Prof. Dr.-Ing. Sebastian Engell, Heike Brandt, Technische Universität Dortmund, Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen, Lehrstuhl für Systemdynamik und Prozessführung, Dortmund
"Ultraschallmessungen zur Steuerung von Polymerisationsprozessen"
Ein Prozessmodell für die Steuerung, so gut, dass eine Analytik nicht mehr notwendig ist
Die Ultraschallgeschwindigkeit wird in Abhängigkeit der Zusammensetzung des
Gemisches von Styrol und Butylacrylat
modelliert.
Simulationen von Copolymerisationsreaktionen zeigen, dass die Messung der Schallgeschwindigkeit
in Kombination mit der Temperaturmessung eine Verbesserung der Schätzgüte gegenüber der einfachen
kalorimetrischen Schätzung bringt.
In Polymerisationprozessen kann der Umsatz
der eingesetzten Monomere zur Prozessüberwachung mit Hilfe kalorimetrischer Methoden bestimmt werden.
Dafür sind lediglich Temperaturmessungen und entsprechende
Wärmebilanzen erforderlich, die es erlauben die frei werdende Reaktionswärme zu bestimmen.
Allerdings erlaubt
diese Methode nicht, zwischen den Reaktionen mit unterschiedlichen Monomeren zu unterscheiden.
Sind genauere
Prozessmodelle vorhanden, können Zustandsbeobachter verwendet werden um die Aufteilung der Reaktionswärme
auf die einzelnen Monomere zu schätzen. Damit ist es prinzipiell möglich eine Polymerisationsreaktion online vollständig zu verfolgen.
Die Schätzgüte eines Zustandsschätzers für Polymerisationen mit mehreren Monomeren
beruht allerdings stark auf der Genauigkeit des Prozessmodelles, vor allem den verwendeten kinetischen
Parametern. Hierzu ist die Bereitstellung zusätzlicher Prozessinformationen notwendig, wie z.B. mit der Messung der Ultraschallgeschwindigkeit
der Monomere.
Textquelle :  Vortrag (passwortgeschützt durch den AK PAT)
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