moderne procestechnologie vraagt Aandacht voor proces én product 

TU Delft Process Technology Institute wordt Pro2Tech

Tien jaar geleden startte Andrzej Stankiewicz het TU Delft Process Technology Institute – DPTI. Een instituut dat de diverse faculteiten van de universiteit verbindt op het vlak van procestechnologie. Begin 2022 heeft voormalig directeur Ruud van Ommen zijn functie overgedragen aan Johan Padding. Gelijktijdig is de naam gewijzigd in Pro2Tech, waarmee de organisatie aangeeft de focus op procestechnologie uit te breiden met het product zelf. Ook nieuw onderwijs krijgt expliciete aandacht.

 

Vijf onderzoeksclusters

Onder leiding van Ruud van Ommen is het DPTI de afgelopen drie jaar verder gegroeid. De basis is onveranderd: het verbinden van verschillende disciplines en faculteiten binnen de universiteit – en daarbuiten – om gezamenlijk vanuit de procestechnologie de grotere maatschappelijke vraagstukken aan te pakken. Bijvoorbeeld met betrekking tot energie, water en voedingsmiddelen.

Ruud van Ommen: “We zijn de afgelopen jaren sterk gegroeid. Om het overzicht te behouden zijn vijf onderzoeksclusters gedefinieerd waarmee we onderzoek beter kunnen afbakenen: 'Food & Pharma', 'Energy', 'Water Processing', 'Processing of Advanced Materials', en 'Solid & Fluid Mechanics'. Binnen deze clusters werken hoofdzakelijk jonge wetenschappers grotendeels zelfstandig en faciliteren wij in de randvoorwaarden. Daarbij proberen we zoveel mogelijk het bedrijfsleven te betrekken zodat succesvolle ideeën sneller zijn op te schalen en op de markt te brengen."

Modelleren en simuleren kan een belangrijke meerwaarde bieden bij het opschalen en het ontwikkelen van kwaliteitscontroles 

Koerswijziging

Het is gebruikelijk dat de leiding over een instituut binnen de TU Delft regelmatig van directeur wisselt en dat betekent dat Van Ommen na drie jaar graag zijn plek vrijmaakt voor de nieuwe directeur Johan Padding. Evenals Van Ommen heeft Padding al langer zitting in het MT en weet dus van de hoed en de rand. “Ik ben aan de Universiteit Twente in 1998 afgestudeerd als natuurkundige met een specialisatie in chemische fysica. Via onder andere de TU/e ben ik uiteindelijk in Delft terechtgekomen waar ik me onder meer bezighoud met het modelleren en simuleren van vloeistofstromen in procesapparatuur.”

Pro2Tech

De achtergrond van Padding is van grote waarde bij de koerswijziging die het DPTI begin januari aankondigde. Padding: “Ten eerste hebben we een naamswijziging doorgevoerd die de lading van het instituut voor de toekomst vele malen beter dekt. In plaats van Delft Process Technology Institute heten we nu TU Delft Process & Product Technology Institute, kortweg Pro2Tech. Deze naam geeft aan dat ons instituut zich niet uitsluitend richt op de processen om tot bepaalde producten te komen maar ook op de producten zelf.

Dat heeft natuurlijk een reden. De klassieke procestechnologie produceert vooral in bulk en maakt meestal relatief eenvoudige producten. Moderne procestechnologie richt zich echter steeds meer op complexe producten zoals geneesmiddelen of melkpoeder voor zuigelingen. Die willen we liever in een continu proces produceren waarbij we de procesparameters voortdurend willen kunnen controleren en verder optimaliseren. Modelleren en simuleren kan hierbij een belangrijke meerwaarde bieden. Ten eerste bij het opschalen van processen die op laboratoriumschaal veelbelovend zijn. Daarnaast voor het ontwikkelen van de benodigde kwaliteitscontroles die onder meer kunnen voorkómen dat bij problemen een volledige batch wordt afgekeurd."

 

Blended learning

Een tweede, nieuwe focus betreft het onderwijs binnen de TU Delft. Van Ommen: “Omdat binnen Pro2Tech docenten van verschillende faculteiten samenwerken, zijn we ons nog meer bewust geworden van het feit dat faculteiten voor dezelfde vakken hun eigen programma’s en materialen gebruiken. In de komende tijd willen we deze lesstof synchroniseren zodat faculteiten efficiënter kunnen werken én van elkaar kunnen leren. Voor studenten geeft het een uniforme basis, wat samenwerken vereenvoudigt.”

Maar er is meer te melden op onderwijsvlak. Padding: “Een van de weinige positieve neveneffecten van de coronapandemie is dat we in korte tijd maximaal ervaring hebben opgedaan met online onderwijs. Dit leidde uiteindelijk tot het concept ‘blended learning’. Hierbij nemen studenten, voorafgaand aan het college, thuis of op hun kamer de theorie tot zich middels een relatief kort filmpje dat door de docenten van de TU Delft wordt gemaakt. De praktijk leert dat studenten dit behoorlijk goed doen, waardoor je tijdens de fysieke les een groep gemotiveerde, voorbereide studenten tot je beschikking hebt, waarmee je direct de diepte in kunt. Je behandelt heel andere vraagstukken, komt verder en dat enthousiasmeert mensen.

Ook vanuit de studenten hoor ik positieve geluiden. Ze kunnen in hun eigen tempo leren, het filmpje zo vaak terugkijken als ze willen. Een student die overgevoelig is voor veel prikkels gaf aan dat hij op deze manier de stof veel beter kon opnemen dan in een drukke collegezaal. Voor ons als hoogleraren en docenten betekent het bovendien dat we heel goed moeten nadenken over de wijze waarop je de theorie zo kort en eenduidig mogelijk kunt overbrengen. Ik denk dat we hiermee het goede van online en fysiek lesgeven maximaal kunnen combineren.”

https://www.tudelft.nl/pro2tech

 

 

Betere inhalatiemedicijnen door atoomlaagdepositie
In het cluster Food & Pharma wordt onder meer onderzoek gedaan naar atoomlaagdepositie als methode om de eigenschappen van inhalatiemedicijnen te verbeteren. Medicijnen innemen door deze te inhaleren is efficiënt omdat ze over een groot longoppervlak worden verspreid. Een nadeel is dat deze medicijnen snel uit het longweefsel verdwijnen waardoor ze maar kort effectief kunnen zijn. Daarnaast klonteren de deeltjes op weg naar de longen waardoor een deel van het medicijn het longweefsel nooit bereikt. Gecontroleerde toediening in termen van afzetting, oplossing en absorptie in de longen is hiermee lastiger.
Het onderzoek van het team van Ruud van Ommen heeft nu aangetoond dat keramische nanofilms op individuele budesonidedeeltjes kunnen helpen inhalatiemedicijnen gecontroleerder af te geven. Dit kan weer leiden tot een verlaging van de doseringsfrequentie en de dosis zelf, waarmee ook de bijwerkingen zullen afnemen. Van Ommen: “Het aanbrengen van deze laag gebeurt door middel van ALD – atomic layer deposition – en laat zich in een gefluïdiseerd bed goed opschalen.”

 

 

Vloeistof-vast gedrag in drinkwateronthardingsreactoren

Bij het zuiveren van drinkwater komen veel processen kijken. De zogenaamde meerfasestromen – zoals ontharding, filterspoeling en sedimentatie – zijn daarbij vaak onderbelicht. In een samenwerking tussen de TU Delft, TU/e, Queen Mary University of London, Universiteit Utrecht en Waternet zijn experimenten gedaan en complexe simulaties uitgevoerd om een van deze processen nader te bekijken. In dit geval gaat het om onderzoek naar het gefluïdiseerde bed van kalkkorrels om een onthardingsproces in detail te beschrijven.
Johan Padding maakt deel uit van de Delftse onderzoeksgroep en weet: “Door deze simulaties en experimenten is aangetoond dat fluïdisatie tussen vast en vloeibaar niet zo homogeen is als algemeen wordt aangenomen. Dit heeft gevolgen voor allerlei technologische toepassingen, zoals waterontharding door drinkwaterbedrijven.”