WIGRATEC - Wachstumskern
Wilfried-Pergande-Platz 1
06369 Südliches Anhalt - OT Weißandt Gölzau

Tel: 034978 / 305 119 Fax: 034978 / 305 126

E-Mail: technologie@wigratec.de
Web: www.wigratec.de
Seite drucken RSS Feed Icon Standardschriftgröße

Projekt: Regelung

Entwicklung einer Regelung für die Partikelgröße und Partikelfeuchte in der Wirbelschichtgranulation


Ziele

Die Produkteigenschaften in vielen partikulären Prozessen, darunter auch die Wirbelschichtgranu-lation und die Wirbelschichttrocknung, werden maßgeblich durch die Partikeleigenschaften be-stimmt: So bestimmt z.B. die Partikelgrößenverteilung das Auflösungsverhalten und die Freiset-zungsraten bei pharmazeutischen Wirkstoffträgern. Ebenso hat z.B. die Partikelfeuchte einen gro-ßen Einfluss auf die Lagerfähigkeit, z.B. im Bereich der Lebensmittelindustrie, wo eine ungeeignete Produktfeuchte zu einer verstärkten Bildung von Schadkeimen führen kann, desweiteren wird die Neigung zur Agglomeratbildung der hergestellten Partikel beeinflusst, die wiederum die Dosierbarkeit des Produktes beeinträchtigen kann.

Zur Sicherstellung einer gewünschten Produktqualität, in Form geeignet spezifizierter Produkteigenschaften, ist es demnach notwendig die Partikeleigenschaften geeignet zu beeinflussen. Dies ist insbesondere dann notwendig, falls es in Folge von Störungen, Betriebspunkt- oder Lastwechseln oder bei Änderungen des Ausgangsmaterials, die insbesondere bei Prozessen eine Rolle spielen bei denen die Ausgangsmaterialien jahreszeitlich bedingten Qualitätsschwankungen unterliegen (z.B. in der Lebensmittelindustrie) zu Abweichungen von den gewünschten Partikeleigenschaften kommt.

Eine Möglichkeit zur gezielten Beeinflussung der Eigenschaften der Partikel in diesem Sinne ist der Einsatz von Prozessregelungen. Hierbei wird auf Basis von in situ gewonnenen Messinformationen über die Partikeleigenschaften eine Veränderung der Prozessstellgrößen dahingehend vorgenommen, dass die aktuellen Partikeleigenschaften den gewünschten Eigenschaften nachgeführt werden (z.B. bei einem Betriebspunktwechsel oder zum Ausgleich einer Prozessstörung).
 
Das Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung und Umsetzung einer Prozessregelung für die Wirbelschichtgranulation. Als zu regelnde Größen sollen die Partikelgröße und die Partikelfeuchte betrachtet werden. Konkret zu behandelnde Regelungsaufgaben sind hierbei:
  • Automatischer Ausgleich von Prozessstörungen
  • Optimierung des Durchsatzes der Anlage durch geregelten Betrieb in Grenzbereichen
  • Vermeidung des Übergangs von der Granulation zur unerwünschten Agglomeration durch frühzeitige messtechnische Erfassung der Agglomeratbildung
  • Verringerung des Energiebedarfs durch Vermeidung energetisch ungünstiger Prozesszustände
Die Arbeiten innerhalb des Verbundprojektes lassen sich vier Schwerpunkten zuordnen:
  • Entwicklung und Erprobung der Messtechnik (Größe, Feuchte),
  • Experimentelle Untersuchungen und Parameteridentifikation,
  • Prozessmodellierung und Prozessanalyse, sowie
  • Entwicklung, Implementierung und Erprobung der Regelung.
Integraler Bestandteil ist dabei die Inline-Messtechnik zur Erfassung des Ist-Zustandes der partikulären Phase, nämlich die Kenntnis der aktuellen Partikelgröße und Partikelfeuchte. Bei einer Abweichung dieser Ist-Werte von vorgegebenen Sollwerten, sollen durch den gezielten automatischen Eingriff in den Prozess, realisiert über die zu entwickelnde Prozessregelung, die Qualitätsparameter der Granulate wieder in den Zielbereich geführt werden.

Mögliche Stellgrößen zur Erfüllung dieser Aufgaben können dabei sein:
  • die Gaseintrittstemperatur,
  • die Gaseintrittsfeuchte,
  • der Düsensprühdruck,
  • das Verhältnis der Eindüsung zwischen Top- und Tangential-Spray, bzw.
  • die geeignete Ansteuerung von Peripheriegeräten (z.B. Drehzahlen von Mühlen oder das Produktrücklaufverhältnis).
Eine direkte Identifikation der Stellgrößen und weiterer Prozessparameter und ihrer Einflüsse auf die Partikeleigenschaften soll experimentell erfolgen. Idealerweise erfolgt der Regelungsentwurf auf Basis vorhandener bzw. weiterzuentwickelnder Prozessmodelle, welche den Einfluss der Stellgrößen auf das Granulationsverhalten und die resultierenden Partikeleigenschaften in geeigneter Form abbilden. Gleichzeitig müssen Zielfunktionen wie beispielsweise die Minimierung des Energieeinsatzes oder Maximierung des Anlagendurchsatzes, definiert werden, um einen wirtschaftlich möglichst optimalen Betrieb sicherzustellen. Die Regelung soll für Granulationsprozesse sowohl im chargenweisen als auch im kontinuierlichen Betrieb umgesetzt und erprobt werden. Im kontinuierlichen Betrieb sollen die Konfigurationen mit interner Klassierung und mit externem Sieb-Mahl-Kreislauf untersucht werden.
 

Partner

  • IPT Pergande GmbH
  • Parsum GmbH
  • Anhaltinische Verfahrens- und Anlagentechnik GmbH
  • Elamont GmbH
  • Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Icon RSS Feed News Feed abonnieren
NEWSLETTER
Aktuelle Informationen via E-Mail:
Website: COGGY