Prof. Dr.-Ing. Achim Kienle

Prof. Dr.-Ing. Achim Kienle

Institut für Automatisierungstechnik (IFAT)
Chair of Automation Engineering / Modeling
Gebäude 07, Universitätsplatz 2, 39106 Magdeburg, G07-101   vCard
Projects

Current projects

Selbstlernende Regelung der katalytischen Umwandlung von Olefinen zu α-Aminosäuren und β-Aminoalkoholen
Duration: 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.

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Autonome Strukturbildung bei der Wirbelschichtsprühagglomerationen (SPP2364)
Duration: 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.

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Analyse von erzwungenen periodischen Betriebsweisen am Beispiel der Methanolsynthese (SPP 2080)
Duration: 01.10.2018 bis 30.09.2024

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".

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Modellierung von Brennstoffzellensystemen (KI-Embedded)
Duration: 01.10.2021 bis 30.09.2024

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.

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Robuster Entwurf und Regelung von Power-to-Methanol Prozessen mit Methoden des maschinellen Lernens (SPP 2331)
Duration: 01.10.2021 bis 30.09.2024

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.

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Modellgestützte Prozessführung der PHA Biopolymer Produktion (SmartProSys)
Duration: 01.08.2022 bis 30.06.2024

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.

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Completed projects

Analyse von chromatographischen Prozessen mit komplexen Sorptionsisothermen
Duration: 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.

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Modellierung der PHA Biopolymer Synthese in Mikroorganismen
Duration: 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.

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Dynamik und Regelung von Simulated Moving Bed Chromatographieprozessen
Duration: 01.10.2018 bis 31.10.2022

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

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Kontinuierliche Wirbelschichtsprühagglomeration
Duration: 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.

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Integriertes Design von thermomorphen Lösungsmittelsystemen und chemischen Prozessen in flüssigen Mehrphasensystemen (SFB Transregio 63)
Duration: 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

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Modellgestützte Analyse der Chemotherapie-induzierten Neuropathie
Duration: 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.

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Analyse von Adsorptionsprozessen mit komplexen Adsorptionsisothermen
Duration: 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.

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Untersuchung des dynamischen Verhaltens der Sprühgranulation in kontinuierlich betriebenen Wirbelschichtrinnen (SPP 1679)
Duration: 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.

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Chemische Energiespeicherung
Duration: 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.

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Globale Optimierung von integrierten flüssigen Mehrphasensystemen / 2. Förderphase
Duration: 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.

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Control of Distributed Parameter Systems
Duration: 01.07.2013 bis 31.12.2017

Many systems are characterized by state variables evolving not only in time but in space or other coordinates. These processes are therefore called distributed parameter systems. The associated mathematical models typically lead to nonlinear partial differential equations being challenging from a control design point of view. The objective of this project is hence the systematic control design using concepts from

  • robust control theory,
  • generalized Lyapunov stability theory, i.e. stability with respect to two discrepancies.

Typical application examples are electrical transmission lines, population balances from particlate processes, elastic turbine shafts and pipe reactors.

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Nichtlineare Dynamik der Polyhydroxyalkanoat Synthese in Mikroorganismen
Duration: 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.

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Numerische Methoden zur Simulation und Parameteridentifikation von höher-dimensionalen verteilt parametrischen Systemen in der Biotechnologie
Duration: 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.

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Populationsdynamische Modellierung und Optimierung der Virusreplikation bei der Impfstoffproduktion
Duration: 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.

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Optimierung von Energiesystemen
Duration: 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.

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Regelung von Simulated Moving Bed (SMB-)Chromatographieprozessen
Duration: 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.

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Auto-Tuning von Mehrgrößenreglern
Duration: 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.

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Nonlinear Analysis and Model Reduction of a LDPE polymerization reactor
Duration: 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.

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Regelung von Energiesystemen
Duration: 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.

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Globale Optimierung von integrierten flüssigen Mehrphasensystemen
Duration: 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.

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Energie-Management in der Produktion
Duration: 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.

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Modellierung und Regelung von Brennstoffzellensystemen
Duration: 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.

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Nichtlineare Dynamik zellulärer Systeme
Duration: 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.

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Regelung von Reaktivdestillationsprozessen
Duration: 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.

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Simulationsumgebung ProMoT / DIANA
Duration: 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.

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Untersuchung von gekoppelten Transport- und Reaktionsprozessen in Mikrokanälen
Duration: 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.

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Regelung von kontinuierlichen chromatographischen Prozessen
Duration: 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,

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Regelung von Partikelsystemen
Duration: 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.

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Populationsdynamische Modellierung von Infektionsvorgängen in Zellkulturen bei der Impfstoffproduktion
Duration: 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'.

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Simulation of Particle Populations in Turbulent Flows
Duration: 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.

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Synthesis of Integrated Processes for the Production of Pure Enantiomers
Duration: 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.

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Synthese kombinierter Reaktions-Destillations-Prozesse
Duration: 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".

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Nichtlineare Dynamik von Membranreaktoren
Duration: 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".

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Gleichgewichtstheorie für integrierte Reaktions-Separations-Prozesse und chromatographische Reaktoren
Duration: 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.

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Nichtlineare Dynamik bei der Wirbelschicht-Sprühgranulation
Duration: 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.

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Nichtlineare Dynamik von Reaktor-Separator Netzwerken
Duration: 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.

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Optimierte Prozessführung bei der LDPE Polymerisation
Duration: 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.

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Regelung von Kristallisationsprozessen
Duration: 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.

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Modellbasiertes Design von PEM-Brennstoffzellen und PEM-Brennstoffzellensystemen
Duration: 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

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Dynamik und Regelung von Schmelzkarbonatbrennstoffzellen
Duration: 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.

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Modellprädiktive Regelung von Stofftrennprozessen
Duration: 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.

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Entwurf anlagenweiter Prozessfuehrungsstrategien
Duration: 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).

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Nichtlineare Dynamik von Reaktivdestillationsprozessen
Duration: 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.

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Reduzierte dynamische Modelle für die Prozessführung auf der Basis nichtlinearer Wellen
Duration: 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.

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Synthese von Reaktivdestillationsprozessen
Duration: 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.

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Rechnergestützte Modellierung von chemischen Prozessen
Duration: 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.

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Zirkulierende Reaktionszonen
Duration: 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.

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Publications

2023

Essay

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.

Book chapter

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

Book chapter

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

Book chapter

Modeling of particle formation in pan granulators with sieve-mill recycle

Dürr, Robert; Przywara, Mateusz; Otto, Eric Glende; Antos, Dorota; Kienle, Achim

In: Computer aided chemical engineering - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 52 (2023), S. 1027-1032

Book chapter

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

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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.

Dissertation

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]

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]

2022

Essay

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.

Essay

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

Essay

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

Essay

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

Book chapter

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

Book chapter

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

Book chapter

Deterministic global optimization of multistage layer melt crystallization using surrogate models and reduced space formulations

Kunde, Christian; Méndez, Ronald; Kienle, Achim

In: Konferenz: 32nd European Symposium on Computer Aided Process Engineering, Toulouse, 12.-15.06.2022, 32nd European Symposium on Computer Aided Process Engineering - San Diego: Elsevier; Montastruc, Ludovic . - 2022, S. 727-732

Peer-reviewed journal article

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), 12, S. 2261-2272

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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)

Peer-reviewed journal article

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)

Peer-reviewed journal article

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)

2021

Essay

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

Essay

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.

Essay

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

Essay

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.

Essay

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.

Book chapter

Microbial production of polyhydroxyalkanoates - modeling of chain length distribution

Dürr, Robert; Duvigneau, Stefanie; Kienle, Achim

In: 31th European Symposium on Computer Aided Process Engineering: ESCAPE-31 / edited by Metin Türkay and Rafiqul Gani: ESCAPE-31 - Amsterdam: Elsevier; Türkay, Metin . - 2021, S. 1975-1982

Book chapter

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: ESCAPE-31 / edited by Metin Türkay and Rafiqul Gani: ESCAPE-31 - Amsterdam: Elsevier; Türkay, Metin - ESCAPE-31 . - 2021, S. 965-970

Book chapter

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]

Book chapter

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: ESCAPE-31 / edited by Metin Türkay and Rafiqul Gani: ESCAPE-31 - Amsterdam: Elsevier; Türkay, Metin - ESCAPE-31 . - 2021, S. 1969-1974

Peer-reviewed journal article

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 , 1975, Bd. 105 (2021), Heft 5, S. 4743-4749

Peer-reviewed journal article

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), 1, S. 66-72

Peer-reviewed journal article

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), 29, S. 10455-10834

Peer-reviewed journal article

Optimization of methanol synthesis under forced periodic operation

Seidel, Carsten; Nikolić, Daliborka; Felischak, Mattias; Petkovska, Menka; Seidel-Morgenstern, Andreas; Kienle, Achim

In: Processes: open access journal - Basel: MDPI - open access journal, Bd. 9 (2021), 5

Peer-reviewed journal article

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

Dissertation

Model-based control for active damping of crane structural vibrations

Golovin, Ievgen; Kienle, Achim

In: Magdeburg, 2021, ii, 129 Seiten, Illustrationen, Diagramme, 30 cm

2020

Essay

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

Essay

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

Essay

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

Book chapter

Process control

Engell, Sebastian; Kienle, Achim

In: Preparative chromatography / edited by Henner Schmidt-Traub, Michael Schulte, Andreas Seidel-Morgenstern - Weinheim: Wiley-VCH, 2020 . - 2020, S. 504-524[Kapitel 9]

Book chapter

Methanol kinetics from optimal dynamic experiments

Seidel, Carsten; Kienle, Achim

In: 30th European Symposium on Computer Aided Chemical Engineering/ European Symposium on Computer Aided Chemical Engineering - Amsterdam: Elsevier, 2020; Pierucci, Sauro . - 2020, S. 7-12[Symposium: ESCAPE30, May 24-27, 2020, Milan, Italy]

Book chapter

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

Book chapter

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 Chemical Engineering - Amsterdam: Elsevier, 2020; Pierucci, Sauro . - 2020, S. 487-492[Symposium: ESCAPE30, May 24-27, 2020, Milan, Italy]

Book chapter

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 Chemical Engineering - Amsterdam: Elsevier; Pierucci, Sauro . - 2020, S. 733-738

Book chapter

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/ European Symposium on Computer Aided Process Engineering - Amsterdam: Elsevier, 2020 . - 2020, S. 745-750

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

Efficient simulation of chromatographic processes using the conservation element/solution element method

Chernev, Valentin Plamenov; Wouwer, Alain Vande; Kienle, Achim

In: Processes: open access journal - 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]

Peer-reviewed journal article

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, 6, S. 2524-2535

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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

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]

Dissertation

Modeling and simulation of enzyme controlled metabolic networks using optimization based methods

Lindhorst, Henning; Kienle, Achim

In: Magdeburg, 2020, III, 133 Seiten, Diagramme, 30 cm[Literaturverzeichnis: Seite 121-129]

2019

Essay

Lyapunov-based online parameter estimation in continuous fluidized bed spray agglomeration processes

Golovin, Ievgen; Otto, Eric Glende; Dürr, Robert; Palis, Stefan; Kienle, Achim

In: IFAC-PapersOnLine / Internationale Förderung für Automatische Lenkung - Frankfurt : Elsevier, Bd. 52 (2019), Heft 1, S. 329-334

Peer-reviewed journal article

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, 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]

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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 / A - New York, NY [u.a.]: Science Direct, 1958, Bd. 1602.2019, S. 266-272

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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

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]

Dissertation

Mathematische Modellierung und Simulation von in-silico Protozellen nach dem Modularisierungs- und Baukastenprinzip

Schneider, Eugenia; Kienle, Achim

In: Magdeburg, 2019, xiv, 115 Seiten, Diagramme, 30 cm[Literaturverzeichnis: Seite 103-115]

2018

Essay

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

Book chapter

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

Book chapter

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

Book chapter

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.

Book chapter

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.

Book chapter

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]

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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 - Frankfurt: Elsevier, Bd. 51.2018, 18, S. 197-202[Symposium: 10th IFAC Symposium on Advanced Control of Chemical Processes, ADCHEM 2018, Shenyang, China, 25-27 July 2018]

Peer-reviewed journal article

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, 2018

Peer-reviewed journal article

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 , 2015, Bd. 51 (2018), Heft 19, S. 1-4

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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: international multidisciplinary journal to promote optimizational theory & applications in engineering science - Dordrecht [u.a.]: Springer Science + Business Media B.V, Bd. 19.2018, 2, S. 479-514

Peer-reviewed journal article

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

Dissertation

Dynamic methods for thermodynamic equilibrium calculations in process simulation and process optimization

Zinser, Alexander; Sundmacher, Kai; Kienle, Achim

In: Magdeburg, 2018, xvi, 128 Seiten, Diagramme, 30 cm[Literaturverzeichnis: Seite 117-125]

Scientific monograph

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

Essay

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

Book chapter

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

Book chapter

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 - 2017, paper 041, insgesamt 7 Seiten

Book chapter

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

Book chapter

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, UK, June 2017- Sheffield, 2017, Posternr. 2, paper 67, insgesamt 5 Seiten[Beitrag auf USB-Stick]

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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

Dissertation

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, Illustrationen [Literaturverzeichnis: Seite 117-123]

Dissertation

Investigating arsenic and osmotic stress response in yeast saccharomyces cerevisiae using mathematical modeling and model selection

Rastgou Talemi, Soheil; Kienle, Achim

In: Magdeburg, Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik 2016, XII, 124 Seiten, Illustrationen, Diagramme, 21 cm

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, Illustrationen, Diagramme, 30 cm [Literaturverzeichnis: Seite 142-153]

2016

Book chapter

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 : 23rd International Workshop on Industrial Crystallization, September 6-8, 2016, Max Planck Institute for Dynamics of Complex Technical Systems Magdeburg - Germany. - Göttingen : Cuvillier Verlag, S. 335-341[Kongress: 23rd International Workshop on Industrial Crystallization, BIWIC 2016, Magdeburg, 6-8 September, 2016]

Book chapter

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, 1997, Bd. 38.2016, S. 691-696[Kongress: 26th European Symposium on Computer Aided Process Engineering]

Book chapter

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, 1997, Bd. 38.2016, S. 1275-1280[Kongress: 26th European Symposium on Computer Aided Process Engineering]

Peer-reviewed journal article

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, 1951, 2016

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

Control of incomplete separation in simulated moving bed chromatographic processes

Suvarov, Paul; Wouwer, Alain; Wouwer, Alain vande; Lee, Ju Weon; Seidel-Morgensten, Andreas; Kienle, Achim

In: IFAC-PapersOnLine - Frankfurt: Elsevier, Bd. 49.2016, 7, S. 153-158, 49 2016 7 153-158[Kongress: 11th IFAC Symposium on Dynamics and Control of Process SystemsIncluding Biosystems, DYCOPS-CAB 2016, Trondheim, Norway, 6-8 June, 2016]

Peer-reviewed journal article

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: CIT- Weinheim: Wiley-VCH Verl, 1949, Bd. 88.2016, 9, S. 1359-1360[Special Issue: ProcessNet-Jahrestagung und 32. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2016]

Peer-reviewed journal article

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: an international journal on the science and technology of wet and dry particulate systems - Amsterdam [u.a.]: Elsevier Science, 1967, Bd. 300.2016, S. 37-45[Kongress: 7th International Granulation Workshop 2015: Granulation across the length scales]

Peer-reviewed journal article

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 , 2015, Bd. 49 (2016), Heft 26, S. 225-230

Peer-reviewed journal article

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, 1984, Bd. 99.2016, S. 132-142

Dissertation

Modellbasierte Analysen zur Gestaltung und Betriebsführung von Biogasanlagen

Bensmann, Astrid Lilian; Sundmacher, Kai; Kienle, Achim

In: München, Dr. Hut, 2016, xiv, 149 Seiten, Illustrationen, 21 cm x 14.8 cm, 280 g - (Verfahrenstechnik)[Literaturverzeichnis: Seite 135-144]

Dissertation

Modellbasierte Bestimmung von Interventionsstrategien zur Optimierung der Produktion von Biokraftstoffen in Cyanobakterien

Erdrich, Philipp; Reichl, Udo; Kienle, Achim

In: Magdeburg, 2016, xx, 158 Seiten, Illustrationen

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, 2016, ii , 151 Seiten, Illustrationen[Literaturverzeichnis: Seite 141-150]

Dissertation

Development of an efficient method for simulating fixed-bed adsorption dynamics using Ideal Adsorbed Solution Theory

Rubiera Landa, Héctor Octavio; Kienle, Achim

In: Magdeburg, 2016, xxii, 227 Seiten, Illustrationen[Literaturverzeichnis: Seite 195-222]

Dissertation

Robuste Regelung von Simulated Moving Bed Chromatographieprozessen

Suvarov, Paul; Kienle, Achim

In: Magdeburg, 2016, 114 Seiten, Illustrationen[Literaturverzeichnis: Seite 104-107; englischer Titel: Robust control methods for Simulated Moving Bed chromatographic separation processes]

Article in conference proceedings

Control of multi-chamber continuous fluidized bed spray granulation

Palis, Stefan; Neugebauer, Christoph; Bück, Andreas; Heinrich, Stefan; Tsotsas, Evangelos; Kienle, Achim

In: PARTEC 2016: International Congress on Particle Technology : April 19-21, 2016, Nürnberg, Germany - Nürnberg, 2016 . - 2016, insges. 4 S.[Beitrag auf USB-Stick]

Article in conference proceedings

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: 6th International Conference on Foundations of Systems Biology in Engineering Magdeburg, Germany, October 9-12,2016 : program booklet - Magdeburg, 2016; 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

Essay

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

Essay

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

Book chapter

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)

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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, 2009, Bd. 102.2015, S. 133-141

Peer-reviewed journal article

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: international multidisciplinary journal to promote optimizational theory & applications in engineering science - Dordrecht [u.a.]: Springer Science + Business Media B.V, Bd. 16.2015, 2, S. 409-440

Peer-reviewed journal article

Robust control of continuous crystallization processes

Geyyer, Rostyslav; Kienle, Achim; Palis, Stefan

In: IFAC-PapersOnLine. - Frankfurt : Elsevier, Bd. 48.2015, 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]

Peer-reviewed journal article

Entropy-based control of continuous Fluidized bed spray granulation processes

Palis, Stefan; Bück, Andreas; Kienle, Achim

In: IFAC-PapersOnLine. - Frankfurt : Elsevier, Bd. 48.2015, 13, S. 154-157[Kongress: 5th IFAC Workshop on Lagrangian and Hamiltonian Methods for Nonlinear Control LHMNC 2015, Lyon, France, 4-7 July 2015]

Peer-reviewed journal article

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, 2008, Bd. 23.2015, S. 1-7

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., graph. Darst.

Article in conference proceedings

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, UK, 2015 - Sheffield, 2015 . - 2015, insges. 11 S.[Beitrag auf USB-Stick]

2014

Essay

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

Essay

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

Book chapter

Discrepancy-based control of a heat equation with quadratic nonlinearity

Palis, Stefan; Kienle, Achim

In: American Control Conference (ACC), 2014. - Piscataway, NJ : IEEE, S. 3359-3362Kongress: ACC; (Portland, Or.) : 2014.06.04-06

Book chapter

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: 24 - 27 June 2014, Strasbourg, France - Piscataway, NJ: IEEE, S. 2153 - 2157Kongress: ECC (Strasbourg, France : 2014.06.24-27)

Book chapter

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

Book chapter

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 ; Pt. A - Amsterdam [u.a.]: Elsevier, 2014; Pt. A . - 2014, S. 721-726 - (Computer-aided chemical engineering; 33)Kongress: ESCAPE 24 (Budapest, Hungary : 2014.06.15-18)

Peer-reviewed journal article

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, 7, S. 1107-1116

Peer-reviewed journal article

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, 4, S. 643-651

Peer-reviewed journal article

Discrepancy based control of particulate processes

Palis, Stefan; Kienle, Achim

In: Journal of process control. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 24.2014, 3, S. 33-46

Peer-reviewed journal article

Cycle to cycle adaptive control of simulated moving bed chromatographic separation processes

Suvarov, Paul; Kienle, Achim; Nobre, Clarisse; Weireld, Guy; Vande Wouwer, Alain

In: Journal of process control: a journal affiliated with IFAC, the International Federation of Automatic Control - Amsterdam [u.a.]: Elsevier Science, Bd. 24.2014, 2, S. 357-367

Peer-reviewed journal article

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, 6, S. 927-937

Dissertation

Modellbasierte Identifizierung von Interventionsstrategien für Stoffwechselnetzwerke

Hädicke, Oliver; Kienle, Achim

In: Magdeburg Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2014, IV, 169 S., graph. Darst., 30 cm

Dissertation

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., graph. Darst.

2013

Essay

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

Book chapter

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. 252-259Kongress: BIWIC; 20 (Odense, Denmark) : 2013.09.18-20

Book chapter

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. 400-405Kongress: IFAC Symposium on Nonlinear Control Systems; 9 (Toulouse, France); : 2013.09.04-06

Peer-reviewed journal article

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

Peer-reviewed journal article

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, 1, S. 408-420

Peer-reviewed journal article

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, 8, S. 1417-1429

Article in conference proceedings

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 Netherland, April, 21 -25, 2013Kongress: ECCE; 9 (Den Haag, The Netherland) : 2013.04.21-25

Article in conference proceedings

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, S. 252, 2013Kongress: Benelux Meeting on Systems and Control; 32 (Houffalize, Belgium) : 2013.03.26-28

Article in conference proceedings

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, insges. 4 S., 2013Kongress: PBM 2013; 5 (Bangalore, India) : 2013.09.11-13

Article in conference proceedings

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, insges. 7 S., 2013Kongress: PBM 2013; 5 (Bangalore, India) : 2013.09.11-13

2012

Book chapter

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: Aalborg Congress & Culture Centre, Denmark, 20 - 22 July 2012 - Elsevier, S. 701-706Kongress: IFAC Symposium on Robust Control Design 7 (Aalbourg, Denmark : 2012.06.20-22)

Book chapter

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. - Elsevier, S. 137-142Kongress: IFAC International Symposium on Advanced Control of Chemical Processes; 8 (Singapore) : 2012.07.10-13

Book chapter

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, S. 343, 2012Kongress: Benelux Meeting on Systems and Control; 31 (Heijden, The Netherlands) : 2012.03.27-29

Book chapter

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. - Elsevier, S. 756-761Kongress: IFAC International Symposium on Advanced Control of Chemical Processes; 8 (Singapore) : 2012.07.10-13

Peer-reviewed journal article

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, 4, S. 397-412

Peer-reviewed journal article

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, 9, S. 1609-1616

Peer-reviewed journal article

Auto-tuning of multivariable PID controllers using iterative feedback tuning

Sommer, Steffen; Kienle, Achim

In: Automatisierungstechnik: AT - Berlin: De Gruyter, 1985, Bd. 60.2012, 1, S. 20-27

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., Ill., graph. Darst.

Article in conference proceedings

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: abstract volume - Vienna: ARGESIM, ARGE Simulation News, Vienna Univ. of Technology, insges. 6 S. - (ARGESIM report; 38)Kongress: MATHMOD 7 (Vienna : 2012.02.15-17)

Article in conference proceedings

Multiscale modeling of biopolymer production in multicellular systems

Franz, Andre; Grammel, Hardy; Rehner, Ruxandra; Paetzold, Philipp; Kienle, Achim

In: MATHMOD 2012. - Vienna : ARGESIM, ARGE Simulation News, Vienna Univ. of Technology, insges. 5 S. - (ARGESIM report; 38)Kongress: MATHMOD; 7 (Vienna) : 2012.02.15-17

Article in conference proceedings

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

Original article in peer-reviewed international journal

Stabilization of continuous fluidized bed spray granulation with external product classification

Palis, Stefan; Kienle, Achim

In: Chemical engineering science. - Amsterdam : Elsevier, Bd. 70.2012, S. 200-209

Original article in peer-reviewed international journal

Design of an integrated process of chromatography, crystallization and racemization for the resolution of 2',6'-pipecoloxylidide (PPX)

Langermann und Erlencamp, Jan; 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

Original article in peer-reviewed international journal

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, 1, S. 45-51

Original article in peer-reviewed international journal

Diskrepanzbasierte Regelung der kontinuierlichen Kristallisation

Palis, Stefan; Kienle, Achim

In: Automatisierungstechnik: AT ; Methoden und Anwendungen der Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik - Berlin: ˜deœ Gruyter, Oldenbourg, 1985, Bd. 60.2012, 3, S. 145-154

Original article in peer-reviewed international journal

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, 2, S. 353-363

Original article in peer-reviewed international journal

Decentralized control system design under uncertainty using mixed-integer optimization

Paramasivan, Ganesh; Kienle, Achim

In: Chemical engineering & technology. - Weinheim : Wiley-VCH, Bd. 35.2012, 2, S. 261-271

2011

Original article in peer-reviewed international journal

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. - Amsterdam [u.a.] : ElsevierJournal of chromatography / A, Bd. 1218.2011, 16, S. 2232-2239

Original article in peer-reviewed international journal

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, 3, S. 031006-1-031009

Original article in peer-reviewed international journal

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, 5, S. 688-698

Original article in peer-reviewed international journal

Inferential control of reactive destillation columns - an algorithmic approach

Paramasivan, Ganesh; Kienle, Achim

In: Chemical engineering & technology. - Weinheim : Wiley-VCH, Bd. 34.2011, 8, S. 1235-1244

Original article in peer-reviewed international journal

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 : American Chemical Society, Bd. 50.2011, 16, S. 9821-9828

Original article in peer-reviewed international journal

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, 1, S. 49-58

Original article in peer-reviewed international journal

Model-based measurement of particle size distributions in layering granulation processes

Bück, Andreas; Peglow, Mirko; Tsotsas, Evangelos; Mangold, Michael; Kienle, Achim

In: AIChE journal. - Hoboken, NJ : Wiley-Blackwell, Bd. 57.2011, 4, S. 929-941

Original article in peer-reviewed periodical-type series

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. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, S. 1336-1340, 2011 - (Computer-aided chemical engineering; 29)Kongress: ESCAPE; 21 (Chalkidiki, Greece) : 2011.05.29-06.01

Original article in peer-reviewed periodical-type series

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. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, S. 552-556, 2011 - (Computer-aided chemical engineering; 29)Kongress: ESCAPE; 21 (Chalkidiki, Greece) : 2011.05.29-06.01

2010

Book chapter

Model-based measurement of PSDs granulation processes

Bück, Andreas; Peglow, Mirko; Tsotsas, Evangelos; Kienle, Achim

In: Abstracts and proceedings // WCPT6-2010, World Congress on Particle Technology. - Nürnberg, insges. 4 S.Kongress: WCPT; 6 (Nürnberg) : 2010.04.26-29[Beitrag auf CD-ROM]

Book chapter

Decentralized control system design using mixed integer optimization

Paramasivan, Ganesh; Kienle, Achim

In: Book of abstracts and CD-ROM proceedings // EngOpt 2010, 2nd International Conference on Engineering Optimization. - Lisboa : APMTAC, Associação Portuguesa de Mecânica Teórica, Aplicada e Computacional, insges. 10 S.Kongress: EngOpt 2010; 2 (Lisboa, Portugal) : 2010.09.06-09

Book chapter

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, insges. 11 S., 2010Kongress: CHISA 2008; 19 (Praha, Czech Republic) : 2010.08.28-09.01[Beitrag auf CD-ROM]

Article in conference proceedings

Stabilization of a continuous fluidized bed spray granulation

Palis, Stefan; Kienle, Achim

In: 4th International Conference on Population Balance Modelling. - Berlin : Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, S. 87-97, 2010Kongress: PBM 2010; 4 (Berlin) : 2010.09.15-17

Original article in peer-reviewed international journal

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, 6, S. 949-959

Original article in peer-reviewed international journal

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, 3, S. 827-833

Original article in peer-reviewed international journal

Reduction procedure for parametrized fluid dynamics problems based on proper orthogonal decomposition and calibration

Krasnyk, Mykhaylo; Mangold, Michael; Kienle, Achim

In: Chemical engineering science. - Amsterdam : Elsevier, Bd. 65.2010, 23, S. 6238-6246

Original article in peer-reviewed international journal

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, 10, insges. 12 S.

Original article in peer-reviewed periodical-type series

Regelung von Brennstoffzellensystemen

Mangold, Michael; Kienle, Achim

In: Jahresbericht // Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften. - München : Max-Planck-Ges, insges. 7 S., 2010

Original article in peer-reviewed periodical-type series

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. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, S. 565-570, 2010Kongress: ESCAPE; 20 (Ischia) : 2010.06.06-09

Original article in peer-reviewed periodical-type series

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. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, S. 877-882, 2010Kongress: ESCAPE; 20 (Ischia) : 2010.06.06-09

2009

Book chapter

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

Book chapter

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

Book chapter

A model based analysis of multiple steady states in continuous cell cultures

Disli, Ilknur; Kremling, A.; Kienle, Achim

In: Proceedings // MATHMOD 09. - Vienna : ARGESIM, Publ. House, S. 796-804, 2009 - (ARGESIM report; 35)Kongress: MATHMOD; 6 (Vienna) : 2009.02.11-13

Original article in peer-reviewed international journal

Analysis of the coupling behavior of PEM fuel cells and DC-DC converters

Grötsch, Markus; Mangold, Michael; Kienle, Achim

In: Energies. - Basel : MDPI, Bd. 2.2009, 1, S. 71-96

Original article in peer-reviewed international journal

Conceptual analysis of the effect of kinetics on the stability and multiplicity of a coupled bioreactor-separator system using a cybernetic modeling approach

Kumar, M. Vasudeva; Zeyer, K. P.; Kienle, Achim; Pushpavanam, S.

In: Industrial & engineering chemistry research. - Washington, DC : American Chemical Society, Bd. 48.2009, 24, S. 10962-10975

Original article in peer-reviewed international journal

Combination of a novel perforated thermoelectric flow and impedimetric sensor for monitoring chemical conversion in micro fluidic channels

Jacobs, Thomas; Kutzner, Christian; Kropp, M.; Brokmann, G.; Lang, W.; Steinke, A.; Kienle, Achim; Hauptmann, Peter

In: Procedia chemistry. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 1.2009, 1, S. 1127-1130[Proceedings of the Eurosensors XXIII Conference]

Original article in peer-reviewed international journal

Novel pressure stable thermoelectric flow sensor in non-steady state operation mode for inline process analysis in micro reactors

Jacobs, Thomas; Kutzner, Christian; Kropp, M.; Lang, W.; Kienle, Achim; Hauptmann, Peter

In: Procedia chemistry. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 1.2009, 1, S. 148-151[Proceedings of the Eurosensors XXIII Conference]

Original article in peer-reviewed international journal

Conceptual design of integrated chromatographic processes for the production of single (stereo-)isomers

Garcia Palacios, Javier; Kaspereit, Malte; Kienle, Achim

In: Chemical engineering & technology. - Weinheim : Wiley-VCH, Bd. 32.2009, 9, S. 1392-1402

Original article in peer-reviewed international journal

Dynamics of reactive distillation processes with potential liquid phase splitting based on equilibrium stage models

Radulescu, Gabriel; Gangadwala, Jignesh; Paraschiv, Nicolae; Kienle, Achim; Sundmacher, Kai

In: Computers & chemical engineering. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 33.2009, 3, S. 590-597

Original article in peer-reviewed national journal

Ein Energie-Management-System für wärmeintensive Produktionsprozesse

Sommer, Steffen; Böhm, Jens; Kienle, Achim

In: Automatisierungstechnik: AT ; Methoden und Anwendungen der Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik - Berlin: ˜deœ Gruyter, Oldenbourg, 1985, Bd. 57.2009, 11, S. 578-585

Original article in peer-reviewed periodical-type series

Novel impedimetric and perforated thermal flow sensor for inline chemical process analysis in micro residence time reactors

Jacobs, Thomas; Kutzner, C.; Kropp, M.; Brokmann, G.; Lang, W.; Steinke, A.; Kienle, Achim; Hauptmann, Peter

In: IEEE Sensors 2009. - IEEE, S. 719-722Kongress: IEEE Conference on Sensors; 8 (Christchurch) : 2009.10.25-28[Auch auf CD-ROM erschienen]

2008

Book chapter

Energie-Management-System für einen Produktionsbetrieb

Sommer, Steffen; Böhm, Jens; Kienle, Achim

In: Entwurf komplexer Automatisierungssysteme, EKA 2008 - Beschreibungsmittel, Methoden, Werkzeuge und Anwendungen ; 10. Fachtagung, 15. bis 16. April 2008 Tutorium, 16. bis 17. April 2008 Fachtagung, Magdeburg, Denkfabrik im Wissenschaftshafen: Beschreibungsmittel, Methoden, Werkzeuge und Anwendungen ; 10. Fachtagung, 15. bis 16. April 2008 Tutorium, 16. bis 17. April 2008 Fachtagung, Magdeburg, Denkfabrik im Wissenschaftshafen - Magdeburg: Univ., 2008; Jumar, Ulrich . - 2008, S. 109-120Kongress: Fachtagung 10 (Magdeburg : 2008.04.15-17)

Original article in peer-reviewed international journal

New processes for recovery of acetic acid from waste water

Gangadwala, Jignesh; Radulescu, Gabriel; Kienle, Achim; Steyer, Frank; Sundmacher, Kai

In: Clean technologies and environmental policy. - Berlin : Springer, Bd. 10.2008, 3, S. 245-254

Original article in peer-reviewed international journal

Stochastic population balance modeling of influenza virus replication in vaccine production processes. II. detailed description of the replication mechanism

Sidorenko, Y.; Voigt, Andreas; Schulze-Horsel, J.; Reichl, Udo; Kienle, Achim

In: Chemical engineering science - Amsterdam : Elsevier, Bd. 63 (2008), 8, S. 2299-2304

Original article in peer-reviewed international journal

Nonlinear analysis of the effect of maintenance in continuous cell cultures

Kumar, M. Vasudeva; Kienle, Achim; Zeyer, A. P.; Pushpavanam, S.

In: Mathematics and computers in simulation. - Amsterdam : North-Holland, Bd. 79.2008, 3, S. 728-748

Original article in peer-reviewed international journal

Feasibility studies and dynamics of catalytic liquid phase esterification reactions in a micro plant

Kulkarni, A. A.; Zeyer, Klaus-Peter; Jacobs, Thomas; Kaspereit, Malte; Kienle, Achim

In: Chemical engineering journal. - Amsterdam : Elsevier, Bd. 135.2008, 1, S. 270-275

Original article in peer-reviewed international journal

Stochastic population balance modeling of influenza virus replication in vaccine production processes

Sidorenko, Y.; Schulze-Horsel, J.; Voigt, Andreas; Reichl, Udo; Kienle, Achim

In: Chemical engineering science - Amsterdam : Elsevier, Bd. 63 (2008), 1, S. 157-169

Original article in peer-reviewed international journal

Global analysis of combined reaction distillation process

Gangadwala, Jignesh; Haus, Utz-Uwe; Jach, Matthias; Kienle, Achim; Michaels, Dennis; Weismantel, Robert

In: Computers & chemical engineering. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, Bd. 32.2008, 1/2, S. 343-355

Original article in peer-reviewed periodical-type series

Parallel simulation of a molten carbonate fuel cell system

Dosta, Maksym; Mangold, Michael; Kienle, Achim; Svjatnyj, Volodymyr R.

In: 18th European Symposium on Computer Aided Process Engineering. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier, 2008 - (Computer-aided chemical engineering; 25)Kongress: ESCAPE; 18 (Lyon) : 2008.06.01-04

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Cooperations
  • 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
Profile
Die Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe von Prof. Kienle am Lehrstuhl für Automatisierungs-technik/Modellbildung der Otto-von-Guericke-Universität und dem Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg beschäftigen sich mit der Analyse, Synthese und Regelung komplexer Systeme. Dazu werden Methoden und Werkzeuge für die rechnergestützte Modellierung und Simulation, die nichtlineare Analyse, die optimale Prozessgestaltung und die Prozessführung entwickelt. Die Hauptanwendungsgebiete betreffen neben chemischen Prozessen in zunehmendem Maße auch Energiesysteme und ausgewählte Fragestellungen aus dem Bereich der Systembiologie. Aktuelle Anwendungsbeispiele aus dem Bereich der chemischen Prozesse sind: Partikelbildende Prozesse (Kristallisation, Wirbelschichtsprühgranulation und -agglomeration), chromatographische Prozesse sowie integrierte Reaktionsprozesse aus nachwachsenden Rohstoffen in flüssigen Mehrphasensystemen.

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 maßgescheiderter Biopolymere in Mikroorganismen.
Service
Beratung und Gutachten zu:
  • 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
Vita
Wissenschaftlicher Werdegang:
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

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