Biohulpbron Ingenieurswese
Die Biohulpbron Ingenieurswese groep is 'n groot, diverse en ambisieuse span wat op vier sleutelnavorsingsareas fokus, soos hieronder uiteengesit. Ons navorsers is toegewy daaraan om oplossings te ontwikkel vir van die dringendste uitdagings waarmee die samelewing vandag te kampe het. Die volhoubare benutting van biologiese hulpbronne is noodsaaklik vir 'n volhoubare toekoms. Chemiese ingenieurs speel 'n sleutelrol in die ontwikkeling van industriële prosesse wat veilig, volhoubaar en ekonomies lewensvatbaar is.
Bioprosesingenieurswese behels die toepassing van ingenieursbeginsels om prosesse wat biologiese stelsels, soos selle, ensieme en biomassa, benut, te ontwikkel, te ontleed en te optimaliseer. Ons navorsing fokus op twee hoofareas. Die eerste is die ontleding en optimalisering van bioprosesse deur prosesmodellering, -monitering en -beheer, sensitiwiteitsanalise, asook tegniese en ekonomiese uitvoerbaarheidsbepalings. Die tweede is die ontwikkeling van nuwe bioproseskomponente, insluitend die ontwerp en vervaardiging van innoverende bioreaktore en die ontwikkeling van nuwe tegnieke vir stroomafverwerking.
- Bioreaktorontwerp (Pott)
- Afstroomverwerking (Goosen, Pott)
- Prosesoptimering en sensitiwiteitsanalise (Görgens, Louw)
- Prosesmodellering (Görgens), monitering en beheer, insluitend masjienleer (Louw)
- Tegniese en ekonomiese uitvoerbaarheidsassesserings (Görgens, Chimphango, Goosen)
Hierdie navorsingsarea fokus op die produksie van bioprodukte uit biologiese grondstowwe, hetsy deur die onttrekking van spesifieke produkte of deur biokatalitiese (mikrobiese en ensiematiese) prosesse. Ons navorsing is daarop gemik om prosesse te ontwikkel en te optimaliseer wat die unieke eienskappe van biologiese grondstowwe en biokatalisators benut om produkte oor die hele bioproduktewaardeketting heen te vervaardig – van laewaarde-, hoëvolumeprodukte soos biobrandstowwe tot hoëwaarde-, laevolumeprodukte soos farmaseutiese produkte, entstowwe en gekweekte vleis.
- Fyn- en hoëwaardechemikalieë (Görgens, Chimphango, Pott, Goosen)
- Grootmaat en platformchemikalieë (Görgens, Chimphango)
- Biomateriale (Görgens, Chimphango)
- Gesondheidsverwante biotegnologie
- Bioprodukte vir verbeterde voeding (Görgens, Chimphango, Goosen)
- Biobrandstowwe, insluitend vaste, vloeibare en gasvormige stowwe (Görgens, Pott, Goosen)
Hierdie interdissiplinêre navorsingsarea fokus op die assessering van die omgewings-, ekonomiese en maatskaplike impak van prosesse, tegnologieë en stelsels deur hul hele lewensiklus – van konseptualisering tot die einde van hul bruikbare lewensduur. Ons navorsing maak gebruik van lewensiklusdenke en 'n stelselbenadering om impakte in elke lewensiklusfase met behulp van gevorderde lewensiklus- en volhoubaarheidsbeoordelingsmetodes te evalueer. Die fokus is op die toepassing van die beginsels van groen ingenieurswese en groen chemie om omgewingsgerigte ingenieursoplossings en innoverende strategieë vir klimaatsveranderingaanpassing en -versagting te ontwikkel, en sodoende by te dra tot die bereiking van die Volhoubare Ontwikkelingsdoelwitte (VOD's).
- Omgewingsimpakstudies (Görgens, Chimphango)
- Omgewingslewensiklusanalise (Görgens, Chimphango, Goosen)
- Water-energie-voedsel-nexus (Görgens, Goosen)
- Hulpbronvloei (Chimphango)
- Geïntegreerde volhoubaarheidstudies (ekonomies, omgewing, sosiaal) (Görgens, Chimphango)
Biogebaseerde hulpbronne sluit primêre landbougewasse, akwakultuurprodukte en reste uit die oes en verwerking van plant- en diergebaseerde materiale in. Hierdie hernubare koolstofbronne vorm die basis van geslote koolstofsiklusse, waarin produkte aan die einde van hul lewensiklus herwin en as nuwe grondstowwe teruggevoer word om 'n sirkulêre waardeketting te ondersteun.
- Bioraffinaderye en geïntegreerde voedsel-energiestelsels (Görgens, Chimphango, Goosen)
- Sirkulêre ekonomie (Görgens, Chimphango)
- Behandeling en valorisering van afval en neweprodukte(Görgens, Chimphango, Pott, Goosen)
Navorsers
Prof Annie Chimphango
Prof Neill Goosen
Prof Johann Görgens
Prof Tobi Louw
Dr Mieke Nieder-Heitmann
Prof Robbie Pott
Prof Eugéne van Rensburg