Prädiktive Regelung von chromatographischen Trennprozessen und Reaktoren im SMB-Betrieb

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Chromatographie-Prozesse stellen ein bedeutendes Verfahren zur Herstellung hochwertiger chemischer und pharmazeutischer Produkte dar. Die Integration von Reaktion und Produkttrennung in einem Prozeßschritt bietet dabei aus verfahrenstechnischer Sicht ein beträchtliches Optimierungspotential. Der aus wirtschaftlicher und prozeßtechnischer Sicht wünschenswerte kontinuierliche Betrieb wird dabei technisch durch einen scheinbaren Feststoffgegenstrom im Simulated-Moving-Bed Verfahren realisiert. Dieser Prozeß zeichnet sich durch eine komplexe, aus regelungstechnischer Sicht schwer zu beherrschende, gemischt kontinuierlich/diskrete Systemdynamik aus. In diesem Projekt sollen unter Berücksichtigung der besonderen Systemdynamik nichtlineare prädiktive Regelalgorithmen für SMB-Prozesse entwickelt werden. Dabei werden zuerst reine Trennoperationen betrachtet, da hierfür bereits geeignete Systemmodelle entwickelt wurden. In enger Zusammenarbeit mit den Mitgliedern der Forschergruppe sollen diese Konzepte dann auf SMB-Prozesse mit integrierter Reaktion übertragen werden. Die Regelalgorithmen werden in einem geeigneten Prozeßleitsystem implementiert und anhand eines rigorosen Simulationsmodells verifiziert. Darauf aufbauend ist der Einsatz an einer realen Laboranlage vorgesehen.