Thermochemisches Recycling von PVC: CAD-basierte Auslegung eines Doppelschnecken-Extruder-Teststands

Institut

Lehrstuhl für Energiesysteme (TUM-ED)

Typ

Semesterarbeit / Masterarbeit / HiWi-Tätigkeit /

Inhalt

experimentell / theoretisch / konstruktiv /  

Beschreibung

Die chemische Industrie steht vor der Aufgabe, fossile Rohstoffe schrittweise durch zirkuläre Kohlenstoffquellen zu ersetzen. Dafür braucht es robuste, skalierbare Prozesse, die auch „schwierige“ Kunststoffströme in verwertbare Zwischenprodukte überführen – ein zentraler Baustein für die Circular Economy und eine resiliente Rohstoffversorgung.

Ein besonders herausfordernder Kunststoff ist PVC: Der hohe Chloranteil und Additive erschweren die mechanische Verwertung und führen in thermischen Prozessen zu korrosiven bzw. sicherheitsrelevanten Randbedingungen. Thermochemische Verfahren (u. a. Dehydrochlorierung und nachgelagerte Zersetzung/Upgrading) können hier neue Wege eröffnen, indem sie die Wertstofffraktionen gezielt zugänglich machen.

Im Rahmen dieser Studienarbeit wird ein Teststand entwickelt, der einen kommerziellen Doppelschnecken-Extruder integriert (siehe Beispiel-Render). Ziel ist es, PVC und Mischkunststoffe unter hoher Scherung auf Temperaturen bis ca. 400 °C zu erhitzen, um die thermochemische Zersetzung experimentell zu untersuchen. Dafür ist eine rahmenbasierte Konstruktion aus ITEM-Profilen zu entwerfen, die als Einhausung des Teststands fungiert und Extruder sowie Peripherie (Materialaufgabe, Gaswaschflaschen, Gebläse, Output-Kühlstrecke etc.) sicher und modular aufnimmt. Die Arbeit ist stark „hands-on“ und schafft eine zentrale Infrastruktur für kommende Versuchsreihen am Lehrstuhl.

Arbeitspakete:

• Einarbeitung in Dehydrochlorierung, PVC-spezifische Randbedingungen und bestehendes Versuchsanlagen-Konzept am Lehrstuhl
• Auswahl zu verbauender Komponenten (Extruder-Peripherie, Materialaufgabe, Gasführung/Waschflaschen, Gebläse, Kühlstrecke, Sensorik-Grundbedarf) und Definition von Schnittstellen/Einbauräumen
• CAD-Design des Teststands (ITEM-Rahmenkonstruktion inkl. Einhausung, Montage-/Servicezugänge, Aufstellflächen, Befestigungspunkte, Kabelführung/Medienführung auf Basisebene; Ableitung von Stückliste für Fertigungsplanung)

Voraussetzungen

• Eigenständige, strukturierte Arbeitsweise und Freude an konstruktiver Entwicklung
• Sehr gute Deutsch- und Englisch-Kenntnisse zur Kommunikation mit Zulieferern/Projektpartnern
• Interesse an Verfahrenstechnik, Recycling/Kreislaufwirtschaft und experimenteller Anlagentechnik
• Erste Erfahrung mit CAD und technischen Zeichnungen ist hilfreich
• Verständnis für Thermoprozesse/Anlagenaufbau (z. B. Wärmemanagement, Materialhandling, Sicherheit) von Vorteil

Möglicher Beginn

sofort

Kontakt

Sebastian Bastek, M.Sc.
Raum: MW 3737
sebastian.bastektum.de

Ausschreibung