FE LR

M.Sc. Felix Ellwanger

  • Postanschrift: Kaiserstr. 12
    Liefer- und Besucheranschrift: Gotthard-Franz-Straße 3
    Geb. 50.31, 4. OG
    D-76131 Karlsruhe

Zu meiner Person

Sowohl meinen Bachelor, als auch meinen Master im Studiengang Chemieingenieurwesen absolvierte ich am Karlsruher Institut für Technologie. Erste Kontaktpunkte mit der Lebensmittelverfahrenstechnik hatte ich im Profilfach „Lebensmitteltechnologie“ während des Bachelorstudiums. In meinem Masterpraktikum bei der Capol GmbH in Elmshorn konnte ich mein Interesse im Lebensmittelbereich verfestigen. Dort arbeitete ich im F&E Bereich an der Weiterentwicklung von Trennmitteln für Fruchtgummis. Während des Masterstudiengangs vertiefte ich mein Wissen in der Lebensmittelverfahrenstechnik sowie im Bereich der Gas-Partikel-Systeme. In meiner Masterarbeit am Institut für Lebensmittelverfahrenstechnik simulierte ich die Zweiphasenströmung durch einen ACLR-Zerstäuber, der im Bereich der Sprühtrocknung eingesetzt werden kann. Da mir während meines Studiums das wissenschaftliche Arbeiten, vor allem im Bereich der LVT große Freude bereitet hat, freue ich mich darauf als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut der LVT zu arbeiten.

Forschungsschwerpunkt

Der Extrusionsprozess ist ein kontinuierlicher, thermomechanischer Prozess, bei dem verschiedene Schritte, wie beispielsweise das Mischen, Schmelzen und Formen gleichzeitig ablaufen. Seit einigen Jahren werden Extruder vermehrt eingesetzt, um Fleischanaloge herzustellen. Hierzu werden Proteine unterschiedlichsten Ursprungs mithilfe des Extruders funktionalisiert und texturiert. Dabei haben Prozessbedingungen wie Temperatur, Scherkräfte, Druck und Verweilzeit einen großen Einfluss auf die ablaufenden Reaktionen der Proteine. Da die Prozessbedingungen während der Extrusion immer simultan auftreten, ist bis heute der Einfluss einzelner Prozessbedingungen auf das Reaktionsverhalten der Proteine ungeklärt. In meiner Arbeit beschäftige ich mich daher mit dem Einfluss der Prozessbedingungen auf das Reaktionsverhalten von Proteinen.

Methoden

Um den Extrusionsprozess weiter zu charakterisieren wird sowohl auf experimentelle als auch auf numerische Strömungssimulation zurückgegriffen. Im Experiment können mithilfe von Bildaufnahmen, Sensoren, sowie den Betriebsparametern des Extruders Erkenntnisse über Verweilzeitverteilung, Temperaturprofile sowie weitere wichtige Größen gewonnen werden. Mithilfe eines Closed Cavity Rheometers gelingt es zudem einzelne Prozessbedingungen, wie beispielsweise die Scherrate unter extrusionsähnlichen Bedingungen zu betrachten. So kann der reine Einfluss der Scherrate auf das Reaktionsverhalten von Proteinen untersucht werden.
Die numerische Strömungssimulation bietet darüber hinaus die Möglichkeit, Erkenntnisse über Prozessgrößen zu erlangen, die im Experiment nicht zugänglich sind. So kann beispielsweise die genaue Temperaturverteilung im Extruder ermittelt werden sowie die daraus resultierende thermische Beanspruchung, welche auf die eingesetzten Proteine wirkt.

 

Aktuelle Angebote für Bachelor- und Masterarbeiten
Titel Datum Typ Betreuer

Zeitschriften


2023
Application of the ramp test from a closed cavity rheometer to obtain the steady-state shear viscosity η ( γ̇ )
Ellwanger, F.; Georgantopoulos, C. K.; Karbstein, H. P.; Wilhelm, M.; Azad Emin, M.
2023. Applied Rheology, 33 (1), Art.-Nr.: 20220149. doi:10.1515/arh-2022-0149
Highly protein-loaded melt extrudates produced by small-scale ram and twin-screw extrusion - evaluation of extrusion process design on protein stability by experimental and numerical approaches
Dauer, K.; Kayser, K.; Ellwanger, F.; Overbeck, A.; Kwade, A.; Karbstein, H. P.; Wagner, K. G.
2023. International Journal of Pharmaceutics: X, 6, Art.-Nr.: 100196. doi:10.1016/j.ijpx.2023.100196
2021
Morphology Development and Flow Characteristics during High Moisture Extrusion of a Plant-Based Meat Analogue
Wittek, P.; Ellwanger, F.; Karbstein, H. P.; Emin, M. A.
2021. Foods, 10 (8), Art.-Nr.: 1753. doi:10.3390/foods10081753

Vorträge


2023
Local process conditions in the twin-screw extruder during the functionalization of highly concentrated protein systems
Ellwanger, F.; Karbstein, H.; Emin, M. A.
2023, September. 14th European Congress of Chemical Engineering and 7th European Congress of Applied Biotechnology (ECCE & ECAB 2023), Berlin, Deutschland, 17.–21. September 2023
Ernährung von Morgen – Insekten und Pflanzen als Proteinlieferanten
Ellwanger, F.
2023, August. Gamescom (2023), Köln, Deutschland, 23.–27. August 2023
Numerische Ermittlung lokaler Prozessbedingungen während der Doppelschneckenextrusion pflanzlicher Proteine
Ellwanger, F.; Pernice, L.; Karbstein, H. P.; Azad Emin, M.
2023. Jahrestreffen der DECHEMA-Fachgruppen Hochdruckverfahrenstechnik (2023), Bochum, Deutschland, 13.–15. März 2023
2022
Extrudierte Insektenmehle für die Brotherstellung
Ellwanger, F.; Schmid, V.; Marel, A.-K.; Wiedenmann, V.; Müller, A.; Meinhardt, A.-K.; Mayer-Miebach, E.; Hetzer, B.; Sciurba, E.; Huch, M.; Karbstein, H.; Emin, A.
2022, April 28. Anuga Foodtec (2022), Köln, Deutschland, 26.–29. April 2022
Analyse der Prozessbedingungen während der Doppelschneckenextrusion pflanzlicher Proteine mit numerischen und rheologischen Methoden
Ellwanger, F.; Husfeldt, A.; Karbstein, H. P.; Emin, A.
2022, März 11. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Lebensmittelverfahrenstechnik und Trocknungstechnik (2022), Frankfurt am Main, Deutschland, 10.–11. März 2022
Functionalizing insects via twin-screw extrusion
Ellwanger, F.; Schmid, V.; Karbstein, H. P.; Azad Emin, M.
2022. Food Extrusion : Alternative Proteins and Plant-Based Meat (2022), Freising, Deutschland, 1.–2. Juni 2022

Poster


2023
Highly Protein-Loaded Melt Extrudates Produced by Small-Scale Ram and Twin-Screw Extrusion - Evaluation of Extrusion Process Design on Protein Integrity by Experimental and Numerical Approaches
Dauer, K.; Ellwanger, F.; Emin, M. A.; Karbstein, H.; Wagner, K. G.
2023, Oktober. AAPS PharmSci 360 (2023), Orlando, FL, USA, 22.–25. Oktober 2023
Using Moving Particle Simulation Approach to Investigate Mechanical and Thermal Stress Profile in a Twin-Screw Extruder
Ellwanger, F.; Pernice, L.; Karbstein, H.; Emin, A.
2023, Juni 20. 14th International Congress on Engineering and Food (ICEF 2023), Nantes, Frankreich, 20.–23. Juni 2023
2021
Modelling and Analysis of the Effect of Process and Geometry Parameters on Multiphase Flow Formation in ACLR Atomizers
Ballesteros Martinez, M.; Ellwanger, F.; Wittner, M.; Gaukel, V.
2021, März 10. Jahrestreffen der ProcessNet Fachgruppen Mehrphasenströmung (MPH) und Computational Fluid Dynamics (CFD 2021), Paderborn, Deutschland, 9.–10. März 2021