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Um die chemische Industrie nachhaltiger zu gestalten, nimmt Dr. Julia Riese Produktionsprozesse und -anlagen unter die Lupe. In ihrer Arbeitsgruppe am Lehrstuhl für Fluidverfahrenstechnik der RUB befasst sie sich zum Beispiel damit, die energieintensive Destillation flexibler und damit wandlungsfähiger zu machen. Bei ihrer Arbeit wird sie seit 1. Juli 2020 für ein Jahr mit einem mit 10.000 Euro dotierten Max-Buchner-Stipendium der Dechema gefördert.

Beitrag zum Klimaschutz

„Damit die chemische Industrie ihren Beitrag zum Klimaschutz leisten kann, muss sie hin zu nachhaltigen Produktionsrouten und zirkulären Wertschöpfungsketten, in denen Abfallprodukte wiederverwendet werden“, sagt Julia Riese. Eine Möglichkeit, das zu erreichen, sind neue Prozess- und Apparatekonzepte, die möglichst wandlungsfähig und flexibel sind.

Mit ihrem Team befasst sie sich besonders mit der Destillation, einem der bedeutendsten Verfahren zur Aufreinigung von Reaktions- und Wertprodukten. Das Verfahren ist sehr energieaufwändig und zugleich sehr unflexibel: „Normalerweise hat man in einer Destillationskolonne ein Volumen, in dem der Wärme- und Stoffaustausch stattfindet, also etwa das Wertprodukt angereichert wird“, erklärt sie. Aus konstruktiven Gründen kann man in dieser Art von Kolonnen die Produktionsmenge nicht beliebig variieren, da viele Betriebs- und Designgrößen voneinander abhängen.

Unabhängige Segmente

„Wir haben dieses eine Volumen nun in Segmente unterteilt, die man unabhängig voneinander betreiben kann“, so Julia Riese. Somit lässt sich die Produktionsmenge erheblich stärker variieren. Das Potenzial des neuen Konzepts konnte die Arbeitsgruppe schon mithilfe von Modellierung und Simulation aufzeigen. Zurzeit bauen die Forscherinnen und Forscher eine Versuchsanlage auf, um das Ganze experimentell zu untersuchen. „Durch das Max-Buchner-Forschungsstipendium haben wir jetzt weitere Möglichkeiten dafür“, freut sich die Forscherin. „Hauptziel wird es sein, die Grenzen im Betrieb des neuartigen Apparats zu identifizieren. Für eine erhöhte Flexibilität sind diese ein zentraler Untersuchungsgegenstand."