Modelling, Simulation, and Control of Drop Size Distributions in Stirred Liquid/Liquid Systems

• Applicants: Professor Dr.-Ing. Matthias Kraume; Professor Dr. Volker Mehrmann; Professor Dr. Michael Schäfer
• Subject Area: Chemical and Thermal Process Engineering ; Mathematics ; Fluid Mechanics
• Term: from 2009 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 140128082

Dieses Projekt widmet sich der Regelung von Tropfengrößenverteilungen (TGV) in gerührten Flüssig/flüssig-Dispersionen. Disperse Systeme sind von grundlegender Bedeutung für die chemische, pharmazeutische, Bergbau-, Erdöl- und Lebensmittelindustrie. Die Apparateauslegung erfordert für gewöhnlich einen hohen experimentellen Aufwand. Häufig ist es nur durch mathematische Modellierungen, modellbasierte Simulationen und Regelungen möglich, die technischen Anforderungen zu erreichen. Gegenwärtig stehen solche mathematischen Methoden für die hoch komplexen Prozesse bei der Bildung von TGV in Rührkesseln noch nicht zur Verfügung. Das langfristige Ziel dieses Projektes ist es daher, modellbasierte Methoden für die Vorhersage der für die Tropfengrößenverteilungen in gerührten Systemen relevanten physikalischen Phänomene zu entwickeln.Die damit verbundene technische Perspektive besteht in der Einstellung einer vorgegebenen TGV mit definiertem Mittelwert unter Verwendung von Regelparametern wie z.B. der Drehfrequenz. Die dafür notwendigen Teilaufgaben werden in enger Kooperation durch die Projektpartner bearbeitet: Modellentwicklung auf Basis geeigneter Experimente; Entwicklung, Implementierung sowie daraus folgende Anwendungen numerischer Methoden; Konstruktion von Echtzeit-Beobachtern sowie Entwicklung von robusten Regelungsmethoden.

• DFG Programme: Research Grants