Sensorentwicklung und multisensorielle Regelung für die Batch-Suspensionskristallisation

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Heiko Briesen
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik ; Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517791283

Die Regelung der Produkteigenschaften während einer Suspensionskristallisation wirft grundsätzliche Schwierigkeiten auf. Zwei entscheidende Gründe hierfür sind: (i) Etablierte monokausale Regelung der Produktqualität wird der Komplexität von Kristallisationsprozessen mit ihren vielfältigen Abhängigkeiten nicht gerecht. (ii) Der Mangel an geeigneten Sensoren erschwert die umfassende Beobachtung des regelungsrelevanten Prozesszustands. Das Hauptziel des Projekts die Entwicklung eines ganzheitlichen modellbasierten Regelungsansatzes für die Suspensionskristallisation. Im Rahmen des Projekts werden zunächst zwei neue Sensortypen entwickelt: (i) Elektrische Impedanzspektroskopie soll als Mehrzwecksensor, der mit nur einer Messung sowohl den Partikelanteil als auch die Konzentrationen verschiedener Stoffe ermöglicht, etabliert werden. (ii) Direkte inline Beobachtung der Kristallwachstumsrate ermöglicht die Bestimmung von Wachstumsraten ohne jegliche Kenntnis der Stoffkonzentrationen. Weiterhin wird dieser zweite Sensor auf seine Eignung hin, Informationen über die Kristallreinheit zu erhalten, geprüft. Beide Sensoren fließen in einen modellbasierten Regelungsansatz ein. Das zugrundeliegende Populationsbilanzmodell wird mit Hilfe der verfügbaren Sensoren identifiziert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen