AKADEMISCHES JAHRBUCH Fachbereich Chemieingenieurwesen Bachelor-Studiengang (B.Sc.) Chemical Engineering Diplom-Studiengang (Dipl.-Ing.) Chemieingenieurwesen Master of Science (M.Sc.) Chemical Engineering 26.04.2007-11.04.2008
Vorwort: Das Studium an der Fachhochschule zeichnet sich durch besondere Praxisnähe aus. Das wird unter anderem deutlich durch das Praxissemester im auslaufenden Diplomstudiengang und durch die Praxisphase im Bachelor-Studiengang. Auch die größeren Arbeiten, die die Studierenden anfertigen, ob es sich um Projekt-, Bachelor-, Diplom-, oder Master- Arbeiten handelt, entstehen in der Regel in engem Kontakt mit der Industrie oder zumeist direkt in den Unternehmen. Vielfach wird Praxis fälschlich als im Gegensatz zur Theorie stehend gesehen. Auf der einen Seite steht angeblich der vergeistigte, weltfremde Forscher in seinem Elfenbeinturm, auf der anderen Seite der hemdsärmelige Praktiker, der technische Lösungen findet, ohne sich um die Wissenschaft zu kümmern. Diese Sichtweise ist falsch. Eine wissenschaftliche Theorie, die im Gegensatz zu praktischen Erkenntnissen steht, kann nicht richtig sein oder ist zumindest sehr erklärungsbedürftig. Eine Praxis, die den theoretischen Grundlagen entbehrt, bringt zumeist keine optimalen Lösungen und wird sich nicht so weiterentwickeln, wie es möglich wäre. Beides muss zusammenkommen. Auf die Synthese kommt es an, auf die Anwendung wissenschaftlicher Erkenntnisse aus Theorie und Labor in der industriellen Praxis zur Verbesserung oder Neuentwicklung von Produkten und Verfahren. Genau dieser Praxisbezug der Wissenschaft wird an der Fachhochschule Münster "University of Applied Sciences" groß geschrieben. Wenn man die Übersicht der Diplom-, Bachelor- und Master-Arbeiten aus dem letzten Jahr sorgfältig betrachtet, erkennt man, dass praktisch jede diesen Bogen schlägt, und das, so meine ich, auf einem beachtlichen Niveau. Im vergangenen Jahr haben insgesamt 75 Studierende ihr Studium in den verschiedenen Studiengängen des Fachbereiches Chemieingenieurwesen erfolgreich abgeschlossen: 52 Absolventen im Diplom-Studiengang 3 Absolventen im Bachelor-Studiengang 15 Absolventen im Studiengang Master of Science Chemical Engineering 5 Absolventen im binationalen deutsch-polnischen Master-Studiengang Die vorliegende Sammlung von Kurzfassungen der Abschlussarbeiten zeigt zum einen die Vielfältigkeit der Einsatzgebiete für Chemieingenieure und vor allem auch die Leistungsfähigkeit unserer Absolventinnen und Absolventen. Es wurden anspruchsvolle Themen aus Forschung, Entwicklung und Anwendung bearbeitet. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind zum Teil von so großem Neuigkeitswert, dass sie zu Patenten, Veröffentlichungen in Fachzeitschriften und Beiträgen zu wissenschaftlichen Tagungen geführt haben.
Die Themen der Diplom-Abschlussarbeiten sind den Lehr- und Forschungsschwerpunkten Instrumentelle Analytik, Biotechnologie, Angewandte Materialwissenschaft, Kunststofftechnologie, Chemische Verfahrenstechnik und Chemische Umwelttechnik zuzuordnen. Im Bereich des Masterstudiums wird zwischen dem deutsch-polnischen Programm Materialwissenschaften und dem Masterprogramm Chemical Engineering mit den Vertiefungsrichtungen Applied Chemistry und Chemical Processing unterschieden. Statistik: 3 Studierende haben ihr Bachelor-Studium abgeschlossen. Den Diplom-Studiengang haben insgesamt 52 Studierende mit nachfolgend genannten Schwerpunkten abgeschlossen: 9 Instrumentelle Analytik 13 Kunststofftechnologie 12 Materialwissenschaft 9 Chemische Verfahrenstechnik 7 Biotechnologie 2 ohne Schwerpunkt Das Masterstudium Chemical Engineering haben 15 Studierende absolviert ( 4 Chemical Processing und 11 Applied Chemistry). 5 Studierende haben das binationale Masterstudium abgeschlossen. Ich hoffe, dass dieses Heft für unsere Absolventinnen und Absolventen eine schöne Erinnerung an ihren Studienjahrgang ist und immer mal wieder zur Hand genommen wird um alte Erinnerungen aufzufrischen, so dass auch der Kontakt zu unserem Fachbereich erhalten bleibt. Für alle anderen Leser mag dieses Büchlein dazu dienen, einen Überblick über die Aktivitäten im Fachbereich Chemieingenieurwesen zu bekommen, und gegebenenfalls eine Anregung sein, die chemisch-technische Problemlösungskompetenz unseres Fachbereiches zu nutzen. Steinfurt im April 2008 Prof. Dr.-Ing. Norbert Ebeling
Fachbereich Chemieingenieurwesen Stegerwaldstraße 39 48565 Steinfurt Telefon: (0 25 51) - 9 62-1 93 Fax: (0 25 51) - 9 62-7 11 E-Mail: chemie@fh-muenster.de Dekan: Prodekan: Prüfungsausschussvorsitzender: Prof. Dr.-Ing. Norbert Ebeling Prof. Dr. rer. nat. Prof. Dr. rer. nat. Hermann Büttner Andreas Weiper-Idelmann Lehrkörper: Bliefert, Claus, Prof. Dr. rer. nat. Bredol, Michael, Prof. Dr. rer. nat. Büttner, Hermann, Prof. Dr. rer. nat. Dettmann, Peter, Prof. Dr.-Ing. Ebeling, Norbert, Prof. Dr.-Ing. Janßen, Anton, Prof. Dr. rer. nat. (i.r.) Jordan, Volkmar, Prof. Dr.-Ing. Jüstel, Thomas, Prof. Dr. rer. nat. Korff, Richard, Prof. Dr.-Ing. Kreyenschmidt, Martin, Prof. Dr. rer. nat. Kynast, Ulrich, Prof. Dr. rer. nat. Lorenz, Reinhard, Prof. Dr. rer. nat. Pott-Langemeyer, Martin, Dr.-Ing. Schlitter, Klaus, Prof. Dr. rer. nat. Weiper-Idelmann, Andreas, Prof. Dr. rer. nat. Lehrgebiet: Umweltchemie Physikalische Chemie Organische Chemie und Biochemie Technische Chemie und Chemische Verfahrenstechnik Chemische Verfahrenstechnik, Wärme- und Strömungslehre, Apparatekunde, Chemische Umwelttechnik Analytische Chemie, Instrumentelle Analytik Technische Chemie Anorganische Chemie und Angewandte Materialwissenschaften Technische Chemie Instrumentelle Analytik, Kunststoffanalytik, Spektreninterpretation Anorganische Chemie und Materialwissenschaften Kunststofftechnologie und Makromolekulare Chemie Mathematik Physikalische Chemie, Instrumentelle Analytik Organische Chemie, Elektrochemie
Inhaltsverzeichnis der Absolventen im Diplom-Studiengang Chemieingenieurwesen Thema der Diplomarbeit Neuartiger Baustein für reaktive und nicht reaktive Hotmelts Name Diplomand(in) Christina Bosse Ort der Diplomarbeit Sika Automotive GmbH 22525 Hamburg FH-Betreuer/ Firmen-Betreuer Prof. Dr. Reinhard Lorenz Dipl. Chem. Doreen Scheidler Seite - 1 - Improvements in the Extrusion and Mixing Department to Minimize Tread Shrinkage Michael Wilken Continental Tire North America, Mount Vernon, Illinois, Vereinigte Staaten Prof. Dr. Richard Korff Mr. Hans Coetzee - 2 - Einsatz von Funktionszusatzmitteln in Gießharzen. Betrachtung von Verarbeitbarkeit, resultierende Produkteigenschaften und Wirtschaftlichkeit. Etherspaltung mit gemischtem Anhydrid an Polyetherolen und Polyurethanen Melina Rübbelke Marc Bockhoff Elastogran GmbH 49448 Lemförde Elastogran GmbH 49448 Lemförde Prof. Dr. Reinhard Lorenz Sonja Werther H.J. Reese Prof. Dr. Martin Kreyenschmidt Dr. Alfred Lindner - 3 - - 4 - Entwicklung einer GC-MS Methode für die Cumarinanalytik in unterschiedlichen Lebensmitteln Vera Mans FH Münster 48565 Steinfurt Prof. Dr. Klaus Schlitter - 5 - Experimentelle Untersuchungen zur Vermeidung von Gärhemmungen beim Einsatz von Gärrückständen als Rezyklatwasser Nicole Hüser GNS Gesellschaft für nachhaltige Stoffnutzung GmbH 06120 Halle (Saale) Prof. Dr. Volkmar Jordan Dr. Ute Bauermeister - 6 - Optimierung und Neuentwicklung einer Folienbeschichtung mit speziellen Eigenschaften Christoph Hellermann Tesa AG 20253 Hamburg Prof. Dr. Reinhard Lorenz David Tuffe, B.Sc. - 7 - Konvertermaterialien auf Basis fluoridischer Wirtsgitter für die Anwendung in blauen Lasern Benjamin Herden Philips Forschungslaboratorien GmbH 52066 Aachen Prof. Dr. Thomas Jüstel Prof. Dr. Cornelis Ronda - 8 - Einführung und Anpassung eines Kinetik-Modells zur Simulation eines Delayed Coker Der Einfluss von Verarbeitungsparametern auf die mechanischen Kennwerte von Lasersinterbauteilen aus Polyamid- 12-Pulvern Systematische Gefahrenanalyse einer Benzinhydrierung Konvertermaterialien auf Basis oxidischer Wirtsgitter für die Anwendung in blauen Lasern Peter Gravemann Sebastian Ehring André Bauersachs Michael Bentlage BP Lingen 49808 Lingen Evonik Degussa GmbH 45764 Marl BP Lingen 49808 Lingen Philips Forschungslaboratorien GmbH 52066 Aachen Prof. Dr. Volkmar Jordan Dipl. Ing. Heinz- Josef Humbert Prof. Dr. Reinhard Lorenz Dipl. Ing. Silvia Monsheimer Prof. Dr. Richard Korff Dr. Norbert Ahr Dr. Dirk Schneider Prof. Dr. Thomas Jüstel Prof. Dr. Cornelis Ronda - 9 - - 10 - - 11 - - 12 - Entwicklung, Präparation und Untersuchung von glasbasierenden lumineszierenden Schichtsystemen Berechnung von Druckverlusten für Zweiphasenströmung in Rohrleitungen Jens Klahn Michael Voßkuhl SCHOTT AG 55122 Mainz Degussa GmbH 45764 Marl Prof. Dr. Ulrich Kynast Dr. Axel Engel Prof. Dr. Richard Korff Dipl. Ing. W. Garstka -13- - 14 -
Inhaltsverzeichnis der Absolventen im Diplom-Studiengang Chemieingenieurwesen Thema der Diplomarbeit Analyse und Verbesserung der Kühlwasserversorgung der Urenco Deutschland GmbH Name Diplomand(in) Thorsten Nogli Ort der Diplomarbeit Urenco Deutschland GmbH 48599 Gronau FH-Betreuer/ Firmen-Betreuer Dr. Peter Dettmann Dr.-Ing. T. Büscher Seite -15- Optimierung eines Wirbelschicht Bottom-Spray Verfahrens mit dem Ziel verbesserter Prozess- und Produktqualität bei Agglomerations-, Sprühgranulations und Coating Anwendungen Synthese und Charakterisierung des Grünleuchtstoffs Zn 2 SiO4:Mn 2+ Betrachtung und Optimierung von Brandzyklen bei Brandschutzgelcoatsystemen Mikrobiologische, chemische und physikalische Untersuchung von Wasserproben aus katholischen Kirchen in Bezug auf die Trinkwasserverordnung von 2003 Julian Strotmann Thomas Huckenberg Hendrik Ebbing Melanie Rauhut Diosna GmbH 49086 Osnabrück OSRAM GmbH 86830 Schwabmünchen BÜFA Reaktionsharze GmbH & Co. KG 26180 Rastede G2-Analytik Dr. Guttzeit Labor für Mikrobiologie und Wasseranalytik 49525 Lengerich Prof. Dr. Richard Korff Dipl.-Ing. Henning Falck Prof. Dr. Ulrich Kynast Dr. R. Hirrle Prof. Dr. Reinhard Lorenz Dipl.- Ing. Tobias Kiepe Prof. Dr. Klaus Schlitter Dr. Yvonne Guttzeit -16- - 17 - - 18 - -19- Degradierung von Silikon- Elastomeren durch Temperatureinflüsse und Coronaentladung Shear-Induced collapse of an entropically stabilized bilayer membrane Entwicklung von UV-Initiatorsystemen für das Relining Peter Hoffmann Vera Stöppelkamp Jens Wolters Robert Bosch GmbH 87509 Immenstadt/Seifen National Institute of Standards and Technology NIST Centre for Neutron Research 100 Bureau Drive 20899 Gaiterhsburg, MD USA SAERTEX multicom GmbH 48369 Saerbeck Prof. Dr. Reinhard Lorenz Dr. Gary Toikka Prof. Dr. Ulrich Kynast Dr. Paul D. Butler Dr. Lionel Porcar Prof. Dr. Reinhard Lorenz Dr. Jürgen Alexander -20- -21- -22- Synthese und Optimierung des Blauleuchtstoffs Strontiumchlorapatit Sr 10 (PO 4 ) 6 CI 2 :Eu 2+ (SCAP) für die Anwendung in UV-LEDs Optimierung einer Emulsionstechnik zur Herstellung von YAG:Ce- Leuchtstoff mit sphärischer Partikelmorphologie Darstellung und Charakterisierung legierter FePt-Nanopartikel Barbara Kalthoff Kai-Alexander Lippert Lina Rustam OSRAM GmbH 81536 München Siemens AG, München 81739 München Forschungszentrum Karlsruhe 76137Eggenstein Prof. Dr. Ulrich Kynast Dr. F. Zwaschka Prof. Dr. Ulrich Kynast Dr. Ute Liepold Prof. Dr. Michael Bredol Dr. Silke Behrens -23- -24- -25- Untersuchungen zur Induktion der Chondrogenese mesenchymaler Stammzellen in vitro Andrea Corinna Becker Uniklinik Münster Allgemeine Orthopädie 48149 Münster Prof. Dr. Hermann Büttner Prof. Dr. Susanne Fuchs -26-
Inhaltsverzeichnis der Absolventen im Diplom-Studiengang Chemieingenieurwesen Thema der Diplomarbeit Untersuchung des Potentials der Bevorzugten Kristallisation als innovatives Verfahren zur enantiomeren Anreicherung der Mutterlauge am Beispiel des Methionins Hyperthermieansatz in die Chemosensibilitäts-Testung bei Mammakarzinomen Analyse der physikalischen Vernetzungseigenschaften von Aluminium-Kunststoff- Verbundrohren Name Diplomand(in) Theresia Sperlik Eugenia Acmeneva Udo Nadicksbernd Ort der Diplomarbeit Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme 39106 Magdeburg European Laboratory Association Institut für Molekulare Medizin 49477 Ibbenbüren Hewing GmbH 48607 Ochtrup FH-Betreuer/ Firmen-Betreuer Dr. H. Lorenz Prof. Dr. Hermann Büttner Prof. Dr. Hermann Büttner Dr. Ulf Vogt Prof. Dr. H. Wehner Prof. Dr. Reinhard Lorenz Dipl.-Ing. Jörg Claußen Seite -27- -28- -29- Verbesserung der Haftung von Polyoxymethylen auf StahI und der Einfluss von Nanopartikeln in Polyoxymethylen auf Eigenschaften und Schmelzverhalten Untersuchung UV-härtbarer Polymere bezüglich ihrer Haftung und ihres Korrosionsschutzes mit und ohne Decklackbeschichtung auf metallischen Substraten Neue Schwundkompensatoren für SMC und BMC- Verfahren - Erhöhung der Hochtemperaturstabilität- Optimierung des Extrusionsprozesses zur Herstellung geschäumter Elastomere Julia Schmitz Miroslav Kralev Thomas Surmann Andre Roesmann Fraunhofer lnstitut UMSICHT 46047 Oberhausen Chemetall GmbH 60487 Frankfurt a. M. FH Münster Labor für Kunststofftechnologie und Makromolekulare Chemie 48565 Steinfurt Armacell GmbH 48153 Münster Prof. Dr. Michael Bredol Dipl. Chem. Anke Nellesen Prof. Dr. Michael Bredol Dipl. - Ing. N. Maurus Prof. Dr. Reinhard Lorenz M. Sc. Thorsten Sueck Prof. Dr. Reinhard Lorenz Friedhelm Vielmeyer -30- -31- -32- -33- Entwicklung einer HPLC-Methode zur Bestimmung von niedermolekularen elektrooptisch aktiven organischen Materialien Aufbau einer prozessbegleitenden Analytik zur Charakterisierung eines Kraftstoffgemisches Bastian Daldrup Anke Werthmöller FH Münster 48565 Steinfurt MME Technology AG 32257 Bünde Prof. Dr. Martin Kreyenschmidt Prof. Dr. Klaus Schlitter Dipl.-Ing. Eckhardt Siekmann -34- -35- Optimierte Nutzung von Nährstoffen aus Biogasanlagen durch Ammoniakstrippung und Gärrestaufbereitung Alexander Bruns FH Münster 48565 Steinfurt Prof. Dr. Richard Korff Prof. Dr. Christoph Wetter -36- Optimierung industrieller Rektifikationskolonnen auf Basis von Prozesssimulationen Christian Pöter Holborn European Raffinderie GmbH 21079 Hamburg Prof. Dr. Richard Korff Dipl.- Ing. Andreas Krause -37-
Inhaltsverzeichnis der Absolventen im Diplom-Studiengang Chemieingenieurwesen Thema der Diplomarbeit Optimierung der Reaktionsführung einer Suspensionspolymerisationsreaktion Name Diplomand(in) Noelle Thomas Ort der Diplomarbeit MAT Adsorption Technologies GmbH 63785 Obernburg FH-Betreuer/ Firmen-Betreuer Prof. Dr. Hermann Büttner Dr. Falk Bigos Seite -38- Biochemische Umwandlung von Glycerin aus der Biodieselproduktion zu interessanten Folgeprodukten Spurenelementanalytik in Kunststoffen mittels RFA" Herstellung und Charakterisierung von Einzelelementstandards auf der Basis von synthetischen Harzen Hydrothermalsynthese von Calciumhydrosilikaten Schwundkompensatoren für UP- Harz basierte Filzliner Kontinuierliche Umsetzung von Glycerin zu Acrolein am Zeolithen A 530/5c (2. Partie) Elektrochemische Dehalogenierung des Herbizids Picloram Beschreibung des Reaktionsnetzwerkes bei der Umsetzung von Glycerin zu Acrolein Katalysatorevaluation und Analytik Viscosity in a GMR based competitive assay Hydrierstabile und korrosive Schwefelverbindungen in Mitteldestillaten Untersuchungen zur Entwicklung eines Summenparameters mittels umfassender zweidimensionaler Gas-Chromatographie und Schwefelchemilumineszenzdetektion Beschreibung des Reaktionsnetzwerks bei der Umsetzung von Glycerin zu Acrolein Entwicklung, Optimierung und Automatisierung einer UPLC-UV- ELS-MS-Methode zur Analyse von Substanz- Bibliotheken Helena Stabel Georg Wacker FH Münster 48565 Steinfurt FH Münster 48565 Steinfurt Prof. Dr. Volkmar Jordan Prof. Dr. Andreas Weiper-Idelmann Prof. Dr. Martin Kreyenschmidt Prof. Dr. Anton Janßen Benedikt Langer FH Münster 48565 Steinfurt Prof. Dr. Peter Dettmann Thomas Saertex multicom GmbH Prof. Dr. Reinhard Richter 48369 Saerbeck Lorenz Dr. Jürgen Alexander Sebastian FH Münster Prof. Dr. Hermann Schumacher 48565 Steinfurt Büttner Dr. Guido Stochniol Raphael FH Münster Prof. Dr. Hermann Jonker 48565 Steinfurt Büttner Prof. Dr. Andreas Weiper-Idelmann Marcus Römer Evonik Industries AG Prof. Dr. Hermann Büttner Dr. Guido Stochniol Achim Langhans Holger Hüsers Philips Research NL 5611 Eindhoven BP Gelsenkirchen GmbH 45896 Gelsenkirchen Dr. Femke de Theije Prof. Dr. Hermann Büttner Prof. Dr. Martin Kreyenschmidt Klaudiusz Schwarz Nils Varbelow Evonik Industries AG Prof. Dr. Hermann Büttner Dr. Guido Stochniol Sophie Holzer Solvay Pharmaceuticals GmbH 30173 Hannover Prof. Dr. Anton Janssen Dr. Anneke Mühlebach -39- -40- -41- *) *) *) *) *) *) *) *)
Inhaltsverzeichnis der Absolventen im Diplom-Studiengang Chemieingenieurwesen Thema der Diplomarbeit Inbetriebnahme eines neuen temperatur-modulierten Differenzkalorimeters und erste Anwendungen zur Materialcharakterisierung Optimierung von naoskaligen Mg(OH)2 Suspenstionen und deren Weiterverarbeitung zur Beschichtung von Oberflächen Characterization and Optimalization of the IEP of the green Emitting Phosphor LaPo4:Ce, Tb Name Diplomand(in) Hanka Schievelbein Christoph Mittmann Zhangyi Zhou Ort der Diplomarbeit Dräger Safetey AG Dr. Paul Lohmann GmbH 31860 Emmerthal Philips GmbH 52066 Aachen FH-Betreuer/ Firmen-Betreuer Prof. Dr. Hermann Büttner Dr. Harald Heyer Prof. Dr. Thomas Jüstel Dr. Uwe Berlekamp Prof. Dr. Thomas Jüstel Dr. Joachim Opitz Seite *) *) *) *) Kurzfassung ist nicht vorhanden
Inhaltsverzeichnis Bachelor Chemical Engineering Thema der Bachelorarbeit Entwicklung einer neuen Hochtemperaturbeschichtung als Korrisionsschutz Optimierung der enzymkatalysierten Synthese von Ascorbylpalmitat Zellaufschluss und extraktive Vermahlung in der Rührwerkskugelmühle Name Absolvent(in) Majolie Gokam Lothar Bizenberger Sabrina Schulte Ort der Bachelorarbeit Behr GmbH & Co. KG Mauserstraße 3 70469 Stuttgart Cognis FH Münster Stegerwaldstraße 39 48565 Steinfurt Name Firmen-Betreuer Name FH-Betreuer Prof. Dr. Richard Korff Dipl.- Ing. Peter Englert Prof. Dr. Volkmar Jordan Dipl.-Ing. Peter Schneider,MSc. Prof. Dr. Volkmar Jordan Dipl.-Ing. Bernhard Brüggen Seite BSc - 1- BSc - 2- BSc - 3-
Inhaltsverzeichnis der Abschlussarbeiten im Master-Studiengang Chemical Engineering Thema der Masterarbeit Name Absolvent(in), M.Sc. Ort der Masterarbeit Betreuer/ Firmenbetreuer Seite Glycothermal Synthesis and Characterization of Nd 3+ Doped Yttrium Aluminium Garnet Nanopowders Thanh Tran FH Münster, Applied Materials Sciences, Steinfurt Prof. Dr. Ulrich Kynast Prof. Dr. Michael Bredol MSc -1- Gezielt lösbare Klebverbindungen Francois Wohlleber EADS München Abteilung LG-CT 85521 Ottobrunn Prof. Dr. Reinhard Lorenz Dipl.-Ing. G. Wachinger MSc -2- Synthesis and Optical Characterization of Green Emitting LASER Materials Ondrei Mizerak Philips Research GmbH 52066 Aachen Prof. Dr. Thomas Jüstel Prof. Dr. Cees Ronda MSc -3- Selektivoxidation von 1,2 Propandiol als alternatives Herstellverfahren der Milchsäure EdwigeSidoi ne Nana Nkwenga Cognis / R&D/ Holthausen, Düsseldorf Prof. Dr. Volkmar Jordan Dipl.-Ing Markus Samorski MSc -4- Ultra Fast PET Scintillators Joanna Gondek Philips Forschunglaboratorien GmbH 52066 Aachen Prof. Dr. Thomas Jüstel Prof. Dr. Cees Ronda MSc -5- Development of a static headspace gas chromato-graphic procedure for analysis of volatile fatty acids in sludge samples from biogas plant Bestimmung von Chrom, Phosphor und Schwefel mittels ICP-MS in organischen licht-emittierenden Materialien nach Aufschluss mit Hochdruckveraschung Investigation of high potential (dielectric strength) behaviour of ceramic battery separator (SEPARION) used for Lithium-ion batteries Lin Yu Anne Wegner Nilesh Mhase Labor für Instrumentelle Analytik der FH Münster, Steinfurt Labor für Instrumentelle Analytik der FH Münster, Steinfurt Evonik Degussa GmbH Marl (Westf) Prof. Dr. Klaus Schlitter Dipl. -Ing. Karin Schulte M. Sc. Prof. Dr. Martin Kreyenschmidt. Prof. Dr. Klaus Schlitter, Dipl.-Ing. C. Simons, MSc Prof. Dr. Volkmar Jordan, Dr. Matthias Pascaly MSc -6- MSc -7- MSc -8- Characterization and Modelling of concentrated suspensions and modified clay Samir Kulkarni FH Münster, Physical Chemistry Laboratory, Steinfurt Prof. Dr. Michael Bredol, Prof. Dr. Ulrich Kynast MSc -9-
Inhaltsverzeichnis der Abschlussarbeiten im Master-Studiengang Chemical Engineering Thema der Masterarbeit Präparation und Charakterisierung von Cer-, Praseodymund Neodym-dotierten hochdichten Wirtsgittern als Ausgangsmaterialien für ultraschnelle Szintillatorkristalle Ausarbeitung einer Methode zur Bestimmung von Elementgehalten in Sekundärbrennstoffen mittels Röntgenfluoreszenzanalyse Protective yttria coating on Zn2SiO4:Mn a green phosphor Screening und Erprobung Stickstoff-haltiger Bausteine in der UP-Harz-Chemie Name Absolvent(in), M.Sc. Christian Berger Alexander Markowski Amol Chinchole Sebastian Steffen Ort der Masterarbeit Phillips Forschungslaboratorien 52066 Aachen Labor für Instrumentelle Analytik der FH Münster, Steinfurt FH Münster, Physical Chemistry Laboratory, Steinfurt LORENZ Kunststofftechnik GmbH, Wallenhorst Betreuer/ Firmenbetreuer Prof. Dr. Thomas Jüstel Prof. Dr. C.R. Ronda Prof. Dr. Martin Kreyenschmidt Prof. Dr. Anton Janßen Prof. Dr. Michael Bredol, Prof. Dr. Ulrich Kynast Prof. Dr. Reinhard Lorenz, Dr. Bernd Jaschinski Seite MSc -10- MSc -11- MSc -12- MSc -13- To study the Characteristics of Heat Transfer through Building Materials Charakterisierung von Alterungsmechanismen in elektrooptisch aktiven Materialien Panneerselva m Manivannan Florian Brodkorb Labor für Chem. Umwelttechnik der FH Münster, Steinfurt Labor für Instrumentelle Analytik der FH Münster, Steinfurt Prof. Dr. Dettmann *) Prof. Dr. Martin Kreyenschmidt, Prof. Dr. Klaus Schlitter *) *) Kurzfassung ist nicht vorhanden
Inhaltverzeichnis der Abschlussarbeiten im deutsch-polnischen Master-Studiengang Thema der Masterarbeit Dynamic simulation of chemical reactors with Chem- Cad - Test of different control strategies for exothermic reaction. Experimental Evaluation of The Conversion of Glycerol to 1,2- Propylene Glycol Preparation and Characterization of Doped Zn(S,Se) Nanopowders and Dispersions Non Steady State Heat Transportation through Different Building Materials The optical properties of ZnS:Mn incorporated in Photonic crystals Name des Absolventen Ewelina Stawiarz Marta Szczotka Michal Tadeusz Kaczmarek Michal Trzop Marta Prociak Ort der Masterarbeit / Firma FH Münster, Dep. Chemical Engineering, Steinfurt / Cracow University of Technology, PL-Krakau FH Münster, Dep. Chemical Engineering, Steinfurt / Cracow University of Technology, PL-Krakau AGH University of Science Technology Dept. Material Engineering and Ceramics, PL-Krakau Cracow University of Technology, PL-Krakau Cracow University of Technolgoy, PL-Krakau FH-Betreuer/ Firmen-Betreuer Prof. Dr. Volkmar Jordan Prof. Dr. Barbara Tal- Figiel / Dr. Robert Grzywacz Prof. Dr. Volkmar Jordan Prof. Dr. Barbara Tal- Figiel / Dr. Robert Grzywacz Prof. Dr. Michael Bredol Prof. Dr. Rekas Prof. Dr. Peter Dettmann Prof. Wieslaw Tal- Figiel Prof. Dr. Ulrich Kynast Prof. Dr. Bogdal Seite dpmsc 1 dpmsc 2 *) *) *) *) Kurzfassung ist nicht vorhanden
Neuartiger Baustein für reaktive und nicht reaktive Hotmelts Ziel der Arbeit war es einen neuartigen Baustein, ein maleinsäureanhydrid-gepropftes Polyacrylat so zu modifizieren, dass ein 1-Kfeuchtigkeitsvernetzendes Polymer entsteht. Dieses reaktive Polyacrylat soll dann in bestehende Hotmelttechnologien der Sika eingearbeitet werden, um die mechanischen und technologischen Eigenschaften zu optimieren. Diplomand: Christina Bosse Rochusstraße 66 49479 Ibbenbüren Sika Automotive GmbH Reichsbahnstraße 99 22525 Hamburg Firmenbetreuer: Dipl. Chem. Doreen Scheidler Prof. Dr. Reinhard Lorenz Im ersten Teil der Diplomarbeit stand die Synthese des Polyacrylats mit verschiedenen organofunktionellen Silanen. Zum Einsatz kamen Amino- oder Mercaptosilane die sich im Silan-Typ, in den am Si-Atom angebunden Alkoxy-Gruppen, in der Funktionalität des Amins und im Molekülrest am Stickstoff-Atom unterscheiden. Dadurch beeinflussen die verschiedenen Silane die Eigenschaften, wie Tack, Offene Zeit und Durchhärtung des reaktiven Polyacrylats. Im zweiten Teil wurde das silanmodifizierte Polyacrylat in bestehende Hotmelts eingearbeitet. Zum Einsatz kamen hier ein reaktiver APAO, ein reaktiver S-PUR und ein Haftklebstoff (basierend auf SBS bzw. SEBS). Hier sollte durch die Modifizierung mit dem silan. Polyacrylat eine Erhöhung der Klebrigkeit bei den reaktiven Hotmelts und eine höhere Wärmeformbeständigkeit bei den Haftschmelzklebstoffen erreicht werden. Eine stabile Mischung mit dem reaktiven APAO war nur teilweise möglich, die mit einem S-PUR oder Haftklebstoff gar nicht. In weiteren Schritten soll nun diese Unverträglichkeit der einzelnen Komponenten untereinander durch geeignete Zusatzstoffe vermieden werden. - 1 -
Improvements in the Extrusion and Mixing Department to Minimize Tread Shrinkage Unternehmen: Continental Tire North America, Mount Vernon, Illinois, Vereinigte Staaten Prof. Dr.-Ing. Richard Korff Die Diplomarbeit basiert auf einer tiefgründigen Erörterung zur Reifenproduktion und im Besonderen wird auf den Laufstreifenschrumpfungsprozess eingegangen. Dabei werden so viele Einflussfaktoren wie möglich untersucht um den Diplomand: jeweiligen Einfluss auf den Laufstreifenschrumpfungsprozess Michael Wilken zu bestimmen und ihn kalkulierbarer zu machen. Diese Amselweg 22 Vorgehensweise soll helfen den Reifenproduktionsprozess 49767 Twist konstanter zu machen und damit einhergehende michael.wilken@gmx.net Qualitätsverbesserungen zu erzielen. Zunächst wurde dazu die optimale Schrumpfungszeit ermittelt. Es hat sich dabei herausgestellt das nach vier Stunden die weitere Schrumpfung des Laufstreifens vernachlässigbar ist, da nach diesem Zeitraum die Schrumpfung des Laufstreifens kaum noch messbar war. Ein einhalten dieses Schrumpfungszeitraums für Laufstreifen führt zu entscheidenden Qualitätsverbesserungen des Reifens. Bei einem Versuch bei dem die Seiten der Wagen mit Puder bedeckt waren zeigte sich, dass die Schrumpfung wesentlich mehr Zeit in Anspruch nimmt. Der Versuch simuliert Vorgänge beim Reifenbauprozess bei denen der Reifenbauer den Laufstreifen aus dem Wagen nimmt und auf den Server der Reifenbaumaschine legt. In diesem Zeitraum bis zum eigentlich Reifenbau hat der Laufstreifen die Möglichkeit weiter zu schrumpfen. Im Abschlussversuch wurde schließlich der Einfluss von gealtertem Kautschuk und frischem Kautschuk bzw. gealterterten Laufstreifen und frischen Laufstreifen auf die Uniformity- Parameter untersucht. Die besten Ergebnisse wurden dabei für Laufstreifen gefunden, bei denen der Laufstreifen vier Stunden gealtert war und aus mehreren Tagen gealtertem Kautschuk hergestellt wurde. Mount Vernon, Illinois, U.S.A., 30.September 2007-2 -
Thema der Diplomarbeit: Einsatz von Funktionszusatzmitteln in Gießharzen. Betrachtung von Verarbeitbarkeit, resultierende Produkteigenschaften und Wirtschaftlichkeit. Kurzbeschreibung der Diplomarbeit: Aufgabe der Diplomarbeit war die Entwicklung einer Gießharzrezeptur für eine spezielle Anwendung. Im Rahmen der Arbeit wurden durch Zugabe verschiedener Additive die resultierenden Produkteigenschaften untersucht und Möglichkeiten aufgezeigt, um das Anforderungsprofil, bezogen auf diese Anwendung, rezepturseitig einstellen zu können. Als Rezeptureinstieg wurden Kombinationen verschiedener Komponenten vorgegeben und die daraus entstandenen Produkte auf verschiedene mechanische Eigenschaften geprüft. Die resultierenden Produkteigenschaften wurden durch den Einsatz verschiedener Füllstoffe und Additive als Funktionszusatzmittel variiert und so auf die spätere Verwendung abgestimmt. Im Anschluss an die durchgeführten Versuche erfolgte eine Rezepturempfehlung, bei welcher die Produkte eine vergleichsweise günstigere Preislage als andere Rezepturalternativen aufweisen können. Die wirtschaftlichen Gesichtspunkte der neuen Gießharzanwendung wurden über verfahrenstechnische und kaufmännische Aspekte diskutiert. Eine genaue Durchführung und Definition des Themas wird durch bestehende Geheimhaltungspflicht nicht angegeben. Diplomandin: Melina Rübbelke Im Schulkamp 4 33161 Hövelhof-Riege melina.ruebbelke@web.de Betrieb: Elastogran GmbH Elastogranstraße 60 49448 Lemförde - 3 -
Etherspaltung mit gemischtem Anhydrid an Polyetherolen und Polyurethanen Ziel der Arbeit war die Ausarbeitung einer Methode zur vollständigen Spaltung der Etherbindungen in Polyetherolen und Polyurethanen mit einem gemischten Anhydrid aus Essigsäure und p-toluolsulfonsäure. Dabei war zu prüfen, ob und ggf. welche Startermoleküle und kettenaufbauenden Polyethereinheiten mit der GC/MS identifiziert und quantifiziert werden können. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war es, die Reaktionsbedingungen so zu verändern, dass sich durch eine partielle Spaltung der Etherbindungen Informationen über die Strukturen von EO-PO- Copolymeren gewinnen lassen. Die Analyse der Spaltungsprodukte sollte mit der GPC erfolgen. Diplomand: Marc Bockhoff Elsässer Straße 59 48151 Münster Elastogran GmbH Elastogranstr. 60 49448 Lemförde Firmenbetreuer: Dr. Alfred Lindner Prof. Dr. M. Kreyenschmidt Die Etherbindungen in Polyetherolen und Polyurethanen ließen sich mit dem gemischten Anhydrid aus Essigsäure und p-toluolsulfonsäure bei einer Reaktionstemperatur von 125 C und einer Reaktionszeit von drei Stunden vollständig spalten. Hierbei traten weitaus weniger Nebenprodukte als bei der bisher zur Spaltung angewandten Methode mit konzentrierter Salzsäure auf. Die kettenaufbauenden EO- und PO-Einheiten, die Kettenverlängerer Butandiol und Hexandiol sowie die Startermoleküle TMP, Glycerin und Sorbitol ließen sich anhand ihrer selektiven, charakteristischen Umsetzungsprodukte ließen sich in Polyetherolen mit der GC-MS identifizieren. Als Umsetzungsprodukte entstanden die Acetatester, bei TMP, Butandiol und Hexandiol zusätzlich die gemischten Acetat-p-Toluolsulfonatester der monomeren Polyolkomponenten. Auch Saccharose ließ sich durch Senkung der Reaktionstemperatur auf 75 C selektiv nachweisen. Von den untersuchten aminischen Startern ließen sich nur TDA und Quadrol identifizieren. Ethylendiamin, Di- und Triethanolamin reagierten zu Salzen, die in der organischen Phase nicht nachweisbar waren. Die Quantifizierung des exemplarisch untersuchten EO-, PO- und TMP-Gehaltes in Polyetherolen war mit zufriedenstellenden Wiederfindungsraten möglich. Die partielle Spaltung der Etherbindungen bei einer Reaktionstemperatur von 75 C zeigte deutliche Unterschiede in den Reaktivitäten von EO- und PO-Einheiten. Diese ließen sich zur Unterscheidung von EO-PO-Copolyetherolen mit statistischer Verteilung und EO-PO-Blockpolyetherolen anhand ihrer Abbaugeschwindigkeiten nutzen. Auch über die Länge der EO-Blöcke ließen sich Informationen gewinnen. Die Analyse eines PUR-Weichschaumes bestätigte, dass sich die an den Polyetherolen gefundenen Ergebnisse auch an Polyurethanen erzielen lassen. Insgesamt kann die Etherspaltung mit gemischtem Anhydrid zur Charakterisierung und Identifizierung von Polyurethanen auf Polyetherol-Basis dienen und liefert wertvolle Hinweise über verwendete Einsatzstoffe und Strukturen. - 4 -
Entwicklung einer GC-MS Methode für die Cumarinanalytik in unterschiedlichen Lebensmitteln Cumarin ist eine Substanz, die in Verdacht steht krebserregend zu sein. Der aktuelle Grenzwert an Cumarin in Lebensmitteln soll von 2 mg/ kg auf 0,5 mg/ kg herabgesetzt werden. Somit muss eine A- nalyse entwickelt werden, die Konzentrationen unterhalb dieses neuen Grenzwertes sicher quantifizieren kann. Das Ziel dieser Diplomarbeit war es, Cumarin in Lebensmitteln nachzuweisen, und hierfür eine optimale Methode zu entwickeln, um Konzentrationen auch unterhalb von 0,5 mg/ kg Feststoff zu quantifizieren. Hierfür sollte das neue GC-MS- System der Firma Perkin Elmer genutzt werden. Diplomandin: Vera Mans Korrenkamp 5 48282 Emsdetten FH Münster Stegerwaldstraße 39 48565 Steinfurt Betreuer: Dipl.-Ing. Karin Schulte M.Sc. Prof. Dr. K. Schlitter Bei der Probenvorbereitung wurden verschiedene Extraktionszeiten miteinander verglichen. Hierbei konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den unterschiedlichen Extraktionszeiten ermittelt werden, da die Ergebnisse nicht ausreichend reproduzierbar waren. Deshalb wurde eine Probenextraktion von zwei Stunden als Standardprobenvorbereitung genutzt. Die Qualifizierung des Cumarin konnte ohne Probleme und reproduzierbar erfolgen, so dass die Analysendauer von 40,30 Minuten auf 17,15 Minuten verringert werden konnte. Für die Quantifizierung wurden die Methoden der Kalibrierung, der Kalibrierung mit einem internen Standard und die Aufstockung miteinander verglichen. Für die unterschiedlichen Kalibriermethoden lieferte die Verwendung eines internen Standards zwar eine Besserung der Präzision der Ergebnisse, jedoch war diese nicht so deutlich, dass sich der Mehraufwand und die Kosten für den internen Standard lohnten. Die Aufstockung lieferte bei einer modifizierten Probenvorbereitung ein auswertbares Ergebnis. Der ermittelte Cumarin- Gehalt lag über dem aktuell gesetzlichen Grenzwert von 2 mg/ kg Feststoff. Da jedoch erhebliche Probleme bei der Reproduzierbarkeit der Methode bzw. bei der Quantifizierung auftraten, sollte dieser Wert erneut überprüft werden. Bei der Überprüfung der Präzision verschiedener Messungen konnten keine zufrieden stellenden Ergebnisse ermittelt werden, wodurch weitere Messungen auf diesem Gebiet erforderlich sind. Hierunter wäre zum Beispiel die Verwendung eines anderen Lösungsmittels zu nennen. - 5 -
Experimentelle Untersuchungen zur Vermeidung von Gärhemmungen beim Einsatz von Gärrückständen als Rezyklatwasser Primäres Ziel sollte sein, einen kontinuierlichen Gärversuch mit NawaRo (Nachwachsende Rohstoffe) - Vergärung so zu betreiben, dass keine Hemmungen aufgrund von überhöhten Konzentrationen an Ammonium-Stickstoff auftreten. Dazu sollte der Ablauf, welcher rezykliert wurde mit dem von der GNS entwickelten Strippverfahren zur Entfernung von Ammonium-Stickstoff behandelt werden. Da es noch wenig gesicherte Erkenntnisse über die Stabilität reiner NawaRo-Anlagen gibt, sollten außerdem Einflussgrößen auf die Prozessstabilität ermittelt werden. Diplomandin: Nicole Hüser Amshausener Weg 38 33790 Halle (Westf.) GNS Gesellschaft für nachhaltige Stoffnutzung mbh Weinbergweg 23 06120 Halle (Saale) Firmenbetreuer: Dr. Ute Bauermeister Prof. Dr. Volkmar Jordan Der Laborfermenter wurde zunächst mit mechanisch aufgeschlossener Maissilage und Wintergerste betrieben, später kam zur Erhöhung des Gehaltes an Ammonium- Stickstoff noch Raps hinzu. Um die Grenzen der Belastbarkeit des Prozesses zu überprüfen wurde bei geringer Verweilzeit gearbeitet und die Fütterung fand unter Steigerung der Raumbelastung statt, dabei war ursprünglich geplant eine Raumbelastung von maximal 6 g ots / L d zu erreichen, und diese dann konstant weiterzubetreiben. Bei der Erhöhung gab es bis 4,7 g ots / L d keine Probleme, es wurde die erwartete Menge an Gas produziert und der Säuregehalt war niedrig. Die Biogasausbeute ist bis zu einer Belastung von 3,7 g ots / d gestiegen (max. 680 L / kg ots) und dann konstant geblieben. Der Gehalt an Ammonium-Stickstoff blieb ziemlich niedrig, so dass überlegt werden musste, wie man diesen steigern kann. Aus dem Grund wurden Rapspellets eingesetzt, welche doppelt so viel Stickstoff wie Maissilage oder Wintergerste enthalten. Im nächsten Schritt sollte die Raumbelastung auf 5,7 g ots / L d erhöht werden, es kam jedoch zu einer drastischen Erhöhung auf 6,8 g ots / L d, weil es Probleme mit dem Füllstand des Fermenters gab. Dadurch sind die Säuren stark angestiegen, woraus eine verminderte Biogasproduktion resultierte. Darauf hin musste der Fermenter zunächst stabilisiert werden. Des weiteren wurde geprüft, ob eine höhere Raumbelastung durch eine vorgeschaltete Hydrolysestufe erreicht werden kann. Als Folge dessen kam es aber zum Umkippen des Fermenters und er musste erneut stabilisiert werden. Da die eingesetzten Substrate bereits aufgeschlossen vorlagen (extrudierte Maissilage, gemahlene Wintergerste, geschredderte Rapspellets), konnte durch die Hydrolyse keine Verbesserung erzielt werden. Durch das nun noch besser verfügbare Substrat kam es zur Überlastung der Fermenterbiologie. Nachdem der Prozess einige Zeit wieder stabil bei einer Raumbelastung von 4,1 g ots / L d verlief, aber die Ammonium-Konzentration immer noch nicht über die Marke von 3 g / L gestiegen war, wurde trotzdem zum Abschluss des Versuches noch getestet, den Ablauf zu Strippen und in den Fermenter zurückzuführen. Auch das Strippen führte zum Umkippen. Der Grund dafür kann zum einen in einer verminderten Pufferkapazität liegen, zum anderen wurde aber durch die abgetöteten Bakterien auch der ots-gehalt der Futtermenge erhöht, was im Zusammenhang mit einer starken Systemänderung zu einer Überdosierung geführt haben kann. Als Ergebnis kann festgehalten werden, dass schnelle Systemänderungen bei kurzen Verweilzeiten und hohen Raumbelastungen zu Instabilitäten führen. Dabei ist die NawaRo-Vergärung im Gegensatz zur Gülle basierten Vergärung besonders anfällig. Mit einer erzielten Raumbelastung von 4,7 g ots / L d bei einer Verweilzeit von nur zwanzig Tagen und einer Gasausbeute von maximal 680 L / kg ots wurden extreme Bedingungen erreicht, was vorher noch nicht gelungen war. Durch den Einsatz von gut aufgeschlossenem Substrat ist es demnach möglich die Verweilzeiten zu verkürzen und die Raumbelastungen zu erhöhen. - 6 -
Optimierung und Neuentwicklung einer Folienbeschichtung mit speziellen Eigenschaften Das Ziel dieser Diplomarbeit war die Optimierung einer Farbschicht zur Verbesserung der Lagerstabilität eines mehrschichtigen Funktionsklebebandes. Diplomand: Christoph Hellermann Lüdinghausen Tesa AG Quickbornstrasse 24 20253 Hamburg Firmenbetreuer: David Tuffe, B.Sc. Prof. Dr. R. Lorenz Die Diplomarbeit wurde in drei Aufgabenbereiche unterteilt. Im ersten Teil der Diplomarbeit war es zunächst erforderlich, mit den im Labor zur Verfügung stehenden Geräten eine Methode zu erarbeiten, mit der man auf verlässliche Art und Weise die Haftungseigenschaften der Beschichtung auf der Trägerfolie messen kann. Dabei spielten verschiedene Arbeitsschritte in der Nassprobenherstellung, Applikation und Trocknung genauso eine Rolle, wie die eigentliche Messung und Auswertung der Messung. Die Festlegung der relevanten Methodenparameter erfolgte in Anlehnung an mögliche Produktionsbedingungen und an die Machbarkeit im Labor. Im zweiten Teil der Diplomarbeit war es das Ziel, innerhalb einer bestehenden Farbrezeptur die Einsatzstoffe relativ zueinander in ihren Einsatzmengen zu variieren. Der Einfluss der einzelnen Beschichtungsbestandteile auf die Haftung zwischen Beschichtung und Trägerfolie konnte auf diese Weise mit Hilfe der ausgearbeiteten Messmethode herausgearbeitet werden. Der Drittel Teil bestand darin, eine Alternative zur Ausgangsformulierung auf einer neuen Rohstoffbasis im Rahmen noch zur Verfügung stehenden Zeit zu erarbeiten. Die Festlegung der Messmethode führte zu verlässlichen und reproduzierbaren Messungen. Bezüglich der Standardformulierung konnten wichtige Erkenntnisse über ihre physikalischen Eigenschaften gewonnen werden. Außerdem konnten aussichtsreiche Vorschläge für eine Neuformulierung der Foliebeschichtung abgegeben werden. Die Ziele des Projekts, eine Methode zur Trennkraftmessung zu erarbeiten, die Einflüsse der Beschichtungsbestandteile auf die Haftungseigenschaften zu untersuchen und einen Vorschlag für eine alternative Farbrezeptur zu erarbeiten, konnten im Rahmen dieser Diplomarbeit teilweise erreicht werden, so dass sich ein Upscaling auf größere Anlagen absehen lässt. - 7 -
Konvertermaterialien auf Basis fluoridischer Wirtsgitter für die Anwendung in blauen Lasern In dieser Arbeit wurde nach Materialien gesucht, die im blauen Spektralbereich absorbieren und im grünen Spektralbereich Emission zeigen. Sogenannte Konvertermaterialien. Diese sollten zusätzlich in einer transparenten Form herstellbar sein. Das Augenmerk wurde hierbei auf fluoridische Wirtsgitter gelegt, da diese eine hohe Bandlücke besitzen. Diplomand: Benjamin Herden Hebbelstraße 31b 32657 Lemgo Philips Forschungslaboratorien GmbH Weißhausstraße 2 52066 Aachen Firmenbetreuer: Prof, Dr, Cornelis Ronda Prof. Dr. Thomas Jüstel Die Wirtsgitter wurden mit unterschiedlichen Aktivatoren und teilweise mit unterschiedlichen Konzentrationen dotiert. Dabei wurde untersucht, wie sich die Emission der Aktivatoren in den fluoridischen Wirtsgittern auch bei unterschiedlichen Konzentrationen auswirkt. Zur Überprüfung der Wirtsgitterabhängigkeit auf die Emission wurden die vorhandenen Kationen durch größere und kleinere Kationen mit ähnlichen chemischen Eigenschaften ausgetauscht. Die Präparationsmethode war meistens Mix and Fire, teilweise aber auch Fällungsreaktionen. Zur Analyse wurden die Proben durch Röntgenbeugung charakterisiert, spektral vermessen und ausgewertet. Ein System zeigte sich als geeignet für die Anwendung, so dass eine Erfindungsmeldung davon veröffentlicht wurde. - 8 -
Einführung und Anpassung eines Kinetik-Modells zur Simulation eines Delayed Coker Ziel der Arbeit war es ein von der BP Refining Technologies entwickeltes Prozessmodell zur Simulation eines Delayed Coker bei der BP Lingen zu implementieren und die Möglichkeiten dieses Tools aufzuzeigen. Dazu musste der Koker der Raffinerie im Prozessmodell abgebildet werden. Zusätzlich wurde das kinetische Modell modifiziert um die Vorhersagen zu Ausbeuten und Qualitäten der Produkte zu verbessern. Diplomand: Peter Gravemann Nadelweg 3 49811 Lingen BP Lingen Raffineriestraße 49808 Lingen Firmenbetreuer: Dipl. Ing. Heinz-Josef Humbert Prof. Dr.-Ing. Volkmar Jordan Der Koker ist eine verfahrenstechnische Anlage in der schwere Erdölrückstände aus der Vakuumdestillation thermisch gecrackt werden. Neben Petrolkoks entstehen dabei Gas, Benzin, Kerosin, Diesel und schweres Kokerheizöl. Das Einsatzgemisch des Kokers besteht aus unzähligen Verbindungen, was eine Beschreibung der Crackreaktionen und der entsprechenden Reaktionskinetik sehr schwierig macht. Eine Vorhersage über die Ausbeuten von flüssigen Produkten und Petrolkoks war bisher nur über Erfahrungswerte und empirische Ansätze möglich. Es gab keine Simulation hierfür. Die BP Refining Technologies hat in Zusammenarbeit mit der Firma UOP das BP Delayed Coker Process Model entwickelt, welches die Kinetik der im Koker ablaufenden Reaktionen beschreibt und alle wichtigen Komponenten der Prozessanlage wie Ofen, Transferleitungen und Fraktionierung simuliert. Damit ist es möglich, auf Grundlage einer vollständigen Simulation, Vorhersagen über die Ausbeuten und Qualitäten der Kokerprodukte zu machen. Um den Koker der BP Lingen möglichst genau abzubilden, wird das Prozessmodell an die Gegebenheiten vor Ort angepasst und kalibriert. Dazu sind detaillierte Angaben zur Geometrie der Anlage und zu den Prozessbedingungen notwendig. Zusätzlich wird das kinetische Modell getunt, um die Vorhersage der Ausbeuten zu verbessern. Zur Demonstration der Möglichkeiten dieses Prozessmodells, werden reale und fiktive Prozessbedingungen untersucht und Studien erstellt. Dabei wird die Genauigkeit und Aussagefähigkeit der Vorhersagen ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass eine einwandfreie Darstellung des Ist-Zustandes erreicht wird. Der Koker der BP Lingen wird stabil im Prozessmodell abgebildet und das Tool reagiert den Erwartungen entsprechend auf die Veränderungen von Prozessparametern. Damit lässt sich diese Simulation sehr gut zu einer schnellen Vorhersage über die Ausbeutestruktur und die Qualitäten der Kokerprodukte einsetzen. Es können Studien zu einer optimalen Rohstoffversorgung des Kokers durchgeführt werden. Außerdem ist es möglich, bereits vorhandene Planungsmodelle zu erweitern und zu verbessern. - 9 -
Der Einfluss von Verarbeitungsparametern auf die mechanischen Kennwerte von Lasersinterbauteilen aus Polyamid-12-Pulvern Die Aufgabenstellung der Diplomarbeit bezieht sich auf das Verfahren des Selektiven Lasersinterns. Im Rahmen dieser Arbeit sollte der Einfluss von Bauparametern auf die mechanischen Eigenschaften von Lasersinterbauteilen aus VESTOSINT - Pulver untersucht werden. Hierbei wurde besonders der Einfluss auf die Reißdehnung erforscht. Diplomand: Sebastian Ehring Moränenstraße 9 48165 Münster Evonik Degussa GmbH Paul-Baumann-Straße 1 45764 Marl Firmenbetreuer: Dipl.-Ing Silvia Monsheimer Prof.Dr.rer.nat. Reinhard Lorenz In der x- und in der y-richtung der Lasersinterbauteile konnten verschiedene Variationen der Bauparameter während der Erstellung von Lasersinterbauteilen keine signifikante Verbesserung der Reißdehnung bewirken. Hierbei wurden sowohl Bauparameter mit gleichbleibendem Energieeintrag bezüglich der Standardbauparameter, als auch Bauparameter mit unterschiedlichen Modifikationen des Energieeintrags untersucht. In der z-richtung von Bauteilen aus dem Lasersinterprozess konnte eine Verbesserung der Reißdehnung durch eine Kombination aus erhöhter Laserleistung und kurzer Schichtzeit erreicht werden. Die Reißdehnung in z-richtung der Lasersinterbauteile ist jedoch auch nach dieser Verbesserung noch immer geringer als die Reißdehnung in x- und in y-richtung. Aus Versuchen ist bekannt, dass Lasersinterbauteile aus nicht aufbaufähigem Material eine deutlich geringere Reißdehnung aufweisen als Lasersinterbauteile aus aufbaufähigem Standardmaterial. Dieser Zusammenhang zeigt, dass sich ein Molmassenaufbau während des Lasersinterprozesses positiv auf die Reißdehnung von Lasersinterbauteilen auswirkt. Auf der anderen Seite führt das Tempern von Standardzugstäben aus dem Lasersinterprozess unterhalb des Schmelzpunktes trotz eines starken Molmassenaufbaus zu keiner weiteren signifikanten Steigerung der Reißdehnung dieser Bauteile. Außerdem konnte durch erneutes Aufschmelzen von Standardzugstäben aus dem Lasersinterprozess die Reißdehnung deutlich verbessert werden. Ein Molmassenaufbau wurde jedoch bei diesen Bauteilen nicht festgestellt. Für die Herstellung von Lasersinterbauteilen wird folglich ein aufbaufähiges Material benötigt, um überhaupt eine akzeptable Reißdehnung zu erhalten. Durch eine weitere Steigerung der mittleren Molmasse kann jedoch keine zusätzliche Ver- besserung der Reißdehnung von Bauteilen bezüglich der Standardzugstäbe aus dem Lasersinterprozess erreicht werden. Durch erneutes Aufschmelzen von Lasersinterbauteilen im Wärmeschrank erreichen Bauteile aus dem Lasersinterprozess Reißdehnungen, welche vergleichbar mit der Reißdehnung von spritzgegossenen Polyamid-12- Bauteilen sind. In Versuchen konnte belegt werden, dass ein Zusammenhang zwischen der Haltezeit über 190 C und der Reißdehnung existiert. Berechnungen haben ergeben, dass die Schmelzetemperatur nach dem Belichten der Schichten eines Lasersinterbauteils schnell wieder abfällt. Es sind daher Bauparameter untersucht worden, welche dem Abkühlen der Schmelze entgegenwirken. Erkannt wurde jedoch, dass im realen Bauprozess bei langen Haltezeiten einer hohen Schmelzetemperatur die Bauteildimensionen wachsen. Die Reißdehnung dieser Zugstäbe konnte zudem nicht reproduzierbar über die Signifikanzgrenze gesteigert werden. Es ist daher anzunehmen, dass es bei dem aktuellen Stand der Technik nicht möglich ist, im realen Bauprozess eine ausreichend hohe Schmelzetemperatur über einen entsprechend langen Zeitraum zu halten, um so die erhoffte hohe Reißdehnung zu erhalten. Zusammenfassend muss erkannt werden, dass inneralb des bestehenden Lasersinterprozesses durch eine Variation der Bauparameter keine bedeutsame Verbesserung der Reißdehnung erzielt werden konnte. - 10 -
Systematische Gefahrenanalyse einer Benzinhydrierung Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Prozesssimulation und der systematischen Gefahrenanalyse für eine Benzinhydrierung. Die BP Lingen betreibt die Benzinhydrierung, um das Leichtbenzin zu entschwefeln. Im Laufe der Zeit wurde die Anlage mehrfach modifiziert. So wurde z. B. von der Schwerbenzin- auf die Leichtbenzinfahrweise umgestellt. Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll mit Hilfe des Prozesssimulators HYSYS eine auf Testlaufdaten basierende Simulation der Benzinhydrierung 2 (R2E) erstellt werden. Hierfür muss die Bedienung des Prozesssimulators eigenständig anhand von Schulungsunterlagen1 der Firma AspenTech erlernt werden. Die erstellte Simulation soll als Grundlage dienen, um die Fahrweise der Stabilisierkolonne DA-5301 bewerten und ggf. eine Optimierung vorschlagen zu können Für die Anlage ist eine systematische Gefahrenanalyse mittels modifizierter HAZOP-Methode durchzuführen. Zur Durchführung und Dokumentation werden maschinenund apparatespezifische Checklisten verwendet. Abschließend müssen die Sicherheitsventile der Anlage auf Basis der BP-Vorschrift ETP GP 44-70 Overpressure Protection Systems nachgerechnet werden. Diplomand: André Bauersachs Haselünner Str. 133 49809 Lingen Deutsche BP AG Erdölraffinerie Emsland Raffineriestr. 49808 Lingen (Ems) Firmenbetreuer: Herr Dr.-Ing. Norbert Ahr Herr Dr.-Ing. Dirk Schneider Prof. Dr.-Ing. Richard Korff Im Rahmen der Diplomarbeit wurde eine Simulation der R2E auf Basis der Testlaufdaten vom 23.04.2007 mittels AspenTech HYSYS erstellt. Ein Ziel der Simulation lag in der anschließenden Betrachtung der Stabilisierkolonne DA-5301. Diese sollte im Blick auf ihre Energieeffizienz untersucht werden. Es stellte sich heraus, dass durch eine Senkung des Rücklaufverhältnisses von 50:1 auf 25:1 eine verminderte Aufkocherleistung von 799 kw erzielt werden könnte. Dieses hätte eine Erdgaseinsparung zur Folge, da Fehlmengen im Heizgas über zugekauftes Erdgas ausgeglichen werden könnten. Bei der angestrebten Senkung des Rücklaufverhältnisses kann trotzdem von der Einhaltung der Produktspezifikation ausgegangen werden. Für sämtliche Apparate der Benzinhydrierung 2 wurde im Anschluss anhand einer modifizierten HAZOP-Methode auf Basis von VEBA-Checklisten eine Gefahrenanalyse erstellt. Die vorgeschlagenen Maßnahmen bezogen sich auf die Umsetzung neuer BP-Empfehlungen. - 11 - Ergänzend zur Gefahrenanalyse wurden die Sicherheitsventile betrachtet. Sämtliche Sicherheitsventile mussten hinsichtlich ihrer Abblasefälle betrachtet werden. Im Anschluss erfolgte eine Berechnung anfallender Massenströme und ein Vergleich mit dem zuerkannten Massenstrom sowie einer Druckverlustberechnung der zu- und abführenden Leitungen. Hierbei wurde festgestellt, dass die vorhandenen Sicherheitsventile ausreichen, um alle Massenströme optimal abzuführen. Neue Sicherheitsrichtlinien wie die Unterfeuerung von Behältern und Kolonnen wurden dabei berücksichtigt. Die Druckverluste der zuführenden Leitungen entsprachen alle den jeweiligen Richtlinien, die Druckverluste der abführenden Leitungen stimmten mit den Herstellervorgaben überein. Dieses bedeutet, dass keine Sicherheitsventile und Leitungen ersetzt werden mussten.