Die Wirtschaftlichkeit der thermo-chemischen Herstellung von Bio-Ethanol der zweiten Generation wird maßgeblich durch das Katalysatorsystem beeinflusst. Die Eigenschaften des Katalysators wirken sich direkt auf die Prozessstruktur und Produktivität aus. Um den Einfluss neuer Katalysatorsysteme effizient zu untersuchen, wurde eine modulare Toolbox entwickelt. Diese besteht aus eigenen Programmen sowie den kommerziellen Simulationstools ANSYS FLUENT V15.0 und ASPENPlus V8.4, die durch Zusatzmodelle erweitert wurden. Die Toolbox ermöglicht die Analyse der Alkoholsynthese auf unterschiedlichen Größenskalen. Das erste Werkzeug behandelt die Wärme- und Stofftransportvorgänge in einem katalytisch aktiven sphärischen Einzelkorn, wodurch Temperatur- und Konzentrationsgradienten untersucht werden können. Für die Reaktortypen Festbett- und Slurryreaktor wurden die Funktionen von ANSYS FLUENT angepasst. Der Festbettreaktor wird durch ein quasi-homogenes Modell beschrieben, wobei lokale Fluktuationen in den Freiräumen berücksichtigt werden. Im Slurryreaktor wird das Euler-Euler-Mehrphasenmodell verwendet, um die Interaktion zwischen Gasphase und Suspension zu modellieren. Die Spaltungs- und Koaleszenzprozesse von Gasblasen werden durch ein Population-Balance-Modell beschrieben. Zur Validierung des CFD-Modells wurden experimentelle Daten herangezogen. Das vollständige Syntheseverfahren wurde in ASPENPlus modelliert, wobei alle Werkzeuge das
