Dynamische Betriebsweise in einem adaptiven Mischer mit automatisierter Prozessoptimierung

Im Rahmen der Dissertation wird eine dynamische Betriebsführung bei Mischprozessen für verschiedenen Rühraufgaben und unterschiedlichen Stoffen untersucht. Ziel ist es, Anwendbarkeit, Nutzen und Mehrwert eines flexiblen Mischbetriebs im Kontext auf veränderlichen Prozessparametern (beispielsweise Viskosität bei Polymerisationen) und unterschiedlichen Mischoperationen wie Homogenisieren, Dispergieren oder Intensivierung des Wärmeeintrages zu evaluieren. Dies erfolgt im Labor- und im Industriemaßstab.

Für das Promotionsvorhaben werden zwei unterschiedliche Ansätze betrachtet:

• Reversierende Mischtechnik

Erzeugung eines turbulenten Strömungsbildes in unbewehrten Mischbehälter durch Variation der Rührerdrehzahl im Betrieb. Derzeit werden turbulente Strömung durch Behältereinbauten (Bewehrungen) realisiert. Insbesondere bei pharmazeutischen oder Lebensmittelanwendung wird versucht unnötige Einbauten zu vermeiden, um eine reinigungsgerechte Prozessumgebung zu erhalten.

• Selbstoptimierende Steuerung in einem Multipurpose-Mischer

Der Einsatz eines Rührers mit mehreren, während des laufenden Prozesses einstellbaren Rührorganen ermöglicht die Umsetzung verschiedener Mischaufgaben in einem Anlagenaufbau im Betrieb. Unter Verwendung einer selbstoptimierenden Steuerung, soll bei Änderung des Mischziels oder von Stoffparametern ein zugehöriger, neuer Betriebspunkt automatisiert gefunden werden.

Die Datenerhebung erfolgt im Labormaßstab im Rahmen von Experimenten, welche auch zur Validierung von Simulationsdaten genutzt werden. Die Maßstabsvergrößerung (Scale-up) wird anhand numerischer Strömungssimulationen abgebildet.