Prof. Dr.-Ing. Achim Kienle
Prof. Dr.-Ing. Achim Kienle
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik (FEIT)
Aktuelle Projekte
Selbstlernende Regelung der katalytischen Umwandlung von Olefinen zu α-Aminosäuren und β-Aminoalkoholen
Laufzeit: 01.09.2023 bis 31.08.2027
Dieses Vorhaben ist Teil der DFG-Forschergruppe FOR5538: Mehrstufige katalytische Produktionssysteme für die Feinchemie durch integriertes Design von Molekülen, Materialien und Prozessen (IMPD4Cat). Im Rahmen des vorliegenden Projektes sollen selbstlernende Regelsysteme für die Online-Optimierung der katalytischen Konversion von Olefinen zu α-Aminosäuren und β-Aminoalkoholen entwickelt werden.
Als Prozessbeispiele sollen in der ersten Förderphase die enzymkatalysierte Reaktionen von α-Keto Carboxylsäuren zu α-Aminosäuren, insbesondere Homophenylalanin, und α-Hydroxyketonen zu β-Aminoalkoholen, insbesondere Homophenylalaninol, mit integrierter Produktkristallisation betrachtet werden. Anschließend sollen auch die Membrantrennprozesse zur Katalysator- und Lösungsmittelabtrennung untersucht werden.
Dazu wird eine repetitive Online-Optimierung auf 'single batch' und/oder 'batch to batch' Ebene durchgeführt, wobei die Betriebsbedingungen mit Hilfe verfügbarer Messinformation und
sogenannten hybriden mathematischen Modellen zyklisch re-adjustiert werden. Die hybride Modellierung kombiniert dabei das physikalisch chemische Grundlagenwissen aus den anderen Teilprojekten mit datengetriebene Ansätzen des maschinellen Lernens. Wesentliche Arbeitsschritte umfassen: (i) die Entwicklung geeigneter hybrider Modelle für die betrachteten Prozessschritte, (ii) die Entwicklung geeignete Methoden für die Online-Adaption der entwickelten Modelle und (iii) effiziente Strategien für die Online-Optimierung, (iv) die Integration der genannten Methoden im Rahmen eines selbstlernenden Regelungskonzeptes, (v) systematische in silico Tests und (vi) schließlich die experimentelle Validierung in Kooperation mit den anderen Teilprojekten dieser Forschergruppe.
Modellgestützter mehrstufiger mikrobieller Prozess zur Produktion von Biopolymeren aus Seitenströmen der regionalen Industrie (PHA4Value)
Laufzeit: 01.01.2024 bis 30.06.2027
Zentrales Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines mehrstufigen Prozesses zur nachhaltigen biotechnologischen Produktion von Biopolymeren unter Verwertung von Kohlenstoffverbindungen aus kostengünstigen Seitenströmen der regionalen Industrie und Anwendung modellbasierter Regelungsstrategien. An einen heterotrophen bakteriellen Prozess zur Herstellung von biologisch abbaubaren Biopolymeren aus der Gruppe der Polyhydroxyalkanoate (PHAs) soll ein CO2-verwertender Mikroalgen-Prozess gekoppelt werden, um die Vorteile beider biotechnologischer Prozesse optimal auszunutzen und so eine Steigerung der Ausbeute in Bezug auf den eingesetzten Kohlenstoff zu erreichen.
Bei dem Projekt handelt es sich um ein Verbundprojekt, welches wir gemeinsam mit der Hochschule Anhalt in Köthen (Prof. Carola Griehl) und der Hochschule Magdeburg-Stendal (Prof. Robert Dürr) bearbeiten. Innerhalb des Verbundes liegt der Fokus der Otto-von-Guericke Universität auf der modell-gestützten Entwicklung eines kostengünstigen PHA-Produktionsprozesses, sowie der Kopplung dieses mit dem Mikroalgenprozess mit Rahmen eines metabolen Prozessmodells. Das resultierende Prozessmodell soll zur Optimierung und Regelung des mehrstufigen Prozesses genutzt werden.
Autonome Strukturbildung bei der Wirbelschichtsprühagglomerationen (SPP2364)
Laufzeit: 01.01.2023 bis 31.12.2025
Im Rahmen des vorliegenden Projektes werden dynamische Modelle und Methoden der modellgestützten Prozessführung für die Partikelbildung durch Wirbelschichtsprühagglomerationen entwickelt und experimentell erprobt. Zentrale Zielsetzung ist die gezielte Einstellung gewünschter Partikelstrukturen mittels modellgestützter Prozessführung. Das Projekt ist im DFG Schwerpunktprogramm SPP 2364 Autonome Prozesse der Partikeltechnik angesiedelt und wird in Kooperation mit der AG Tsotsas von der Otto-von-Guericke-Universität und der AG Bück von der Friderich Alexander Universität Erlangen Nürnberg durchgeführt.
Modellgestützte Prozessführung der PHA Biopolymer Produktion (SmartProSys)
Laufzeit: 01.08.2022 bis 30.09.2025
Polyhydroxyalkanoate (PHA) sind Biopolymere, welche von vielen Mikroorganismen unter unbalancierten Wachstumsbedingungen als Speicherstoffe gebildet werden. PHAs stellen eine wichtige Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen dar, da sie biologisch abbaubar und nicht von fossilen Ressourcen abhängig sind. Zudem sind PHAs biokompatibel, wodurch sie sich im besonderen Maße für die Verwendung in der Medizintechnik, z.B. für Implantate eignen.
Die Polymerausbeute und deren Eigenschaften hängen in hohem Maße von der Substratzusammensetzung ab. Zur Maximierung der Ausbeute und zur gezielten Einstellung der
gewünschten Polymereigenschaften werden im Rahmen dieses Projektes geeignete Multiskalen Modelle und modellgestützte Verfahren der Prozessführung entwickelt.
Das Projekt ist Teil der Forschungsinitiative SmartProSys -Smarte Prozesssysteme für eine nachhaltige chemische Produktion an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg.
Abgeschlossene Projekte
Analyse von erzwungenen periodischen Betriebsweisen am Beispiel der Methanolsynthese (SPP 2080)
Laufzeit: 01.10.2018 bis 14.05.2025
Methanol ist ein wichtiger Grundstoff in der chemischen Industrie, der traditonell in großen Mengen aus Synthesegas mit Hilfe heterogener Cu/ZnO/Al_2 O_3 Katalysatoren unter stationären Bedingungen hergestellt wird. Im vorliegenden Projekt wird untersucht, inwieweit sich die Methanolsynthese durch erzwungene periodische Betriebsweisen verbessern lässt. Das Projekt ist im DFG Scherpunktprogramm SPP 2080 "Katalysatoren und Reaktoren unter dynamischen Betriebsbedingungen für die Energie-speicherung und -wandlung".
Robuster Entwurf und Regelung von Power-to-Methanol Prozessen mit Methoden des maschinellen Lernens (SPP 2331)
Laufzeit: 01.10.2021 bis 31.03.2025
Im Rahmen der Energiewende spielt die Herstellung von grünem Methanol eine wichtige Rolle. Dazu wird überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energien (Wind, Sonne) in Wasserstoff umgewandelt, der dann mit Hilfe von CO und CO_2 aus organischen Abfällen zu Methanol umgesetzt wird. Da die Ver-fügbarkeit dieser Ausgangsstoffe/Energie starken zeitlichen Fluktuationen auf unterschiedlichen Zeitskalen unterliegt, werden neue Konzepte für den robusten Prozessentwurf und die robuste Prozessführug benötigt. Dazu werden im Rahmen des vorliegenden Projektes datengetriebene Ansätze des maschinellen Lernens verwendet. Das Projekt ist im DFG Schwerpunktprogramm SPP 2331 "Machine Learning in Chemical Engineering" angesiedelt.
Dynamik und Regelung von Simulated Moving Bed Chromatographieprozessen
Laufzeit: 01.10.2018 bis 31.12.2024
Chromatographische Prozesse sind Stofftrennverfahren, die beispielsweise zur Herstellung von hochreinen Wirkstoffen in der pharmazeutischen Industrie eingesetzt werden. Neben der klassischen diskontinuierlichen Betriebsweise mit Einzelsäulen kommen in zunehmendem Maße auch kontinuierliche Prozesse insbesondere sogenannte Simulated Moving Bed (SMB) Prozesse zum Einsatz. Dazu werden mehrere Säulen zu einem Ring verschaltet, wobei die Positionierung
der Zu-und Abläufe zyklisch geändert wird. Aktuelle Arbeiten beschäftigen sich mit der Entwicklung von Methoden zur effizienten Computersimulation, zur Online Optimierung und Regelung dieser Prozesse. Neben klassischen binären Trennproblemen liegt der Schwerpunkt bei den neueren Untersuchungen vor allem bei sogenannten ternären center cut Prozessen, die in der Praxis
eine wichtige Rolle spielen.
Schlagworte:
Chromatographie, Simulated moving bed, Simulation, Opitimierung, Regelung
Modellierung von Brennstoffzellensystemen (KI-Embedded)
Laufzeit: 01.10.2021 bis 31.12.2024
Im Rahmen des Teilprojektes werden mathematische Modelle für die optimierungsbasierte Regelung von Brennstoffzellenantrieben mit Hilfe von KI-Methoden entwickelt. Ausgangspunkt sind detaillierte
physikalische Referenzmodelle, die für die Entwicklung geeigneter Surrogatmodelle und geeigneter Regelungskonzepte genutzt werden sollen. Das Vorhaben ist im BMWi Verbundprojekt KI-embedded angesiedelt.
Analyse von chromatographischen Prozessen mit komplexen Sorptionsisothermen
Laufzeit: 01.08.2020 bis 31.07.2023
Das vorliegende Projekt beschäftigt sich mit der Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Adsorptionsprozessen mit komplexen und z.T. impliziten Adsorptionsisothermen. Dazu werden geeignete numerische und auch analytische Ansätze auf Basis der sogenannten Gleichgewichtstheorie entwickelt. Die Ergebnisse sind eine wichtige Grundlage für weiterführende Untersuchungen zu Prozessführung und Prozessdesign.
Modellierung der PHA Biopolymer Synthese in Mikroorganismen
Laufzeit: 01.07.2017 bis 31.12.2022
Polyhydroxyalkanoate (PHA) sind Biopolymere, welche von vielen Mikroorganismen unter unbalancierten Wachstumsbedingungen als Speicherstoffe gebildet werden. PHAs stellen eine wichtige Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen dar, da sie biologisch abbaubar und nicht von fossilen Ressourcen abhängig sind. Zudem sind PHAs biokompatibel, wodurch sie sich im besonderen Maße für die Verwendung in der Medizintechnik, z.B. für Implantate eignen.
Die Polymerausbeute und deren Eigenschaften hängen in hohem Maße von der Substratzusammensetzung ab. Zur Maximierung der Ausbeute und zur gezielten Einstellung der gewünschten Polymereigenschaften werden im Rahmen dieses Projektes prädiktive mathematische Modelle entwickelt. Im Gegensatz zu früheren Arbeiten liegt der aktuelle Schwerpunkt bei der Bildung von Co-Polymeren unter Sauerstoff limitierten Bedingungen.
Die entwickelten mathematischen Modelle werden in Kooperation mit der AG Findeisen und Carius für die modellgestützte Prozessführung eingesetzt.
Das Projekt ist Teil des Forschungsverbundes Digipol zur digitalisierten biotechnologische Produktion von Biopolymeren aus Reststoffen mittels intelligenter model-basierter Prozessführung.
Kontinuierliche Wirbelschichtsprühagglomeration
Laufzeit: 01.08.2016 bis 30.06.2022
Gemeinsam mit der AG Tsotsas/Bück aus der Thermischen Verfahrenstechnik werden neue Verfahren der kontinuierlichen Wirbelschichtsprühagglomeration entwickelt. Dazu ist ein grundlegendes Verständins des komplexen Zusammenspiels von Apparat, Prozessbedingungen und Materialeigenschaften hinsichtlich Prozessdynamik und erzielbarer Produktqualität erforderlich. Zentrale Zielsetzung ist die Entwicklung von theoretischen Ansätzen zur fundierten Beschreibung der Agglomerationskinetik sowie deren Anwendung im Rahmen einer modellgestützten Prozessgestaltung und -führung.
Integriertes Design von thermomorphen Lösungsmittelsystemen und chemischen Prozessen in flüssigen Mehrphasensystemen (SFB Transregio 63)
Laufzeit: 01.01.2018 bis 31.12.2021
Im Rahmen des Projektes werden Methoden zur rechnergestützten Optimierung von integrierten chemischen Prozessen in flüssigen Mehrphasensystemen entwickelt. Neben der chemischen Reaktion spielt die möglichst vollständige Rückgewinnung der verwendeten z.T. sehr teuren homogenen Katalysatoren (z.B. Rhodium) eine zentrale Rolle. Freiheitsgrade bei der Optimierung betreffen die Auswahl und Verschaltung von Prozessschritten, die Betriebsbedingungen der einzelnen Prozessschritte sowie die Art und Zusammensetzung der verwendeten Lösungsmittel. Diese sollen unter Reaktionsbedingungen ein homogenes Gemisch mit den betrachteten Produkten, Edukten und Hilfsstoffen bilden und anschließend nach einer Abkühlung in eine katalysatorhaltige wässrige Phase und eine produkthaltige organische Phase zerfallen. Die katalysatorhaltige wässrige Phase wird nach Abtrennung in den Reaktor recycliert. Zur Bestimmung geeigneter umweltfreundlicher Lösungsmittel werden Screening Methoden und Methoden des rechnergestützten molekularen Designs eingesetzt und mit einer gemischt ganzzahligen Prozessoptmierung kombiniert. Derzeitige Anwendungsbeispiele sind die Hydroformylierung langkettiger Olefine aus nachwachsenden Rohstoffen sowie deren reduktive Aminierung.
Schlagworte:
Gemischt ganzzahlige nichtlineare Optimieriung, MINLP, Prozessdesign, molekulares Lösungsmitteldesign
Modellgestützte Analyse der Chemotherapie-induzierten Neuropathie
Laufzeit: 01.01.2019 bis 31.12.2021
Eine Schmerzüberempfindlichkeit und chronische Schmerzen in den äußeren Extremitäten sind eine häufige Nebenwirkung bei der Chemotherapie. Diese sogenannte Chemotherapie-induzierte Neuropathie ist oft Dosis-limitierend und kann in Extremfällen auch zum Abbruch der Behandlung führen. Das vorliegende Projekt beschäftigt sich mit der modellgestützten Analyse von chronischen Schmerzen und CIPN auf der Ebene einzelner sensorischer Neuronen. Längerfristiges Ziel ist neben einer Erforschung der grundlegenden Zusammenhänge die Entwicklung von prädiktiven Modellen, die an patientenspezifische Daten angepasst werden und dann für die Therapieplanung verwendet werden können.
Bei dem Projekt handelt es sich um eine Kooperation mit Kollegen von der Purdue University/ USA. Kooperationspartner auf der theoretischen Seite ist die Arbeitsgruppe von Prof. Ramkrishna, einem führenden Experten auf dem Gebiet der Analyse komplexer chemischer Prozesse. Kooperationspartner auf der experimentellen Seite ist die Arbeitsgruppe von Prof. Yang Yang aus dem Bereich der medizinischen Chemie und molekularen Pharmakologie.
Analyse von Adsorptionsprozessen mit komplexen Adsorptionsisothermen
Laufzeit: 01.08.2016 bis 31.07.2020
Das vorliegende Projekt beschäftigt sich mit der Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Adsorptionsprozessen mit komplexen und z.T. impliziten Adsorptionsisothermen. Dazu werden geeignete numerische und auch analytische Ansätze auf Basis der sogenannten Gleichgewichtstheorie entwickelt. Die Ergebnisse sind eine wichtige Grundlage für weiterführende Untersuchungen zu Prozessführung und Prozessdesign.
Das Forschungsvorhaben ist Teil der International Max Planck Research School on Advanced Methods in Process and Systems Engineering.
Untersuchung des dynamischen Verhaltens der Sprühgranulation in kontinuierlich betriebenen Wirbelschichtrinnen (SPP 1679)
Laufzeit: 17.06.2014 bis 31.12.2019
Wirbelschichtrinnen spielen in der chemischen, pharmazeutischen, Düngemittel- und Lebensmittelindustrie eine große Rolle. Zum genaueren Verständnis der in ihnen ablaufenden dynamischen Prozesse, der Prozessintensivierung und -automatisierung ist eine mathematische Beschreibung notwendig. Hierzu bietet sich die Verwendung von populationsdynamischen Modellen an, da diese eine Eigenschaftsbeschreibung, z.B. Partikelfeuchte und -größe, erlauben. Zur Unterscheidung von verschiedenen Modellkandidaten sollen im Rahmen dieses Projektes Methoden der nichtlinearen Analyse eingesetzt werden. Hierbei werden alle Modellkandidaten eingehend in einem gegebenen Parameterraum untersucht und besonders interessante Betriebsbereiche für zusätzliche experimentelle Untersuchungen abgeleitet. Diese zusätzlichen Experimente können anschließend genutzt werden um einzelne Modellkandidaten zu verwerfen. Zur Beschleunigung der aufwändigen Experimente und zur Erhöhung der Reproduzierbarkeit werden alle Experimente im geschlossenen Regelkreis, d.h. unter Verwendung eines Reglers, durchgeführt.
Chemische Energiespeicherung
Laufzeit: 01.10.2014 bis 30.09.2019
Überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energien (Wind, Sonne) und typische Reaktionsprodukte aus Biogasanlagen können als Ausgangsstoffe für eine weitergehende chemische Energiespeicherung in Form von Methanol verwendet werden. Da die Verfügbarkeit dieser Ausgangsstoffe/Energie starken zeitlichen Fluktuationen auf unterschiedlichen Zeitskalen unterliegt, werden neue Konzepte der Prozessführung benötigt, welche durch das vorliegende Projekt entwickelt werden.
Globale Optimierung von integrierten flüssigen Mehrphasensystemen / 2. Förderphase
Laufzeit: 01.01.2014 bis 31.12.2017
Das optimale Design integrierter flüssiger Mehrphasensysteme führt auf gemischt-ganzzahlige nichtlineare Optimierungsprobleme. In diesem Projekt sollen in Kooperation zwischen Ingenieuren und Mathematikern neue Verfahren zur globalen Optimierung solcher Probleme entwickelt werden. Die in der ersten Förderphase entwickelten Methoden sollen in der zweiten Förderphase weiter verallgemeinert und auf neue Prozessklassen aus dem SFB/TR 63 angwendet werden.
Die Leitung des Projektes erfolgt in Kooperation mit JP Dr. Dennis Michaels (TU Dortmund).
Dieses Projekt ist Teil des Sonderforschungsbereichs/Transregio 63 - Integrierte chemische Prozesse in flüssigen Mehrphasensystemen.
Regelung von Systemen mit verteilten Parametern
Laufzeit: 01.07.2013 bis 31.12.2017
Viele Systeme werden durch Zustandsvariablen beschrieben, die sich nicht nur entlang der Zeit sondern auch entlang einer Orts- oder anderen Koordinate bewegen. Diese Prozesse werden daher Systeme mit verteilten Parametern genannt. Die entsprechenden mathematischen Modelle sind typischerweise nichtlineare partielle Differentialgleichungen, die aus regelungstechnischer Sicht herausfordernd sind. Die Zielstellung dieses Projektes ist daher der systematische Reglerentwurf unter Verwendung von Konzepten der:
- Robusten Regelungstheorie,
- Generalisierten Stabilitätstheorie nach Lyapunov, d.h. der Stabilität im Sinne zweier Diskrepanzen
Typische Anwendungsbeispiele sind Energieübertragungsleitungen, Populationsbilanzen für Partikelprozesse, elastische Wellen und Rohrreaktoren.
Nichtlineare Dynamik der Polyhydroxyalkanoat Synthese in Mikroorganismen
Laufzeit: 01.01.2012 bis 31.12.2016
Polyhydroxyalkanoate (PHA) sind mikrobielle Polymere, welche von vielen Bakterien als Reservestoffe gebildet werden können. Diese Bio-Polymere stellen eine wichtige Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen dar, da sie biologisch abbaubar und nicht von fossilen Ressourcen abhängig sind. Zudem sind PHAs biokompatibel, wodurch sie sich im besonderen Maße für die Verwendung in der Medizintechnik, z.B. für Implantate eignen. Mikroorganismen sind jedoch hochgradig regulierte Systeme, die schnell und effizient auf veränderte Umgebungsbedingungen reagieren, um dadurch ihr Überleben zu sichern. Diese zellinternen Regulationsmechanismen beeinflussen auch die PHA-Synthese und steuern somit Menge und Eigenschaften des gebildeten PHA. Um die Ausbeute an gebildetem PHA zu maximieren und die für die jeweilige Anwendung benötigten Polymereigenschaften (e.g. Formbarkeit, Härte, Elastizität,…) zu erreichen, ist ein tieferes Verständnis der zellinternen Regulationsmechanismen von großer Bedeutung. Ziel dieses Projektes ist es daher, mit Hilfe der Kombination von mathematischer Modellierung und biologischen Experimenten, die wesentlichen Regulationsmechanismen aufzuklären und mathematisch abzubilden. Dies soll dazu beitragen, die immer noch sehr hohen Produktionskosten von Bio-Polymeren zu senken und Methoden zu entwickeln, welche es erlauben, die gewünschten funktionalen und technischen Eigenschaften der Bio-Polymere direkt schon während der Fermentation einzustellen.
Numerische Methoden zur Simulation und Parameteridentifikation von höher-dimensionalen verteilt parametrischen Systemen in der Biotechnologie
Laufzeit: 01.07.2012 bis 31.08.2016
In vielen biotechnologischen Prozessen hat die Heterogenität innerhalb von Zellkulturen einen großen Einfluss auf die Produktmenge und -qualität. Anwendungsbeispiele lassen sich in der Grippe-Impfstoffproduktion und Biopolymerherstellung finden. Deren mathematische Beschreibung dient einem genaueren Verständnis sowie der Optimierung und Regelung der Produktionsprozesse. Eine Modellbildung ist mit Hilfe der populationsdynamischen Modellierung möglich, die auf multivariate partielle Differentialgleichungen führt. Für diese Systemklasse ist der Einsatz von Standard-Methoden zur numerischen Lösung und Parameterschätzung nicht effektiv. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit Methoden zu entwickeln, mit denen die hochdimensionalen Modelle simuliert und an experimentelle Daten angepasst werden können. In einem ersten Schritt wurde eine approximative Momentenmethode entwickelt, die eine effektive Berechnung wichtiger Eigenschaften der multivariaten heterogenen Systeme wie Mittelwert und Varianz ermöglicht.
Populationsdynamische Modellierung und Optimierung der Virusreplikation bei der Impfstoffproduktion
Laufzeit: 01.01.2013 bis 31.08.2016
Als Teil des Verbundprojektes CellSys Cell Line Development by Systems Biology , welches sich zum Ziel gesetzt hat, mit Hilfe eines systembiologischen Ansatzes eine Hochleistungszelllinie für die Influenza-Impfstoffproduktion zu entwickeln, werden im vorliegenden Projekt Methoden der populationsdynamischen Modellierung angewendet, um den Einfluss zellulärer Faktoren auf die Virusreplikation in Bioreaktoren zu quantifizieren. Zu diesem Zweck werden geeignete Modellierungsstrategien entwickelt, mithilfe derer sich elementare biologische Prozesse auf Einzelzellebene in die populationsdynamische Formulierung einbetten lassen. Die Zustandsvariablen der Einzelzellbeschreibung werden dabei in Eigenschaftskoordinaten des populationsdynamischen Modells transformiert, sodass in vielen Fällen eine Modellreduktion unerlässlich ist. In Abhängigkeit von der Modellkomplexität werden stochastische oder deterministische Ansätze verwendet. Desweiteren werden Ergebnisse durchflusszytometrischer Untersuchungen zu Modellvalidierung bzw. -invalidierung genutzt, sodass sich daraus neue biologische Modellhypothesen ableiten und neue Experimente planen lassen. Die validierten Modelle sollen schließlich genutzt werden, um Schlussfolgerungen für ein optimales biologisches Prozessdesign zu ziehen. Das Projekt wird im Rahmen des Moduls II Transfer der Initiative e:Bio Innovationswettbewerb Systembiologie vom BMBF gefördert.
Optimierung von Energiesystemen
Laufzeit: 01.07.2013 bis 30.06.2015
Der Einsatz von Optimierungsmethoden in Energiesystemen ist von großer Bedeutung und sorgt für eine Erhöhung der Zuverlässigkeit, eine Kostenreduktion oder die Reduktion von Umweltverschmutzungen je nach Problemformulierung. Im Rahmen dieses Projektes werden verschiedene Optimierungsprobleme wie zum Beispiel Energiemanagement, Kraftwerksplanung, Topologieoptimierung, untersucht. Die meisten von ihnen sind gemischte ganzzahlige nichtlineare Optimierungsprobleme und daher auch von theoretischer Seite interessant.
Regelung von Simulated Moving Bed (SMB-)Chromatographieprozessen
Laufzeit: 01.01.2012 bis 31.01.2015
Chromatographische Prozesse sind Stofftrennverfahren, die beispielsweise zur Herstellung von hochreinen Wirkstoffen in der pharmazeutischen Industrie eingesetzt werden. Neben der klassichen diskontinuierlichen Betriebsweise mit Einzelsäulen kommen in zunehmendem Maße auch kontinuierliche Prozesse insbesondere sogennante Simulated Moving Bed (SMB) Prozesse zum Einsatz. Dazu werden mehrere Säulen zu einem Ring verschaltet, wobei die Positionierung der Zu-und Abläufe zyklisch geändert wird. Meist werden diese SMB-Anlagen ungeregelt betrieben. Eine Änderung in der Konzentration des Ausgangsstoffgemisches führt somit zu einer Änderung der Reinheiten der Endprodukte. Um dieses Defizit zu beheben, soll eine praxistaugliche Regelstrategie entwickelt werden.
Auto-Tuning von Mehrgrößenreglern
Laufzeit: 01.01.2013 bis 31.12.2014
Innerhalb dieses Projektes werden Auto-Tuning-Methoden zum Entwurf von Mehrgrößenreglern für komlexe technische Systeme entwickelt. Der Vorteil solcher Strategien liegt darin, dass für den Reglerentwurf kein Prozessmodell benötigt wird. Ein typisches Anwendungsgebiet ist die Reaktivdestillation.
Nichtlineare Analyse und Modellreduktion eines LDPE-Polymerisationsreaktors
Laufzeit: 01.01.2013 bis 31.12.2014
LDPE ("low-density polyethylene") wird häufig in langen rohrförmigen Reaktoren hergestellt. Die Reaktionswärme der stark exothermen Polymerisationsreaktion wird dabei über die Rohrwand an ein Kühlmedium abgegeben. Die gegenseitige Beeinflussung von Strömungsbedingungen und Reaktionsfortschritt und deren Auswirkungen auf den radialen Wärmetransport spielen daher eine wesentliche Rolle im Betrieb des Reaktors. In diesem Projekt wird ein 2D-Modell eines Polymerisationsreaktors erstellt, das nichtlineare Phänomene des radialen Wärmetransports abbildet. Aufgrund der hohen Dimension und des hohen Rechenaufwands ist das 2D-Modell nur begrenzt für die Modellanalyse geeignet. Mittels nichtlinearer Modellreduktion werden daher vereinfachte Modelle erzeugt, die für die Analyse der physikalischen Zusammenhänge im Reaktor bzw. zum Entwurf einer Steuerung oder Regelung des Reaktors geeignet sind.
Regelung von Energiesystemen
Laufzeit: 01.01.2013 bis 31.12.2014
Schwerpunkte dieses Projektes sind die Entwicklung neuer Regelungskonzepte für Microgrids und deren Optimierung. Microgrids sind lokale Energiesysteme, welche Energiegewinnung, -speicherung und Verbraucher beinhalten. Aufgrund der Integration erneuerbarer Energien gewinnen sie immer mehr an Bedeutung. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Verbesserung des Betriebs solcher Microgrid-Systeme um künftigen Herausforderungen gewachsen zu sein.
Globale Optimierung von integrierten flüssigen Mehrphasensystemen
Laufzeit: 01.01.2010 bis 31.12.2013
Das optimale Design integrierter flüssiger Mehrphasensysteme führt auf gemischt-ganzzahlige nichtlineare Optimierungsprobleme. In diesem Projekt sollen in Kooperation zwischen Ingenieuren und Mathematikern neue Verfahren zur globalen Optimierung solcher Probleme entwickelt werden. Dazu sind zunächst problemangepasste Unter- und Überschätzer für die betrachteten nichtlinearen Funktionsbausteine zu entwickeln. Zur globalen Lösung der resultierenden konvexen Relaxierungen sollen anschließend neue leistungsfähige Algorithmen entwickelt werden. Als Anwendungsbeispiele werden zunächst die hybriden Trennprozesse aus dem Teilprojekt B3 des SFB/TR 63 (Kreis/Rüther/Górak) betrachtet.
Die Leitung des Projektes erfolgt in Kooperation mit Prof. Dr. Robert Weismantel (ETHZ).
Dieses Projekt ist Teil des Sonderforschungsbereichs/Transregio 63 - Integrierte chemische Prozesse in flüssigen Mehrphasensystemen.
Energie-Management in der Produktion
Laufzeit: 01.01.2008 bis 31.12.2012
Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Strategien zur Energiekostenminimierung in Produktionsbetrieben. Viele Produktionsprozesse besitzen eine große Anzahl von Haupt- und Nebenverbrauchern. Diese sollen so zu- beziehungsweise abgeschaltet werden, dass sich minimale Energiekosten ergeben. Zusätzlich müssen Nebenbedingungen bezüglich des Produktionsablaufes, der Temperatur, der Lüftung, der Beleuchtung, etc. eingehalten werden. Zur Lösung dieser Aufgabenstellung werden mathematische Modelle der betrachteten Produktionsprozesse erstellt und mit Hilfe von Methoden der gemischt-ganzzahligen Optimierung kostenoptimale Produktionsabläufe berechnet. Schwerpunkte zur Lösung der Problemstellung sind die mathematische Modellierung und Optimierung des vollständigen Produktionsprozesses sowie die reale Umsetzung des gewonnenen Energie-Management-Systems.
Modellierung und Regelung von Brennstoffzellensystemen
Laufzeit: 01.01.2008 bis 31.12.2012
Ausgangspunkt der Untersuchungen sind rigorose mathematische Modelle von Brennstoffzellensystemen auf der Basis der physikalischen Grundgesetze. Diese sind jedoch häufig zu komplex für die modellgestützte Prozessführung. Weitere Forschungsaktivitäten betreffen deshalb die Entwicklung reduzierter dynamischer Modelle, sowie die Entwicklung moderner Methoden für die modellgestützte Prozessüberwachung, -steuerung und -regelung. Als Anwendungsbeispiele werden Hochtemperaturbrennstoffzellen für die stationäre Energieerzeugung sowie PEM Brennstoffzellen für stationäre und mobile Anwendungen betrachtet.
Nichtlineare Dynamik zellulärer Systeme
Laufzeit: 01.05.2008 bis 31.12.2012
Eine charakteristische Eigenschaft zellulärer Systeme besteht in ihrer Fähigkeit durch interne Regulationsmechanismen auf veränderte Umgebungsbedingungen zu reagieren und dadurch ihr Überleben zu sichern. Während einzelne Regulationsmechanismen heute gut verstanden sind, fehlt noch ein grundlegendes Verständnis der Regulationsvorgänge im Gesamtzusammenhang. Zentrale Zielsetzung des geplanten Projektes ist ein verbessertes Verständnis des komplexen Verhaltens zellulärer Systeme. Dazu sollen die theoretischen Konzepte aus der nichtlinearen Dynamik - insbesondere der Bifurkations- und Stabilitätstheorie - eingesetzt werden. Als biologisches Modellsystem wird u.a. E. coli betrachtet. Experimentelle Beobachtungen zeigen, das infolge der o.g. Regulationsmechanismen sowohl mehrfache stationäre Zustände als auch nichtlineare Oszillationen auftreten können. Die Ursachen dieser Phänomene sind heute nur unzureichend verstanden und sollen im Rahmen des geplanten Projektes näher untersucht werden. Ein grundlegendes Verständnis und die quantitative Vorhersage solcher Phänomene auf der Basis geeigneter mathematischer Modelle wird als wesentliche Grundlage für die Optimierung biotechnologischer Produktionsprozesse gesehen. Das Projekt ist Teil des Magdeburger Zentrums für Systembiologie (MaCS), welches vom BMBF im Rahmen der FORSYS Initiative unterstützt wird.
Regelung von Reaktivdestillationsprozessen
Laufzeit: 01.01.2008 bis 31.12.2012
In einer Reaktivdestillationskolonne werden Reaktion und Stofftrennung kombiniert. Dies ist in vielen Fällen sehr wirtschaftlich im Vergleich zu konventionellen Prozessen, bei denen Stofftrennung und Reaktion separat durchgeführt werden. Das dynamische Verhalten von Reaktivdestillationsprozessen ist aber sehr komplex, gerade während des Anfahrvorganges, da sich alle Prozessvariablen zeitlich ändern. Der Anfahrprozess ist von ökologischer und wirtschaftlicher Bedeutung, da das Produkt während dieser Betriebsphase entsorgt werden muss. Innerhalb dieses Projektes soll das Anfahrproblem von Reaktivdestillationskolonnen mit Hilfe geeigneter Regelungsstrategien gelöst werden. Weitere Aufgabenstellungen betreffen das Autotuning von Arbeitspunktreglern und die Reglerstruktursynthese.
Simulationsumgebung ProMoT / DIANA
Laufzeit: 01.01.2008 bis 31.12.2012
Es wird eine Modellierungs- und Simulationsumgebung für verfahrenstechnische Prozessmodelle hoher Ordnung entwickelt. Das Programmsystem besteht aus dem Modellierungswerkzeug ProMoT und dem Simulator DIANA. ProMoT erlaubt die objektorientierte symbolische Formulierung der Modellgleichungen in graphischer Form oder mit Hilfe der Modellierungssprache MDL. ProMoT verarbeitet die symbolische Modellinformation zu Simulationscode für den Simulator DIANA. Die Modelle werden in C++ implementiert, wobei die standardisierte Schnittstelle CAPE-ESO genutzt wird. In DIANA stehen numerische Methoden zur dynamischen Simulation, nichtlinearen Analyse und Optimierung der Modelle zur Verfügung.
Untersuchung von gekoppelten Transport- und Reaktionsprozessen in Mikrokanälen
Laufzeit: 01.01.2008 bis 31.12.2012
Miniaturisierte Prozesssysteme spielen eine zunehmend wichtige Rolle in der chemischen, pharmazeutischen und biomedizinischen Industrie. Im Rahmen dieses Teilprojektes werden neue Anwendungsmöglichkeiten dieser Technologie für die schnelle und kostengünstige Entwicklung neuer chemischer Prozesse untersucht. Dazu wurde in einem ersten Schritt eine flexible Versuchsanlage zur Untersuchung der gekoppelten Transport- und Reaktionsprozesse in Mikrokanälen aufgebaut. Die Untersuchungen konzentrieren sich dabei auf eine heterogen katalysierte Flüssigphasenreaktion. Obwohl diese Klasse von Reaktionen ein hohes Anwendungspotential hat, wurde sie bisher kaum untersucht. Parallel zu den experimentellen Untersuchungen werden geeignete mathematische Modelle entwickelt und anhand von Messdaten validiert. In Kooperation mit dem Lehrstuhl für Mess- und Sensortechnik werden neue Sensoren für die online-Messung des Reaktionsfortschrittes erprobt.
Regelung von kontinuierlichen chromatographischen Prozessen
Laufzeit: 01.10.2007 bis 30.09.2012
Chromatographische Prozesse sind Stofftrennverfahren, die beispielsweise zur Herstellung von hochreinen Wirkstoffen in der pharmazeutischen Industrie eingesetzt werden. Neben der klassichen diskontinuierlichen Betriebsweise mit Einzelsäulen kommen in zunehmendem Maße auch kontinuierliche Prozesse insbesondere sogennante Simulated Moving Bed (SMB) Prozesse zum Einsatz. Dazu werden mehrere Säulen zu einem Ring verschaltet, wobei die Positionierung der Zu-und Abläufe zyklisch geändert wird. Meist werden diese SMB- Anlagen ungeregelt betrieben. Eine Änderung in der Konzentration des Ausgangsstoffgemisches führt somit zu einer Änderung der Reinheiten der Endprodukte. Um dieses Defizit zu beheben, soll eine praxistaugliche Regelstrategie entwickelt werden,
Regelung von Partikelsystemen
Laufzeit: 01.08.2007 bis 31.07.2012
Partikelbildende Prozesse spielen in der chemischen und pharmazeutischen Industrie sowie in der Lebensmitteltechnologie eine wichtige Rolle. Typische Beispiele sind die Kristallisation und die Wirbelschichtsprühgranulation. Wichtige Aufgabenstellungen aus regelungstechnischer Sicht betreffen die Stabilisierung instabiler Betriebszustände und die gezielte Einstellung der gewünschten Produkteigenschaften. Dazu werden moderne modellgestützte Mess- und Regelverfahren entwickelt.
Populationsdynamische Modellierung von Infektionsvorgängen in Zellkulturen bei der Impfstoffproduktion
Laufzeit: 01.07.2007 bis 30.06.2012
Das vorliegende Projekt beschäftigt sich mit der populationsdynamischen Modellierung biotechnologischer Prozesse zur Produktion von Impfstoffen in Säuger-Zellkulturen. Als Anwendungsbeispiel wird die Produktion von Influenza A Viren in MDCK Zellen betrachtet. Mit Hilfe der populationsdynamischen Modellierung ist eine differenzierte Betrachtung der Zellpopulation möglich. Neben nichtinfizierten und infizierten Zellen, können letztere beispielsweise hinsichtlich des Infektionsgrades oder anderer zellinterner Größen unterschieden werden. Die entwickelten Modelle dienen einem verbesserten biologischen Verständnis und sollen längerfristig zur rechnergestützten Optimierung der Impfstoffproduktion eingesetzt werden. Experimentelle Untersuchungen zur Validierung der entwickelten mathematischen Modelle werden in der Gruppe von Prof. Reichl am MPI durchgeführt. Das Projekt ist Teil des vom Land Sachsen-Anhalt geförderten Exzellenzschwerpunktes 'Dynamische Systeme in Biologie/Medizin und Prozesstechnik'.
Simulation of Particle Populations in Turbulent Flows
Laufzeit: 01.11.2007 bis 30.06.2012
The interaction of crystal formation and fluid dynamics is considered. An industrial crystallizer for urea production is used as an application example. The project's objectives are the development of reduced models for process control purposes.
Synthesis of Integrated Processes for the Production of Pure Enantiomers
Laufzeit: 01.06.2008 bis 31.05.2011
Enantiomers are isomers of extreme relevance in the production of pharmaceuticals and fine chemicals. The objective of this project is to improve the production of pure enantiomers by clever combinations of reaction and separation steps. First promising results were obtained for the combination of racemization reactions and chromatographic separation techniques including SMB, SSR, and elution chromatography.
Synthese kombinierter Reaktions-Destillations-Prozesse
Laufzeit: 30.04.2005 bis 30.04.2009
Die Kombination von Stofftrennung und Reaktion in einer Reaktivdestillationskolonne ist in vielen Fällen sehr wirtschaftlich im Vergleich zu konventionellen Prozessen, bei denen Stofftrennung und Reaktion in getrennten Apparaten durchgeführt werden. Allerdings ist die Bestimmung optimaler Prozesskonfigurationen und optimaler Betriebsbedingungen bei der Reaktivdestillation aufgrund der großen Komplexität schwierig. Im Rahmen des vorliegenden Projektes werden dazu in enger Zusammenarbeit mit der mathematischen Optimierung geeignete Optimierungsstrategien entwickelt. Schwerpunkte im Rahmen dieses Teilprojektes liegen bei der Auswahl geeigneter Benchmark-Probleme und deren mathematischer Modellierung, der Bestimmung geeigneter Superstrukturen durch physikalische Vorüberlegungen sowie bei der Entwicklung von Shortcut-Methoden und -Modellen. Das Projekt ist Teil der DFG-Forschergruppe 468 "Methods from Discrete Mathematics for the Synthesis and Control of Chemical Processes".
Nichtlineare Dynamik von Membranreaktoren
Laufzeit: 01.09.2003 bis 30.08.2008
Das Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung strukturierter dynamischer Modelle für Membranreaktoren, der Analyse von Membranreaktoren hinsichtlich Prozessführungseigenschaften und der Bewertung unterschiedlicher Membranreaktorkonzepte im Vergleich zu konventionellen Prozessen. Im ersten Schritt wird eine Familie strukturierter Modelle unterschiedlicher Membranreaktoren entwickelt und in Form einer Modellbibliothek im Modellierungswerkzeug ProMoT implementiert. Die entwickelten Modelle werden in einem zweiten Schritt verwendet, um das autonome Reaktorverhalten - z.B. hinsichtlich Stabilität - und das geregelte Prozessverhalten - z.B. hinsichtlich Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit - zu untersuchen. Ein dritter Schritt soll sich mit der Optimierung von Membranreaktoren beschäftigen. Zu lösende Optimierungsaufgaben betreffen dabei die stationäre Prozesssynthese, die instationäre Prozessführung sowie die optimale Versuchsplanung.Das Projekt ist Teil der DFG-Forschergruppe 447 "Membranunterstützte Reaktionsführung".
Gleichgewichtstheorie für integrierte Reaktions-Separations-Prozesse und chromatographische Reaktoren
Laufzeit: 01.01.2003 bis 31.12.2007
Im Rahmen des Projektes wird basierend auf der Theorie quasilinearer partieller Differentialgleichungen 1. Ordnung eine einheitlicher Zugang zur Analyse von integriertenReaktions-Separations-Prozessen entwickelt. Anwendungsbeispiele sind Reaktiv - destillationsprozesse, chromatographische Reaktoren und Membranreaktoren. Mit Hilfe dieser Theorie lassen sich inherente Limitierungen dieser Prozesse bestimmen. Sie kanndaher u.a. für den konzeptionellen Prozessentwurf zum schnellen Screening unterschiedlicher Prozessvarianten genutzt werden. Praktische Anwendungsbeispiele aus dem Bereich der chromatographischen Reaktoren werden gemeinsam mit der Gruppe von Prof. Seidel-Morgenstern untersucht.
Nichtlineare Dynamik bei der Wirbelschicht-Sprühgranulation
Laufzeit: 01.01.2004 bis 31.12.2007
Die Partikelbildung in Wirbelschichten durch Granulation und Agglomeration spielt eine wichtige Rolle bei der Produktion von Lebensmitteln und Pharmazeutika. Das vorliegende Projekt beschäftigt sich mit der modellgestützten Analyse des dynamischen Verhaltens solcher Prozesse. Es konnte gezeigt werden, das diese Prozesse in Verbindung mit einer externen Produktklassierung, wie sie in der Praxis häufig angewendet wird, zu dynamischen Instabilitäten in Form nichtlinearer Oszillationen neigen. Im Rahmen des Projektes werden mögliche Ursachen für dieses Verhalten sowie Strategien zur Stabilisierung untersucht.
Nichtlineare Dynamik von Reaktor-Separator Netzwerken
Laufzeit: 01.01.2006 bis 31.12.2007
Chemische Produktionsanlagen bestehen im wesentlichen aus Reaktions- und Stofftrennprozessen. Typischerweise wird nur ein Teil der zugeführten Ausgangsstoffe in der Reaktionsstufe in Produkte umgesetzt. Unverbrauchte Ausgangsstoffe werden in nachgeschalteten Stofftrennprozessen von den Reaktionsprodukten abgetrennt und in den Reaktor rezykliert. Eine solche Rückführung ist sowohl aus ökologischer als auch aus ökonomischer Sicht erforderlich. Im Rahmen des Vorhabens wird das nichtlineare Verhalten solcher gekoppelten Reaktor-Separator Netzwerke untersucht werden. Während sich frühere Untersuchungen auf das Verhalten der einzelnen Prozessstufen beschränken, steht hier der Einfluss der Kopplung zwischen unterschiedlichen nichtlinearenProzessstufen im Mittelpunkt des Interesses. Die Untersuchungen leisten somit einen Beitrag zum besseren Verständnis von gekoppelten Prozessstufen mit Rüuckführungen und bilden damit eine wichtige Grundlage für zukünftige Arbeiten zur besseren Prozessgestaltung und Prozessführung von chemischen Produktionsanlagen.
Optimierte Prozessführung bei der LDPE Polymerisation
Laufzeit: 15.10.2003 bis 31.10.2007
Das vorliegende Projekt beschäftigt sich mit der dynamischen Modellierung und der Entwicklung neuer Prozessführungsstrategien für einen Prozess zur Herstellung von Hochdruck-Polyethylen mit niedriger Dichte (LDPE-low density polyethylene) in einem Rohrreaktor.Der Reaktor wird bei sehr hohen Drücken von 1000-3500 atm betrieben und ist sehr lang. Typische Längen liegen im Bereich 500-2500 m. Die Polymerisation ist stark exotherm. Im Einzelnen werden derzeit folgende Fragestellungen untersucht: mathematische Modellierung des Reaktors inklusive Anlagenperipherie, effiziente dynamische Computersimulation des resultierenden hochdimensionalen Modellgleichungssystems, Analyse von Stabilität und Eindeutigkeit stationärer Betriebszustände sowie effiziente Durchführung von Spezifikations- und Produktwechseln.
Regelung von Kristallisationsprozessen
Laufzeit: 01.07.2006 bis 31.07.2007
Die Kristallisation ist ein in der Verfahrenstechnik weit verbreiteter Prozess zur Herstellung kristalliner Feststoffe und deren Aufreinigung. Aufgrund der komplexen Anlagenstruktur, die sich zum Beispiel aus der Benutzung einer zusätzlichen Feinkornauflösung ergibt, kann der Prozess unter gewissen Bedingungen instabil werden. Zur Stabilisierung, Verbesserung der Produkteigenschaften und Reduzierung der Empfindlichkeit gegenüberStörungen bietet sich die Verwendung einer Regelung an. Ziel des Projektes ist dabei der Entwurf und die experimentelle Verifikation eines geeigneten Reglers. Zur Anwendung sollen hierbei insbesondere modellgestützte Verfahren der Regelungstechnik kommen.
Modellbasiertes Design von PEM-Brennstoffzellen und PEM-Brennstoffzellensystemen
Laufzeit: 01.06.2005 bis 31.05.2007
Im Projektverbund mit den unten genannten Partnern werden Modelle von PEM-Brennstoffzellen, -stacks und -systemen auf unterschiedlichen Größenskalen entwickelt, von der Feinstrukturskala über die Zell- und Stackskala bis zur Systemskala. Die Modelle werden zur Systemanalyse, zur Prozessgestaltung und zur Prozessführung eingesetzt. Die Arbeiten des MPI verfolgen zwei Hauptziele. Zum einen sollen, ausgehend von den detaillierten Modellen der Projektpartner, reduzierte Modelle niedriger Ordnung von Brennstoffzellenstacks und Gesamtsystemen entwickelt werden. Diese Modelle sollen sich mit vergleichsweise geringem Rechenaufwand auch in Echtzeit lösen lassen. Sie eignen sich daher zur Bearbeitung von Prozessführungsaufgaben, z.B. zur Regelung oder Online-Diagnose von Brennstoffzellensystemen. Das zweite Ziel ist die Aufklärung von Mechanismen, die in Brennstoffzellensystemen zu Instabilitäten führen können. Solche Instabilitäten werden experimentell beobachtet, ihre Ursachen sind aber noch nicht hinreichend geklärt
Dynamik und Regelung von Schmelzkarbonatbrennstoffzellen
Laufzeit: 01.05.2002 bis 31.12.2006
Die Schmelzkarbonatbrennstoffzelle (MCFC) ist ein hoch integrierter Prozess, deren Verhalten von zahlreichen Wechselwirkungen unterschiedlicher physikalisch-chemischer Prozesse bestimmt wird. Derzeit erfolgt der Betrieb von MCFC-Systemen hauptsächlich auf Basis empirischen Wissens. Im Rahmen dieses Projektes sollen modellbasierte Prozessführungsstrategien entwickelt werden, die die Effizienz und Sicherheit von MCFC-Systemen erhöhen. Das Projekt gliedert sich in die drei Bereiche Modellentwicklung, Modellanalyse und Prozessführung. Im ersten Schritt werden Modelle entwickelt, die sich als Grundlage für das modellbasierte Regelverfahren eignen. Da örtlich verteilte bilanzbasierte Modelle für diesen Zweck zu kompliziert und rechenzeitintensiv sind, werden mit Hilfe von POD-Methoden reduzierte Modelle abgeleitet. Im zweiten Schritt werden die Modelle verwendet, um für die Prozessführung wichtige Systemeigenschaften wie Stabilität, Steuerbarkeit oder Beobachtbarkeit zu untersuchen. Im dritten Schritt werden auf Basis der reduzierten Modelle Prozessführungsstrategien entwickelt und in experimentellen Studien getestet.
Modellprädiktive Regelung von Stofftrennprozessen
Laufzeit: 01.01.2005 bis 31.12.2006
Die Prozessführung von simulierten Gegenstrom-Adsorbern (Simulated Moving Bed Chromatographs, SMB) ist immer noch eine Herausforderung für Regelungstechniker. In der Regelung von Destillationskolonnen sind erste Erfolge bei der echtzeitfähigen Implementation von nichtlinearen modellprädiktiven Reglern zu verzeichnen. Übliche Modelle für SMB besitzen jedoch eine zu hohe differentielle Ordnung für eine echtzeitfähige nichtlineare Optimierung. Für beide Prozessklassen - Destillationskolonnen und Adsorber - lassen sich jedoch reduzierte Modelle formulieren, die auf nichtlienaren Wellenphänomenen basieren. Diese Modelle haben eine sehr niedrige Ordnung und bilden dennoch die wesentlichen Phänomene der Stofftrennung ab. Bei Destillationskolonnen sind bereits Regelungskonzepte basierend auf diesen reduzierten Modellen bekannt. Innerhalb dieses Projektes sollen jetzt die Erfahrungen aus der Destillation auf die Chromatographie übertragen und für die Regelung geeignete Wellenmodelle entworfen werden.
Entwurf anlagenweiter Prozessfuehrungsstrategien
Laufzeit: 01.09.2001 bis 31.08.2006
Im Rahmen dieses Projektes wird zurzeit eine anlagenweite Prozessführungsstrategie für eine nach dem Monsanto-Verfahren arbeitende Anlage zur Essigsäureproduktion in Sewerodonetsk, Ukraine entwickelt (in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Automatisierungstechnik/Modellbildung).
Nichtlineare Dynamik von Reaktivdestillationsprozessen
Laufzeit: 01.01.2004 bis 31.12.2005
Die Kombination von Stofftrennung und Reaktion in einer Reaktivdestillationskolonne ist in vielen Fällen sehr wirtschaftlich im Vergleich zu konventionellen Prozessen, bei denen Stofftrennung und Reaktion in getrennten Apparaten durchgeführt werden. Während sich die apparative Integration von Stofftrennung und Reaktion in Bezug auf die stationäre Betriebsweise vorteilhaft auswirkt, führt sie gleichzeitig aber auch zu einem komplexeren dynamischen Verhalten. Charakteristische Phänomene, die in der Praxis Problemebereiten können, sind Instabilitäten oder Ein- und Ausgangsmehrdeutigkeiten. Zentrale Zielsetzung dieses Projektes ist ein fundamentales Verständnis solcher Phänomene und ihrer physikalischer Ursachen. Dieses Wissen bildet die Grundlage für weiterführende Untersuchungen zur Prozessführung.
Reduzierte dynamische Modelle für die Prozessführung auf der Basis nichtlinearer Wellen
Laufzeit: 01.01.2002 bis 31.12.2005
Für die Entwicklung leistungsfähiger Konzepte zur Prozessführung werden mathematische Modelle geringer Komplexität benötigt.Zentrale Zielsetzung des Teilprojektes ist die systematische Erschließung und Entwicklung von Methoden und Werkzeugen zur Herleitung und Validierung solcher reduzierter Modelle für die Prozessführung. Dabei werden physikalisch motivierte Ansätze für die Modellreduktion auf der Basis nichtlinearer Wellenphänomene betrachtet. Die Untersuchungen im Rahmen der beiden vorangegangenen Förderphasen konzentrieren sich zum einen auf die Stofftrennprozesse Destillation und Adsorption sowie Festbettreaktoren als Vertreter der Reaktionsprozesse. Im dritten Antragszeitraum sollen nun aufbauend auf den bisher gewonnenen Ergebnissen kombinierte Stofftrenn- und Reaktionsprozesse mit reversiblen chemischen Reaktionen betrachtet werden. Als Anwendungsbeispiele stehen dabei Reaktivdestillationsprozesse, sowie chromatographische Festbett- und Gegenstromreaktoren im Mittelpunkt des Interesses. Obwohl solche Prozesse wirtschaftlich äußerst attraktiv sein können, gibt es bisher nur wenige Untersuchungen zu deren dynamischem Verhalten. In einer grundlegenden Prozessanalyse ist zunächst zu klären, für welche Reaktionssysteme unter welchen Betriebsbedingungen welche charakteristischen Wellenphänomene auftreten können. In einer grundlegenden Prozessanalyse ist zunächst zu klären, welche charakteristischen Wellenphänomene, in Abhängigkeit von dem betrachteten Reaktionssystem und den Betriebsbedingungen, auftreten können. Auf der Basis des daraus resultierenden vertieften Prozessverständnisses sind in einem zweiten Schritt geeignete Ansätze zur Modellreduktion auf Basis der beobachteten Wellenphänomene zu entwickeln und an praktischen Anwendungsbeispielen zu validieren. Ziel der Untersuchungen ist es, eine möglichst einheitliche Theorie zur qualitativen und quantitativen Beschreibung des dynamischen Verhaltens der unterschiedlichen Prozesse zu entwickeln.
Synthese von Reaktivdestillationsprozessen
Laufzeit: 01.01.2004 bis 31.12.2005
Die Kombination von Stofftrennung und Reaktion in einer Reaktivdestillationskolonne ist in vielen Fällen sehr wirtschaftlich im Vergleich zu konventionellen Prozessen, bei denen Stofftrennung und Reaktion in getrennten Apparaten durchgeführt werden. Allerdings ist die Bestimmung optimaler Prozesskonfigurationen und optimaler Betriebsbedingungen bei der Reaktivdestillation aufgrund der großen Komplexität schwierig. Im Rahmen des vorliegenden Projektes werden dazu in enger Zusammenarbeit mit der mathematischen Optimierung geeignete Optimierungsstrategien entwickelt. Schwerpunkte im Rahmen dieses Teilprojektes liegen bei der Auswahl geeigneter Benchmark-Probleme und deren mathematischer Modellierung, der Bestimmung geeigneter Superstrukturen durch physikalische Vorüberlegungen sowie bei der Entwicklung von Shortcut-Methoden und -Modellen.
Rechnergestützte Modellierung von chemischen Prozessen
Laufzeit: 01.01.2002 bis 31.12.2004
Mathematische Modelle verfahrenstechnischer Prozesse haben sich weitgehend als nützliche Werkzeuge für die Prozessentwicklung und Prozessführung durchgesetzt. Die Entwicklung und Implementierung neuer Modelle ist aber immer noch schwierig und zeitaufwendig. Eine starke Modularisierung komplexer Modelle kann die Modellentwicklung vereinfachen und beschleunigen. Moderne Modellierungswerkzeuge wie ProMoT unterstützen eine solche hoch strukturierte Modellformulierung. Um von den Eigenschaften solcher rechnergestützten Modellierungswerkzeuge profitieren zu können, ist ein theoretisches Grundkonzept notwendig, das als Grundlage für den Strukturierungsprozess dient. Die Netzwerktheorie verfahrenstechnischer Prozesse (E.D. Gilles (1998). Chem. Engng. Technology 21, 121-132) ist ein solches Konzept, das die einheitliche Beschreibung unterschiedlicher Arten verfahrenstechnischer Prozesse erlaubt. Die Netzwerktheorie wird derzeit zur Strukturierung von Membranreaktormodellen und Brennstoffzellenmodellen verwendet.
Zirkulierende Reaktionszonen
Laufzeit: 31.12.2000 bis 31.12.2004
Exotherme Reaktionen in katalytischen Festbettreaktoren können unter transienten Bedingungen zu überadiabaten Temperaturerhöhungen ("hot spots") führen. In den letzten Jahren wurden unterschiedliche Reaktorkonzepte entwickelt, die diesen Effekt nutzen, um schwach exotherme Reaktionen mit geringem Energieaufwand durchführen zu können. Im Rahmen dieses Projekts wird ein autonom periodischer Prozess entwickelt, der keine externe Anregung benötigt und auf dem Prinzip der zirkulierenden Reaktionszonen beruht. Solche zirkulierenden Reaktionszonen können in katalytischen Festbetten durch geeignete thermische Rückführungen erzeugt werden. In einem Vorläuferprojekt konnte die Funktionsweise des Prinzips am Beispiel der Totaloxidation von Kohlenwasserstoffen nachgewiesen werden. Im jetzigen Projekt soll das Prinzip auf neue Reaktortypen und komplexere Reaktionen übertragen werden.
2025
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Surrogate modeling for control of microbial biopolymer production process
Dürr, Robert; Otto, Eric; Kok, Rudolph L.; Duvigneau, Stefanie; Kienle, Achim; Bück, Andreas
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 59 (2025), Heft 1, S. 169-174
Kinetic modeling of the methanol-assisted autocatalytic methanol synthesis on Cu/ZnO/Al2O3
Kortuz, Wieland; Leipold, Johannes; Kienle, Achim; Seidel-Morgenstern, Andreas
In: The chemical engineering journal - Amsterdam : Elsevier, Bd. 518 (2025), Artikel 164505, insges. 10 S.
Two degrees of freedom control of a multistage power-to-methanol reactor
Keßler, Tobias; Plate, Christoph; Behrens, Jessica; Martensen, Carl J.; Leipold, Johannes; Kaps, Lothar; Seidel-Morgenstern, Andreas; Sager, Sebastian; Kienle, Achim
In: Computers & chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 192 (2025), Artikel 108893, insges. 9 S.
Estimation of PHA concentrations from cell density data in Cupriavidus necator
Kranert, Lena; Kok, Rudolph; Neumann, Anne-Sophie; Kienle, Achim; Duvigneau, Stefanie
In: Applied microbiology and biotechnology - Berlin : Springer, Bd. 109 (2025), Artikel 11, insges. 11 S.
Optimization of methanol synthesis under forced periodic operation in isothermal fixed-bed reactors
Leipold, Johannes; Nikolic, Daliborka; Seidel-Morgenstern, Andreas; Kienle, Achim
In: Computers & chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 196 (2025), Artikel 109040
Dissertation
Computer-aided optimization of resource-efficient and flexible power-to-syngas processes
Maggi, Andrea; Janiga, Gábor; Sundmacher, Kai; Kienle, Achim
In: Magdeburg: Universitätsbibliothek, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik 2025, 1 Online-Ressource (XI, 208 Blätter, 12,95 MB) [Literaturverzeichnis: Blatt 186-200]
2024
Buchbeitrag
Hybrid modeling of PEM fuel cell - machine learning of equilibrium water content within a 1D cell model
Golovin, Ievgen; Knoppe, Kilian; Kunde, Christian; Kienle, Achim
In: Computer aided chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 53 (2024), S. 151-156 [Symposium: 34th European Symposium on Computer Aided Process Engineering / 15th International Symposium on Process Systems Engineering, ESCAPE-34/PSE2024, Florence, Italy, 2-6 June 2024]
Improving the production of PHBV in cupriavidus necator by optimal control
Kok, Rudolph L., Johannes; Findeisen, Rolf; Kienle, Achim; Duvigneau, Stefanie
In: Computer aided chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 53 (2024), S. 2503-2508 [Symposium: 34th European Symposium on Computer Aided Process Engineering / 15th International Symposium on Process Systems Engineering, ESCAPE-34/PSE2024, Florence, Italy, 2-6 June 2024]
Dynamic modeling of particle size and porosity distribution in fluidized bed spray agglomeration
Otto, Eric; Dürr, Robert; Kienle, Achim; Bück, Andreas; Tsotsas, Evagelos
In: Computer aided chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 53 (2024), S. 163-168 [Symposium: 34th European Symposium on Computer Aided Process Engineering / 15th International Symposium on Process Systems Engineering, ESCAPE-34/PSE2024, Florence, Italy, 2-6 June 2024]
Mathematical modeling of an enzyme catalyzed transamination reaction with integrated product removal
Behrens, Jessica; Tiedemann, Sven; Langermann, Jan; Kienle, Achim
In: Computer aided chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 53 (2024), S. 721-726 [Symposium: 34th European Symposium on Computer Aided Process Engineering / 15th International Symposium on Process Systems Engineering, ESCAPE-34/PSE2024, Florence, Italy, 2-6 June 2024]
Multi-objective optimization of forced periodic operation of methanol synthesis in a fixed-bed reactor
Leiphold, Johannes; Nikolic, Daliborka; Seidel-Morgenstern, Andreas; Kienle, Achim
In: Computer aided chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 53 (2024), S. 1603-1608 [Symposium: 34th European Symposium on Computer Aided Process Engineering / 15th International Symposium on Process Systems Engineering, ESCAPE-34/PSE2024, Florence, Italy, 2-6 June 2024]
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Population balance modeling of particle size and porosity in fluidized bed spray agglomeration
Otto, Eric; Ajalova, Aisel; Bück, Andreas; Tsotsas, Evangelos; Kienle, Achim
In: Industrial & engineering chemistry research - Columbus, Ohio : American Chemical Society, Bd. 63 (2024), Heft 41, S. 17545-17556
Moving horizon estimation and control of a binary simulated moving bed chromatographic processes with Langmuir isotherms
Chernev, Valentin Plamenov; Kienle, Achim; Wouwer, Alain Vande
In: Computers & chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 189 (2024), Artikel 108804
Dynamic mode decomposition based MPC of fluidized bed spray agglomeration
Otto, Eric; Dürr, Robert; Bück, Andreas; Kienle, Achim
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 58 (2024), Heft 14, S. 694-699
Short-cut design of double-layer simulated moving bed chromatography for continuous ternary mixture separation - Langmuir isotherms
Lee, Ju Weon; Zarei, Somayeh; Kienle, Achim; Seidel-Morgenstern, Andreas
In: Industrial & engineering chemistry research - Columbus, Ohio : American Chemical Society, Bd. 63 (2024), Heft 39, S. 16873-16874
Moving horizon parameter estimation for an enzyme‐catalyzed transamination reaction with integrated product removal
Behrens, Jessica; Tiedemann, Sven; Kunde, Tom; Langermann und Erlencamp, von Jan; Kienle, Achim
In: Chemie - Ingenieur - Technik - Weinheim : Wiley-VCH Verl., Bd. 96 (2024), Heft 12, S. 1751-1766
Dissertation
Shortcut model to evaluate the performance of preferential crystallization for conglomerates forming chiral systems
Bhandari, Shashank; Kienle, Achim
In: Magdeburg: Universitätsbibliothek, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik 2024, 1 Online-Ressource (142 Seiten, 4,61 MB) [Literaturverzeichnis: Seite 132-142][Literaturverzeichnis: Seite 132-142]
2023
Buchbeitrag
Towards machine learning of power-2-methanol processes
Martensen, Carl Julius; Plate, Christoph; Keßler, Tobias; Kunde, Christian; Kaps, Lothar; Kienle, Achim; Seidel-Morgenstern, Andreas; Sager, Sebastian
In: Computer aided chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 52 (2023), S. 561-568
Modeling and experimental validation of poly(3-Hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) chain length distribution
Duvigneau, Stefanie; Wilisch-Neumann, Annette; Dürr, Robert; Kienle, Achim
In: Computer aided chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 52 (2023), S. 2223-2228
Optimization of simulated moving bed chromatographic processes using surrogate models
Pishkari, Rojiar; Fechtner, Marcus; Keßler, Tobias; Kienle, Achim
In: Computer aided chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 52 (2023), S. 343-348
Modeling of particle formation in pan granulators with sieve-mill recycle
Dürr, Robert; Przywara, Mateusz; Otto, Eric; Antos, Dorota; Kienle, Achim
In: Computer aided chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 52 (2023), S. 1027-1032
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Optimization of methanol synthesis under forced periodic operation in isothermal fixed-bed reactors
Leipold, Johannes; Seidel, Carsten; Nikolic, D.; Seidel-Morgenstern, Andreas; Kienle, Achim
In: Computers & chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 175 (2023), Artikel 108285
Nonlinear behavior of methanol synthesis compared to CO2 methanation
Leipold, Johannes; Jung, Magnus; Keßler, Tobias; Kienle, Achim
In: Chemical engineering & technology - Weinheim : Wiley-VCH Verl.-Ges. . - 2023, insges. 7 S.
Stability of combined continuous granulation and agglomeration processes in a fluidized bed with sieve-mill-recycle
Otto, Eric; Dürr, Robert; Kienle, Achim
In: Processes - Basel : MDPI, Bd. 11 (2023), insges. 13 S.
Dissertation
Modellierung und Optimierung erzwungener periodischer Betriebsweisen für die Methanolsynthese
Seidel, Carsten; Kienle, Achim
In: Magdeburg: Universitätsbibliothek, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik 2023, 1 Online-Ressource (xxiii, 209 Seiten, 3,34 MB) [Literaturverzeichnis: Seite 191-203]
Multiskalen-Modellierung der Polyhydroxyalkanoat-Biopolymer- und Influenza-A-Impfstoffproduktion
Duvigneau, Stefanie; Kienle, Achim
In: Magdeburg: Universitätsbibliothek, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik 2023, 1 Online-Ressource (vi, 167 Seiten, 10,89 MB) [Literaturverzeichnis: Seite 149-166][Literaturverzeichnis: Seite 149-166]
2022
Buchbeitrag
Deterministic global optimization of multistage layer melt crystallization using surrogate models and reduced space formulations
Kunde, Christian; Méndez, Ronald; Kienle, Achim
In: 32nd European Symposium on Computer Aided Process Engineering - San Diego : Elsevier ; Montastruc, Ludovic . - 2022, S. 727-732 [Konferenz: 32nd European Symposium on Computer Aided Process Engineering, Toulouse, 12.-15.06.2022]
Multiscale modeling of the microbial production of polyhydroxyalkanoates using two carbon sources
Duvigneau, Stefanie; Dürr, Robert; Wulkow, Michael; Kienle, Achim
In: Computers & chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 160 (2022), Artikel 107740, insges. 12 S.
Bifurcation analysis of combined agglomeration and layering granulation in fluidized bed spray processes
Otto, Eric; Dürr, Robert; Kienle, Achim
In: 32nd European Symposium on Computer Aided Process Engineering - San Diego : Elsevier ; Montastruc, Ludovic . - 2022, S. 691-696
Global optimization for process design
Kunde, Christian; Kienle, Achim
In: Integrated Chemical Processes in Liquid Multiphase Systems - Berlin : De Gruyter ; Kraume, Matthias . - 2022, S. 433-449 [Kapitel 5.3.2]
Integrated solvent and process design
Linke, Steffen; Keßler, Tobias; Kunde, Christian; Kienle, Achim; Sundmacher, Kai
In: Integrated Chemical Processes in Liquid Multiphase Systems - Berlin : De Gruyter ; Kraume, Matthias . - 2022, S. 535-551 [Kapitel 6.4]
Direct discretized kernel identification for continuous agglomeration processes
Otto, Eric; Maksakov, Anton; Dürr, Robert; Palis, Stefan; Kienle, Achim
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 55 (2022), Heft 7, S. 260-265
Discrepancy-based control of particle processes
Otto, Eric; Behrens, Jessica; Palis, Stefan; Dürr, Robert; Kienle, Achim
In: Journal of process control - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 110 (2022), S. 99-109
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Integrated computer-aided molecular and process design - green solvents for the hydroformylation of long-chain olefines
Keßler, Tobias; Kunde, Christian; Linke, Steffen; Sundmacher, Kai; Kienle, Achim
In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 249 (2022), Artikel 117243
Wave reflections in counter-current separation processes with unequal mass transfer coefficients
Fechtner, Marcus; Kienle, Achim
In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 260 (2022), Artikel 117929
Forced Periodic Operation of methanol synthesis in an isothermal gradientless reactor
Seidel, Carsten; Nikolić, Daliborka; Felischak, Matthias; Petkovska, Menka; Seidel-Morgenstern, Andreas; Kienle, Achim
In: Chemical engineering & technology - Weinheim : Wiley-VCH Verl.-Ges., Bd. 45 (2022), Heft 12, S. 2261-2272
Forced periodic operations of a chemical reactor for methanol synthesis - the search for the best scenario based on Nonlinear Frequency Response method. Part I: Single input modulations
Nikolić, Daliborka; Seidel, Carsten; Felischak, Matthias; Miličić, Tamara; Kienle, Achim; Seidel-Morgenstern, Andreas; Petkovska, Menka
In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 248 (2022), Artikel 117134
Forced periodic operations of a chemical reactor for methanol synthesis - the search for the best scenario based on Nonlinear Frequency Response method. Part II: Simultaneous modulation of two inputs
Nikolić, Daliborka; Seidel, Carsten; Felischak, Matthias; Miličić, Tamara; Kienle, Achim; Seidel-Morgenstern, Andreas; Petkovska, Menka
In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 248 (2022), Artikel 117133
Model Predictive Control of Simulated Moving Bed Chromatographic processes using Conservation Element/Solution Element method
Chernev, Valentin Plamenov; Santos, Lino O.; Wouver, Alain Vande; Kienle, Achim
In: IEEE Xplore digital library / Institute of Electrical and Electronics Engineers - New York, NY : IEEE . - 2022, S. 355-361 [Konferenz: 2022 26th International Conference on System Theory, Control and Computing (ICSTCC), 19-21 Oct. 2022; Sinaia, Romania]
2021
Buchbeitrag
Control of particle formation processes
Otto, Eric; Behrens, Jessica; Dürr, Robert; Palis, Stefan; Kienle, Achim
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 54 (2021), Heft 3, S. 231-236
Microbial production of polyhydroxyalkanoates - modeling of chain length distribution
Dürr, Robert; Duvigneau, Stefanie; Kienle, Achim
In: 31th European Symposium on Computer Aided Process Engineering , 2021 - Amsterdam : Elsevier ; Türkay, Metin, S. 1975-1982 [Symposium: ESCAPE-31, Istanbul, 6-9 June 2021]
Fast, inexpensive, and reliable HPLC method to determine monomer fractions in poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)
Duvigneau, Stefanie; Kettner, Alexander; Carius, Lisa; Griehl, Carola; Findeisen, Rolf; Kienle, Achim
In: Applied microbiology and biotechnology - Berlin : Springer, Bd. 105 (2021), Heft 5, S. 4743-4749
Population balance modelling of pan granulation process
Otto, Eric; Dürr, Robert; Przywara, Mateusz; Antos, Dorota; Kienle, Achim
In: 31th European Symposium on Computer Aided Process Engineering , 2021 - Amsterdam : Elsevier ; Türkay, Metin - ESCAPE-31, S. 965-970 [Symposium: ESCAPE-31, Istanbul, 6-9 June 2021]
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF PROCESS BEHAVIOUR OF CONTINUOUS FLUIDIZED BED SPRAY AGGLOMERATION WITH INTERNAL CLASSIFICATION
Strenzke, Gerd; Dürr, Robert; Bück, Andreas; Kienle, Achim; Tsotsas, Evangelos
In: Proceedings of the13th International Conference on Fluidized Bed Technology , 2021 - Vancouver, Canada : GLAB Reactor and Fluidization Technologies ; Bi, Xiaotao, S. 374-379 [Konferenz: CFB 13, Vancouver, Canada, May 10-14, 2021]
Hybrid cybernetic modeling of the microbial production of polyhydroxyalkanoates using two carbon sources
Duvigneau, Stefanie; Dürr, Robert; Kranert, Lena; Wilisch-Neumann, Annette; Carius, Lisa; Findeisen, Rolf; Kienle, Achim
In: 31th European Symposium on Computer Aided Process Engineering , 2021 - Amsterdam : Elsevier ; Türkay, Metin - ESCAPE-31, S. 1969-1974 [Symposium: ESCAPE-31, Istanbul, 6-9 June 2021]
Advanced kinetic modeling of bio-co-polymer poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) production using fructose and propionate as carbon sources
Duvigneau, Stefanie; Dürr, Robert; Behrens, Jessica; Kienle, Achim
In: Processes - Basel : MDPI, Bd. 9 (2021), Heft 8, Artikel 1260, insges. 19 S.
Process behavior and product quality in fertilizer manufacturing using continuous hopper transfer pan granulation - experimental investigations
Przywara, Mateusz; Dürr, Robert; Otto, Eric; Kienle, Achim; Antos, Dorota
In: Processes - Basel : MDPI, Bd. 9 (2021), Heft 8, Artikel 1439, insges. 18 S.
Multi-Rate data fusion for state and parameter estimation in (Bio-)chemical process engineering
Dürr, Robert; Duvigneau, Stefanie; Seidel, Carsten; Kienle, Achim; Bück, Andreas
In: Processes - Basel : MDPI, Bd. 9 (2021), Heft 11, Artikel 1990, insges. 16 S.
Kernel identification in continuous fluidized bed spray agglomeration from steady state data
Otto, Eric; Dürr, Robert; Strenzke, Gerd; Palis, Stefan; Bück, Andreas; Tsotsas, Evangelos; Kienle, Achim
In: Advanced powder technology - Amsterdam [u.a.] : Elsevier - Vol. 31 (2021), insgesamt 13 Seiten
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Numerical short-cut design of simulated moving bed chromatography for multicomponent nonlinear adsorption isotherms - nonstoichiometric Langmuir model
Lee, Ju Weon; Kienle, Achim; Seidel-Morgenstern, Andreas
In: Industrial & engineering chemistry research - Columbus, Ohio : American Chemical Society, Bd. 60 (2021), Heft 29, S. 10455-10834 [This article is part of the Giuseppe Storti Festschrift special issue.]
Approximate shock layer solutions for the separation of multicomponent mixtures with different axial dispersion or mass transfer coefficients
Fechtner, Marcus; Kienle, Achim
In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science - Volume 231 (2021), article 116335
Modelling and controlling of particle formation processes
Dürr, Robert; Otto, Eric; Kienle, Achim
In: Naukovi praci Donecʹkoho Nacionalʹnoho Techničnoho Universytetu / Problemi modeljuvannja ta avtomatizaciï proektuvannja / Donec'kyj Nacional'nyj Techničnyj Universytet - Donecʹk, Bd. 17 (2021), Heft 1, S. 66-72
Optimization of methanol synthesis under forced periodic operation
Seidel, Carsten; Nikolić, Daliborka; Felischak, Mattias; Petkovska, Menka; Seidel-Morgenstern, Andreas; Kienle, Achim
In: Processes - Basel : MDPI - open access journal, Bd. 9 (2021), Heft 5, Artikel 872
Dissertation
Model-based control for active damping of crane structural vibrations
Golovin, Ievgen; Kienle, Achim
In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik 2021, ii, 129 Seiten [Literaturverzeichnis: Seite 115-123][Literaturverzeichnis: Seite 115-123]
2020
Buchbeitrag
Fast and accurate simulation of simulated moving bed chromatographic processes with linear adsorption isotherms
Pishkari, Rojiar; Kienle, Achim
In: 30th European Symposium on Computer Aided Chemical Engineering / European Symposium on Computer Aided Process Engineering , 2020 - Amsterdam : Elsevier ; Pierucci, Sauro, S. 487-492 [Symposium: ESCAPE30, May 24-27, 2020, Milan, Italy]
Rational design of ion exchange simulated moving bed processes
Fechtner, Marcus; Kienle, Achim
In: 30th European Symposium on Computer Aided Chemical Engineering / European Symposium on Computer Aided Process Engineering , 2020 - Amsterdam : Elsevier ; Pierucci, Sauro, S. 733-738 [Symposium: ESCAPE30, May 24-27, 2020, Milan, Italy]
Methanol kinetics from optimal dynamic experiments
Seidel, Carsten; Kienle, Achim
In: 30th European Symposium on Computer Aided Chemical Engineering / European Symposium on Computer Aided Process Engineering , 2020 - Amsterdam : Elsevier ; Pierucci, Sauro, S. 7-12 [Symposium: ESCAPE30, May 24-27, 2020, Milan, Italy]
Dynamics of spray granulation in continuously operated horizontal fluidized beds
Neugebauer, Christoph; Diez, Eugen; Mielke, Lisa; Palis, Stefan; Bück, Andreas; Tsotsas, Evangelos; Kienle, Achim; Heinrich, Stefan
In: Dynamic flowsheet simulation of solids processes - Cham : Springer Nature Switzerland AG 2020 ; Heinrich, Stefan, S. 67-107 [Chapter 3]
Inferential control of product properties for fluidized bed spray granulation layering
Dürr, Robert; Neugebauer, Christoph; Palis, Stefan; Bück, Andreas; Kienle, Andreas
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 53 (2020), Heft 2, S. 11410-11415
Process control
Engell, Sebastian; Kienle, Achim
In: Preparative Chromatography , Third edition - Weinheim : Wiley-VCH . - 2020, S. 504-524 [Kapitel 9]
Computer aided molecular design of green solvents for the hydroformylation of long-chain olefines
Keßler, Tobias; Kunde, Christian; Linke, Steffen; McBride, Kevin; Sundmacher, Kai; Kienle, Achim
In: 30th European Symposium on Computer Aided Process Engineering , 2020 - Amsterdam : Elsevier, S. 745-750 [Symposium: ESCAPE30, May 24-27, 2020, Milan, Italy]
Hybrid cybernetic modeling of polyhydroxyalkanoate production in cupriavidus necator using fructose and acetate as substrates
Duvigneau, Stefanie; Dürr, Robert; Carius, Lisa; Kienle, Achim
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 53 (2020), Heft 2, S. 16872-16877
Model-based approach for predicting the impact of genetic modifications on product yield in biopharmaceutical manufacturing-Application to influenza vaccine production
Duvigneau, Stefanie; Dürr, Robert; Laske, Tanja; Bachmann, Mandy; Dostert, Melanie; Kienle, Achim
In: PLoS Computational Biology / Public Library of Science - San Francisco, Calif. : Public Library of Science - Volume 16 (2020), issue 6, article e1007810, 22 pages
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Using bifurcation theory for exploring pain
Verma, Parul; Kienle, Achim; Flockerzi, Dietrich; Ramkrishna, Doraiswami
In: Industrial & engineering chemistry research - Columbus, Ohio : American Chemical Society, Bd. 59 (2020), Heft 6, S. 2524-2535
Efficient simulation of chromatographic processes using the conservation element/solution element method
Chernev, Valentin Plamenov; Wouwer, Alain Vande; Kienle, Achim
In: Processes - Basel : MDPI - Vol. 8 (2020), 10, Artikelnr. 1316, insgesamt 19 Seiten [This article belongs to the Special Issue Advanced Methods in Process and Systems Engineering]
Lyapunov-based online parameter estimation for continuous fluidized bed layering granulation
Otto, Eric; Neugebauer, Christoph; Palis, Stefan; Kienle, Achim
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 53 (2020), Heft 2, S. 11398-11403
Computational analysis of a 9D model for a small DRG neuron
Verma, Parul; Kienle, Achim; Flockerzi, Dietrich; Ramkrishna, Doraiswami
In: Journal of computational neuroscience - Dordrecht [u.a.] : Springer Science + Business Media B.V, Bd. 48 (2020), S. 429-444
Robust control of fluidized bed layering granulation
Neugebauer, Christoph; Seidel, Carsten; Palis, Stefan; Kienle, Achim
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 53 (2020), Heft 2, S. 11422-11427
On-line optimization of four-zone simulated moving bed chromatography using an equilibrium-dispersion model: I. Simulation study
Lee, Ju Weon; Kienle, Achim; Seidel-Morgenstern, Andreas
In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.]: Elsevier Science, Volume 225 (2020), article 115810
Examining sodium and potassium channel conductances involved in hyperexcitability of chemotherapy-induced peripheral neuropathy - a mathematical and cell culture-based study
Verma, Parul; Eaton, Muriel; Kienle, Achim; Flockerzi, Dietrich; Yang, Yang; Ramkrishna, Doraiswami
In: Frontiers in computational neuroscience - Lausanne : Frontiers Research Foundation - Vol. 14 (2020), Article 564980
On-line optimization of four-zone simulated moving bed chromatography using an Equilibrium-Dispersion Model: II. Experimental validation
Lee, Ju Weon; Kienle, Achim; Seidel-Morgenstern, Andreas
In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science - Volume 226 (2020), article 115808
Corrigendum to Kinetic modeling of methanol synthesis from renewable resources (Chem. Eng. Sci. 175 (2018), 130-138)
Seidel, Carsten; Jörke, A.; Vollbrecht, B.; Seidel-Morgenstern, Andreas; Kienle, Achim
In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science - Volume 223 (2020), article 115724
Dissertation
Modeling, dynamics and control of continuous fluidized bed layering granulation processes
Neugebauer, Christoph; Kienle, Achim; Palis, Stefan
In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik 2020, xii, 139 Seiten [Literaturverzeichnis: Seite 121-131][Literaturverzeichnis: Seite 121-131]
Modeling and simulation of enzyme controlled metabolic networks using optimization based methods
Lindhorst, Henning; Kienle, Achim
In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik 2020, III, 133 Seiten [Literaturverzeichnis: Seite 121-129][Literaturverzeichnis: Seite 121-129]
2019
Buchbeitrag
Lyapunov-based online parameter estimation in continuous fluidized bed spray agglomeration processes
Golovin, Ievgen; Otto, Eric; Dürr, Robert; Palis, Stefan; Kienle, Achim
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 52 (2019), Heft 1, S. 329-334
Begutachteter Zeitschriftenartikel
On the dynamics and control of continuous fluidized bed layering granulation with screen-mill-cycle
Neugebauer, Christoph; Diez, Eugen; Bück, Andreas; Palis, Stefan; Heinrich, Stefan; Kienle, Achim
In: Powder technology - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 354 (2019), S. 765-778 [Sonstige Körperschaft: Technische Universität Hamburg; Sonstige Körperschaft: Technische Universität Hamburg, Institute of Solids Process Engineering & Particle Technology]
Global optimization of distillation columns using explicit and implicit surrogate models
Keßler, Tobias; Kunde, Christian; McBride, Kevin; Mertens, Nick; Michaels, Dennis; Sundmacher, Kai; Kienle, Achim
In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 197 (2019), S. 235-245
Systematic selection of green solvents and process optimization for the hydroformylation of long-chain olefines
Keßler, Tobias; Kunde, Christian; Linke, Steffen; McBride, Kevin; Sundmacher, Kai; Kienle, Achim
In: Processes - Basel : MDPI - Volume 7 (2019), 12, Artikel 882 [This article belongs to the Special Issue Advanced Methods in Process and Systems Engineering]
Online estimation of optimal operating conditions for simulated moving bed chromatographic processes
Suvarov, Paul; Lee, Ju Weon; Vande Wouwer, Alain; Seidel-Morgenstern, Andreas; Kienle, Achim
In: Journal of chromatography - New York, NY [u.a.] : Science Direct, Bd. 1602 (2019), S. 266-272
Equilibrium theory of ion exchange chromatography with variable solution normality and steric hindrance
Fechtner, Marcus; Kienle, Achim
In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 199 (2019), S. 508-527
Multi-mode model predictive control and estimation for uncertain biotechnological processes
Morabito, Bruno; Kienle, Achim; Findeisen, Rolf; Carius, Lisa
In: IFAC-PapersOnLine - Frankfurt : Elsevier, Bd. 52 (2019), Heft 1, S. 709-714 [Part of special issue: 12th IFAC Symposium on Dynamics and Control of Process Systems, including Biosystems DYCOPS 2019: Florianópolis, Brazil, 2326 April 2019]
Surrogate modeling for liquidliquid equilibria using a parameterization of the binodal curve
Kunde, Christian; Keßler, Tobias; Linke, Steffen; McBride, Kevin; Sundmacher, Kai; Kienle, Achim
In: Processes - Basel : MDPI - Volume 7 (2019), 10, Artikel 753 [This article belongs to the Special Issue Advanced Methods in Process and Systems Engineering]
Dissertation
Discrete modeling of drying induced ion transport and crystallization in porous media
Rahimi, Arman; Tsotsas, Evangelos; Kienle, Achim
In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik 2019, xv, 153 Seiten [Literaturverzeichnis: Seite 117-127][Literaturverzeichnis: Seite 117-127]
Mathematische Modellierung und Simulation von in-silico Protozellen nach dem Modularisierungs- und Baukastenprinzip
Schneider, Eugenia; Kienle, Achim
In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik 2019, xiv, 115 Seiten [Literaturverzeichnis: Seite 103-115][Literaturverzeichnis: Seite 103-115]
2018
Buchbeitrag
Kinetic modeling of methanol synthesis - impact of catalyst deactivation
Seidel, Carsten; Jörke, Andreas; Vollbrecht, Bert; Seidel-Morgenstern, Andreas; Kienle, Achim
In: Computer aided chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 43 (2018), S. 85-90 [Symposium: 28th European Symposium on Computer Aided Process Engineering, Graz, Austria, 10-13 June 2018]
Influence of drying conditions on process properties and parameter identification for continuous fluidized bed spray agglomeration
Strenzke, Gerd; Golovin, Ievgen; Wegner, M.; Palis, Stefan; Bück, Andreas; Kienle, Achim; Tsotsas, Evangelos
In: IDS 2018 / International Dryign Symposium , .2018 - València, Spain : Universitat ; Cárcel, Juan Andrés, S. 579-586 [Konferenz: IDS 2018]
Mathematical modeling as a tool to improve influenza vaccine production processes
Duvigneau, Stefanie; Dürr, Robert; Laske, Tanja; Bachmann, Mandy; Dostert, Melanie; Reichl, Udo; Kienle, Achim
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 51 (2018), Heft 19, S. 1-4
Influence of thermal conditions on particle properties in fluidized bed layering granulation
Neugebauer, Christoph; Bück, Andreas; Palis, Stefan; Mielke, Lisa; Tsotsas, Evangelos; Kienle, Achim
In: 6th International Conference on Population Balance Modelling - Ghent, Belgium : Ghent University . - 2018, insges. 8 S. [Konferenz: PBM 2018, Ghent, Belgium, 6 - 9 May]
Parameter identification for continuous fluidized bed spray agglomeration
Golovin, Ivgen; Strenzke, Gerd; Wegner, Maximilian; Palis, Stefan; Bück, Andreas; Kienle, Achim; Tsotsas, Evangelos
In: 6th International Conference on Population Balance Modelling - Ghent, Belgium : Ghent University . - 2018, insges. 4 S. [Konferenz: PBM 2018, Ghent, Belgium, 6 - 9 May]
Parameter identification for continuous fluidized bed spray agglomeration
Golovin, Ievgen; Strenzke, Gerd; Dürr, Robert; Palis, Stefan; Bück, Andreas; Tsotsas, Evangelos; Kienle, Achim
In: Processes - Basel : MDPI - Vol. 6.2018, 12, Artikel 246
Efficient simulation of ion exchange chromatography with application to bioseparations
Fechtner, Marcus; Kaspereit, Malte; Kienle, Achim
In: Computer aided chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 43 (2018), S. 295-300 [Symposium: 28th European Symposium on Computer Aided Process Engineering, Graz, Austria, 10-13 June 2018]
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Kinetic modeling of methanol synthesis from renewable resources
Seidel, Carsten; Jörke, A.; Vollbrecht, B.; Seidel-Morgenstern, Andreas; Kienle, Achim
In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 175 (2018), S. 130-138
Global optimization of multistage binary separation networks
Kunde, Christian; Kienle, Achim
In: Chemical engineering and processing - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 131 (2018), S. 164-177
Monotonic reformulation and bound tightening for global optimization of ideal multi-component distillation columns
Mertens, Nick; Kunde, Christian; Kienle, Achim; Michaels, Dennis
In: Optimization and engineering - Dordrecht [u.a.] : Springer Science + Business Media B.V, Bd. 19 (2018), Heft 2, S. 479-514
Model-based state estimation based on hybrid cybernetic models
Carius, Lisa; Pohlodek, J.; Morabito, Bruno; Franz, A.; Mangold, M.; Findeisen, Rolf; Kienle, Achim
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 51 (2018), Heft 18, S. 197-202 [Symposium: 10th IFAC Symposium on Advanced Control of Chemical Processes, ADCHEM 2018, Shenyang, China, 25-27 July 2018]
Efficient simulation and equilibrium theory for adsorption processes with implicit adsorption isotherms - ideal adsorbed solution theory
Fechtner, Marcus; Kienle, Achim
In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 177 (2018), S. 284-292
Global optimization of distillation columns using surrogate models
Keßler, Tobias; Kunde, Christian; Mertens, Nick; Michaels, Dennis; Kienle, Achim
In: SN applied sciences - [Cham] : Springer International Publishing - Vol. 1.2019, Artikel 27 [Online first]
Influence of thermal conditions on particle properties in fluidized bed layering granulation
Neugebauer, Christoph; Bück, Andreas; Palis, Stefan; Mielke, Lisa; Tsotsas, Evangelos; Kienle, Achim
In: Processes - Basel : MDPI - Vol. 6.2018, 12, Artikel 235
Dissertation
Dynamic methods for thermodynamic equilibrium calculations in process simulation and process optimization
Zinser, Alexander; Sundmacher, Kai; Kienle, Achim
In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik 2018, xvi, 128 Seiten [Literaturverzeichnis: Seite 117-125][Literaturverzeichnis: Seite 117-125]
Wissenschaftliche Monographie
Magdeburger Automatisierungstechnik im Wandel - vom Industrie- zum Forschungsstandort
Neumann, Peter; Diedrich, Christian; Höltge, Rolf; Jumar, Ulrich; Kienle, Achim; Krampitz, Reinhold; Müller, Günter; Pusch, Konrad; Rokosch, Helga; Schmidt, Barbara; Schmucker, Ulrich; Unger, Gerhard; Wolf, Günter
In: Magdeburg: Otto-von-Guericke-Universität, 2018, 223 Seiten, ISBN: 978-3-944722-75-7
2017
Buchbeitrag
Global optimization of distillation columns using surrogate models
Keßler, Tobias; Kunde, Christian; Mertens, Nick; Michaels, Dennis; Kienle, Achim
In: Evolutionary and deterministic methods for design optimization and control with applications to industrial and societal problems : Sep 13-15, 2017 in Madrid, Spain ; EUROGEN 2017 ; Book of abstracts - Madrid : Technical University ; Andrés, Esther - 2017, paper 041, insgesamt 7 Seiten
Efficient global optimization of a novel hydroformylation process
Keßler, Tobias; Mertens, Nick; Kunde, Christian; Nentwich, Corina; Michaels, Dennis; Kienle, Achim
In: 27th European symposium on computer aided process engineering - Amsterdam : Elsevier ; Espuña, Antonio . - 2017, S. 2113-2118 [Konferenz: ESCAPE 2017]
Process dynamics of continuous fluidised bed layering granulation
Bück, Andreas; Schmidt, Martin; Neugebauer, Christoph; Palis, Stefan; Kienle, Achim; Heinrich, Stefan; Tsotsas, Evangelos
In: 8th International Granulation Workshop - Sheffield - Posternr. 2, paper 67, insgesamt 5 Seiten
Control of continuous mixed-solution mixed-product removal crystallization processes
Geyyer, Rostyslav; Dürr, Robert; Temmel, Erik; Li, Tao; Lorenz, Heike; Palis, Stefan; Seidel-Morgenstern, Andreas; Kienle, Achim
In: Chemical engineering & technology - Weinheim : Wiley-VCH Verl.-Ges., Bd. 40 (2017), Heft 7, S. 1362-1369
Online parameter identification for continuous fluidized bed spray granulation with external sieve-mill cycle
Palis, Stefan; Kienle, Achim
In: IEEE Xplore digital library / Institute of Electrical and Electronics Engineers - New York, NY : IEEE . - 2017, S. 594-598 [Konferenz: 22nd International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR), Miedzyzdroje, Poland, 2017]
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Efficient simulation and equilibrium theory for adsorption processes with implicit adsorption isotherms - mass action equilibria
Fechtner, Marcus; Kienle, Achim
In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 171 (2017), S. 471-480
A dynamic two-zone model of continuous fluidized bed layering granulation with internal product classification
Neugebauer, Christoph; Palis, Stefan; Bück, Andreas; Tsotsas, Evangelos; Heinrich, Stefan; Kienle, Achim
In: Particuology - Amsterdam : Elsevier, Bd. 31 (2017), S. 8-14
Dissertation
Analysis and design of center-cut separations using 8-zone simulated moving bed chromatography
Santos da Silva, Francisco Vitor; Kienle, Achim; Seidel-Morgenstern, Andreas
In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik 2017, 161 Seiten [Literaturverzeichnis: Seite 142-153][Literaturverzeichnis: Seite 142-153]
Investigating arsenic and osmotic stress response in yeast saccharomyces cerevisiae using mathematical modeling and model selection
Rastgou Talemi, Soheil Soheil Rastgou; Kienle, Achim Achim
In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik 2016, XII, 124 Seiten
Global optimization in conceptual process design
Kunde, Christian; Kienle, Achim; Seidel-Morgenstern, Andreas
In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik 2017, i, 123 Seiten [Literaturverzeichnis: Seite 117-123][Literaturverzeichnis: Seite 117-123]
2016
Buchbeitrag
Analyzing the impact of heterogeneity in genetically engineered cell lines for influenza vaccine production using population balance modeling
Dürr, Robert; Duvigneau, Stefanie; Laske, Tanja; Bachmann, Mandy; Kienle, Achim
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 49 (2016), Heft 26, S. 225-230
A reformulation strategy for deterministic global optimization of ideal multi-component distillation processes
Mertens, Nick; Kunde, Christian; Kienle, Achim; Michaels, Dennis
In: Computer aided chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 38 (2016), S. 691-696 [Kongress: 26th European Symposium on Computer Aided Process Engineering]
Control of MSMPR crystallization processes
Geyyer, Rostyslaw; Dürr, Robert; Temmel, E.; Li, T.; Lorenz, H.; Palis, Stefan; Seidel-Morgenstern, Andreas; Kienle, Achim
In: BIWIC 2016 , 2016 , 1. Auflage - Göttingen : Cuvillier Verlag, S. 335-341 [Kongress: 23rd International Workshop on Industrial Crystallization, BIWIC 2016, Magdeburg, 6-8 September, 2016]
Influence of mill characteristics on stability of continuous layering granulation with external product classification
Neugebauer, Christoph; Palis, Stefan; Bück, Andreas; Diez, Eugen; Heinrich, Stefan; Tsotsas, Evangelos; Kienle, Achim
In: Computer aided chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 38 (2016), S. 1275-1280 [Kongress: 26th European Symposium on Computer Aided Process Engineering]
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Deterministic global optimization in conceptual process design of distillation and melt crystallization
Kunde, Christian; Michaels, Dennis; Micovic, Jovana; Lutze, Philip; Górak, Andrzej; Kienle, Achim
In: Chemical engineering and processing - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 99 (2016), S. 132-142
An efficient approximate moment method for multi-dimensional population balance models - application to virus replication in multi-cellular systems
Dürr, Robert; Müller, Thomas; Duvigneau, Stefanie; Kienle, Achim
In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science . - 2016
Control of incomplete separation in simulated moving bed chromatographic processes
Suvarov, Paul; Wouwer, Alain vande; Lee, Ju Weon; Seidel-Morgensten, Andreas; Kienle, Achim
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 49 (2016), Heft 7, S. 153-158 [Kongress: 11th IFAC Symposium on Dynamics and Control of Process SystemsIncluding Biosystems, DYCOPS-CAB 2016, Trondheim, Norway, 6-8 June, 2016]
Influence of operation parameters on process stability in continuous fluidised bed layering with external product classification
Bück, Andreas; Neugebauer, Christoph; Meyer, Katja; Palis, Stefan; Diez, Eugen; Kienle, Achim; Heinrich, Stefan; Tsotsas, Evangelos
In: Powder technology - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 300 (2016), S. 37-45 [Kongress: 7th International Granulation Workshop 2015: Granulation across the length scales]
Modeling and simulation of particulate processes
Kienle, Achim; Palis, Stefan; Mangold, Michael; Dürr, Robert
In: Ėlektronnoe modelirovanie - Kiev : Naukova Dumka, Bd. 38 (2016), Heft 5, S. 23-34
Untersuchung des dynamischen Verhaltens der Sprühgranulation in kontinuierlich betriebenen Wirbelschichtrinnen
Diez, E.; Heinrich, S.; Meyer, Katja; Tsotsas, Evangelos; Neugebauer, C.; Kienle, Achim
In: Chemie - Ingenieur - Technik - Weinheim : Wiley-VCH Verl., Bd. 88 (2016), Heft 9, S. 1359-1360 [Special Issue: ProcessNet-Jahrestagung und 32. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2016]
Dissertation
Parameter estimation and method of moments for multi dimensional population balance equations with application to vaccine production processes
Dürr, Robert; Kienle, Achim; Thévenin, Dominique
In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik 2016, ii , 151 Seiten [Literaturverzeichnis: Seite 141-150][Literaturverzeichnis: Seite 141-150]
Modellbasierte Bestimmung von Interventionsstrategien zur Optimierung der Produktion von Biokraftstoffen in Cyanobakterien
Erdrich, Philipp; Reichl, Udo; Kienle, Achim
In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik 2016, xx, 158 Seiten [Literaturverzeichnis: Seite 131-158][Literaturverzeichnis: Seite 131-158]
Modellbasierte Analysen zur Gestaltung und Betriebsführung von Biogasanlagen
Bensmann, Astrid Lilian; Sundmacher, Kai; Kienle, Achim
In: München: Dr. Hut, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik 2016, xiv, 149 Seiten - (Verfahrenstechnik), ISBN: 978-3-8439-2908-0 [Literaturverzeichnis: Seite 135-144][Literaturverzeichnis: Seite 135-144]
Robuste Regelung von Simulated Moving Bed Chromatographieprozessen
Suvarov, Paul; Kienle, Achim
In: Magdeburg, Dissertation Université de Mons 2016 Dissertation Otto-von Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik 2016, 114 Seiten [englischer Titel: Robust control methods for Simulated Moving Bed chromatographic separation processes; Literaturverzeichnis: Seite 104-107][englischer Titel: Robust control methods for Simulated Moving Bed chromatographic separation processes; Literaturverzeichnis: Seite 104-107]
Development of an efficient method for simulating fixed-bed adsorption dynamics using Ideal Adsorbed Solution Theory
Rubiera Landa, Héctor Octavio; Kienle, Achim
In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik 2016, xxii, 227 Seiten [Literaturverzeichnis: Seite 195-222][Literaturverzeichnis: Seite 195-222]
Artikel in Kongressband
Control of multi-chamber continuous fluidized bed spray granulation
Palis, Stefan; Neugebauer, Christoph; Bück, Andreas; Heinrich, Stefan; Tsotsas, Evangelos; Kienle, Achim
In: PARTEC 2016 - Nürnberg, insges. 4 S.
Analyzing the impact of heterogeneity in genetically engineered cell lines for influenza vaccine production using population balance modeling
Dürr, Robert; Duvigneau, Stefanie; Laske, Tanja; Bachmann, Mandy; Kienle, Achim
In: FOSBE 2016 - Magdeburg ; Findeisen, Rolf - 2016, Art. TuPP.1, S. 32 [Kongress: 6th International Conference on Foundations of Systems Biology in Engineering, FOSBE 2016, Magdeburg, Germany, October 9-12,2016]
2015
Buchbeitrag
Online parameter identification of facet growth kinetics in crystal morphology population balance models
Dürr, Robert; Palis, Stefan; Kienle, Achim
In: Procedia engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 102 (2015), S. 1336-1345
Deterministic global optimization of multistage melt crystallization processes in hydroformylation
Kunde, Christian; Kienle, Achim
In: 12th International Symposium on Process Systems Engineering and 25th European Symposium on Computer Aided Process Engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier . - 2015, S. 1061-1066 - (Computer-aided chemical engineering; 37)
Efficient DQMOM for multivariate population balance equations and application to virus replication in cell cultures
Dürr, Robert; Müller, Thomas; Kienle, Achim
In: 8th Vienna International Conference on Mathematical Modelling 2015 - IFAC ; Breitenecker, Felix, S. 29-34
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Entropy-based control of continuous Fluidized bed spray granulation processes
Palis, Stefan; Bück, Andreas; Kienle, Achim
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 48 (2015), Heft 13, S. 154-157 [Kongress: 5th IFAC Workshop on Lagrangian and Hamiltonian Methods for Nonlinear Control LHMNC 2015, Lyon, France, 4-7 July 2015]
Deterministic global optimization of binary hybrid distillation/melt-crystallization processes based on relaxed MINLP formulations
Ballerstein, Martin; Kienle, Achim; Kunde, Christian; Michaels, Dennis; Weismantel, Robert
In: Optimization and engineering - Dordrecht [u.a.] : Springer Science + Business Media B.V, Bd. 16 (2015), Heft 2, S. 409-440
Influence of zone formation on stability of continuous fluidized bed layering granulation with external product classification
Dreyschultze, Christian; Neugebauer, Christoph; Palis, Stefan; Bück, Andreas; Tsotsas, Evangelos; Heinrich, Stefan; Kienle, Achim
In: Particuology - Amsterdam : Elsevier, Bd. 23 (2015), S. 1-7
Robust control of continuous crystallization processes
Geyyer, Rostyslav; Kienle, Achim; Palis, Stefan
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 48 (2015), Heft 11, S. 598-603 [Kongress: 1st IFAC Conference on Modelling, Identification and Control of Nonlinear Systems MICNON 2015, Saint Petersburg, Russia, 24-26 June 2015]
Auto-tuning control systems for improved operation of continuous fluidized bed spray granulation processes with external product classification
Palis, Stefan; Dreyschultze, Christian; Neugebauer, Christoph; Kienle, Achim
In: Procedia engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 102 (2015), S. 133-141
Combination of limited measurement information and multidimensional population balance models
Dürr, Robert; Franz, André; Kienle, Achim
In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 48 (2015), Heft 20, S. 261-166
Dissertation
Nonlinear dynamics of Poly(hydroxyalkanoate) production in Ralstonia eutropha and Rhodospirillum rubrum
Franz, André; Kienle, Achim
In: Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2015, XIX, 134 S.
Artikel in Kongressband
Influence of operation parameters onprocess stability in conzinuous fluidised bed layering with external classification
Bück, Andreas; Neugebauer, Christoph; Meyer, Katja; Palis, Stefan; Diez, Eugen; Kienle, Achim; Heinrich, Stefan; Tsotsas, Evangelos
In: 7th International Granulation Workshop - Sheffield . - 2015, insges. 11 S.
2014
Buchbeitrag
Auto-tuning of multivariable PI/PID controllers using iterative feedback tuning - design examples
Sommer, Steffen; Nguyen, Hoang; Kienle, Achim
In: 24th European Symposium on Computer Aided Process Engineering: [ESCAPE-24, held in Budapest, Hungary, from 15 to 18 June 2014] - Amsterdam [u.a.] : Elsevier ; Klemeš, Jiři Jaromír Pt. A, S. 721-726 - (Computer-aided chemical engineering; 33) Kongress: ESCAPE 24 Budapest, Hungary 2014.06.15-18
Population balance modeling of biopolymer production in cellular systems (I)
Franz, André; Dürr, Robert; Kienle, Achim
In: Proceedings of the 19th IFAC world congress 2014 - IFAC ; Boje, Edward, S. 1705-1710 Kongress: IFAC World Congress 19 Cape Town, South Africa 2014.08.24-29
Discrepancy-based control of a heat equation with quadratic nonlinearity
Palis, Stefan; Kienle, Achim
In: American Control Conference (ACC), 2014 - Piscataway, NJ : IEEE, S. 3359-3362 Kongress: ACC Portland, Or. 2014.06.04-06
A methodology for experimental determination of stability boundaries with application to fluidized bed spray granulation
Palis, Stefan; Dreyschultze, Christian; Kienle, Achim
In: Computer aided chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 33 (2014), S. 625-630
Stability analysis of switching hyperbolic systems - the example of SMB chromatography
Bastin, Georges; Coron, Jean-Michel; d'Andréa-Novel, Brigitte; Suvarov, Paul; Wouwer, Alain Vande; Kienle, Achim
In: European Control Conference (ECC), 2014 - Piscataway, NJ : IEEE, S. 2153 - 2157 Kongress: ECC Strasbourg, France 2014.06.24-27
An efficient method for calculating the moments of multidimensional growth processes in population balance systems
Dürr, Robert; Kienle, Achim
In: The Canadian journal of chemical engineering - Ottawa, Ontario : Soc., Bd. 92 (2014), Heft 12, S. 2088-2097
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Development and nonlinear analysis of dynamic plant models in ProMot /Diana
Mangold, Michael; Khlopov, Dmytro; Danker, Gerrit; Palis, Stefan; Svjatnyj, Volodymyr; Kienle, Achim
In: Chemie - Ingenieur - Technik - Weinheim : Wiley-VCH Verl., Bd. 86 (2014), Heft 7, S. 1107-1116
Coupled continuous chromatography and racemization processes for the production of pure enantiomers
Swernath, Subramanian; Kaspereit, Malte; Kienle, Achim
In: Chemical engineering & technology - Weinheim : Wiley-VCH Verl.-Ges., Bd. 37 (2014), Heft 4, S. 643-651
Cycle to cycle adaptive control of simulated moving bed chromatographic separation processes
Suvarov, Paul; Kienle, Achim; Nobre, Clarisse; Weireld, Guy De; Vande Wouwer, Alain
In: Journal of process control - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 24 (2014), Heft 2, S. 357-367
Evaluation of multipoint dosing strategy in a miniaturized tubular reactor - nitration of salicylic acid
Debnath, Soujoy; Kienle, Achim; Kulkarni, Amol A.
In: Chemical engineering & technology - Weinheim : Wiley-VCH Verl.-Ges., Bd. 37 (2014), Heft 6, S. 927-937
Discrepancy based control of particulate processes
Palis, Stefan; Kienle, Achim
In: Journal of process control - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 24 (2014), Heft 3, S. 33-46
Dissertation
Modellbasierte Identifizierung von Interventionsstrategien für Stoffwechselnetzwerke
Hädicke, Oliver Oliver; Kienle, Achim
In: Magdeburg Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2014, IV, 169 S.
Optimal experimental design for parameter identification and model selection
Schenkendorf, René; Mangold, Michael; Kienle, Achim
In: Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2014, XII, 159 S.
2013
Buchbeitrag
Population balance modeling of crystallization in a fluidized bed
Palis, Stefan; Binev, D.; Lorenz, H.; Seidel-Morgenstern, Andreas; Kienle, Achim
In: BIWIC 2013 - Odense : Univ. of Southern Denmark, S. 252-259 Kongress: BIWIC 20 Odense, Denmark 2013.09.18-20
Adaptice discrepancy based control of continuous fluidized bed spray granulation with internal classification
Palis, Stefan; Bück, Andreas; Kienle, Achim
In: 9th IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems 2013 - Elsevier, S. 400-405 Kongress: IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems; 9 (Toulouse, France) 2013.09.04-06
Distributed modeling of human influenza a virus–host cell interactions during vaccine production
Müller, Thomas; Dürr, Robert; Isken, Britta; Schulze-Horsel, Josef; Reichl, Udo; Kienle, Achim
In: Biotechnology & bioengineering - New York, NY [u.a.] : Wiley, Bd. 110 (2013), Heft 8, S. 2252-2266
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Spectral properties of Bi-Langmuir isotherms
Flockerzi, D.; Kaspereit, M.; Kienle, Achim
In: Chemical engineering science - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 104 (2013), S. 957-959
H∞ loop shaping control for continuous fluidized bed spray granulation with internal product classification
Palis, Stefan; Kienle, Achim
In: Industrial & engineering chemistry research - Columbus, Ohio : American Chemical Society, Bd. 52 (2013), Heft 1, S. 408-420
Dynamics and control of coupled continuous chromatography and crystallization processes for the production of pure enantiomers
Swernath, S.; Kaspereit, M.; Kienle, Achim
In: Chemical engineering & technology - Weinheim : Wiley-VCH Verl.-Ges., Bd. 36 (2013), Heft 8, S. 1417-1429
Artikel in Kongressband
Deterministic global optimization of multistage melt crystallization processes
Kunde, Christian; Müller, C.; Kienle, Achim
In: 2st European Congress of Applied Biotechnology and 9th European Congress of Chemical Engineering, The Hague, The Netherlands, April, 21 -25, 2013 Kongress: ECCE 9 Den Haag, The Netherlands 2013.04.21-25
Online parameter identification for continuous fluidized bed spray granulation
Palis, Stefan; Kienle, Achim
In: 5th International Conference on Population Balance Modelling - Banaglore : Indian Institute of Science . - 2013, insges. 7 S. Kongress: PBM 2013 5 Bangalore, India 2013.09.11-13
A plug and control strategy for simulated moving bed processes - stability analysis
Suvarov, Paul; Wouwer, Alain Vande; Kienle, Achim
In: 32st Benelux Meeting on Systems and Control - UMONS . - 2013, S. 252 Kongress: Benelux Meeting on Systems and Control 32 Houffalize, Belgium 2013.03.26-28
An efficient method for calculating the moments of multidimensional growth processes
Dürr, Robert; Kienle, Achim
In: 5th International Conference on Population Balance Modelling - Banaglore : Indian Institute of Science . - 2013, insges. 4 S. Kongress: PBM 2013 5 Bangalore, India 2013.09.11-13
2012
Buchbeitrag
A simple robust control for simulated moving bed chromatographic separation
Suvarov, Paul; Vande Wouwer, Alain; Kienle, Achim
In: 8th IFAC International Symposium on Advanced Control of Chemical Processes 2012 , [Online-Ausg.] - Elsevier, S. 137-142 Kongress: IFAC International Symposium on Advanced Control of Chemical Processes 8 Singapore 2012.07.10-13
Discrepancy based control of continuous fluidized bed spray granulation with internal product classification
Palis, Stefan; Kienle, Achim
In: 8th IFAC International Symposium on Advanced Control of Chemical Processes 2012 , [Online-Ausg.] - Elsevier, S. 756-761 Kongress: IFAC International Symposium on Advanced Control of Chemical Processes 8 Singapore 2012.07.10-13
A plug and control strategy for simulated moving bed processes
Suvarov, Paul; Wouwer, Alain Vande; Kienle, Achim
In: 31st Benelux Meeting on Systems and Control - disc . - 2012, S. 343 Kongress: Benelux Meeting on Systems and Control 31 Heijden, The Netherlands 2012.03.27-29
Low order controller design for continuous fluidized bed spray granulation with internal product classification by robust control methods
Palis, Stefan; Bück, Andreas; Kienle, Achim
In: 7th IFAC Symposium on Robust Control Design , [Online-Ausg.] - Elsevier . - 2012, S. 701-706 Kongress: IFAC Symposium on Robust Control Design 7 Aalbourg, Denmark 2012.06.20-22
Begutachteter Zeitschriftenartikel
Auto-tuning of multivariable PID controllers using iterative feedback tuning - Auto-Tuning von PID-Mehrgrößenreglern mit Hilfe von Iterative Feedback Tuning
Sommer, Steffen; Kienle, Achim
In: Automatisierungstechnik - Berlin : De Gruyter, Bd. 60 (2012), Heft 1, S. 20-27
Decentralized control system design for a ternary reactive distillation with inert using mixed integer optimization
Paramasivan, Ganesh; Kienle, Achim
In: Chemical engineering & technology - Weinheim : Wiley-VCH Verl.-Ges., Bd. 35 (2012), Heft 9, S. 1609-1616
Systematic evaluation of models of different complexity for a low-density polyethylene plant
Disli, Ilknur; Kienle, Achim
In: Mathematical and computer modelling of dynamical systems - London [u.a.] : Taylor & Francis, Bd. 18 (2012), Heft 4, S. 397-412 [Special Issue: Modelling of fuel cells and chemical engineering applications]
Dissertation
Model-based measurement and control of fluidised bed spray granulation processes
Bück, Andreas; Tsotsas, Evangelos; Kienle, Achim; Peglow, Mirko
In: Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2012, XII, 190 S.
Artikel in Kongressband
Multiscale modeling of biopolymer production in multicellular systems
Franz, Andre; Grammel, Hardy; Rehner, Ruxandra; Paetzold, Philipp; Kienle, Achim
In: Preprints MATHMOD 2012 Vienna , [Online-Ausg.] - Vienna : ARGESIM, ARGE Simulation News, Vienna Univ. of Technology, insges. 5 S. - (ARGESIM report; 38) Kongress: MATHMOD 7 Vienna 2012.02.15-17
Distributed modeling and parameter estimation of influenza virus replication during vaccine production authors
Dürr, Robert; Müller, Thomas; Isken, Britta; Schulze-Horstel, Josef; Reichl, Udo; Kienle, Achim
In: Preprints MATHMOD 2012 Vienna , [Online-Ausg.] - Vienna : ARGESIM, ARGE Simulation News, Vienna Univ. of Technology, insges. 6 S. - (ARGESIM report; 38) Kongress: MATHMOD 7 Vienna 2012.02.15-17
Simulation and nonlinear analysis of the stagnant polymer layer in a LDPE tubular reactor
Krasnyk, Mykhaylo; Kunde, Christian; Kienle, Achim
In: Addendum to 22nd European Symposium on Computer Aided Process Engineering. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier [u.a.], insges. 5 S., 2012Kongress: European Symposium on Computer Aided Process Engineering, ESCAPE; 22 (London) : 2012.06.17-20
Originalartikel in begutachteter internationaler Zeitschrift
Decentralized control system design under uncertainty using mixed-integer optimization
Paramasivan, Ganesh; Kienle, Achim
In: Chemical engineering & technology - Weinheim : Wiley-VCH, Bd. 35 (2012), Heft 2, S. 261-271
Evaluation of competing process concepts for the production of pure enantiomers
Kaspereit, Malte; Swernath, Subramanian; Kienle, Achim
In: Organic process research & development - Washington, DC : American Chemical Society, Bd. 16 (2012), Heft 2, S. 353-363
Diskrepanzbasierte Regelung der kontinuierlichen Kristallisation - Discrepancy based control of continuous crystallization
Palis, Stefan; Kienle, Achim
In: Automatisierungstechnik - Berlin : ˜deœ Gruyter, Oldenbourg, Bd. 60 (2012), Heft 3, S. 145-154
Design of an integrated process of chromatography, crystallization and racemization for the resolution of 2',6'-pipecoloxylidide (PPX)
Langermann und Erlencamp, Jan von; Kaspereit, Malte; Shakeri, Mozaffar; Lorenz, Heike; Hedberg, Martin; Jones, Matthew Jonathan; Larson, Kerstin; Herschend, Björn; Arnell, Robert; Temmel, Erik; Bäckvall, Jan-E.; Kienle, Achim; Seidel-Morgenstern, Andreas
In: Organic process research & development - Washington, DC : American Chemical Society, Bd. 16 (2012), Heft 2, S. 343-352
Rapid selection of glucose-utilizing variants of the polyhydroxyalkanoate producer Ralstonia eutropha H16 by incubation with high substrate levels
Franz, Andre; Rehner, R.; Kienle, Achim; Grammel, H.
In: Letters in applied microbiology - Oxford : Wiley-Blackwell, Bd. 54 (2012), Heft 1, S. 45-51
Stabilization of continuous fluidized bed spray granulation with external product classification
Palis, Stefan; Kienle, Achim
In: Chemical engineering science - Génie chimique - journal internat. de génie chimique - Amsterdam : Elsevier, Bd. 70 (2012), S. 200-209
2011
Originalartikel in begutachteter internationaler Zeitschrift
Inferential control of reactive destillation columns - an algorithmic approach
Paramasivan, Ganesh; Kienle, Achim
In: Chemical engineering & technology - Weinheim : Wiley-VCH, Bd. 34 (2011), Heft 8, S. 1235-1244
Experimental and theoretical analysis of poly(ß-hydroxybutyrate) formation and consumption in Ralstonia eutropha
Franz, André; Song, Hyun-Seob; Ramkrishna, Doraiswami; Kienle, Achim
In: Biochemical engineering journal - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 55 (2011), Heft 1, S. 49-58
Model-based measurement of particle size distributions in layering granulation processes
Bück, Andreas; Peglow, Mirko; Tsotsas, Evangelos; Mangold, Michael; Kienle, Achim
In: AIChE journal / American Institute of Chemical Engineers - Hoboken, NJ : Wiley-Blackwell, Bd. 57 (2011), Heft 4, S. 929-941
Integrated simulated moving bed processes for production of single enantiomers
Palacios, J. G.; Kaspereit, Malte; Kienle, Achim
In: Chemical engineering & technology - Weinheim : Wiley-VCH, Bd. 34 (2011), Heft 5, S. 688-698
A model for the freeze start behavior of a PEM fuel cell stack
Mangold, Michael; Piewek, Silvia; Klein, Olaf; Kienle, Achim
In: Journal of fuel cell science and technology - New York, NY : ASME, Bd. 8 (2011), Heft 3, S. 031006-1-031009
Experimental validation of a new integrated simulated moving bed process for the production of single enantiomers
Palacios, Javier García; Kramer, Bernhard; Kienle, Achim; Kaspereit, Malte
In: Journal of chromatography / A - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 1218 (2011), Heft 16, S. 2232-2239
Iterative feedback tuning of PID controllers for reactive distillation processes - a comparison with relay feedback tuning
Sommer, Steffen; Müller, Peter; Kienle, Achim
In: Industrial & engineering chemistry research - Washington, DC : ACS Publ., Bd. 50 (2011), Heft 16, S. 9821-9828
Originalartikel in begutachteter zeitschriftenartiger Reihe
Population balance modelling of influenza virus replication during vaccine production - influence of apoptosis
Müller, Thomas; Dürr, Robert; Isken, Britta; Schulze-Horsel, Josef; Reichl, Udo; Kienle, Achim
In: 21st European Symposium on Computer Aided Process Engineering ; Pt. B , 1. ed. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier , 2011, S. 1336-1340 - (Computer-aided chemical engineering; 29) Kongress: ESCAPE 21 Chalkidiki, Greece 2011.05.29-06.01
Towards global optimization of combined distillation-crystallization processes for the separation of closely boiling mixtures
Ballerstein, Martin; Kienle, Achim; Kunde, Christian; Michaels, Dennis; Weismantel, Robert
In: 21st European Symposium on Computer Aided Process Engineering ; Pt. A , 1. ed. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier , 2011, S. 552-556 - (Computer-aided chemical engineering; 29) Kongress: ESCAPE 21 Chalkidiki, Greece 2011.05.29-06.01
2010
Buchbeitrag
Model-based measurement and control of particulate processes - an application to granulation processes
Bück, Andreas; Peglow, Mirko; Tsotsas, Evangelos; Mangold, M.; Kienle, Achim
In: 19th International Congress of Chemical and Process Engineering and 7th European Congress of Chemical Engineering - Praha . - 2010, insges. 11 S. Kongress: CHISA 2008 19 Praha, Czech Republic 2010.08.28-09.01
Decentralized control system design using mixed integer optimization
Paramasivan, Ganesh; Kienle, Achim
In: Book of abstracts and CD-ROM proceedings , 1. ed. - Lisboa : APMTAC, Associação Portuguesa de Mecânica Teórica, Aplicada e Computacional - 2010, Paper 1098, insgesamt 10 S. Kongress: EngOpt 2010 2 Lisboa, Portugal 2010.09.06-09
Model-based measurement of PSDs granulation processes
Bück, Andreas; Peglow, Mirko; Tsotsas, Evangelos; Kienle, Achim
In: Abstracts and proceedings - Nürnberg . - 2010, insges. 4 S. Kongress: WCPT 6 Nürnberg 2010.04.26-29
Artikel in Kongressband
Stabilization of a continuous fluidized bed spray granulation
Palis, Stefan; Kienle, Achim
In: 4th International Conference on Population Balance Modelling , 2010 - Berlin : Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme - 2010, S. 87-97, Art. T2-02 Kongress: PBM 2010 4 Berlin 2010.09.15-17
Originalartikel in begutachteter internationaler Zeitschrift
Reduction procedure for parametrized fluid dynamics problems based on proper orthogonal decomposition and calibration
Krasnyk, Mykhaylo; Mangold, Michael; Kienle, Achim
In: Chemical engineering science - Génie chimique - journal internat. de génie chimique - Amsterdam : Elsevier, Bd. 65 (2010), Heft 23, S. 6238-6246
Temperature and humidity control of a micro PEM fuel cell stack
Kunde, Christian; Hanke-Rauschenbach, R.; Mangold, Michael; Kienle, Achim; Sundmacher, Kai; Wagner, S.; Hahn, R.
In: Fuel Cells - Weinheim : Wiley-VCH, Bd. 10 (2010), Heft 6, S. 949-959
Capillary type thermal mass flow sensors for monitoring esterification reactions in residence time micro-reactors
Jacobs, Thomas; Kienle, Achim; Hauptmann, Peter
In: Chemical engineering journal - Amsterdam : Elsevier, Bd. 160 (2010), Heft 3, S. 827-833
Inline chemical process analysis in micro-plants based on thermoelectric flow and impedimetric sensors
Jacobs, Thomas; Kutzner, Christian; Kropp, Miron; Brokmann, Geert; Lang, Walter; Steinke, Arndt; Kienle, Achim; Hauptmann, Peter
In: Measurement science and technology - Bristol : IOP Publ. Ltd., Bd. 21 (2010), Heft 10, insges. 12 S.
Originalartikel in begutachteter zeitschriftenartiger Reihe
Energy management for heat intensive production plants using mixed integer optimization
Sommer, Steffen; Böhm, Jens; Kienle, Achim
In: 20th European Symposium on Computer Aided Process Engineering , 1. ed. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier , 2010, S. 877-882 Kongress: ESCAPE 20 Ischia 2010.06.06-09
A reactive distillation case study for decentralized control system design using mixed integer optimization
Paramasivan, Ganesh; Kienle, Achim
In: 20th European Symposium on Computer Aided Process Engineering , 1. ed. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier , 2010, S. 565-570 Kongress: ESCAPE 20 Ischia 2010.06.06-09
Regelung von Brennstoffzellensystemen
Mangold, Michael; Kienle, Achim
In: Jahresbericht / Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften - München : Max-Planck-Ges. , 1959 . - 2009/2010, insges. 7 S.
2009
Buchbeitrag
Dynamic modeling and simulation of low density polyethylene production - a comparative study
Disli, Ilknur; Kienle, Achim
In: Proceedings // MATHMOD 09. - Vienna : ARGESIM, Publ. House, S. 2372-2378, 2009 - (ARGESIM report; 35)Kongress: MATHMOD; 6 (Vienna) : 2009.02.11-13
Hybrid cybernetic modeling of poly-β-hydroxybutyrate synthesis and degradation in cupriavidus necator
Franz, André; Song, Hyun-Seob; Kienle, Achim; Ramkrishna, Doraiswami
In: Food, pharmaceutical and bioengineering division. - New York : AIChE, S. 118-126, 2009Kongress: AIChE Annual Meeting; : (Nashville, Tennessee) : 2009.11.08-13
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- apl. Prof. Dr.-Ing. Michael Mangold, MPI Magdeburg
- Daliborka Nikolic, Universität Belgrad
- Dr. V. Tulski, Moscow Power Engineering Institute
- Fraunhofer Institut ISE, Freiburg sowie die Firmen Bosch, Offis, pls, itemis
- Hochschule Merseburg (AG Langer)
- HSA Köthen (AG Griehl, AG Sommer)
- HSA Köthen (AG Griehl, AG Sommer),
- Jun.-Prof. Dr. Dennis Michaels, TU Dortmund
- Jun.-Prof. Dr. rer. nat. Timo Frensing, OvGU Magdeburg & MPI Magdeburg
- Menka Petkovska, Universität Belgrad
- MPI Magdeburg, Prof. Dietrich Flockerzi
- Prof. Alain Vande Wouwer, University of Mons
- Prof. Andreas Seidel-Morgenstern und Dr. Ju Weon Lee, Max-Planck-Institut Magdeburg
- - Prof. Andreas Seidel-Morgenstern und Dr. Ju Weon Lee, Max-Planck-Institut Magdeburg - Prof. Alain Vande Wouwer, University of Mons
- Prof. Andreas Seidel-Morgenstern und Dr. Ju Weon Lee, Max-Planck-Institut Magdeburg Prof. Alain Vande Wouwer, University of Mons
- Prof. Carola Griehl, Prof Steffen Sommer, Hochschule Köthen
- Prof. Dr.-Ing. Evangelos Tsotsas, OvGU Magdeburg
- Prof. Dr.-Ing. Stefan Heinrich, TU Hamburg-Harburg
- Prof. Dr.-Ing. Udo Reichl, OvGU Magdeburg & MPI Magdeburg
- Prof. Julia Langer, Hochschule Merseburg
- Prof. Kai Sundmacher, Otto-von-Guericke Universität und Max-Planck-Institut Magdeburg
- Prof. Rolf Findeisen, Dr. Lisa Carius, Lehrstuhl für Systemtheorie und Regelungstechnik, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
- Prof. Rolf Findeisen, TU Darmstadt
- Prof. Sebastian Sager, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
- Prof. Seidel-Morgenstern, Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme
- Prof. Seidel-Morgenstern (Max-Planck-Institut Magdeburg)
- Projektpartner des SFB Transregio 63
- Purdue University, Prof. Ramkrishna und Prof. Yang Yang
Aktuelle Anwendungsbeispiele aus dem Gebiet der Energiesysteme betreffen die chemische Energiespeicherung sowie das optimale Energiemanagement in Produktionssystemen. Aktuelle Fragestellungen aus dem Bereich der Systembiologie betreffen die populationsdynamische Modellierung der Influenza Virusreplikation bei der Impfstoffproduktion sowie die Herstellung maßgeschneiderter Biopolymere in Mikroorganismen.
- Analyse, Synthese und Regelung komplexer Systeme
- Methoden und Werkzeuge für die rechnergestützte Modellierung und Simulation
- nichtlineare Analyse, Prozessgestaltung und Prozessführung
Hauptanwendungsgebiete
- chemische Prozessen
- Energiesysteme
- Systembiologie
1983-1989 Studium der Verfahrenstechnik mit Schwerpunkt Systemdynamik/ Regelungstechnik an der
Universität Stuttgart, Diplom-Ingenieur
1989-1998 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik der
Universität Stuttgart bei Prof. E.D. Gilles
1997 Promotion zum Thema "Nichtlineare Wellenphänomene und Stabilität stationärer Zustände in
Destillationskolonnen"
seit 1998 Leiter der Fachgruppe "Prozesssynthese und Prozessdynamik" am Max-Planck- Institut für
Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg
2002 Habilitation zum Thema "Nichtlineare Dynamik verfahrenstechnischer Prozesse" an der Fakultät
für Maschinenbau der Universität Stuttgart
2002 Ruf auf den Lehrstuhl für Automatisierungstechnik/ Modellbildung der Otto-von-Guericke-
Universität Magdeburg
2002 Ruf auf den Lehrstuhl für Prozess- und Anlagentechnik an der Technischen Universität Hamburg-
Harburg
seit 2002 Professor für Automatisierungstechnik/ Modellbildung der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
2007 Ernennung zum auswärtigen wissenschaftlichen Mitglied des Max-Planck-Institutes in Magdeburg
Sonstiges:
2001-2002 gewähltes Mitglied im Wissenschaftlichen Rat der Max-Planck-Gesellschaft
seit 2003 Leiter des Fachgremiums "Populationsdynamische Modellierung disperser und polymerer Systeme"
im Kompetenznetz Verfahrenstechnik Pro3
seit 2004 Mitglied im Dechema-Arbeitsausschuss "Prozesssimulation und Prozesssynthese"
2005-2006 stellvertretender Dekan der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Otto-von-
Guericke-Universität Magdeburg
2006-2008 Dekan der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Otto-von-Guericke-Universität
Magdeburg
seit 2008 Ernennung zu einem der drei Sprecher des Exzellenzschwerpunktes "Dynamische Systeme in
Biomedizin und Prozesstechnik" des Landes Sachsen-Anhalt