
Der Lehrstuhl für Strömungsmechanik (LSTM) verfügt über eine ausgedehnte, durch zahlreiche Publikationen und Patentanmeldungen dokumentierte, Expertise auf dem Gebiet der modellbasierten Simulation, Optimierung und Automatisierung von verfahrens- und energietechnischen sowie lebensmittel- und biotechnologischen Prozessen. Auf dem Gebiet der Prozessbeobachtung liegt der Entwicklungsschwerpunkt auf nichtinvasiven, optischen On- und Inlinesensoren für den Praxiseinsatz. Die erarbeiteten klassischen und adaptiven Prozessführungsstrategien beruhen auf effizienten Modellierungs-, Simulations-, Diagnose-, Prognose-, Steuerungs-, Regelungs- und Optimierungstools.
Für die Modellierung, Simulation und Wissensmanagement kommen Methoden des maschinellen Lernens, Data-Mining, Graphentheorie, metaheuristische Algorithmen, statistische Ansätze, mehrwertige Logik aber auch gewöhnliche Differentialgleichungen und analytische Modelle zum Einsatz. Beispielhaft sind dabei Fuzzy Logik, künstliche neuronale Netze, genetische Algorithmen und Referenznetze zu nennen. Alleinstellungsmerkmale erreicht der LSTM auf dem Gebiet der synergetischen Nutzung von informationstechnologischen Verfahren im Sinne von Hybriden (etwa Neuronumerik, Neurofuzzy, Numerostatistik, hybride Simulation diskreter und kontinuierlicher Prozesse). Als Automatisierungshardware dienen bevorzugt industrietaugliche speicherprogrammierbare Steuerungen, Datenbanken, Prozessrechner und Prozessleitsysteme, aber auch Methoden des Rapid Prototyping auf Basis von quelloffenen Physical-Computing-Plattformen.
Funding source: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)
Project leader: ,
Die Qualität von Mehl unterliegt insbesondere hinsichtlich seiner funktionellen Eigenschaften natürlichen Schwankungen. Um diese zu kompensieren bzw. um die Mehlqualität und -funktionalitätzu verbessern, ohne dabei nährwertbezogene und sensorische Charakteristika zu beeinträchtigen, wurde bereits eine Vielzahl an Mehlbehandlungsverfahren (Oxidationsmittel, oxidierende Enzyme, Autoklaven, Mikrowellen-, IR-und UV-Technik) untersucht. Die für die Nutzung dieser Verfahren z. T.…
Funding source: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)
Project leader: ,
Funding source: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)
Project leader: ,
Funding source: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)
Project leader: ,
Bei der Abfüllung nicht-karbonisierter Getränke kommt es in der Praxis häufig zu einer unerwünschten Schaumbildung, die die Produktion negativ beeinflusst (Anlagen-ausbringung, Abfüllungsgenauigkeit, Pro-duktverlustmenge, Hygiene des Abfüllprozesses). So muss sich die Abfülldynamik i.d.R. dem Schaumbildungsvermögen des abzufüllenden Produktes anpassen. Das Überschäumen bestimmt auch die Notwendigkeit und Häufigkeit von Flaschen- und Anlagenreinigung inkl. des damit verbundenen Einsatzes von Energie…
Funding source: AIF Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen
Project leader: , ,
In der Lebensmittelindustrie müssen Maschi-nen und Anlagen regelmäßig gereinigt wer-den, um die hygienischen Vorgaben bei der Produktion erfüllen zu können. Verschärfte gesetzliche Rahmenbedingungen stellen dabei zusätzliche Ansprüche an die Lebensmittel-herstellung, deren Qualitätsmanagement und die eingesetzte Maschinentechnik. Genauso spielt der ökologische Gedanke eine zuneh-mende Rolle. Zur Maximierung der Ressourceneffizienz, wie sie auch die Richtlinie zur Integrierten Vermeidung und Vermi…
Funding source: AIF Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen
Project leader: ,
Die wachsende Weltbevölkerung und der folglich wachsende Bedarf an Lebensmitteln erfordert die Erschließung neuer Rohstoffe für die Fütterung von Nutztieren, aus denen Lebensmittel tierischer Herkunft produziert werden. Als Quellen, die nicht in direkter Konkurrenz zur menschlichen Ernährung stehen, können Insekten gesehen werden. Diese sollen gezüchtet und zu Futtermitteln verarbeitet werden. Im vorliegenden Vorhaben wird folglich der gesamte Weg von Züchtung der Insekten bis zur Herstellung von Fut…
Funding source: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)
Project leader: ,
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Reduzierung der Energie- und Wasserbedarfs bei der Weinerzeugung. Dazu soll ein hybrides, informationstechnologisches Werkzeug basierend auf Referenz-Petri-Netzen entwickelt werden, das in die Prozessleitebene der Betriebe integrierbar ist und auf im Prozess erfassten Daten eine Echtzeit-Abbildung und Visualisierung des Gesamtprozesses realisieren kann.
- Entwicklung eines automatischen, selbstlernenden Inline-Systems für die adaptive und ressourceneffiziente CIP-Reinigung am Beispiel eines Behälters mit motorisch angetriebenem Zielstrahlreiniger
- Wissensbasierte Reduzierung des Energie- und Wasserbedarfs bei der Weinerzeugung mittels informationstechnologischer Hybride auf der Grundlage von Referenz-Petri-Netzen
- Energieeffiziente Trocknung auf der Grundlage lokal-stoffadaptiver Prozessintensivierung am Beispiel der automatisierten Herstellung von Teigwaren
- Funktionsmuster einer industriellen Produktions- und Fraktionierungs-Anlage (Fett + Protein) von Insekten
- Modellierung und Simulation von biotechnologischen Prozessen inklusive Integration komplexer Modelle und Entwicklung von datenbankgestützten hybriden Simulationsumgebungen
- Integration von metaheuristischen Algorithmen bei der Entscheidungsfindung
- Bildung stochastischer Modelle zur Integration in eine Simulationsumgebung
- Entwicklung adaptiver Prozessregelungen auf Basis maschinellen Lernens
- Online und offline Training von automatisierten Strömungsprozessen mit Hilfe der Weiterentwicklung numerischer Verfahren.
- Automatisierung
- Entwicklungssysteme
- Industriesysteme
- Datenerfassung
- Fuzzy Logik
- Optimierung mit metaheuristischen Verfahren
- Evolutionäre Algorithmen (z . B. genetische Algortihmen)
- Partikelschwarmoptimierung
- Simulated annealing
- Methoden des maschinellen Lernens
- Künstliche neuronale Netze (KNN)
- Support Vector Machine (SVM)
- Random Forest
- Logistische Regression & Deep learning
- Online learning
- Modellierung und Simulation
- Stochastische Prozesse
- Ereignisorientierte Simulation (DES)
- Hybride Simulation diskreter und kontinuierlicher Prozesse
2023
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Neural network enhanced aging time measurements of diary product remaining with infrared spectroscopy
In: Heliyon 9 (2023), Article No.: e22039
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CO2 gas hydrate as an innovative leavening agent for baked goods
In: Future Foods 7 (2023)
ISSN: 2666-8335
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Application of CO2 Gas Hydrates as Leavening Agents in Black-and-White Cookies
In: Foods 12 (2023), Article No.: 2797
ISSN: 2304-8158
DOI: 10.3390/foods12142797 - , , :
On the Simulations of Thermal Liquid Foams Using Lattice Boltzmann Method
In: Energies 16 (2023), Article No.: 195
ISSN: 1996-1073
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A Comparative Analysis of Partial Replacement of Yeast with CO2 Gas Hydrates as Leavening Agents in Baking of Wheat Bread
In: Processes 11 (2023), Article No.: 653
ISSN: 2227-9717
DOI: 10.3390/pr11030653 - , , , , , , , , :
A Comparative Analysis of Partial Replacement of Yeast with CO2 Gas Hydrates as Leavening Agents in Baking of Wheat Bread
In: Processes 11 (2023)
ISSN: 2227-9717
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Untersuchungen zum Einsatz von Gashydraten als innovatives Triebmittel für Backwaren (AiF 21084 N) - Projektkurzbericht
(2023)
(anderer)
2022
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Leistungsdiagnostik auf der Fridericiana Alexandrina Navis (F.A.N.) – eine Pilotstudie
In: Boris Dreyer (ed.): Die Fridericiana Alexandrina Navis (F.A.N.). Ein Römerboot auf dem Prüfstand – Bau und Test für Wissenschaft und Öffentlichkeit, Darmstadt: wbg Academic, 2022, p. 482 - 498
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Development of an explicit pressure explicit saturation (EPES) method for modelling dissociation processes of methane hydrate
In: High Pressure Research (2022)
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Virtual and experimental studies for establishing an emerging bakery technology with substitution of baking yeast by particulate CO2 hydrates
HPBB2022 (Copenhagen, July 5, 2022 - July 8, 2022) - , , , , , :
Foam Drainage Parametric Study Using the Lattice Boltzmann Method Considering the Non-Newtonian Behavior
In: Chemical Engineering & Technology (2022)
ISSN: 0930-7516
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Helical Packing Columns for Preventing Foam Formation: Experimental and Numerical Investigations
In: Chemical Engineering & Technology (2022)
ISSN: 0930-7516
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Experimental investigation of CO2 uptake in CO2 hydrates formation with amino acids as kinetic promoters and its dissociation at high temperature
In: Scientific Reports 12 (2022)
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An Innovative Approach in the Baking of Bread with CO2 Gas Hydrates as Leavening Agents
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Die F.A.N. virtuell besuchen und testen: Graphische Datenverarbeitung, Numerik und das Römerboot
In: Boris Dreyer (ed.): Die Fridericiana Alexandrina Navis (F.A.N.). Ein Römerboot auf dem Prüfstand – Bau und Test für Wissenschaft und Öffentlichkeit, Darmstadt: wbg Academic, 2022, p. 499 - 514
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Resonant Ultrasonic Defoaming in Aqueous Evaporation/Boiling Processes at Different Size Scales
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Strömungsmechanische Tauglichkeitsanalyse der Fridericiana Alexandrina Navis (F.A.N.)
In: Boris Dreyer (ed.): Die Fridericiana Alexandrina Navis (F.A.N.). Ein Römerboot auf dem Prüfstand – Bau und Test für Wissenschaft und Öffentlichkeit, Darmstadt: wbg Academic, 2022, p. 431 - 481
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Ultrasonic Effects on Foam Formation of Fruit Juices during Bottling
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Schaum- und Füllstanderkennung mittels optischer System mit neuronalen Algorithmen
27. GALA-Fachtagung "Experimentelle Strömungsmechanik" (Erlangen, September 3, 2019 - September 5, 2019)
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Einfluss von Hochleistungs-Ultraschall auf Getränkeschäume
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A Scientific Adventure. Testing a F.A.N. Theory
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Phenomena, mechanisms and structures in wished and unwished foams in matter of biological origin
World Congress on Advances in Nano, Bio, Robotics, and Energy ANBRE19 (Jeju Island, September 17, 2019 - September 21, 2019)
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Potential Application of Innovative Gas Hydrate Technology in Fruit Juices Concentration Process
World Congress on Advances in Nano, Bio, Robotics, and Energy ANBRE19 (Jeju Island, September 17, 2019 - September 21, 2019)
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Foam dynamics in non-Newtonian fluids using Lattice Boltzmann Method and its application in food industry
ProcessNet 2019 (Lausanne, March 5, 2019 - March 7, 2019) - , , , , :
Heat transfer in deformable foams by the means of multicomponent Lattice Boltzmann Method
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Food foams simulations by the means of multicomponent lattice Boltzmann Method
9th European Postgraduate Fluid Dynamics Conference (Ilmenau, July 16, 2019 - July 19, 2019) - , , , , , , :
Modelling and simulation of food foams with different material consistencies
GDL – Symposium Lebensmittelschäume (Quakenbrück, June 4, 2019 - June 5, 2019) - , , , , , , , :
Entwicklung eines auf Referenz-Petri-Netzen basierenden hybriden Simulationstools zur wissensbasierten Reduzierung des Energie- und Wasserbedarfs bei der Weinerzeugung
27. GALA-Fachtagung "Experimentelle Strömungsmechanik" (Erlangen, September 3, 2019 - September 5, 2019)
In: A. Delgado, B. Gatternig, M. Münsch, B. Ruck, A. Leder (ed.): Proceedings der 27. GALA-Fachtagung "Experimentelle Strömungsmechanik" 2019
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Active control of foams by physically based destruction mechanisms
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Investigations on the possibility of Lattice Boltzmann as a Methodology for Flow Analysis in Subsonic Axial Compressor
26. Fachtagung "Experimentelle Strömungsmechanik" der GALA e.V. (Rostock, September 4, 2018 - September 6, 2018)
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Study of mass transfer in supercritical carbon dioxide (SCCO2) using optical methods
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Start-up of a decentralized pilot plant for the anaerobic treatment of domestic wastewater
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Prediction of ash-induced agglomeration in biomass-fired fluidized beds by an advanced regression-based approach
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Simulation modeling of bottling line water demand levels using reference nets and stochastic models
2015 Winter Simulation Conference (Huntington Beach, CA, USA)
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Save water and energy! - Holistic material and energy flow management of water and wastewater cyles in the food and beverage industry using the example of breweries
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Overview of experimental evaluation of innovative non-thermal plasma treatment of biotic and abiotic matter
International Nonthermal Processing Workshop (Athen)
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Implementation of dynamic biological process models into a reference net simulation environment
16. ASIM Fachtagung - Simulation in Produktion und Logistik (Dortmund)
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Ammonium estimation in an ANAMMOX SBR treating anaerobically digested domestic wastewater
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Messtechnische Datenerfassung und -analyse zur Prozessregelung einer dezentralen Abwasseraufbereitungsanlage
Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik (Karlsruhe)
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NIR-Spektroskopie zur Auftragsgewichtbestimmung für Silikonbeschichtungen
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Optimierung von Prozessketten der Fleischverarbeitung auf der Grundlage von Referenz-Petri-Netzen
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Untersuchungen zum Stofftransport ausgewählter Substanzen in überkritischem Kohlendioxid mittels Shearing-Intereferometrie
Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik (Ilmenau)
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