Ökologische Bewertung von Verfahren in Mehrzweckanlagen der Prozessindustrie

Ökologische Bewertung von Verfahren in Mehrzweckanlagen der Prozessindustrie von Paschetag,  Mandy Yvonne
Die vorliegende Arbeit behandelt das Thema ökologische Bewertung von Verfahren in Mehrzweckanlagen der Prozessindustrie. Als Beispiel dient ein Produktionsprozess aus dem Bereich der Spezialchemie, der in einer Mehrzweckanlage betrieben wird. Aus den Charakteristika der Struktur und des Betriebes dieses Anlagentyps resultieren Besonderheiten in der Produktion, die bei der ökologischen Bewertung berücksichtigt werden müssen. Zum einen können verschiedenste Prozesse parallel betrieben werden und zum anderen sind ein großer Apparatepark sowie eine Vielzahl an zentralen Anlagenbestandteilen für die Produktion notwendig. In diesem Zusammenhang ist die Bereitstellung von Daten für die ökologische Bewertung mit Herausforderungen verbunden. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer Methode, die eine umfassende, transparente Bewertung in einem überschau- und handhabbaren Aufwand ermöglicht und die Besonderheiten der Produktionsstätte berücksichtigt.
Aktualisiert: 2023-05-11
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Alterungseffekte in proteinhaltigen Foulingschichten

Alterungseffekte in proteinhaltigen Foulingschichten von Schnöing,  Lukas
Die Alterung unerwünschter Ablagerungen auf wärmeübertragenden Oberflächen vermindert die thermohydraulische Effizienz von Wärmeübertragungssystemen und erschwert gleichzeitig die Reinigung technischer Oberflächen. In dieser Arbeit wurden die morphologischen, thermischen und mechanischen Alterungseffekte molkenprotein-basierter Foulingschichten mit mittleren inneren Temperaturen von 80 °C bis 110 °C untersucht. Dazu wurden spezielle apparative und experimentelle Herangehensweisen erarbeitet, sodass sich graduelle Unterschiede entlang des Querschnitts von Foulingschichten hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit und der Festigkeit darstellen ließen. Dabei wurde eine weniger temperatursensitive Alterung von Foulingschichten unterhalb von 90 °C aufgezeigt, während oberhalb von 90 °C eine starke Temperatursensitivität vorlag. Diese Beobachtung steht in Zusammenhang mit der temperaturabhängigen Denaturierungskinetik der Molkenproteine. Gleichzeitig wurde unterschiedliches, elastisch bis sprödes Materialverhalten analysiert, das auf verschiedene Grenztemperaturen schließen ließ und einen Einfluss auf den Abtragsmechanismen und damit die Reinigung erwarten lässt.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Einflüsse auf die Oberflächenqualität von Organoblechbauteilen im Thermoformprozess

Einflüsse auf die Oberflächenqualität von Organoblechbauteilen im Thermoformprozess von Behrens,  Bernd-Arno, Hübner,  Sven, Keunecke,  Martin, Stein,  Christian, Vogt,  Hendrik Simon
Die Organoblech-Technologie zeichnet sich durch ein hohes Leichtbaupotenzial und vor allem effiziente Verarbeitungsverfahren aus. Während der Umformung auftretende Oberflächendefekte an den Bauteilen führen allerdings zu einer Einschränkung der möglichen Einsatzgebiete. Um diese Fehlstellen zu vermeiden, ist eine komplizierte Temperaturführung während des Thermoformprozesses notwendig, wobei eine Anpassung der Halbzeug- sowie Werkzeugtemperatur in den meisten Fällen nicht möglich ist. Um die für die Oberflächenfehler verantwortliche Auskühlung des Organoblechs zu reduzieren, können wärmedämmende Werkzeugbeschichtungen eingesetzt werden. Diese sollen den Temperaturverlust während des Thermoformens verhindern und somit zu einer Steigerung der Oberflächenqualität führen. Der vorliegende Beitrag untersucht in diesem Zusammenhang am Beispiel eines Umformprozesses den Einfluss der Prozessparameter sowie ausgewählter Werkzeugbeschichtungen auf die Oberflächenqualität der Organoblech-Bauteile.
Aktualisiert: 2022-02-07
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Bestimmung der thermischen Transporteigenschaften poröser Elektroden von Lithium-Ionen Batterien

Bestimmung der thermischen Transporteigenschaften poröser Elektroden von Lithium-Ionen Batterien von Oehler,  Dieter
Diese Arbeit präsentiert einen analytischen und numerischen Modellansatz zur Vorhersage der effektiven Wärmeleitfähigkeit poröser Elektrodenbeschichtungen als Funktion von Mikrostrukturparametern. Beide Modelle berücksichtigen die morphologischen Parameter und die thermischen Bulkeigenschaften der fundamentalen Batteriezellkomponenten. Die Ergebnisse beider Modelle wurden erfolgreich gegeneinander verifiziert und durch Literaturdaten sowie eigene experimentelle Messungen validiert. This contribution presents an analytical and a numerical model for predicting the effective thermal conductivity of porous electrode coatings as a function of microstructure parameters. Both models account for the morphological parameters and the thermal bulk materials of the constitutive cell components. The results of both models have been successfully verified against each other and validated with literature data as well as own experimental measurements.
Aktualisiert: 2021-11-25
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Ökologische Bewertung von Verfahren in Mehrzweckanlagen der Prozessindustrie

Ökologische Bewertung von Verfahren in Mehrzweckanlagen der Prozessindustrie von Paschetag,  Mandy Yvonne
Die vorliegende Arbeit behandelt das Thema ökologische Bewertung von Verfahren in Mehrzweckanlagen der Prozessindustrie. Als Beispiel dient ein Produktionsprozess aus dem Bereich der Spezialchemie, der in einer Mehrzweckanlage betrieben wird. Aus den Charakteristika der Struktur und des Betriebes dieses Anlagentyps resultieren Besonderheiten in der Produktion, die bei der ökologischen Bewertung berücksichtigt werden müssen. Zum einen können verschiedenste Prozesse parallel betrieben werden und zum anderen sind ein großer Apparatepark sowie eine Vielzahl an zentralen Anlagenbestandteilen für die Produktion notwendig. In diesem Zusammenhang ist die Bereitstellung von Daten für die ökologische Bewertung mit Herausforderungen verbunden. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer Methode, die eine umfassende, transparente Bewertung in einem überschau- und handhabbaren Aufwand ermöglicht und die Besonderheiten der Produktionsstätte berücksichtigt.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Selbsttragendes Batteriemodul mit multifunktionalem Zellverbinder

Selbsttragendes Batteriemodul mit multifunktionalem Zellverbinder von Bolsinger,  Christoph
Diese Arbeit präsentiert ein selbsttragendes Batteriemodul, das die Zellen als mechanisches Bauteil nutzt und so den die Energiedichte auf Systemebene steigert. Zusätzlich schaffen multifunktionale Zellverbinder, die die elektrische und thermische Schnittstelle darstellen, Doppelfunktionen, die den Reparatur- und Recyclingprozess vereinfachen. Eine integrierte Zellüberwachungseinheit mit optischer Kommunikation misst die Zellspannung und die Temperatur und sorgt mit einem passiven Balancing für eine Ladungsangleichung der Module. Die elektrische Verbindung zu den Zellpolen findet über Druckkontakte statt, deren Kontaktwiderstand im selben Bereich oder sogar unterhalb derer von geschweißten Verbindungen liegt. Der druckkontaktierte Zellverbinder ermöglicht zugleich die thermische Kontaktierung der Zellpole im Batteriemodul und realisiert somit eine Axialkühlung, die im Vergleich zu einer Mantel- bzw. Radialkühlung, die internen Temperaturgradienten um bis zu einem Faktor zwei reduziert. Zyklentests von Zellen mit Mantel- und Polkühlung zeigen jedoch, dass die Kühlmethode trotz unterschiedlichen internen Temperaturgradienten keinen signifikanten Einfluss auf die Zellalterung hat. Einen entscheidenden Einfluss zeigt jedoch die Kühlleistung.
Aktualisiert: 2023-01-01
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