Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Techn. Biowissenschaften
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Forschungsgruppenleiter

Univ.Ass. Dipl.-Ing. Dr.techn. Walter Wukovits

Forschungsgruppe: Nachhaltige Technologien und Prozess-Simulation

Leiter: Univ.Ass. Dipl.-Ing. Dr.techn. Walter Wukovits

Die Forschungsgruppe Nachhaltige Technologien und Prozess-Simulation beschäftigt sich mit der Umsetzung von lignozellulosehaltiger Biomasse und Reststoffen in Bioraffinerien. Untersucht werden verschiedene Vorbehandlungsmethoden zum Aufschluss der Biomasse (z.B. Heißwasser-Extraktion, Organosolv-Prozess oder Dampfbehandlung) sowie die Gewinnung von hochwertigen Inhaltsstoffen (z.B. Lignin, Zucker, Säuren, Cellulose). In verschiedenen Bioraffinerie-Konzepten werden die weiteren Verarbeitungsmöglichkeiten von lignozellulosehaltiger Biomasse zu unterschiedlichen Produkten (z.B. Nanolignin, Zuckerersatzstoffe, Pharmazeutika, Biotreibstoffe) evaluiert.

Die hierfür nötigen thermischen, chemischen und biochemischen Prozesse werden im Labor- und Pilotmaßstab untersucht und durch umfassende Analytik quantifiziert. Die Entwicklung nachhaltiger Technologien wird begleitet durch:

  • Prozess-Simulation
  • Energieoptimierung (Pinch-Analyse, Wärmeintegration, Exergieanalyse)
  • Wirtschaftlichkeitsberechnungen
  • Nachhaltigkeitsanalysen

 

Prozess-Simulation wird eingesetzt um einzelne Prozesseinheiten und deren Kombination zu komplexen Gesamtprozessen zu analysieren. Die berechneten Massen-, Energie- und Exergiebilanzen erlauben ein tieferes Verständnis für die Abhängigkeiten und Wechselwirkungen verschiedener Prozessschritte. Die Simulationsergebnisse sind eine wertvolle Unterstützung in der Entwicklung, Planung, Optimierung, und dem Scale-up von Prozessen. Verwendet werden die – auch in der Industrie üblichen – Software-Tools Aspen Plus, IPSEpro und gPROMS. Zur Bereitstellung der notwendigen Stoffdaten stehen experimentelle Methoden sowie ab-initio Berechnungen mit Softwaretools wie COSMOtherm und TURBOMOLE zur Verfügung.

Zur Versuchsplanung, Modellvalidierung und Optimierung werden mathematisch/statistischen Methoden der Chemometrie genutzt, um ein Maximum an relevanten Informationen aus den verfügbaren Daten zu erhalten. Detaillierte Informationen zur Chemometrie sind unter folgendem Link zu finden: http://www.lcm.tuwien.ac.at

 

KERNKOMPETENZEN

  • Thermische Trennverfahren (Extraktion, Membrantrennverfahren, Rektifikation, Absorption) und ihre Anwendung in Chemie, Biotechnologie und Umwelttechnik
  • Entwicklung von Bioraffineriekonzepten
  • Prozesssimulation - Massen- und Energiebilanzen komplexer Prozesse (Bioraffinerie, Metallurgie, Chemische Prozesse)
  • Prozessdesign und Prozessoptimierung
  • Energetische Optimierung von Prozessen durch Pinch-Analyse, Wärmeintegration und Exergieanalyse
  • Ermittlung thermodynamischer Eigenschaften und elektrolytischer Gleichgewichte