PROZESSINTENSIVIERUNG FÜR DIE INDUSTRIELLE PRODUKTION
In diesem Forschungsbereich konzentrieren wir uns auf die Optimierung von Produktionsprozessen in der chemischen Prozessindustrie über unterschiedliche Anwendungsfelder hinweg. Dabei kombinieren wir laserbasierte Entwicklungen in der Prozessanalytik (PAT) mit Open-Source-Simulationen der Computational Fluid Dynamics (CFD). Dieser integrierte Ansatz ermöglicht es uns, den Durchsatz zu erhöhen, den Energie- und Materialeinsatz zu reduzieren und die Prozessflexibilität zu verbessern.
Indem wir komplexe Produktionsherausforderungen in umsetzbare Erkenntnisse überführen, unterstützen wir Sie dabei, Ihre Abläufe effizienter, nachhaltiger und wettbewerbsfähiger zu gestalten. So senken wir den Ressourcenverbrauch auf kosteneffiziente Weise und schaffen messbare Mehrwerte für Ihre Prozesse, Ihre Ressourcen und Ihre Gesamtperformance.
AREA MANAGEMENT
DI Dr. Karin Wieland
Area 2 Manager
für Prozessintensivierung,
Leiterin des PAT-Teams
Karin Wieland ist Area Managerin für Process Intensification am Competence Center CHASE. Zudem leitet sie das Team für Prozessanalytische Technologie (PAT).
Sie verfügt über mehr als zehn Jahre Erfahrung in der Anwendung, Anpassung, Evaluierung und Interpretation von Schwingungsspektroskopie – von der Nanoskalenanalyse bis hin zur prozessanalytischen Technologie im industriellen Maßstab.
Durch die Integration fortschrittlicher Sensormethoden in Prozessumgebungen für zerstörungsfreie In-line-Analysen und kontinuierliches Prozessmonitoring trägt sie zu einem verbesserten Prozessverständnis, einer intensivierten Betriebsführung sowie zu einer effizienteren und nachhaltigeren Produktion bei.
Sie promovierte 2019 in Technischer Chemie an der TU Wien. Ihre wissenschaftliche Arbeit ist durch eine umfangreiche Publikationsliste belegt und wurde zudem 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 ↗
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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Modellierung und Simulation zentraler Prozessschritte in (bio-)chemischen, Lebensmittel- und Polymerprozessen sowie Validierung dieser Modelle mittels erweiterter Laboranalytik und spezieller PAT-Werkzeuge.
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Entwicklung und Implementierung generischer Werkzeuge zur Simulation von Mehrphasen- und Mehrphysikprozessen mittels CFD-Simulationen auf Basis der OpenFOAM®-Plattform.
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Validierung von CFD-, Diskrete-Elemente- (DEM) und gekoppelten Modellen auf größeren Prozessen durch Design-of-Experiment-Planung.
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Steuerung der Prozessoptimierung über Simulationen unter Berücksichtigung von Reaktionsmodellen, prozessrelevanter Thermodynamik, Mehrphasen- und Mehrphysik-Phänomenen sowie adaptiver CFD-Netzgenerierung und Reaktor-Geometrien.
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Weiterentwicklung von Partikel- und Chemiesensorik-Technologien durch branchenübergreifende Entwicklungen, einschließlich VIS- und MIR-Laser, Hohlraumverstärkung, Ultraschall-Partikelmanipulation und hyperspektrale Bildgebungssysteme.
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Implementierung isotopenselektiver Spurengassensoren auf Basis der MIR-Laserspektroskopie zur Differenzierung von Kohlenstoffquellen.
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Weiterentwicklung indirekter, laserbasierter Sensorsysteme wie photoakustischer und photothermischer Spektroskopie für neuartige Inline-Anwendungen.
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Implementierung laserbasierter Online-Sensoren zur Detektion und Überwachung von Schadstoffen in Raffineriestromen und Polymer-Recyclingprozessen.
UNSER ANSATZ
In unserem Forschungsbereich wird folgender Ansatz verfolgt:
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Erhebung kinetischer Daten für die Olefin-Polymerisation unter Berücksichtigung von Temperatur, Katalysatorsystemen, Druck, Wasserstoff und weiteren Prozessparametern.
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Entwicklung generischer automatisierter Workflows für die CFD-Analyse von Prozessintensivierungsaufgaben, um optimierte und entlastete Designs zu ermöglichen.
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Implementierung homogener und heterogener Reaktions- und Stofftransportmodelle in OpenFOAM® für generische und anwendungsspezifische Aufgaben der Prozessintensivierung.
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Aufbau einer generischen OpenFOAM®-Modellbibliothek, die für projektbezogene, simulationsgestützte Anwendungen individuell angepasst werden kann.
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Simulation von Anlagenprozessen, einschließlich der Vorhersage bevorzugter Betriebsbedingungen für die SO₂-Rückgewinnung, unterstützt durch neuartige Online-PAT-Werkzeuge.
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Implementierung von Inline-PAT-Sensoren, wie z. B. Raman-Spektroskopie in Kombination mit Laser-Doppler-Velocimetrie, für räumlich aufgelöste chemische und Strömungsüberwachung.
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Entwicklung und Erprobung neuartiger Sensorsysteme basierend auf polarizationsempfindlichen Messungen, dezentraler NIR-Sensorik sowie laserbasierter Gas- oder Feuchtigkeitssensoren.
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:
