Das Chemische/Physikalisch-Chemische Labor des Bachelor-Studienganges "Bioverfahrenstechnik"

Im dritten Fachsemester vertiefen die Studierenden durch das selbstständige Durchführen von zwölf Versuchen die Themen der Vorlesungen Allgemeine und Anorganische Chemie und Organische Chemie und verbessern ihre erlernten Laborfertigkeiten aus dem zweiten Fachsemester.

Allgemeine Tätigkeiten:

• Einhaltung wichtiger Sicherheitsregeln inklusive des richtigen Umgangs mit Gefahrstoffen
• Umgang mit Laborgeräten, wie Analysenwaagen, Magnetrührern und Bunsenbrenner
• Richtige Handhabung der wichtigsten Glasgeräte

Allgemeine und Anorganische Chemie:

• Stoffcharakterisierung durch qualitative Methoden: Ionennachweise
• Stoffcharakterisierung durch quantitative Methoden: Gravimetrie, Volumetrie, Photometrie, Röntgenfluoreszenz

Organische Chemie:

• Syntheseprinzipien: Veresterung, Polymerisation, Eliminierung
• Stoffcharakterisierung: Nachweise organischer Verbindungen, IR-Spektroskopie
• Chromatografische Methoden: Säulenchromatografie, Dünnschichtchromatografie, Hochdruckflüssigkeitschromatografie

Im vierten Fachsemester beschäftigen sich die Studierenden mit der Physikalischen Chemie und der Chemischen Reaktionstechnik. Hier werden physikalisch-chemische Eigenschaften von Stoffen und Stoffgemischen betrachtet, die technisch bei der Planung von Anlagen und Verfahren – für die Verfahrenstechnik – von großer Bedeutung sind.

Das Praktikum beinhaltet Versuche zu folgenden Themenbereichen:

• Untersuchung des Verweilzeitverhaltens von Fließsystemen
• Untersuchung der Reaktionskinetik mit verschiedenen Methoden
• Bestimmung von Standardbildungsenthalpien aus Verbrennungswärmen von org. Verbindungen
• Verteilungsgleichgewichte
• Mischungslücken in ternären Systemen
• Dampfdruckosmometrie
• Siedegleichgewichte binärer Systeme
• Dynamische Differenzkalorimetrie

Im ersten Fachsemester erarbeiten die Studierenden in Kleingruppen zu einem vorgegebenen Thema naturwissenschaftliche Zusammenhänge aus den Bereichen Biologie, Mikrobiologie, Biochemie, Bioprozesstechnik, Chemie, Mechanische und Thermische Verfahrenstechnik, die zur Produktion eines Produktes im Labormaßstab und im industriellen Maßstab notwendig sind.

Das Projekt wird in zwei Phasen unterteilt, in denen das Laborpersonal mit benötigter Ausstattung unterstützt:

• Phase 1: Herstellung von Mustern, von denen eins industriell hergestellt werden kann
• Phase 2: Entwicklung eines Prozesses zur industriellen Herstellung

Dies können Themen aus den unterschiedlichsten Bereichen sein. Themen der letzten Jahre waren beispielsweise:

• Mikroalgen als Rohstoffquelle: Algenkultivierung und Konzept einer Produktionsanlage zur kontinuierlichen Herstellung von Biodiesel oder von Bioethanol aus Mikroalgen, Produktionskapazität von 1 t/h
• Von der Knolle zur Chipstüte: Entwicklung eines lebensmittelverfahrenstechnischen Prozesses zur Herstellung und Konfektionierung von 500 kg Kartoffelchips pro Stunde
• Cleaning the Beach: Entwicklung eines Prozesses zur quantitativen Trennung der Bestandteile eines verunreinigten Sandstrandes („Modellstrand“ aus Sand, Meersalz, den Kunststoffen LD-Polyethylen und Polylactid, Holz, Krebsschalen und Muscheln) und stoffliche Weiterverwendung einer Komponente

Im sechsten Fachsemester bearbeiten die Studierenden ein ingenieurwissenschaftliches Teamprojekt in einer Gruppe von vier bis sechs Personen.

Für die Bearbeitung eines solchen Projekts kann die komplette Laborausstattung verwendet werden, Themen aus dem Praktikum können weiter vertieft oder auch ganz neue Bereiche erforscht werden.

Themen der vergangenen Jahre waren beispielsweise:

• Erstellung einer Methode zur quantitativen Analyse von Alkoholen der Kettenlängen C1 bis C10 in wässriger Matrix mit der Kapillar-Gaschromatographie
• Gaschromatographische Auftrennung von Alkoholen aus Ethanol

• Untersuchung der Stabilität und Kristallisationsverhaltens von Schokolade mittels dynamischer Differenzkalorimetrie

Auch für das Durchführen von Abschlussarbeiten am Ende des Studiums kann das Labor genutzt werden.

Im Jahr 2027 wird der Neubau von Gebäude 7 fertig gestellt sein und die Lehre kann in modernen Laboren mit der neusten Technik durchgeführt werden. Bis zum Einzug wird die Lehre in den vor knapp zehn Jahren sanierten Laboren (Chemielabor / Labor für Physikalische Chemie) der Hochschule Rhein-Main in Rüsselsheim durchgeführt. Die beiden Labore verfügen über ähnliche Ausstattungen und haben teilweise Überschneidungen in den Schwerpunkten, daher ist es möglich in der Interimszeit die Lehre mit kleinen Einschränkungen bzw. Änderungen der Versuche anzubieten

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie im Artikel "Zusammenarbeit über Hochschulgrenzen hinaus" der Hochschule Rhein-Main.