Verbundvorhaben: Fuzzy-basiertes PAT-Konzept zur Trocknungsoptimierung und Energieeffizienz-Steigerung mittels überhitzten Wasserdampfs; Teilvorhaben: Konstruktive Optimierung der Trocknungsanlage
Zeitraum
2017-01-01 – 2020-10-31
Bewilligte Summe
605.332,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET1450C
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Trocknungsprozesse [EA3207]
Verbundvorhaben
01174515/1 – SmartDry: Optimierung des Trocknungsprozesses mit überhitztem Wasserdampfes
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)
Förderprogramm
Energie
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Messsystems und eines darauf aufbauenden Fuzzy-basierten Regelungssystems für den Trocknungsprozess von Lebensmitteln mit überhitztem Wasserdampf bei Atmosphärendruck. Hierdurch wird auch bei schwankenden Stoffeigenschaften (z.B. Feuchtgehalt oder Struktur) in Abhängigkeit des aktuellen Produktzustandes im Prozess automatisch ein homogener Trocknungsprozess und somit eine gleichbleibende Produktqualität gewährleistet. Die Trocknung mit überhitztem Wasserdampf bei Atmosphärendruck ermöglicht signifikante Energieeinsparungen von bis zu 50 % im Vergleich zu herkömmlichen Trocknungstechnologien, und bis zu 80 % kürzere Trocknungszeiten – bei gleichbleibender Produktqualität. Der transdisziplinäre Lösungsansatz verfolgt die konstruktive Optimierung des bestehenden Trocknungsverfahrens mit dem Ziel ein selbstregulierendes System zu erhalten, in welchem auch bei stark variierenden Produkteigenschaften die Entnahme bzw. Kondensation des überschüssigen Wasserdampfes und die Abgrenzung der Wasserdampfatmosphäre gegen die Luftatmosphäre energieeffizient geführt werden können. Die kontinuierliche Detektion und die Fuzzy-Steuerung der sich bildenden Phasengrenzschicht zwischen überhitztem Wasserdampf und Umgebungsluft ist notwendig, um die Kondensation energieoptimiert führen und bei Störungen oder Fehlabläufen gezielt eingreifen zu können. Neben der Energierückgewinnung spielt auch die Rückgewinnung volatiler Bestandteile bei der Kondensation eine bedeutende Rolle, da hier, insbesondere bei Lebensmitteln, sehr werthaltige Stoffe gewonnen werden können. Das Projekt erstreckt sich über 36 Monate und ist in 6 Arbeitspakete unterteilt. Diese beinhalten die Erweiterung der Messtechnik, den Aufbau des optischen Messsystems, die Entwicklung von Prozessregimes und darauf aufbauend das Fuzzy-System, die konstruktive Optimierung und Demonstration des Trockners anhand verschiedener Produktgruppen (Apfelscheiben, Nudeln, Nüsse).
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