Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines digitalen Zwillings für die mechanische Flüssigkeitsabtrennung in Dekantierzentrifugen

Forschungsziel und Lösungsweg

Die Auslegung von Dekantierzentrifugen basiert auf stark vereinfachten stationären Modellen die das Verhalten des abzutrennenden Materials nur unzureichend wiedergeben. Dadurch ist eine zeit- und kostenintensive Auslegung mittels einer Vielzahl von Pilotversuchen notwendig.

Ziel dieses auf zwei Jahre geplanten Forschungsvorhaben ist die Entwicklung eines digitalen Zwillings für die mechanische Flüssigkeitsabtrennung in Dekantierzentrifugen. Der digitale Zwilling berücksichtigt das Materialverhalten der Suspension und des gebildeten Sediments. Um dieses Ziel zu erreichen sind ein physikalisch-basiertes Prozessmodell zu entwickeln, die Materialfunktionen für das Modell im Labormaßstab zu messen, eine Anlage für die Entwicklung des digitalen Zwillings zu instrumentieren, das Modell mit der Regelungstechnik zu koppeln und ein Scale-up durchzuführen.

Angestrebte Ergebnisse und Nutzen für KMU

Es ist unmittelbar damit zu rechnen, dass die KMU durch die modellprädiktive Auslegung den Zeit- und Kostenaufwand bei der Dimensionierung von Dekantierzentrifugen deutlich reduzieren und durch die Laborversuche neue grundlegende Erkenntnisse über die untersuchten Produkte erhalten. Die entwickelte Methodik bietet vor allem für sehr teure Wertstoffe, die nur in geringer Menge vorliegen, den Vorteil, dass hier ein sicherer Scale-up durch die durchgeführten Laborversuche möglich wird. Zusätzlich ist durch die Kopplung des physikalischen-basierten Prozessmodells mit der Steuerungstechnik erstmals eine vorausschauende Berechnung der trenntechnischen Vorgänge in Dekantierzentrifugen möglich, was wiederum Fehlchargen deutlich reduziert.