MSO-basierte Verfahrenstechnik

Modellierung, Simulation und Optimierung (MSO) sind Schlüssel zum Erfolg.

Verfahrens- und Prozesstechnik

Rohstoff- und Energiewandel, Wandel der Märkte sowie Anforderungen an Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit erfordern die stetige Weiterentwicklung vorhandener und die Entwicklung neuer Verfahren in der chemischen Industrie. Modellierung, Simulation und Optimierung (MSO) sind Schlüssel zum Erfolg dieser Arbeiten. Entscheidend für den Erfolg ist eine Anpassung des Detailgrades in jeder dieser drei Säulen an die jeweilige Fragestellung des Planers:

  • Die Modellierung umfasst sowohl Stoff- als auch Anlagenmodelle, die je nach Anforderung eher abstrakter oder deteilgetreuer sind.
  • Die Simulation muss leistungsfähige Algorithmen zur Verfügung stellen, die schnelle und robuste Auswertungen erlauben.
  • Die Optimierung bettet Einzellösungen in einen Entscheidungshorizont ein, der dem Planer interaktiv zur Verfügung gestellt wird.

Immer verbinden sich dabei verfahrenstechnische und mathematische Methoden. Beide Fachgebiete sind in einer Kooperation zwischen dem ITWM und der TU Kaiserslautern in der Arbeitsgruppe MSO Verfahrenstechnik organisatorisch vernetzt.

Das Methodenspektrum umfasst:

  • Prozessoptimierung und Entscheidungsunterstützung
  • Prozesssimulation
  • Prozessmodellierung und Stoffdatenmodelle
  • Molekulare Modellierung und Simulation

Der Arbeitsgruppe steht neben einer leistungsfähigen Infrastruktur zur Bearbeitung der Aufgaben im Bereich MSO auch eine umfangreiche Labor- und Technikausstattung zur Verfügung.

Beispielprojekte

 

Greybox-Modelle zur Optimerung von Gesamtverfahren

Wir virtualisieren und optimieren chemische Produktionsanlagen in enger Zusammenarbeit mit der BASF SE.

 

Nanotechnologie

Wir unterstützen die Nanotechnologie mit unserer Kompetenz in der mathematischen Optimierung, um die industrielle Nutzung der speziellen Eigenschaften, die sich aus dem großen Oberflächen zu Volumenverhältnis ergeben, zu fördern.

 

Mechanische Produktionstechnik

Wir entwickeln Softwareanwendungen, um optimale Kompromisse in der mechanischen Produktionstechnik zwischen Kosten- und Qualtiätsmaßen zu finden.

 

Trocknungsprozesse

Durch optimale Steigerung des Lacktrocknungsprozesses wird die Qualität der Lackierung verbessert sowie der Energieverbrauch gesenkt.

 

Fraunhofer-Leitprojekt »Strom als Rohstoff«

Das Ziel des Projektes eOPT »Strom als Rohstoff« ist die Demonstration der Chance für die Chemieindustrie, billigen Strom als Energiequelle profitabel einzusetzen.

 

Prozessoptimierung in der chemischen Industrie

Dieser Planungsprozess zur Optimierung von Gesamtverfahren erfolgt mit Hilfe computergestützter Simulationen.

 

Thermisch angetriebene Hochleistungskälte

Das Fraunhofer interne Forschungsprojekt THOKA möchte die Leistung von Adsorptions-Kältemaschinen unter Nutzung billiger Energiequellen deutlich zu erhöhen.

 

Wasserversorgung

Der Kerngedanke zur Steigerung der Energieeffizienz im Projekt H₂OPT von kommunalen Stromausgaben liegt in dem konsequenten Einsatz von Kennlinien des Verbrauchernetzes und der Pumpen.

 

Entscheidungshilfe bei der Produktoptimierung

Im Projekt FORCE entwickeln wir gemeinsam mit unseren Projektpartnern ein Business Decision Support System (BDSS).