Optimierung des Zentrifugenbetriebs mit intelligenten Regelstrategien

Forschungsprojekt InZent

Motivation und Problemstellung

Zentrifugen sind in vielen Industrien entscheidend für die Trennung von Fest-Flüssig- oder Flüssig-Flüssig-Systemen. Oft arbeiten sie ineffizient, da veränderliche Betriebsbedingungen und Produkteigenschaften nicht optimal berücksichtigt werden können. Konventionelle Zentrifugen reagieren empfindlich auf Schwankungen, was zu Stillstandzeiten und einem hohen Energieverbrauch führt. Zudem fehlen häufig geeignete Sensoren zur Überwachung. Das Projekt „InZent – Intelligente Zentrifuge“ zielt darauf ab, die Energieeffizienz durch intelligente Reinigungsstrategien, unterstützt von Data Analytics und Maschinellem Lernen, zu verbessern.

Maschine mit Seperator.
© Adobe Stock / Grafvision
Durch den Einsatz von Data Analytics und Maschinellem Lernen sollen intelligente Reinigungsstrategien die Energieeffizienz von Zentrifugen verbessern und Stillstandzeiten reduzieren.

Projektziele und Lösungsansatz

Das Hauptziel ist die Optimierung des Zentrifugenbetriebs durch intelligente Regelstrategien. Dazu werden Schwingungsdaten der Maschinen erfasst, um Rückschlüsse auf den Betriebszustand zu ziehen. Maschinelle Lernalgorithmen analysieren die Daten und identifizieren optimale Betriebsstrategien. So sollen Stillstandzeiten reduziert, Reinigungsprozesse effizienter gestaltet und die Energieeffizienz gesteigert werden.

Das Fraunhofer IEM, das Lehrstuhl für Strömungsmechanik der Bergischen Universität Wuppertal und GEA entwickeln eine virtuelle Sensorik, die den Betriebszustand in Echtzeit überwacht. Dabei ist das Fraunhofer IEM für die Datenanalyse und die Entwicklung der intelligenten Algorithmen zuständig. Die Regelstrategien werden in realen Anwendungen erprobt und sind auf verschiedene Industrien übertragbar. Die Projektergebnisse sollen die Grundlage für energieeffizientere Zentrifugen und weitere rotierende Systeme im Rahmen von Industrie 4.0 schaffen.

Projektsteckbrief

Projekttitel

InZent – Intelligente Zentrifuge

Laufzeit

03/2021 bis 11/2024

Fördervolumen

ca. 1,5 Mio. €  

Förderung

Anwendungsorientierte nichtnukleare FuE im 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung. Förderbereich: Energieeffizienz in der Industrie, Gewerbe, Handel und Dienstleistungen (GHD).

Kooperationspartner
  • Lehrstuhl für Strömungsmechanik, Bergische Universität Wuppertal
  • GEA
Projektleiter

Gesamtes Projekt: Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Janoske (Bergische Universität Wuppertal)

Fraunhofer IEM: Dipl.-Ing. Silke Merkelbach  

Ziele
  • Intelligente Algorithmen zur Analyse von Schwingungsdaten von Zentrifugen
  • Verbesserte Reinigungsstrategien von Zentrifugen
  • Optimierte Regelung von Zentrifugen
  • Energieeinsparungen beim Betrieb von Zentrifugen

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Silke Merkelbach

Contact Press / Media

Silke Merkelbach

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-329

Aschot Hovemann

Contact Press / Media

Aschot Hovemann

Abteilungsleiter Digital Engineering

Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM
Zukunftsmeile 1
33102 Paderborn

Telefon +49 5251 5465-447