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Projekt
Autonome Strukturbildung in Wirbelschichtsprühagglomerationsprozessen
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Andreas Bück; Professor Dr.-Ing. Achim Kienle; Professor Dr.-Ing. Evangelos Tsotsas
Fachliche Zuordnung
Mechanische Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504524147
Im Rahmen des vorliegenden Projektes werden Modelle, Methoden und Implementierungen zur Realisierung von autonomen Strukturbildungsprozessen in Sprühwirbelschichten (SWS) entwickelt. Dazu werden neue Multi-rate Soft-Sensoren zur Online-Bestimmung der Agglomeratstruktur mit erweiterten Regelungskonzepten zur gezielten Einstellung der gewünschten Agglomeratstruktur kombiniert. Struktur- und Morphologie-Modelle spielen dabei eine entscheidende Rolle, um die erforderliche Verbindung zwischen den Eingangsgrößen, den Messgrößen und der gewünschten Agglomeratstruktur herzustellen. Mit diesem Ansatz adressiert das geplante Projekt alle zentralen Forschungsbereiche des Schwerpunktprogrammes.In der ersten Förderphase werden Homo-Agglomerate betrachtet, die aus Primärpartikeln eines Materials aufgebaut sind. In der zweiten Förderphase ist eine Erweiterung der Modelle, Methoden und Implementierungen für Hetero-Agglomerate vorgesehen. Diese sind aus Primärpartikeln unterschiedlicher Materialien aufgebaut, was mit einem komplexeren Prozessverhalten einhergeht, aber auch neue Möglichkeiten für die Produktgestaltung eröffnet. Erweiterungen der zweiten Projektphase umfassen: 1) Betrachtung von Prozessketten, u.a., durch Einbindung von Rückführung und Desintegration von Agglomeraten, zur Vergrößerung der Bandbreite des dynamischen Verhaltens und der Agglomerateigenschaften sowie Bereitstellung zusätzlicher Stellgrößen zur autonomen Prozessführung, 2) Entwicklung neuer Methoden zur Beschreibung der Strukturbildung von Homoagglomeraten entlang der Prozessketten; 3) Entwicklung neuer Methoden zur Beschreibung der Strukturbildung von Heteroagglomeraten entlang der Prozessketten; 4) Untersuchung der Dynamik der Strukturbildung in Experiment und Prozesssimulation; 5) Aufklärung der Prozess-Struktur- und Struktur-Eigenschaftsbeziehungen der Agglomerate; 6) Entwicklung und Erprobung von Methoden zur Online-Charakterisierung von Schüttguteigenschaften (Übergang von Partikel- zu Produkteigenschaften); 7) Entwicklung und Erprobung von Multi-Raten-Soft-Sensoren zur Erfassung von Agglomeratstruktur und Zusammensetzung; 8) Entwicklung von regelungs- und echtzeit-orientierten Prozessmodellen; 9) Entwicklung, Umsetzung und Erprobung von modellbasierten Regelungkonzepten zur autonomen Strukturbildung von Homo- und Heteroagglomeraten entlang der Prozessketten mit Rückführung und Desintegration.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
