A.) Chemisches Rechnen (Stöchiometrie)
Beherrschung einfacher Gehaltsberechnungen von Mischungen und Verdünnungen, von Säure/Base-Titrationen, Re./Ox.-Reaktionen und komplexometrischen Titrationen

B.) Elektrochemie
Leitfähigkeitsmessungen (spezifische Leitfähigkeit, Äquivalentleitfähigkeit), Nernst'sche Gleichung, Akkumulatoren, Brennstoffzellen, Thermoelement, Elektroden (Ag/AgCl-Elektrode, Glaselektrode, fluoridsensitive Elektrode), Potentiometrie, Datenübertragung zu einem Laborrechner, potentiometrische Titrationen, Amperometrie (am Beispiel einer Clark-Zelle zur Sauerstoffmessung), Voltametrie (am Beispiel einer jodometrischen Karl-Fischer Titration), Schwermetallbestimmung mittels Polarographie

C.) Spektroskopie
Bohr'sches Atommodell, Kernspin, Flammenemissionsspektroskopie (FES), Atomabsorptionsspektroskopie (AAS), UV-vis-Spektroskopie, Infrarotspektroskopie (IR)

D.) Chromatographie
Nernst'scher Verteilungssatz, Chromatographiegesetz, Dünnschichtchromatographie, Säulenchromatographie (GC, HPLC), Gelelektrophorese

• Analytikum, K. Doerffel, R. Geyer, H. Müller, Deutscher Verlag für Grundstoffchemie, Leipzig, Stuttgart, 1994
• Elektrochemie, C. H. Hamann, W. Vielstich, Wiley - VCH, Weingarten, 1998
• Grundlagen der quantitativen Analytik, R. R. Kunz, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998

Versuch 0: Sicherheitsbelehrung und Ansetzen der benötigten Reagenzien und Titrationslösungen

Versuch 1: Komplexometrische Härtebestimmung von Prozesswasser

Versuch 2: Red./Ox.-Titration zur Bestimmung des Permanganatindexes und jodometrische Bestimmung von Sauerstoff in Oberflächenwasser

Versuch 3: Photometrische Bestimmung von Eisen in Prozesswasser

Versuch 4: Dünnschichtchromatographische Untersuchung von Blattfarbstoffen

Versuch 5: Rechnergesteuerte Säure/Base-Titration mit elektronischer Auswertung

Versuch 6. Rechnergesteuerte Aufnahme von Enzymkinetiken (durch Leitfähigkeitsmessungen) zur quantitativen Bestimmung von Harnstoff in Kunststdünger

Skript zum Praktikum (Bernd Spangenberg, Analytik)

Die Studierenden

• kennen ausgewählte Sensoren und ihre Anbindung in Messsysteme für elektrische Größen.
• berechnen die elektrischen Größen der Sensoren für Temperaturen, Masse- und Volumenströme aus vorgegebenen physikalischen Größen
• kennen Messprinzipien für den ph-Wert
• unterscheiden Messprinzipien für Kräfte
• können ausgewählte mathematische Modelle anwenden, die für die Nutzung dieser Sensoren benögitg werden
• können Verfahren zur Abschätzung und Berechnung von Messunsicherheiten und der statistischen Auswertung von Messdaten wie Standardabweichung, Mittelwertbildung, Median, Lineare Regression anwenden.

• Hans-Rolf Tränkler, Leonhard M. Reindl: Sensortechnik: Handbuch für Praxis und Wissenschaft, Springer Vieweg, 2. Auflage, 2014
• Norbert Weichert, Michael Wülker; Helmut Geupel: Messtechnik und Messdatenerfassung, R. Oldenbourg Verlag, 2. Auflage, 2000

Die Studierenden:

• können Rechenregeln in Signalflussplänen anwenden.
• lineare Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten in Anwendungen der Regelungstechnik lösen.
• können Frequenzgänge berechnen.
• kennen grundlegende Regelstrecken.
• können die Parametrierung von PID-Reglern durch Analyse der Sprungantworten anwenden.
• können von Eigenschaften einschleifiger Regelkreise (Stabilität, Zeitverhalten, Beharrungswert) berechnen.

Zacher, Serge, Reuter, Manfred: Regelungstechnik für Ingenieure, Springer, 2017

Die Studierenden können zur Kalibration und Charakterisierung von Messeinrichtungen und Regelstrecken durchführen und grundlegende Kenntnisse von der Messung von Drücken/Kräften, Temperaturen, Masse- und Volumenströmen und der grundlegenden Eigenschaften von Regelstrecken und der Parametrierung von Reglern anzuwenden.

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.

In der Vorlesung werden die thermodynamischen Zusammenhänge hergeleitet und anhand von Beispielen vertieft.

Die Lehrveranstaltung wird in zeitlich aufeinander folgende Abschnitte unterteilt und sowohl in deutscher und englischer Sprache angeboten.

1. Abschnitt:

• Grundbegriffe: Thermodynamisches System, thermodynamischer Zustand, thermodynamisches Gleichgewicht, Zustandsgleichungen (insb. thermische und kalorische Zustandsgleichung idealer Gase), Zustandsänderungen, Wärme, Arbeit, Dissipationsenergie, innere Energie, Enthalpie und Entropie
• der 1. Hauptsatz: Formulierung für geschlossene und offene Systeme, therm. Wirkungsgrad und Leistungszahl

2. Abschnitt:

• der 2. Hauptsatz: Mathematische Formulierung, Entropie, Wirkungsgrad, Anergie/Exergie und einfache, reversible bzw. irreversible thermodynamische Prozesse
• Kreisprozesse mit idealen Gasen: Rechts- und linksgängige Prozesse, z. B. Carnot-, Diesel-, Otto-, Stirling-, Ericson-, Joule-Prozess.

3. Abschnitt:

• Mehrphasige Systeme reiner Stoffe: Zustandsgrößen, Zustandsgleichungen im Zweiphasengebiet (auch Diagramme und Zahlentafeln), einfache Zustandsänderungen und Clausius-Clapeyron-Gleichung
• Kreisprozesse mit Dämpfen: insb. Clausius-Rankine-Prozess und Kompressions-Kältemaschine/Wärmepumpe)
• Gemische von Gasen: Feuchte Luft (Zustandsgrößen und h,x-Diagramm)

• Technische Thermodynamik, E. Hahne (Oldenbourg, 2010)
• Einführung in die Thermodynamik, G. Cerbe, H.-J. Hoffmann (Carl Hanser Verlag, 2008)
• Fundamentals of Engineering Thermodynamics, M. Moran, H. Shapiro (Wiley, 2008)
• Thermodynamik, Band 1, Einstoffsysteme, K. Stephan, F. Mayinger (Springer Verlag, 2010)
• Thermodynamik, H. D. Baehr (Springer Verlag, 2006)

• Einführung in die Wärmeübertragung
  anhand bekannter Beispiele aus der Thermodynamik (Wärmepumpe/ Kältemaschine, Energiebilanz, Wirkungsgrad und Leistungziffer, Wärmetauscher)
• Prinzipielle Mechanismen der Wärmeübertragung
• Wärmeleitung - oder der Wärmeübergang in ruhenden Systemen
  Fourier-Gleichung für die Wärmeübertragung
  Anwendung der stationären Wärmeleitung auf unterschiedliche Geometrien
  Instationäre Wärmeleitung (Einführung die Methodik der dimensionslosen Kennzahlen und der Ähnlichkeitstheorie, Fo und Bi)
• Wärmekonvektion - oder der Wärmeübergang in bewegten Systemen
  Erzwungene Konvektion und deren kinetischer Ansatz für die Wärmeübertragung (Kennzahlen Nu, Re, Pr, Nußelt-Theorie, Wärmeübergangszahlen für verschiedene Anwendungen)
  Freie Konvektion und deren dimensionslose Kennzahlen (Graßhof)
• Wärmestrahlung - oder der Wärmetransport durch elektromagnetische Strahlung
  Grundgesetz der Temperaturstrahlung, Stefan-Boltzmann-Gesetz und Lambertsche Gesetze
  Strahlungsaustausch

• P. von Böckh, Th. Wetzel: Wärmeübertragung, 5. Auflage, 2014, Springer-Verlag
• VDI-Wärmeatlas: Berechnungsblätter für den Wärmeübergang, 13. Auflage, 2019, Springer-Verlag
• R. B. Bird, W. E. Stewart, E. N. Lightfoot: Transport Phenomena, 2nd edition 2002, John Wiley & Sons, Inc.
  

Durchführung und Auswertung von Wärmeübertragungsversuchen im Technikumsmaßstab

Doppelrohrwärmetauscher

Wärmetransport in der Wirbelschicht

Kompressionskältemaschine

Trocknungsprozess in der Klimakammer

• J. Zimmer, S. Mall-Gleißle, Versuchsbeschreibungen
• VDI-Wärmeatlas: Berechnungsblätter für den Wärmeübergang, 13. Auflage, 2019, Springer-Verlag

• Einführung in die Stoffübertragung
• Analogie von Wärme- und Stoffübertragung
• Feuchte Luft
  Definition der Enthalpie für feuchte Luft, das Mollier-Programm
  Klimatisierungsprozesse
• Trocknungsprozesse
• Diffussion am Beispiel der Kondensation
  Nußeltsche Wasserhauttheorie

• P. Stephan, K. Schaber, K. Stephan, F. Mayinger: Thermodynamik, Band 1: Einstoffsysteme, 19. Auflage, 2013, Springer-Verlag
• VDI-Wärmeatlas: Berechnungsblätter für den Wärmeübergang, 13. Auflage, 2019, Springer-Verlag
• R. B. Bird, W. E. Stewart, E. N. Lightfoot: Transport Phenomena, 2nd edition 2002, John Wiley & Sons, Inc.

• Grundlagen
  Eigenschaften von Fluiden, Molekularer Aufbau, Stoffdaten, Newtonsche und
  nicht-newtonsche Medien
• Reibungsfreie Strömungen
  Stromfadentheorie, Bernoulli-Gleichung, Wirbelströmungen, Druckbegriffe und
  deren Messung, Ausströmen aus Behältern, ebene Strömungen,
  Potentialströmungen und Tragflügeltheorie
• Reibungsbehaftete Strömungen
  Reibungseinfluss, Kennzahlen, laminare und turbulente Strömungen,
  Navier-Stokessche Gleichungen, Druckabfall in durchströmten Leitungen,
  Impulssatz, Grenzschichttheorie
• Druckverlust und Strömungswiderstand
  Energiegleichung, Druckverlust in durchströmten Bauteilen, Krümmer, Düsen,
  Diffusoren, Widerstand umströmter Körper, Fahrzeuge, Tragflügel, Gebäude 

• Y. A. Cengel, J.M. Cimbala (2017): Fluid Mechanics. McGraw-Hill
• F. M. White (2016): Fluid Mechanics. McGraw-Hill
• H. Oertel: Introduction to Fluid Mechanics. Universitätsverlag Karlsruhe
• Weitere Literatur wird in der Veranstaltung bekanntgegeben
  

• Hydro-und Aerostatik
  Druckverteilung im Schwere- und Zentrifugalfeld, Kraftwirkungen auf Behälterwände, Archimedischer Auftrieb
• Gasdynamik
  Strömungen kompressibler Medien, Laval-Düse, senkrechter Verdichtungsstoß

• Y. A. Cengel, J.M. Cimbala (2017): Fluid Mechanics. McGraw-Hill
• F. M. White (2016): Fluid Mechanics. McGraw-Hill
• H. Oertel: Introduction to Fluid Mechanics. Universitätsverlag Karlsruhe
• Weitere Literatur wird in der Veranstaltung bekanntgegeben

The course will focus on everyda technical English used in industries, particulary from this region, and will concern describing technical functions, materials, parts, problems, etc. as well as any specific themes requested by the class.

Materials and resources will be provided during the course.

• Projektablauf, Phasenmodel
• Sicherheits- und Umwelttechnik
  (Gesetze/Verordnungen, Sicherheits-/PLT-Einrichtungen)
• Normung und Standardisierung
  Grundsätze, Ergebnisse, Organisationen, Werksnormen
• Planungsschritte
  Konzeptphase; Basic Engineering; Detail Engineering; Realisierung (Bau und Inbetriebnahme)
• Begleitende Prozesse
  Projektmanagement (Werkzeuge, Zeitplanung, Kosten- und Terminverfolgung)
  Dokumentenmanagement (Dokumentation/Technische Dokumentation, Dokumentenlenkung)
  Anfragen/Bestellung/Verträge
• Konzeptphase/Basic Design
  Verfahrensauslegung großtechnischerAnlagen, Mengen- und Energiebilanzen, Anlagenbeschreibung, Ausrüstungsspezifikationen, Grundfließschemata, Verfahrensschemata
• Detailed Engineering
  Aufstellungsplanung, Rohrleitungsplanung, Apparateplanung, Planungsabwicklung Elektrotechnik, MSR-Technik, R&I-Fließschemata
• Wirtschaftliche Betrachtung
  (Marktanalyse, Investitionskosten, Betriebskosten)
• Unternehmensformen, Lizenz-Nutzungsrechte

• W. Wagner; Planung im Anlagenbau, Vogel Business Media, Würzburg, 2018
• K.H. Weber, F. Mattukat, M. Schüßler; Dokumentation verfahrenstechnischer Anlagen; Springer Vieweg, Wiesbaden, 2020

1. Grundlagen
1.1 Einführung, Begriffe
1.2 Stand der Technik
1.3 Belastungsarten Festigkeitshypothesen
1.4 Maßtoleranzen und Passungen
2. Werkstoffe im Apparatebau
2.1 Werkstoffe und ihre Eigenschaften
2.2 Banspruchung von Werkstoffen
2.3 Korrosionsschutz
3. Maschinenelemente
3.1 Achsen, Wellen
3.2 Lager, Dichtungen
3.3 Schweißverbindungen
4. Behälterbau
4.1 Wandstärke von Druckbehältern
4.2 Boden und Deckel von Druckbehältern
4.3 Bau- und Druckprüfung

• AD 2000 Merkblätter, Heymanns, 2000
• DIN-Taschenbuch 15, Stahlrohrleitungen 1: Maße und Technische Lieferbedingungen, Beuth Verlag, Berlin, 1994
• Festigkeitsberechnungen im Apparate- und Rohrleitungsbau, 4. Aufl. 1991, W. Wagner, Vogel Verlag, 1991
• Festigkeitsberechnungen Verfahrenstechnischer Apparate, 1. Aufl., E. Wegener, Wiley-VCH, 2002
• Handbuch Rohrleitungsbau, Wossog, Vulkan Verlag, 1998
• Maschinenelemente, 18. Auflage, H. Roloff, W. Matek, Vieweg, 2007
• Maschinenelemente, Bände I-III, 2. bzw. 3. Aufl. 2001/03, G. Niemann, H. Winter,  B.-R. Höhn, Springer Verlag, 2001
• Rohrleitungstechnik, 5. Aufl., W. Wagner, Vogel Verlag Würzburg, 1991
  

• Einleitung
  Technische Kommunikation (Normen und Richtlinien, technische Zeichnungen, Diagramme, Fließschemata, Rohrleitungsisometrien)
• Dokumentation verfahrenstechnischer Anlagen
  Rohrleitungs- und Instrumentierungsschema
  Darstellung der Aufgaben der Prozeßmess- und Leittechnik
• Grundkurs Technisches Zeichnen
  Allgemeines zu technischen Zeichnungen (Formate und Faltung, Maßstäbe, Linienarten, Projektionsarten, Schnittdarstellung, Schriftfelder, Stücklisten)
  Zeichnungsarten (Skizze, Einzelteilzeichnung, Zusammenbauzeichnung)
  Bemaßung
  Projektionsarten
  Darstellung von Schnitten
  Beispiele für Abwicklungen und Durchdringungen

• S. Labisch, G. Wählisch; Technisches Zeichnen; Springer Vieweg, Wiesbaden, 2020
• K.H. Weber, F. Mattukat, M. Schüßler; Dokumentation verfahrenstechnischer Anlagen; Springer Vieweg, Wiesbaden, 2020

• Grundlagen der graphischen Datenverarbeitung mit CAD-Systemen
• Darstellung und Konstruktion von graphischen Objekten
• Konstruktionswerkzeuge, Maßstäbe, Koordinatenbezug
• Templates und Kartenlayouts
• Anwendungen (Technische Dokumentationen, Symbolbibliotheken)
• Methoden der zwei- und dreidimensionalen Konstruktion
• Konstruktion von einfachen 3-D-Bauteilen

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.

Die tatsächlichen Inhalte sind auch durch betriebliche Erfordernisse bestimmt. Nach Möglichkeit sollten mehrere Tätigkeitsfelder durchlaufen werden.

Die Ziele können z. B. in Betrieben der Energieversorgung, der verfahrenstechnischen, chemischen, biotechnischen, pharmazeutischen, Lebensmittel- oder Rohstoff-Industrie durch folgende Ausbildungsinhalte vermittelt werden:

• Analyseaufgaben im Feld und im Betriebs- oder Versuchslabor
• Erstellen von Massen- und Energiebilanzen
• Durchführung und Auswertung von Technikumsversuchen
• Montage- und Wartungsarbeiten
• Optimierung von Verfahren z. B. zwecks Verminderung der Umweltbelastung

Wird bei Bedarf im Betrieb bekannt gegeben.

1. Kennzeichnung von Einzelpartikel
   Äquivalentdurchmesser, optische Größencharakteristiken von Partikeln
2. Kennzeichnung von Partikelkollektiven, Partikelverteilungen und deren Darstellung
   Verteilungssumme und Verteilungsdichte, Umrechnungen
3. Approximationsfunktionen
   Potenzfunktion, log. NV-Funktion und RRSB-Funktion
4. Zerkleinerung von Feststoffen
5. Mechanische Kornvergrößerung
6. Partikelschüttungen und Wirbelschichten
7. Pneumatische Förderung
8. Bewegung von Partikeln in Kraftfeldern
9. Stationäre Sinkgeschwindigkeit
10. Mechanisches Trennen
    Einteilung und Bewertung von Trennapparaten, Schwerkraftabscheider und -klassierer, mechanische Filtration und Fliehkrafttrennung
11. Mischen von Flüssigkeiten

• Handbuch der Mechanischen Verfahrenstechnik, Bd. 1+2, H. Schubert, Wiley-VCH, 2001
• Mechanische Verfahrenstechnik, Bd. 1+2, Matthias Stieß, Springer Verlag, 2002
• Grundlagen der Verfahrenstechnik für Ingenieure, H.-D. Bockhardt et al., Deutscher Verlag für Grundstoffchemie, 2004
  

Auswahl an Versuchen:

• Viskositätsmessung
• Partikelzerkleinerung und Siebanalyse
• Rohrleitungstechnik
• Freier Fall von Partikeln
• Mischzeitmessung im Rührkessel
• Stoffübergangsmessung im Rührfermenter
• Kuchenbildende Filtration

Mechanische Verfahrenstechnik, Bd. 1+2, Matthias Stieß, Springer Verlag, 2002

1. Grundlagen der Modellierung (Erstellen von DGL zur eindimensionalen Modellierung transienter/dynamischer Prozesse)
2. Bilanzierungstechniken (Wahl des Bilanzraumes: idealer Rührkessel, Rohrreaktor, Festbettreaktor, Massenbilanz, Energiebilanz, kinetische Ansätze)
3. Simulation von Beispielen aus der Verfahrenstechnik mit Microsoft-Excel (Rührbehälter, Rohrreaktor, Adsorption (Gaschromatografie), Warmwasserzirkulation)
4. Simulationssoftware CHEMCAD /Chemstations (Aufbau des Programms, Datenbanken, Erstellen von Fließbildern, Durchführen von Sensitivity Studies)
5. Berechnung einfacher thermodynamischer Prozesse, Kreisprozesse (Kältekreislauf), thermische Trennprozesse, Absorption, Rektifikation mit CHEMCAD

Chemical engineering dynamics: An introduction to modelling and computer simulation, Ingham, John, compl.rev.ed., WILEY-VCH, 2007

Schriftliche Dokumentation der Bachelorarbeit in angemessener wissenschaftlicher Tiefe.

je nach Thema der Bachelorarbeit

Mündliche Präsentation der Bachelorarbeit in einem abschließenden Kolloquium. Dauer der Präsentation 20 Min. mit anschließender Diskussion.

je nach Thema der Bachelorarbeit

1. Struktur eines wissenschaftlichen Berichts (Abkürzungsverzeichnis, Inhaltsangabe, Anhänge)
2. Recherchieren, Literaturverwaltung, Zitieren und Literaturverzeichnis
3. Darstellung von Tabellen und Diagrammen
4. Zeitplan
5. Schreibprozess (Makro- und Mesostruktur) und Sprachgestaltung

Thomas Plümper, Effizient Schreiben-Leitfaden zum Verfassen von Qualifizierungsarbeiten und wissenschaftlichen Texten (3. Auflage), Oldenbourg Verlag München, 2013

Biologische Grundlagen

• Genetik
• Enzyme
• Stoffwechsel

Allgemeine Ökologie

• Ökologie der Gewässer
• Boden
• Ökotoxikologie

• Begon et al, Ökologie, Springer Spektrum, 2017
• Manuskript zur Vorlesung

Teil 1: Grundlagen der Bioverfahrenstechnik

• Mehrphasige Reaktionssysteme
  Grundlagen der Mehrphasenströmung, Stoffübergang (Zweifimtheorie), Aerobe Fermentation
• Ideale Reaktormodelle
  Betriebsweisen von Reaktoren, Reaktortypen (Rührkessel/Strömungsrohr als ideale Reaktormodelle, Verweilzeit/Raumzeit, diskontinuierlich idealer Rührkessel (DIK)
• Verweilzeitverhalten kontinuierlich betriebener Reaktoren
  ideales/reales verweilzeitverhalten, Verweilzeitfunktion, Experimentelle Bestimmung der Verweilzeitfunktion, Rührkesselkaskade
• Rühren und Belüften in Bioreaktoren
  Rührorgane, Leistungsbedarf und Dimensionsanalyse, Nicht-Newtonische Fluide und Leistungsbedarf, Mischzeitcharakteristik, Pumpkapazität, Dispergierungfähigkeit des Rührers, Maßstabsübertragung, Einstoff-/Zweistoffdüsen, scherarme Belüftung von Zellkulturen
• Bioreaktoren für aerobe und anerobe Prozesse
  aerobe Abwasserreaktoren, Biogasreaktoren, Biofilter
• Fermenterausstattung und Messtechnik
  Temperaturmessung, Durchfluss, Mengenmessung, Druck, Inhalt, pH, pO2, CO2, Bildzeichen als Brücke zur Vl Anlagenplanung/Dokumentation

Teil 2: Bioreaktionstechnik

• Grundlagen der Reaktionstechnik
  Grundbegriffe, Stöchiometrie, chem. GGW, Aktivierungsenergie u. Katalyse, Kinetik, homogene/heterogen Katalyse
• Fermentationsprozess
  schematischer Ablauf einer Fermentation, Betriebsweisen (disk., konti, fedbatch), Wachstumskinetik
• Batchfermentation
  Zellwachstum, Produktbildung (Grundlagen, Raten, Produktivität, kinetische Modelle der Produktbildung), Ertragskoeffizienten, Beispiele
• Kontinuierliche Fermentation
  Einteilung, Massenbilanzen, Kriterien zur Auslegung, Bilanzierung mehrstufiger Systeme mit/ohne Zellrückführung, Erhaltungsstoffwechsel, integrierte Bioprozesse
• Beispiele umweltbioverfahrenstechnischer Prozesse
  Biogas/Abwasser, Biofilter, mikrobielle Brennstoffzelle 

• Posten, Clemens (Hg.) (2018): Integrated Bioprocess Engineering, De Gruyter graduate, Berlin, Boston: De Gruyter, Buch (Sammelwerk)
• Chmiel, Horst, Takors, Ralf, Weuster-Botz, Dirk, (Hsg.) (2018): Bioprozesstechnik, SpringerLink Bücher, 4. Auflage, Berlin: Springer Spektrum (Springer eBook Collection)
• Takors, Ralf, 1966 (Hsg.) (2014): Kommentierte Formelsammlung Bioverfahrenstechnik, SpringerLink Bücher, Berlin, Heidelberg: Springer Spektrum (Springer eBook Collection), Buch (Monographie)
• Aufgaben zur Bioreaktionstechnik: für Studenten der Biotechnologie, der Lebensmitteltechnik, des Wasserwesens, der Abwasser- und Umwelttechnik; (1994). Unter Mitarbeit von Karl-Heinz Wolf, Berlin, Heidelberg [u.a.]: Springer

• Verständnis der Rolle und des Potenzials der Biomasse ein einem 100%-EE-Energiesystem
• Kenntnis der aktuellen Marktdaten der Biomasse-Technologien
• Kenntnis verschiedener Technologien von Biomasse-Nutzung
• Kenntnis der Prozesse und der Prozessparameter bei der Pyrolyse von Biomasse
• Kenntnis des EBC und der Charakterisierung von Pflanzenkohle
• Kenntnis von Grundlagen der Bodenkunde sowie der Wirkung von Biochar als Bodenverbesserer
• Kenntnis der Anwendungsmöglichkeiten von Biochar in der Landwirtschaft 5.0
• Kenntnis der Prozesse, der Prozessparameter und verschiedener Reaktoren-/Systemtypen bei der Biogas-Produktion
• Fähigkeit zur Auswahl des geeigneten Reaktortyps und Speichersystem für verschiedene Anwendungen
• Verständnis von Substratbewertung für die Biogas-Produktion
• Kenntnis von Praxis-Beispielen von Biogas-Anlagen

Verpflichtende Lektüre:

• Kaltschmitt et al., ”Energie aus Biomasse”, Springer, Kapitel 16
• Kaltschmitt et al., „Renewable Energy Systems”, Springer, Kapitel „Biomass Pyrolysis”
• Lehmann et al., „Biochar for Environmental Management”, earthscan, Kapitel 4

Vertiefende Lektüre:

• Fachverband Nachwachsende Rohstoffe, ”Leitfaden Biogas”, biogas.fnr.de
• Dieter Deublein et al., ”Biogas from waste and renewable ressources”, Wiley, 2011
• Stefan Böhler, Biologisch/Thermisches Kombinationsverfahren zur Erzeugung eines Synthesegases aus Biomasse., Diplomarbeit HSO, 2008

• Herstellung von Pflanzenkohle mit dem Kon-Tiki-Reaktor
• Probennahme Pflanzenkohle
• Fingerbodenanalyse
• Bodenprobennahme
• Topfversuche zum Wachstum von Gemüsepflanzen
• Korngrößenanalyse von Böden

Verpflichtende Lektüre:

• Kaltschmitt et al., ”Energie aus Biomasse”, Springer, Kapitel 16
• Kaltschmitt et al., „Renewable Energy Systems”, Springer, Kapitel „Biomass Pyrolysis”
• Lehmann et al., „Biochar for Environmental Management”, earthscan, Kapitel 4

Vertiefende Lektüre:

• Fachverband Nachwachsende Rohstoffe, ”Leitfaden Biogas”, biogas.fnr.de
• Dieter Deublein et al., ”Biogas from waste and renewable ressources”, Wiley, 2011
• Stefan Böhler, Biologisch/Thermisches Kombinationsverfahren zur Erzeugung eines Synthesegases aus Biomasse., Diplomarbeit HSO, 2008

• Einleitung und Grundbegriffe
  1. Was ist chemische Reaktionstechnik?
  2. Betriebsweise von Reaktoren
  3. Grundtypen chemischer Reaktoren
• Quantitative Beschreibung chemischer Reaktionen
  1. Stöchiometrie
  2. Chemische Thermodynamik
  3. Chemische Kinetik
  4. Erhaltungsgrößen und Erhaltungsgleichungen
• Ideale Reaktoren
  1. Grundbegriffe
  2. Absatzweise betiebener idealer Rührkessel
  3. Stationäres ideales Strömungsrohr
  4. Kontinuierlich betriebener Rührkessel
  5. Vergleich der idealen Reaktoren
• Beispiele
  1. Steamcracker
  2. Autoabgaskatalyse
  3. Penicillinherstellung

• Wolfgang Bessler, Skript zur Vorlesung
• Erwin Müller-Erlwein, "Chemische Reaktionstechnik", Springer Spektrum Wiesbaden, 3. Auflage 2015 als pdf-Datei über die Hochschulbibliothek: http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-09396-9
• Gerhard Emig und Elias Klemm, „Chemische Reaktionstechnik“, Springer Vieweg, Berlin Heidelberg, 6. Auflage (2017) als pdf-Datei über die Hochschulbibliothek: http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-49268-0
  

• Gase
• Chemische Thermodynamik: Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik, der 2. Hauptsatz der Thermodynamik, der 3. Hauptsatz der Thermodynamik
• Physikalische Umwandlung reiner Stoffe
• Die Eigenschaften einfacher Mischungen
• Phasendiagramme, Phasenübergänge und Phasengleichgewichte
• Ionen in Lösung
• Elektrochemie

• Atkins, P. W. und J. de Paula „Physikalische Chemie”. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 4. Auflage, 2006
• C. Czeslik, H. Seemann, R. „Basiswissen Physikalische Chemie", Vieweg+Teubner Verlag, 4. Auflage, 2010

1. Gefrierpunkterniedrigung von Lösungen verschiedener Konzentration
2. Entmischungsdiagramm einer binären Mischung
3. Dissoziationsgleichgewicht einer schwachen Säure
4. Nernstscher Verteilungssatz
5. Äquivalentleitfähigkeit starker und schwacher Elektrolyte
6. Siedediagramm einer binären Mischung
7. Verseifungsgeschwindigkeit eines Esters
8. Bestimmung von Aktivitätskoeffizienten mittels Gefrierpuntserniedrigung
9. Spezifische Drehung von gelöstem Rohrzucker – Rohrzuckerinversion
10. Komplexbildungskonstante und Ligandenzahl von Oxalatocuparat (II)
11. Differentialthermoanalyse
12. Ionenwandergeschwindigkeit
13. Temperaturabhängigkeit der Elektromotorischen Kraft

• Physikalisch-chemisches Praktikum, W. Gottwald, W. Puff , VCH Weinheim, 1990
• Praxis der physikalischen Chemie, H.-D. Försterling, H. Kuhn, VCH Weinheim, 1991
  

1. Einleitung zum Thema "Empirische Untersuchungen" - Problembewusstsein und Motivation
2. Vermittlung/Auffrischung statistischer Grundlagen
3. Einführung in die grundsätzliche Vorgehensweise bei der statistischen Versuchsplanung (Design of Experiments DoE)
4. DoE-Versuchspläne und Auswahl geeigneter Versuchspläne in Anlehnung an die jeweilige Problemstellung
5. Auswertung experimenteller Ergebnisse
6. Optimierung mittels DoE
7. Praxisbeispiele
8. Überblick zu gängigen Software-Tools

• Mandenius and Brundin (2008) - Bioprocess Optimization Using Design-of- Experiments Methodology
• Kleppmann (2011) - Versuchsplanung: Produkte und Prozesse optimieren
• Siebertz, van Bebber, Hochkirchen (2010) - Statistische Versuchsplanung (Springer-Verlag)

• Ausgewählte Kapitel des BGB
  insbesondere: Vertragsrecht (Kauf-, Dienst- und Werkverträge), Gewährleistungsrecht
• Ausgewählte Kapitel des BGB
• Ausgewählte Kapitel des HGB
  Überblick Handelsrecht, Mitarbeiterhaftung, Produkthaftungsrecht, Patentrecht/Urheberrecht, Markenrecht
• Ausgewählte Kapitel des öffentlichen Rechts
  Umweltrecht

Im Rahmen der Lehrveranstaltung erlangen die Studierenden Verständnis und Kenntnisse über...

• Grundlagen der BWL
• den unternehmerischen Wirtschaftsprozess
• den Ablauf des Managementprozesses
• Grundlagen des Marketing- und Organisationsmanagements von Unternehmen
• die Planung und Kontrolle des Unternehmensgeschehens
• das Personalwesen
• die Inhalte des betrieblichen Rechnungswesens
• die betrieblichen Finanzprozesse und die Wirtschaftlichkeitsrechnung
• Grundvorschriften der handelsrechtlichen Rechnungslegung und den Jahresabschluss
• den Aufbau der Bilanz und der GuV
• die steuerlichen Anforderungen an Unternehmen

• BWL kompakt : Grundwissen Betriebswirtschaftslehre / Rödiger Voss (2012) 6. Aufl. Das Kompendium. – Rinteln; 445 S.
• Allgemeine Betriebswirtschaftslehre: umfassende Einführung aus managementorientierter Sicht Jean-Paul Thommen ; Ann-Kristin Achleitner. (2012) 7., vollst. überarb. Aufl. – Wiesbaden; 1103 S.
• Grundzüge der Betriebswirtschaftslehre / von Henner Schierenbeck; Claudia B. Wöhle. (2012) 18., überarb. Aufl. – München; XXIII, 958 S.
• Wöltje, J. (2009):   Betriebswirtschaftliche Formelsammlung, 4. Auflage, Freiburg/Berlin/München
• Wettbewerbsvorteile: Spitzenleistungen erreichen und behaupten von Michael E. Porter Campus Verlag; Auflage: 7 (13. September 2010)
• Wettbewerbsstrategie: Methoden zur Analyse von Branchen und Konkurrenten von Michael E. Porter Campus Verlag; Auflage: 12 (14. Februar 2013)
• Marketing: Grundlagen marktorientierter Unternehmensführung. Konzepte - Instrumente - Praxisbeispiele von Heribert Meffert Springer Gabler; Auflage: 12., überarb. u. aktualisierte Aufl. 2015 (20. Oktober 2014)
• Personalmanagement: Informationsorientierte und verhaltenstheoretische Grundlagen von Christian Scholz Vahlen; Auflage: 6., neubearbeitete und erweiterte Auflage (4. Dezember 2013)

--> Ergänzende Literatur wird ggfs. in der Vorlesung bekanntgegeben!

• Erkenntnisse der Neuro-Wissenschaften zum Verständnis menschlichen Verhaltens
• Systemtheorie: Projekte als komplexe dynamische Systeme
• Grundlagen von Kommunikation, Veränderung und Lernen
• Praktische Übungen zu Kritikäußerung, Repräsentationssystemen und Kreativität

Stephanie Borgert, "Holistisches Projektmanagement", Springer-Verlag, 2012

Im Bereich Immissionsschutz müssen die Studierenden in der Lage sein, mit statistischen Methoden die Abtrennung von Feststoffen aus Trägergasen zu beschreiben und zu bewerten. Mit Hilfe der Gasgesetze und der Gleichgewichtsbedingungen soll die Abtrennung und Bewertung gasförmiger Stoffe für die zugehörigen Apparate beschrieben und bewertet werden können. Ebenso müssen die Studierenden die grundlegenden Verfahren zur Abluftreinigung erläutern und bewerten können.  Gleichzeitig soll eine Vertiefung mit den Umweltgesetzen im Besonderen mit dem Bundesimmissionsschutzgesetz erfolgen.

• Einführung in die Wärmelehre, Cerbe, Hoffmann, Carl Hanser, 2000
• Thermodynamik, Band 2, Stephan, Mayinger, Springer Verlag Berlin, 2000

• Grundlagen der Phasengleichgewichte für reine Stoffe:
  Dampfdruckkurve an ebenen und gekrümmten Phasengrenzflächen
• Gemische:
  Definition des chemischen Potenzials, Gibbssche Phasenregel, Mischung idealer und realer Gase, reale Mischungen und Methoden für die Berechnung der Phasengleichgewichte, Henrysches Gesetz, Kolligative Phänomene
• Massen- und Energiebilanzen thermischer Verfahren
• Beschreibung und Auslegung der thermischen Verfahren:
  Entspannungsverdampfung, Destillation und Rektifikation (McCabe-Thiele-Diagramm, praktische Stufenzahl, NTU- /HTU-Konzept, hydrodynamische Kolonnenauslegung) und Adsorption

• Burkhard Lohrengel, „Trennung von Gas-, Dampf- und Flüssigkeitsgemischen”, 2. Auflage, Oldenburg Verlag München, 2012
• Stephan, Schaber, Stephan, Mayinger, „Thermodynamik”, Band 2: „Mehrstoffsysteme und chemische Reaktionen”, Springer Verlag, 2010
• Alfons Mersmann, Matthias Kind, Johann Stichlmair, „Thermische Verfahrenstechnik”, 2. Auflage, Springer-Verlag, 2005

Durchführung und Auswertung von Versuchen zu folgenden thermischen Trennverfahren im Technikumsmaßstab:
- Entspannungsverdampfung
- Rektifikation
- Adsorption
- Pervaporation

• Versuchsbeschreibungen, J. Zimmer, S. Mall-Gleißle
• Peter Grassmann, Fritz Widmer, Hansjörg Sinn, „Einführung in die thermische Verfahrenstechnik“, Walter de Gruyter Verlag, 1997
  

• Grundlagen der Recyclingtechnik
  kurze Geschichte der Abfalltechnik, Grundlagen der Toxikologie, Definition des Begriffs Abfall, Definition der verschiedenen Recyclingarten, Einführen des Begriffs "ökologischer Rucksack"
• Historische Grundlagen "Club of Rome"
  Grundlagen der Thermodynamik, Abfall-Vermeidungsstrategien, Grundlagen bionischen Entwickelns, Computer aided optimization (CAO)
• Theorie des Recycelns
  wieder/weiter Verwertung/Verwendung, Recycling von Metallen, Anwendungsbeispiele technischer Metalle, physikalisches Trennen, chemisches Trennen, Wiederaufarbeitung in der Atomtechnik, Grenzn des Metallrecyclings
• Recycling von Nichtmetall-Werkstoffen
  an den Beispielen Beton, Glas, Keramik, Thermoplaste, Elastomere und Duroplaste, chemisches Recyclieren von Urethanen, Grenzen des Kunststoffrecyclings
• Thermisches Recyclen
  Vergasen, Pyrolyse, thermisches Verwerten, Strom-, Methanol- und Benzinherstellung
• Energieproblematik
  Alternative Zukunftskonzepte, Vorstellung von Beispielen

• Kreislaufwirtschaft (1994), K. J. Thome-Kozmiensky , Verlag für Energie und Umwelttechnik GmbH
• Recyclingtechnik (2016), Fachbuch für Lehre und Praxis, Martens, Hans, Goldmann, Daniel 2. Auflage, Springer
• Nachhaltigkeitswissenschaften (2014), Herausgeber: Heinrichs, Harald, Michelsen, Gerd (Hrsg.) Springer
• Umweltschutztechnik (2018), Förstner, Ulrich, Köster, Stephan, 9. Auflage, Springer
  

• Fehlerrechnung
  Beherrschung des Gauß’schen
  Fehlerfortpflanzungsgesetzes, Fehlerrechnung für die Methoden Linearer
  Regression, Externer- und Interner Standard sowie der
  Standardadditionsmethode
• Probenaufarbeitung
  EPA- und DIN-Methoden zur Probennahme und
  Probenvorbehandlung
• Anionenanalytik
  EPA- und DIN-Methoden zur selektiven Bestimmung von
  Einzelparametern (NO2-, NO3- , Phosphat, Sulfat, Cl-, Br-, F-,CN-, HS- Nitrilo-Essigsäure, EDTA, Silicat), Bestimmung von
  Summenparametern (Tenside, Phenol-Index, Gesamt-Stickstoff, TOC, TIC, TC,
  Kohlenwasserstoffe, BSBx, CSB, EOX, POX)
• Kationenanalytik
  EPA- und DIN-Methoden zur selektiven Bestimmung von
  Einzelparametern (NH4+, Kalium, Eisen,
  Aluminium, Blei, Cadmium, Zink, Platin, Nickel, Arsen, Kupfer, Kobalt)
• Organische Verbindungen
  Triazine, PAKs, Vinylchlorid, Hydrazin, Epoxide,
  Acrylamid, Chlorpestizide, Aflatoxine
• Gasanalytik
  Sauerstoff, N2O, CO, CO2, NOx
• Spezielle Messmethoden
  GC-MS, Pulspolarographie, Fluoreszenz-Spektroskopie

• H. Hein, W. Kunze (2004). Umweltanalytik. Wiley-VCH, Weingarten
• I. L. Marr, M. S. Cressuer, C. J. Ottendorfer (1988). Umweltanalytik. Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York
• D. A. Skoog, J. J. Leary (1996). Instrumentelle Analytik, Springer-Verlag, Heidelberg, New-York
• K. Camann (2001). Instrumentelle Analytische Chemie, Spektrum-Verlag
• weitere Literatur wird in der Vorlesung bekanntgegeben

• Versuch 1: Gas- und Kunststoffanalytik mittels IR-Spektroskopie
• Versuch 2: Schwermetallbestimmung (Zn2+, Cu2+, PB2+, Cd2+) mittels Pulspolarographie
• Versuch 3: Grundlagen der HPLC
• Versuch 4: Destillation (Recyclierung) von HPLC-Abfällen (ohne Protokoll)
• Versuch 5: Benzolbestimmung mittels GC in Benzin
• Versuch 6: freier Versuch

Umweltanalytik, H. Hein, W. Kunze, Wiley-VCH, Weingarten, 2004

• Einführung
  Definition und Einteilung, Einleitebedingungen
• Abwasseranalytik
  Messgeräte, Summenparameter, Biotests
• Grundsätzliches zur Siedlungsentwässerung
  Trenn- und Mischverfahren, integrierte Systeme
• Einfache mechanische Abwasserbehandlungsmaßnahmen
  Rechen, Absetzbecken, Flotation
• Chemisch-physikalische Verfahren
  Flockung und Fällung, Filtration, Redox-Verfahren
• Biologische Verfahren
  Hydrobiologische Grundlagen, Mikrobielle Grundlagen,
  Aerobe Abwasserreinigung, Anaerobe Abwasserreinigung, Klärschlamm

• Mudrack, K.: Biologie der Abwasserreinigung,; Gustav Fischer Verlag, 5. Aufl. 2003
• Czysz, W. et al: Abwasser-Technologie, Springer Verlag Berlin Heidelberg New York, 1988
• Bever, J.: Weitergehende Abwasserreinigung, R. Oldenbourg Verlag, München, 4. Aufl. 2002

• Schlammanalyse
  Schlammvolumen (SV30), Trockensubstanz, Schlammvolumenindex, Glührückstand, Sinkgeschwindigkeit und Flockungs(hilfs)mittel
• Schlammbetrachtung
  Mikroskopie verschiedener Belebtschlammproben
• Summenparameter
  BSB5, CSB, TOC, Gesamt-N, ortho-P, Gesamt-P, Säurekapazität
• Keimzahlbestimmung
  Bestimmung der Gesamtkolonienzahl und des Colititers verschiedener Abwässer

Skript zum Praktikum

1. Einleitung zum Thema "Empirische Untersuchungen" - Problembewusstsein und Motivation
2. Vermittlung/Auffrischung statistischer Grundlagen
3. Einführung in die grundsätzliche Vorgehensweise bei der statistischen Versuchsplanung (Design of Experiments DoE)
4. DoE-Versuchspläne und Auswahl geeigneter Versuchspläne in Anlehnung an die jeweilige Problemstellung
5. Auswertung experimenteller Ergebnisse
6. Optimierung mittels DoE
7. Praxisbeispiele
8. Überblick zu gängigen Software-Tools

• Mandenius and Brundin (2008) - Bioprocess Optimization Using Design-of- Experiments Methodology
• Kleppmann (2011) - Versuchsplanung: Produkte und Prozesse optimieren
• Siebertz, van Bebber, Hochkirchen (2010) - Statistische Versuchsplanung (Springer-Verlag)

Im Rahmen der Lehrveranstaltung erlangen die Studierenden Verständnis und Kenntnisse über...

• Grundlagen der BWL
• den unternehmerischen Wirtschaftsprozess
• den Ablauf des Managementprozesses
• Grundlagen des Marketing- und Organisationsmanagements von Unternehmen
• die Planung und Kontrolle des Unternehmensgeschehens
• das Personalwesen
• die Inhalte des betrieblichen Rechnungswesens
• die betrieblichen Finanzprozesse und die Wirtschaftlichkeitsrechnung
• Grundvorschriften der handelsrechtlichen Rechnungslegung und den Jahresabschluss
• den Aufbau der Bilanz und der GuV
• die steuerlichen Anforderungen an Unternehmen

• BWL kompakt : Grundwissen Betriebswirtschaftslehre / Rödiger Voss (2012) 6. Aufl. Das Kompendium. – Rinteln; 445 S.
• Allgemeine Betriebswirtschaftslehre: umfassende Einführung aus managementorientierter Sicht Jean-Paul Thommen ; Ann-Kristin Achleitner. (2012) 7., vollst. überarb. Aufl. – Wiesbaden; 1103 S.
• Grundzüge der Betriebswirtschaftslehre / von Henner Schierenbeck; Claudia B. Wöhle. (2012) 18., überarb. Aufl. – München; XXIII, 958 S.
• Wöltje, J. (2009):   Betriebswirtschaftliche Formelsammlung, 4. Auflage, Freiburg/Berlin/München
• Wettbewerbsvorteile: Spitzenleistungen erreichen und behaupten von Michael E. Porter Campus Verlag; Auflage: 7 (13. September 2010)
• Wettbewerbsstrategie: Methoden zur Analyse von Branchen und Konkurrenten von Michael E. Porter Campus Verlag; Auflage: 12 (14. Februar 2013)
• Marketing: Grundlagen marktorientierter Unternehmensführung. Konzepte - Instrumente - Praxisbeispiele von Heribert Meffert Springer Gabler; Auflage: 12., überarb. u. aktualisierte Aufl. 2015 (20. Oktober 2014)
• Personalmanagement: Informationsorientierte und verhaltenstheoretische Grundlagen von Christian Scholz Vahlen; Auflage: 6., neubearbeitete und erweiterte Auflage (4. Dezember 2013)

--> Ergänzende Literatur wird ggfs. in der Vorlesung bekanntgegeben!

• Erkenntnisse der Neuro-Wissenschaften zum Verständnis menschlichen Verhaltens
• Systemtheorie: Projekte als komplexe dynamische Systeme
• Grundlagen von Kommunikation, Veränderung und Lernen
• Praktische Übungen zu Kritikäußerung, Repräsentationssystemen und Kreativität

Stephanie Borgert, "Holistisches Projektmanagement", Springer-Verlag, 2012

• Energieumwandlung
  Primärenergie, Sekundärenergie und Energieverfahrenstechnik/Bereitstellung von Energieträgern, Endenergie, Nutzenergie
• Energieträger
  Reserven und Ressourcen von Energierohstoffen, Potentiale für die Nutzung erneuerbarerer Energiequellen, Energieeffizienz
• Grundlagen der Betriebswirtschaftslehre im Bereich der Energiewirtschaft
  ökonomische Grundbegriffe/betriebliche Kennzahlen, Rechtsformen eiens Unternehmens/Organisation, Investitions- und Wirtschaftslichkeitsrechnung (insbes. Annuitätenmethode nach VDI 2067), Finanzierung und Liquiditätssicherung, Produktion und Beschaffung
• Energiewirtschaft
  Grundlagen der Energiewirtschaft für Deutschland/Europa/Welt, Energiebilanzen
• Nachhaltigkeit
  Operationalisierung und Messung des Konzepts sowie daraus abgeleitetes energiepolitische Maßnahmen, Energiebereitstellung und Umweltschutz- sowie Klimaschutzmaßnahmen, Überblick über verschiedene Märkte/ Emmisionshandel
• Regenerative Energiebereitstellung
  Biomasse, Solarenergie: Solarthermische Wärmebereitstellung und photovoltaische Stromerzeugung, Windenergie und Wasserkraft, Umweltenergie aus Erdreich und Außenluft, insb. Kältemaschinen/Wärmepumpen
• Konventionelle Energiebereitstellung
  Überblick zu Kraftwerksprozessen
• Energieverteilung
  leitungsgebundene Energie, insb. Strom und Gas

• Erdmann, G.; Zweifel, P.: Energieökonomik – Theorie und Anwendungen, 2nd edition, Springer, Berlin / Heidelberg, 2010
• Konstantin, P.: Praxisbuch Energiewirtschaft. Energieumwandlung, -transport und -beschaffung im liberalisierten Markt, 3rd edition, Springer, Berlin, 2013
• Ströbele, W.; Pfaffenberger, W.; Heuterkes, M.: Energiewirtschaft – Einführung in Theorie und Politik, 3rd edition, Oldenbourg, Munich, 2012
• Schiffer, Hans-Wilhelm: Energiemarkt Deutschland: Daten und Fakten zu konventionellen und erneuerbaren Energien; Wiesbaden : Springer Fachmedien Wiesbaden, 2019

• Grundlagen verschiedener Energiewandlungsverfahren:
  Verbrennung
  Pyrolyse
  Vergasung
  Verkohlung
  Thermochemische Umwandlung von Biomasse
• Charakterisierung von festen, flüssigen und gasförmigen Sekundärbrennstoffen Energiebilanzierungen
• Ökologische Betrachtungen

• Jürgen, Warnatz, Ulrich Maas und Robert W. Dibble, Hrsg. (1997), Verbrennung: Physikalisch-Chemische Grundlagen, Modellierung und Simulation, Experimente, Schadstoffentstehung. 2. aktualisierte und erweiterte Auflage, Berlin: Springer
• Kaltschmitt, Martin, Hans Hartmann und Hermann Hofbauer, Hrsg. (2016), Energie aus Biomasse, Berlin: Springer, doi: 10.1007/978-3-662-47438-9
• Cerbe, Günter und Benno Lendt (2016), Grundlagen der Gastechnik, München: Carl Hanser Verlag, doi: 10.3139/9783446449664
• weitere Literatur wird in der Vorlesung bekanntgegeben

• Brennwert- und Heizwertmessung verschiedener Brennstoffe
• Charakterisierung einer Verbrennung von Biomasse
• Biomassevergasung aus Holz oder Energiepflanzen
• Wasserstoffproduktion aus/mit Biomasse
  

• Kaltschmitt, Martin, Hans Hartmann und Hermann Hofbauer, Hrsg. (2016), Energie aus Biomasse, Berlin: Springer, doi: 10.1007/978-3-662-47438-9
• Skript zum Praktikum
  

• Einordnung des Begriffes Power-to-X
• Herstellungspfade von synthetischen Brennstoffen aus Wasserstoff und Kohlendioxid
  Energiebilanz von Primärenergie zu chemischer Energie des synthetischen Brennstoffes
  Wasserstoffherstellung/Elektrolyse
  Synthese und Reaktoren
• Nutzung von synthetischem Brennstoff
• Auslegung eines Reaktors z. B. der Methanisierung 
  
  
  

• Kaltschmitt, Martin, Hans Hartmann und Hermann Hofbauer, Hrsg. (2016), Energie aus Biomasse, Springer: Berlin
• Johannes Töpler und Jochen Lehmann (2017): Wasserstoff und Brennstoffzelle: Technologien und Marktperspektiven.Springer Vieweg: Berlin
• Günther Brauner (2019): Systemeffizienz bei regenerativer Stromerzeugung: Strategien für effiziente Energieversorgung bis 2050, Springer Vieweg: Wiesbaden
• Wolfgang Maus (2019): Zukünftige Kraftstoffe: Energiewende des Transports als ein weltweites Klimaziel. Springer Vieweg: Berlin

1. Einführung: Übersicht von elektrischen und thermischen Speichertechnologien; Status quo und Beispiele
2. Speicher in nachhaltigen Energiesystemen: Regenerative Energiespeicherung; Netzdienstleistungen; Peak Shaving; Notstromversorgung; Auslegung von Speichern; Regelung von Speichern
3. Power-to-X: Chemische Speicher; Wasserstoffwirtschaft; e-fuels
4. Nachhaltigkeit von Speichern: Rohstoffe, CO2-Fußabdruck, Second Life, Recycling
   

Skript zur Vorlesung

1. Grundlagen: Geschichte, Prinzip der elektrochemischen Energiewandlung, Aufbau elektrochemischer Zellen
2. Batterien: Kennzahlen und Kennlinien, Alkali-Mangan, Blei-Säure, Lithium-Ionen, Systemtechnik
3. Brennstoffzellen und Elektrolyseure: Kennlinien, Wirkungsgrade, Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzelle
4. Anwendungen: portable Anwendungen, mobile Anwendungen und Elektromobilität, stationäre Anwendungen und regenerative Energiespeicher

• Skript zur Vorlesung
• Reiner Korthauer, Handbuch Lithium-Ionen-Batterien. Springer Vieweg, Berlin Heidelberg, 2013
• P. Kurzweil, O. Dietlmeier, Elektrochemische Speicher. Springer Vieweg, Wiesbaden, 2015

• PV-Marktentwicklung
• Grundlagen Halbleiterphysik
• Parameter der Hellkennlinie
• Elemente von kommerziellen Solarzellen
• Solarzellencharakterisierung
• Verfahrenstechnik zur Herstellung von Solarzellen
• Modulverschaltung
• Systemtechnik

Verpflichtende Literatur
• H. Wirth, „Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland”, www.pv-fakten.de
• Kapitel 1, 3, 4, 5, 6, 8 aus K. Mertens, „Photovoltaik”, Hanser-Verlag, 2013 (Empfehlung)

Vertiefende Literatur
• P. Würfel, „Physik der Solarzellen”, Spektrum-Verlag, 2000 (Empfehlung)
• A. Goetzberger, „Sonnenenergie: Photovoltaik”, Teubner-Verlag, 1997
• M. A. Green, „Solar Cells” (rot + grün), UNSW Sydney, 1981
• K. R. McIntosh, „Humps, bumps and lumps”, Dissertation, UNSW 2001 (Empfehlung)

• Nasschemische Texturierung von monokristallinen Silicium-Wafern
• Herstellung von N.I.C.E.-Solarmodulen
• Charakterisierung von Solarwafern und -modulen
• Galvanische Metallisierung von Solarzellen

Verpflichtende Literatur
• H. Wirth, „Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland”, www.pv-fakten.de
• Kapitel 1, 3, 4, 5, 6, 8 aus K. Mertens, „Photovoltaik”, Hanser-Verlag (Empfehlung)

Vertiefende Literatur
• P. Würfel, „Physik der Solarzellen”, Spektrum-Verlag (Empfehlung)
• A. Goetzberger, „Sonnenenergie: Photovoltaik”, Teubner-Verlag
• M. A. Green, „Solar Cells” (rot + grün), UNSW Sydney
• K. R. McIntosh, „Humps, bumps and lumps”, Dissertation, UNSW 2001 (Empfehlung)

Biologische Grundlagen

• Genetik
• Enzyme
• Stoffwechsel

Allgemeine Ökologie

• Ökologie der Gewässer
• Boden
• Ökotoxikologie

• Begon et al, Ökologie, Springer Spektrum, 2017
• Manuskript zur Vorlesung

Teil 1: Grundlagen der Bioverfahrenstechnik

• Mehrphasige Reaktionssysteme
  Grundlagen der Mehrphasenströmung, Stoffübergang (Zweifimtheorie), Aerobe Fermentation
• Ideale Reaktormodelle
  Betriebsweisen von Reaktoren, Reaktortypen (Rührkessel/Strömungsrohr als ideale Reaktormodelle, Verweilzeit/Raumzeit, diskontinuierlich idealer Rührkessel (DIK)
• Verweilzeitverhalten kontinuierlich betriebener Reaktoren
  ideales/reales verweilzeitverhalten, Verweilzeitfunktion, Experimentelle Bestimmung der Verweilzeitfunktion, Rührkesselkaskade
• Rühren und Belüften in Bioreaktoren
  Rührorgane, Leistungsbedarf und Dimensionsanalyse, Nicht-Newtonische Fluide und Leistungsbedarf, Mischzeitcharakteristik, Pumpkapazität, Dispergierungfähigkeit des Rührers, Maßstabsübertragung, Einstoff-/Zweistoffdüsen, scherarme Belüftung von Zellkulturen
• Bioreaktoren für aerobe und anerobe Prozesse
  aerobe Abwasserreaktoren, Biogasreaktoren, Biofilter
• Fermenterausstattung und Messtechnik
  Temperaturmessung, Durchfluss, Mengenmessung, Druck, Inhalt, pH, pO2, CO2, Bildzeichen als Brücke zur Vl Anlagenplanung/Dokumentation

Teil 2: Bioreaktionstechnik

• Grundlagen der Reaktionstechnik
  Grundbegriffe, Stöchiometrie, chem. GGW, Aktivierungsenergie u. Katalyse, Kinetik, homogene/heterogen Katalyse
• Fermentationsprozess
  schematischer Ablauf einer Fermentation, Betriebsweisen (disk., konti, fedbatch), Wachstumskinetik
• Batchfermentation
  Zellwachstum, Produktbildung (Grundlagen, Raten, Produktivität, kinetische Modelle der Produktbildung), Ertragskoeffizienten, Beispiele
• Kontinuierliche Fermentation
  Einteilung, Massenbilanzen, Kriterien zur Auslegung, Bilanzierung mehrstufiger Systeme mit/ohne Zellrückführung, Erhaltungsstoffwechsel, integrierte Bioprozesse
• Beispiele umweltbioverfahrenstechnischer Prozesse
  Biogas/Abwasser, Biofilter, mikrobielle Brennstoffzelle 

• Posten, Clemens (Hg.) (2018): Integrated Bioprocess Engineering, De Gruyter graduate, Berlin, Boston: De Gruyter, Buch (Sammelwerk)
• Chmiel, Horst, Takors, Ralf, Weuster-Botz, Dirk, (Hsg.) (2018): Bioprozesstechnik, SpringerLink Bücher, 4. Auflage, Berlin: Springer Spektrum (Springer eBook Collection)
• Takors, Ralf, 1966 (Hsg.) (2014): Kommentierte Formelsammlung Bioverfahrenstechnik, SpringerLink Bücher, Berlin, Heidelberg: Springer Spektrum (Springer eBook Collection), Buch (Monographie)
• Aufgaben zur Bioreaktionstechnik: für Studenten der Biotechnologie, der Lebensmitteltechnik, des Wasserwesens, der Abwasser- und Umwelttechnik; (1994). Unter Mitarbeit von Karl-Heinz Wolf, Berlin, Heidelberg [u.a.]: Springer

• Einleitung und Grundbegriffe
  1. Was ist chemische Reaktionstechnik?
  2. Betriebsweise von Reaktoren
  3. Grundtypen chemischer Reaktoren
• Quantitative Beschreibung chemischer Reaktionen
  1. Stöchiometrie
  2. Chemische Thermodynamik
  3. Chemische Kinetik
  4. Erhaltungsgrößen und Erhaltungsgleichungen
• Ideale Reaktoren
  1. Grundbegriffe
  2. Absatzweise betiebener idealer Rührkessel
  3. Stationäres ideales Strömungsrohr
  4. Kontinuierlich betriebener Rührkessel
  5. Vergleich der idealen Reaktoren
• Beispiele
  1. Steamcracker
  2. Autoabgaskatalyse
  3. Penicillinherstellung

• Wolfgang Bessler, Skript zur Vorlesung
• Erwin Müller-Erlwein, "Chemische Reaktionstechnik", Springer Spektrum Wiesbaden, 3. Auflage 2015 als pdf-Datei über die Hochschulbibliothek: http://dx.doi.org/10.1007/978-3-658-09396-9
• Gerhard Emig und Elias Klemm, „Chemische Reaktionstechnik“, Springer Vieweg, Berlin Heidelberg, 6. Auflage (2017) als pdf-Datei über die Hochschulbibliothek: http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-49268-0
  

• Gase
• Chemische Thermodynamik: Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik, der 2. Hauptsatz der Thermodynamik, der 3. Hauptsatz der Thermodynamik
• Physikalische Umwandlung reiner Stoffe
• Die Eigenschaften einfacher Mischungen
• Phasendiagramme, Phasenübergänge und Phasengleichgewichte
• Ionen in Lösung
• Elektrochemie

• Atkins, P. W. und J. de Paula „Physikalische Chemie”. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 4. Auflage, 2006
• C. Czeslik, H. Seemann, R. „Basiswissen Physikalische Chemie", Vieweg+Teubner Verlag, 4. Auflage, 2010

• Grundlagen der Wassermikrobiologie
• Regelwerke der Wassermikrobiologie
• Maßnahmen zur Sicherstellung der Wasserqualität
• Methoden der hygienisch-mikrobiologischen Wasseruntersuchung
• Ergänzende umwelthygienische Untersuchungen

wird in der Vorlesung bekanntgegeben

• Bestimmung der Koloniezahl
• Untersuchung auf E. coli
• Untersuchung auf coliforme Keime
• Untersuchung auf Fäkalstreptokokken
• Nachwei sulfitreduzierender, sporenbildender Anaerobier
• Bakterienidentifizierung mit API 20E
• Kulturunabhängige Nachweisverfahren

• Feuerpfeil, Irmgard / Botzenhart, Konrad (Herausgeber) (2008): Hygienisch-mikrobiologische Wasseruntersuchung in der Praxis. Wiley-VCH
• Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlamm-Untersuchung: Physikalische, chemische, biologische und bakteriologische Verfahren. ... Abwasser- und Schlamm-Untersuchung. Zugang über Perinorm
  

1. Einleitung zum Thema "Empirische Untersuchungen" - Problembewusstsein und Motivation
2. Vermittlung/Auffrischung statistischer Grundlagen
3. Einführung in die grundsätzliche Vorgehensweise bei der statistischen Versuchsplanung (Design of Experiments DoE)
4. DoE-Versuchspläne und Auswahl geeigneter Versuchspläne in Anlehnung an die jeweilige Problemstellung
5. Auswertung experimenteller Ergebnisse
6. Optimierung mittels DoE
7. Praxisbeispiele
8. Überblick zu gängigen Software-Tools

• Mandenius and Brundin (2008) - Bioprocess Optimization Using Design-of- Experiments Methodology
• Kleppmann (2011) - Versuchsplanung: Produkte und Prozesse optimieren
• Siebertz, van Bebber, Hochkirchen (2010) - Statistische Versuchsplanung (Springer-Verlag)

Im Rahmen der Lehrveranstaltung erlangen die Studierenden Verständnis und Kenntnisse über...

• Grundlagen der BWL
• den unternehmerischen Wirtschaftsprozess
• den Ablauf des Managementprozesses
• Grundlagen des Marketing- und Organisationsmanagements von Unternehmen
• die Planung und Kontrolle des Unternehmensgeschehens
• das Personalwesen
• die Inhalte des betrieblichen Rechnungswesens
• die betrieblichen Finanzprozesse und die Wirtschaftlichkeitsrechnung
• Grundvorschriften der handelsrechtlichen Rechnungslegung und den Jahresabschluss
• den Aufbau der Bilanz und der GuV
• die steuerlichen Anforderungen an Unternehmen

• BWL kompakt : Grundwissen Betriebswirtschaftslehre / Rödiger Voss (2012) 6. Aufl. Das Kompendium. – Rinteln; 445 S.
• Allgemeine Betriebswirtschaftslehre: umfassende Einführung aus managementorientierter Sicht Jean-Paul Thommen ; Ann-Kristin Achleitner. (2012) 7., vollst. überarb. Aufl. – Wiesbaden; 1103 S.
• Grundzüge der Betriebswirtschaftslehre / von Henner Schierenbeck; Claudia B. Wöhle. (2012) 18., überarb. Aufl. – München; XXIII, 958 S.
• Wöltje, J. (2009):   Betriebswirtschaftliche Formelsammlung, 4. Auflage, Freiburg/Berlin/München
• Wettbewerbsvorteile: Spitzenleistungen erreichen und behaupten von Michael E. Porter Campus Verlag; Auflage: 7 (13. September 2010)
• Wettbewerbsstrategie: Methoden zur Analyse von Branchen und Konkurrenten von Michael E. Porter Campus Verlag; Auflage: 12 (14. Februar 2013)
• Marketing: Grundlagen marktorientierter Unternehmensführung. Konzepte - Instrumente - Praxisbeispiele von Heribert Meffert Springer Gabler; Auflage: 12., überarb. u. aktualisierte Aufl. 2015 (20. Oktober 2014)
• Personalmanagement: Informationsorientierte und verhaltenstheoretische Grundlagen von Christian Scholz Vahlen; Auflage: 6., neubearbeitete und erweiterte Auflage (4. Dezember 2013)

--> Ergänzende Literatur wird ggfs. in der Vorlesung bekanntgegeben!

• Erkenntnisse der Neuro-Wissenschaften zum Verständnis menschlichen Verhaltens
• Systemtheorie: Projekte als komplexe dynamische Systeme
• Grundlagen von Kommunikation, Veränderung und Lernen
• Praktische Übungen zu Kritikäußerung, Repräsentationssystemen und Kreativität

Stephanie Borgert, "Holistisches Projektmanagement", Springer-Verlag, 2012

Die begrenzten Vorräte an Wasser haben dazu geführt, dass die Nutzung des Wassers gesetzlich (national und international) geregelt ist.

Wichtige Gesetze und Verordnugnen:

• Wasserhaushaltsgesetz
• Oberflächengewässerverordnung
• Abwasserverordnung
• Abwasserabgabengesetz
• Grundwasserverordnung
• Trinkwasserverordnung
• Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen

• Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushalts
• weitere Literatur wird in der Vorlesung bekanntgegeben

• Durchführung chemischer Analysen mittels instrumenteller Verfahren:
  HPLC
  Gaschromatographie
  UV/VIS Spektroskopie
  ICP-OES
  Ionenchromatographie
  HPTLC mit Bioassay
  TOC/TN
• Analytische Qualitätssicherung der wichtigsten Matrices in der Wasseranalytik
  Trinkwasser
  Oberflächen- und Grundwasser
  Abwasser
  (ggf. Mineralwasser, Meerwasser)
• Besonderheiten bei Probenahme, -handhabung, -lagerung, -vorbereitung

• W. Kölle, Wasseranalysen – richtig beurteilt, Wiley-VCH, Weinheim, 2001
• L. M. L. Nollet (Ed.): Handbook of Water Analysis, 2nd ed., 2007 
  

• Membranmaterialien
• Membranherstellung
• Stofftransport in Membranen
• Membranmodule
• Membranverfahren:
  Mikro- und Ultrafiltration
  Nanofiltration
  Gastrennung
  Umkehrosmose
  Dialyse, Elektrodialyse

• Heinrich Strathmann: Introduction to Membrane Science and Technology
• weitere Literatur wird in der Vorlesung bekanntgegeben
  

• Grundlagen der Wasseraufbereitung
• Aufbereitungsverfahren (Funktionsweise, Bemessung, Ausführung)
  physikalische Verfahren
  chemische Verfahren
  biologische Verfahren
  Sonderverfahren
• Anforderungen an die Trink- und Brauchwasserqualität
  Hygiene und betriebliche Anforderungen
  Gesetze und Verordnungen
  Bedeutung von Grenzwerten
• Industriewasser/Kühlwasser
• Wasserentsalzung

• Wasserversorgung : Gewinnung - Aufbereitung - Speicherung - Verteilung,  Rosemarie Karger, Frank Hoffmann, Ausgabe: 14., vollst. akt. Aufl. 2013, Erschienen: Wiesbaden : Springer, 2013
• Wasseraufbereitung - Grundlagen und Verfahren / Hrsg. DVGW Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches e.V.. Schriftl. , Rolf Gimbel ...  Körperschaft: Deutsche Vereinigung des Gas - und Wasserfaches Erschienen: München [u.a.] : Oldenbourg Industrieverl., 2004
• weitere Literatur wird in der Vorlesung bekanntgegeben