Experimentelle Untersuchung der Leistung verschiedener Mikroreaktortechnologien zur Herstellung von Zuckerderivaten in der Lebensmittelindustrie

  • Stellenausschreibung:
  • Stellenart:

    Bachelorarbeit/HiWi

  • Institut:

    IMVT

  • Eintrittstermin:

    nach Absprache

  • Kontaktperson:

    Claramunt, Sara

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    Hintergrund und Motivation

    In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie werden Zuckerderivate eingesetzt, um den Ballaststoffgehalt von Lebensmitteln zu erhöhen. Sie finden ebenfalls Anwendung als Füllstoff, und Texturierungsmitteln in Lebensmitteln. Die Durchführung der Reaktion zur Herstellung diesen Zuckerderivaten in industriellen Rührwerksreaktoren weist viele Nachteile auf, wie z. B. das Auftreten von Temperatur- und Konzentrationsgradienten im Reaktor und ein ungünstiges Verweilzeitverhältnis.

     

     

    Bisherige Untersuchungen haben gezeigt, dass diese reversible Reaktion mit hoher Ausbeute und Selektivität in Mikroreaktoren bei hohen Temperaturen durchgeführt werden kann. Durch die Entfernung von Wasser aus dem Reaktionsgemisch kann das Gleichgewicht der Reaktion in Richtung höherer Umsatz verschoben werden.

    Im Rahmen eines Technologietransferprojekts in Zusammenarbeit mit einem internationalen Industriepartner wird die Optimierung der Mikroreaktortechnologie und die Entwicklung einer neuartigen Membrantechnologie zur kontinuierlichen Entfernung von Wasser während die Reaktion stattfindet. Dies kann die Durchführung der Reaktion in einem Schritt ermöglichen, weiteres Equipment reduzieren und die Energieeffizienz des Prozesses erhöhen.


    Thema und Aufgaben der Bachelorarbeit

    Vor dem Einbau einer Membran in den Reaktor, sollte die effektivste Mikroreaktortechnologie für die Produktion von Zuckerderivaten bestimmt werden. Zwei Mikroreaktor-Technologien werden in Betracht gezogen, ein mehrfach mikrokanaliges Flachmodul und ein Mikroreaktor auf Basis von Strömungsleitelementen; beide Technologien wurden am IMVT entwickelt.

     

     

     

     

     

    Ziel dieser Arbeit ist es, die Leistung der verschiedenen Mikroreaktortechnologien experimentell zu untersuchen und daraus Schlussfolgerungen für die Eignung der Mikroreaktoren für unterschiedliche Reaktionsbedingungen zu ziehen.


    Aufgaben der Arbeit sind:

    • Literaturstudie
    • Inbetriebnahme einer Pilotanlage: Validierung des Prüfstandes und der Messtechnik
    • Bewertung der Umsatz und der Wasserproduktion für beide Reaktortechnologien bei unterschiedlichen Reaktionsbedingungen
    • Schriftliche Zusammenfassung der Ergebnisse

     
    Rahmenbedingungen

    • Studenten der Fachrichtung Chemieingenieurwesen / Verfahrenstechnik / Chemie
    • Die Ergebnisse der Arbeit werden innerhalb eines Institutsseminars vorgetragen.
    • Die Arbeit kann in Englisch oder Deutsch verfasst werden.
    • Eintrittstermin: nach Absprache


    Aufgabensteller: Prof. Dr.-Ing. Roland Dittmeyer

    Betreuerin: Sara Claramunt

    Kontakt: sara.claramunt@kit.edu

    Tel: 0721/608-24052