Autonome Strukturbildung in Wirbelschichtsprühagglomerationsprozessen
Autonome Strukturbildung in Wirbelschichtsprühagglomerationsprozessen
(Third Party Funds Group – Sub project)
Overall project: Autonome Prozesse in der Partikeltechnik - Erforschung und Erprobung von Konzepten zur modellbasierten Führung partikeltechnischer Prozesse
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Start date: 01.10.2022
End date: 30.09.2025
Acronym:
Funding source: DFG / Schwerpunktprogramm (SPP)
URL:
Abstract
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. Zentrale Zielsetzungen der ersten Förderphase sind: 1) Entwicklung neuer Modelle zur Beschreibung des dynamischen Verhaltens der Struktur und Morphologie von Homo-Agglomeraten in kontinuierliche betriebenen SWSen mit und ohne Recycle; 2) Untersuchung der Strukturbildungsdynamik in Simulation und Experiment; 3) Aufklärung von Prozess-Struktur- und Material-Struktur-Beziehungen durch detaillierte Charakterisierung der Agglomeratstruktur; 4) Entwicklung und Implementierung von neuen Multi-rate Soft-Sensoren zur Erfassung der Strukturbildung bei der SWS-Agglomeration; 5) Entwicklung echtzeitfähiger Modelle für die Prozessregelung mit Hilfe datengetriebener Surrogat- und Hybridmodelle; 6) Entwicklung, Implementierung und Evaluierung verschiedener Regelalgorithmen für die autonome Strukturbildung von Homo-Agglomeraten für SWS-Agglomerationsprozesse mit und ohne Recycle.Dazu ist eine enge Kooperation mir den Partnern des Schwerpunktprogrammes in den Bereichen Prozessmodellierung, Online-Messverfahren, Modelreduktion, Optimierung und Prozessführung geplant.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.