0: Einführung in SuperPro-Designer (Video) 

 

Block I - Einleitung

Einführung in die Bioraffinerie (Vorlesungsfolien)

Lernvideo 1: Einführung in die Bioraffinerie (Video)

Roadmap Bioraffinerie (Literatur)

The utilization of renewable resources in German industrial production (Literatur)

Top Value Added Chemicals from Biomass (Literatur)

Use of Renewable Raw Materials in the Chemical Industry – Beyond Sugar and Starch (Literatur)

The BREW project (Literatur)

Energielösungen für die Zukunft? (Literatur)

 

Block II - Bioraffineriegrundtypen

Bioraffineriegrundtypen (Vorlesungsfolien)

Lernvideo 2: Bioraffineriegrundtypen (Video)

Biobasierte Industrielle Produkte und Bioraffinerie-Systeme (Literatur)

Principles of biorefineries (Literatur)

Biorefinery Concepts in Comparison to Petrochemical Refineries (Literatur)

  • Algen-Bioraffinerie

Algae based biorefinery (Literatur)

Algae biorefinery Review (Literatur)

  • Syngas-Bioraffinerie

Synthesis Gas Biorefinery (Literatur)

Syngas Biorefinery and Syngas Utilization (Literatur)

  • Abfall-Bioraffinerie

Dedicated and Waste Feedstocks (Literatur)

Conversion of Solid Wastes (Literatur)

Biogas-Bioraffinerie

Biogas Plants as Key Units of Biorefinery Concepts (Literatur)

 

Block III - Zucker- und Stärkebasierte Bioraffinerie

Zucker- und Stärkebasierte Bioraffinerie (Vorlesungsfolien)

Lernvideo 3: Zucker- und Stärkebasierte Bioraffinerie (Video)

Sugar- and Starch-Based Biorefineries (Literatur)

Sugarcane Biorefinery (Literatur)

Perspectives for a Sugar Cane-based Biorefinery (Literatur)

 

Block IV - Grüne Bioraffinerie

Grüne Bioraffinerie (Vorlesungsfolien)

Lernvideo 4: Grüne Bioraffinerie (Video)

Green Biorefinery (Literatur)

Bioraffinerien auf Basis schwach verholzter Biomasse (Literatur)

 

Block V - LCF-basierte Bioraffinerie

LCF Bioraffinerie (Vorlesungsfolien)

Lernvideo 5: LCF-Bioraffinerie (Video)

Assessment of pretreatments and enzymatic hydrolysis (Literatur)

Currrent perspective on pretreatment technologies (Literatur)

Engineering aspects of hydrotherma pretreatment (Literatur)

Enzymatische Hydrolyse in LCF-Bioraffinerien (Literatur)

Prozessschritte der LCF-Bioraffinerie I (Literatur)

Prozessschritte der LCF-Bioraffinerie II (Literatur)

Strohbasierte Bioraffinerie (Literatur)

Toward an integrated straw based biorefinery (Literatur)

 

 

Weitere Informationen

  • Anzahl der SWS: 2 (Vorlesung, Praxisphase, Modellierung)
  • Anzahl der ECTS Credits: 3
  • Unterrichtssprache: Deutsch
  • Kennung: MV-BioVT-86434-V-4
  • Leistungspunkte: 3

Termine

Die Veranstaltung besteht aus drei Blöcken. Im ersten Block "Einführung" werden die grundlegenden Typen von Bioraffinerien vorgestellt. Im Block "Prozessdesign" wird mit Hilfe des Programmes Super-ProDesigner der verfahrenstechnische Aufbau von Bioraffinerien erläutert. Im Seminarblock werden durch die Studierenden anhand von Literaturbeispielen einzelne Bioraffinerien vorgestellt und diskutiert. Des Weiteren wird durch die Studierenden in Form einer Gruppenarbeit eine Bioraffinerie-Anlage in-silico aufgebaut und im Vortrag erläutert.

Die Teilnahme an der Vorbesprechung ist verpflichtend! Vorbesprechung zur Veranstaltung im Wintersemester 2021/22: 25. Oktober 2021 um 14:00 h voraussichtlich in Raum 49-501.

TAGUHRZEITRAUMART
25.10.2114:00-14:30voraus. 49-501Vorbesprechung
08.11.2110:00-11:30voraus. 49-204Vorlesung
08.11.2113:00-14:30voraus. 49-204Vorlesung
10.11.2110:00-11:30voraus. 49-501Vorlesung
15.11.2110:00-11:30voraus. 49-501Vorlesung (Einführung SuperPro Designer)
13.12.2113:00-17:00voraus. 49-204Literaturseminar
04.02.2213:00-17:00voraus. 49-204Bioraffinerie-Vorträge

Literatur

  • B. Kamm, P.R. Gruber, M. Kamm; Biorefineries: Industrial Processes and Products; Wiley-VCH ISBN-10: 3-527-31027-4
  • R. Ulber, D. Sell, T. Hirth (Eds.); Renewable Raw Materials - New Feedstocks for the Chemical Industry; Wiley-VCH (2011)

 

Externe Links

US Department of Energy - Library

Wikipedia zum Thema Bioraffinerie

Zeitschrift Biofuels, Bioproducts and Biorefining (Volltexte nur über TU KL eingeschränkt zugänglich)

Hinweis: Die Vorlesungsunterlagen finden Sie im entsprechenden  OpenOLAT-Kurs

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