PROZESSINTENSIVIERUNG FÜR DIE INDUSTRILLE PRODUKTION
In diesem Forschungsbereich konzentrieren wir uns auf die Optimierung von Produktionsprozessen in der chemischen Verfahrenstechnik in unterschiedlichen Bereichen, indem wir laserbasierte Entwicklungen in den Process Analytical Technologies (PAT) mit Open-Source-Computational-Fluid-Dynamics-(CFD-)Simulationen kombinieren. Dieser integrierte Ansatz ermöglicht eine Steigerung des Durchsatzes, eine Reduzierung des Energie- und Materialverbrauchs sowie eine Verbesserung der Prozessflexibilität.
Indem wir komplexe Produktionsherausforderungen in umsetzbare Erkenntnisse verwandeln, unterstützen wir Ihre Prozesse dabei, effizienter, nachhaltiger und wettbewerbsfähiger zu werden, den Ressourcenverbrauch kosteneffektiv zu senken und messbare Vorteile für Prozesse, Ressourcen und die Gesamtleistung zu erzielen.
AREA MANAGEMENT
DI Dr. Karin Wieland
Area 2 Manager
für Prozessintensivierung,
Leiterin des PAT-Teams
Karin Wieland ist Bereichsleiterin für Prozessintensivierung am Competence Center CHASE. Sie leitet zudem das Team für Process Analytical Technology (PAT).
Sie verfügt über mehr als 10 Jahre Erfahrung in der Anwendung, Anpassung, Auswertung und Interpretation von Vibrationsspektroskopie – von der Nanoskalen-Analyse bis hin zur Prozessanalytik auf industriellem Maßstab. Durch die Integration fortschrittlicher Sensormethoden in Prozessumgebungen für zerstörungsfreie In-Line-Analysen und kontinuierliche Prozessüberwachung trägt sie zu verbessertem Prozessverständnis, intensiverem Betrieb sowie effizienterer und nachhaltigerer Produktion bei.
2019 promovierte sie in Technischer Chemie an der TU Wien. Ihre Arbeit ist durch eine umfangreiche Publikationsliste untermauert und wurde mit mehreren Auszeichnungen gewürdigt.
Profile:
Kontakt:
Telefon: +43 664 8568532
E-Mail: E-Mail senden
KEY SCIENTIFIC PARTNER
CHASE arbeitet mit führenden wissenschaftlichen Institutionen und Partnern zusammen, um die Forschung zur nachhaltigen Prozessintensivierung voranzutreiben:
Univ.-Prof. DI Dr. techn. Michael Harasek, TU Wien - Profile↗
Univ.-Prof. Dr. Bernhard Lendl, TU Wien - Profile↗
INDUSTRIE-REFERENZEN
CHASE arbeitet eng mit industriellen Partnern zusammen, um deren Produktionsprozesse zu intensivieren und zu optimieren:
Agrana Fruit, Agrana Research and Innovation Center, Borealis GmbH,
Endress+Hauser, Engel GmbH, Heraeus, OMV Aktiengesellschaft, Sappi Austria, Thermo Fisher Scientific (Austria) GmbH
UNSERE ZIELE
In unserem Forschungsbereich werden folgende Ziele verfolgt:
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Wichtige Prozessschritte in (bio-)chemischen, Lebensmittel- und Polymerprozessen zu modellieren und zu simulieren sowie diese Modelle mit erweiterten Laboranalysen und speziellen PAT-Werkzeugen zu validieren.
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Generische Werkzeuge zur Simulation von Mehrphasen- und Mehrphysikprozessen mittels CFD-Simulationen auf Basis der OpenFOAM®-Plattform zu entwickeln und umzusetzen.
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CFD-, Discrete-Element-(DEM)- und gekoppelte Modelle für großmaßstäbliche Prozesse durch Design-of-Experiment-Planung zu validieren.
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Die Prozessoptimierung durch Simulation zu steuern, unter Berücksichtigung von Reaktionsmodellen, prozessrelevanter Thermodynamik, Mehrphasen- und Mehrphysik-Phänomenen sowie anpassbarem CFD-Meshing und Reaktorgeometrien.
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Partikel- und Chemiesensoriktechnologien weiterzuentwickeln, einschließlich Entwicklungen im Bereich VIS- und Mid-IR-Laser, Hohlraumverstärkung, Ultraschall-Partikelmanipulation und hyperspektraler Bildgebungssysteme.
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Isotopenselektive Spurengassensoren auf Basis von Mid-IR-Laserspektroskopie zur Unterscheidung von Kohlenstoffquellen zu implementieren.
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Indirekte laserbasierte Sensorsysteme wie photoakustische und photothermische Spektroskopie für neuartige In-Line-Anwendungen weiterzuentwickeln.
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Laserbasierte On-Line-Sensoren zur Detektion und Überwachung von Schadstoffen in Raffinerieströmen und Polymerrecyclingprozessen einzusetzen.
UNSER ANSATZ
In unserem Forschungsbereich verfolgen wir den folgenden Ansatz:
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Kinetische Daten für die Olefinpolymerisation zu erfassen, unter Berücksichtigung von Temperatur, Katalysatorsystemen, Druck, Wasserstoff und weiteren Prozessvariablen.
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Generische, automatisierte Workflows für die CFD-Analyse von Prozessintensivierungsaufgaben zu entwickeln, um optimierte und von Engpässen befreite Designs zu ermöglichen.
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Homogene und heterogene Reaktions- und Stoffübertragungsmodelle in OpenFOAM® für generische und anwendungsspezifische Aufgaben der Prozessintensivierung umzusetzen.
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Eine generische OpenFOAM®-Modellbibliothek aufzubauen, die für maßgeschneiderte, simulationsgestützte Projekte einsatzbereit ist.
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Anlagenprozesse zu simulieren, einschließlich der Vorhersage bevorzugter Betriebsbedingungen für SO₂-Rückgewinnung, unterstützt durch neuartige On-Line-PAT-Werkzeuge.
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In-Line-PAT-Sensoren wie Raman-Spektroskopie kombiniert mit Laser-Doppler-Velocimetrie zu implementieren, für räumlich aufgelöste Überwachung von chemischen Prozessen und Fluidströmungen.
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Neuartige Sensorsysteme zu entwickeln und zu testen, basierend auf polarisationssensitiven Messungen, dezentralen NIR- und laserbasierten Gas- oder Feuchtesensoren.
Intensivierung der Wertschöpfungskette der Polymerproduktion
EINES UNSERER PROJEKTE
Sehen Sie hier das Video zu unserem Projekt „Raman-Spektroskopie-Demonstrator“ oder besuchen Sie unseren YouTube-Kanal:
CHASE arbeitet eng mit industriellen Partnern zusammen, um deren Produktionsprozesse zu intensivieren und zu optimieren:
Agrana Fruit, Agrana Research and Innovation Center, Borealis GmbH,
Endress+Hauser, Engel GmbH, Heraeus, OMV Aktiengesellschaft, Sappi Austria, Thermo Fisher Scientific (Austria) GmbH