LEISTUNGSOPTIMIERTE TROCKNUNG UND SAUBERKEIT - PROJEKT LOTUS: ANSÄTZE ZUR ENERGETISCHEN OPTIMIERUNG VON REINIGUNGSANLAGEN MIT INTEGRIERTER TROCKNUNG

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LEISTUNGSOPTIMIERTE TROCKNUNG UND SAUBERKEIT - PROJEKT LOTUS: ANSÄTZE ZUR ENERGETISCHEN OPTIMIERUNG VON REINIGUNGSANLAGEN MIT INTEGRIERTER TROCKNUNG
Prozessoptimierung

  Leistungsoptimierte Trocknung
  und Sauberkeit
  Projekt LoTuS: Ansätze zur energetischen Optimierung von
  Reinigungsanlagen mit integrierter Trocknung
  Ghada Elserafi, Adrian von Hayn und Matthias Weigold, Technische Universität Darmstadt

Project LoTuS – Energetic Optimization of                   Die Bedeutung der Bauteiltrocknung wächst mit steigenden Qualitätsanforde-
Parts Drying                                                rungen im metallverarbeitenden Gewerbe. Damit wächst das Erfordernis, den
Due to rising quality requirements in the met-              Energiebedarf von Trocknungsprozessen zu reduzieren. Im Forschungsprojekt
alworking industry, parts drying has been                   LoTuS wird mit verschiedenen Ansätzen die Gestaltung einer Durchlaufreini-
gaining significance, leading to the increasing             gungsanlage mit energieeffizientem Trocknungsprozess angestrebt. Neben
importance of reducing the energy consump-                  dem Einsatz alternativer Trocknungstechnologien soll eine Prozessdigitalisie-
tion of drying processes. Therefore, the LoTuS
project investigates different approaches to in-            rung für einen bauteilspezifischen Prozess Transparenz bieten. Hier kommen,
crease drying efficiency. Along with alternative            neben umfassender Sensorik, auch Methoden der künstlichen Intelligenz zum
drying technologies, process digitization is em-            Einsatz, um eine praxistaugliche Prozessüberwachung zu entwickeln. Mithilfe
ployed to provide sufficient transparency for               eines intelligenten Lastmanagements sollen Lastspitzen der gesamten Anlage
part-specific drying. Using sensor data, artificial         weiter gesenkt werden.
intelligence is utilized for process monitoring.
Peak demand is further reduced by implement-
ing load management techniques.
Keywords:
waste heat utilization, process monitoring, low-              Im Dezember 2019 startete das Ver-     Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen
cost sensors, load management, simulation                     bundprojekt LoTuS – Leistungsopti-     (VOC) am häufigsten zum Einsatz kommt, ist eine
                                                              mierte Trocknung und Sauberkeit.       anschließende Trocknung oft unerlässlich [1].
                                                              Mit einem vielfältigen Projektkon-
                                               sortium aus Forschung und Industrie wird das          Die Bauteiltrocknung bietet an erster Stelle einen
                                               Projekt bis Dezember 2022 unter der Leitung des       erhöhten Schutz vor Korrosion in der Lagerung
                                               Instituts für Produktionsmanagement, Technolo-        bzw. in der Folgebearbeitung der Bauteile. Je
                                               gie und Werkzeugmaschinen (PTW) der Techni-           nach Prozesskette, ist eine Trocknung auch vor
                                               schen Universität Darmstadt bearbeitet.               bestimmten Prozessschritten (wie z. B. Fügen
  Ghada Elserafi, M. Sc., M. Sc. ist wissen-                                                         oder Oberflächenbehandlungen) zwingend er-
  schaftliche Mitarbeiterin am Institut für
  Produktionsmanagement, Technologie           Vor dem Hintergrund des zunehmenden Ein-              forderlich [2].
  und Werkzeugmaschinen (PTW) an
  der Technischen Universität Darmstadt.       satzes der Bauteiltrocknung in der metallver-
                                               arbeitenden Industrie ist das übergeordnete           Zusätzlich werden Bauteile mithilfe der Trock-
                                               Projektziel, die Energieeffizienz des Trocknungs-     nung optisch aufgewertet, indem Flecken durch
                                               prozesses zu steigern. Hierzu werden verschiede-      Bestandteile des Reinigungsmediums, Ver-
                                               ne Ansätze verfolgt, u. a. der Einsatz alternativer   schmutzungen oder Salzrückstände von hartem
                                               Trocknungstechnologien und die Umsetzung              Wasser vermieden werden [3].
                                               einer Abwärmenutzung durch thermische Ver-
  Adrian von Hayn, M. Sc. ist wissen-
  schaftlicher Mitarbeiter am Institut für     netzung der Anlagentechnik.                           Ausgangszustand industrieller
  Produktionsmanagement, Technologie
  und Werkzeugmaschinen (PTW) an                                                                     Trocknung
  der Technischen Universität Darmstadt.       Wozu Trocknen?
                                                                                                     Obwohl in Deutschland ein Großteil der Trock-
                                               Im Rahmen des LoTuS-Projekts wird die Bau-            nungsprozesse nicht dem Maschinenbau zuzu-
                                               teiltrocknung als Folgeschritt der Bauteilreini-      ordnen ist, beeinflussen diese aufgrund des signi-
                                               gung untersucht, welche in jüngster Vergangen-        fikanten Anteils der Prozesswärme bis 200 °C den
                                               heit vor dem Hintergrund der Qualitätssicherung       Energiebedarf von Maschinenbauunternehmen
  Prof. Dr.-Ing. Matthias Weigold leitet       an Bedeutung gewonnen hat. Dabei hat jedoch           [4, 5]. Laut Expertenmeinungen stellen Trock-
  das Institut für Produktionsmanage-
  ment, Technologie und Werkzeug-              nicht nur die Bauteilreinigung einen signifikan-      nungsprozesse 10-30 % des Energiebedarfs einer
  maschinen (PTW) an der Techni-               ten Einfluss auf die Bauteilqualität und -lebens-     Prozesskette in der Automobil- und Zulieferer-
  schen Universität Darmstadt.
                                               dauer, sondern auch die anschließende Trock-          branche dar [6]. Einer im Jahr 2013 durchgeführ-
  g.elserafi@ptw.tu-                           nung. Insbesondere bei der wässrigen Reinigung,       ten Umfrage zufolge sind unter Herstellern und
  darmstadt.de
  www.ptw.tu-darmstadt.de                      die aufgrund von Richtlinien zur Begrenzung der       Anwendern von Reinigungs- und Trocknungs-

  8                                                                                                        Industrie 4.0 Management 37 (2021) 4
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Prozessoptimierung

anlagen die Trocknungsverfahren Abblasen,            unabhängig von der Trocknungstechnologie zu
Vakuum- und Heißlufttrocknung am weitesten           erhöhen, soll eine Prozessüberwachung dazu
verbreitet [1].                                      dienen, die Bauteilfeuchtigkeit während der
                                                     Trocknung zu ermitteln, womit eine Prozessre-
Im LoTuS-Projekt liegt der Fokus auf der Optimie-    gelung umgesetzt werden kann. Für eine über-
rung von Durchlaufreinigungsanlagen (DLRA),          tragbare Lösung mit gängiger Sensorik werden
die eine besonders gute Automatisierbarkeit und      auch hierzu Methoden der künstlichen Intelli-
hohen Durchsatz ermöglichen. Daher gewinnen          genz untersucht. Auch die Anlagentechnik wird
DLRA in der industriellen Landschaft zuneh-          verbessert, indem Ansätze zur maschineninter-
mend an Bedeutung [1]. Durch die offene Bau-         nen Abwärmenutzung simuliert und schließlich
weise wird bei DLRA jedoch in Kauf genommen,         optimiert werden. Da die Trocknung außerhalb
dass Wärmeverluste in Form von austretenden          der metallverarbeitenden Industrie ein breites
Schwaden anfallen. Hinzu kommt, dass Trock-          Anwendungsspektrum besitzt, sollen die entwi-
nungsprozesse größtenteils erfahrungsbasiert         ckelten Ansätze zur energetischen Optimierung
ausgelegt werden und meist keine gezielte Re-        der Trocknung als Querschnittstechnologie die-
gelung der Komponenten umgesetzt wird, was           nen und mit einer guten Übertragbarkeit auch
zu einer Über- oder Untertrocknung der Bauteile      den Energiebedarf der Trocknung in weiteren
führt. Zudem sind Anforderungen bezüglich der        Branchen senken.
Zieltrockenheit schwer zu definieren und anhand
der Bauteile zu kontrollieren [7, 8].                Referenzfall
Ein weiterer wichtiger Stellhebel ist die Wahl der   Die Verwendung von realen Bauteil- und Pro-
richtigen Technologie. Insbesondere die Heißluft-    zessanforderungen erlaubt eine praxisnahe For-
trocknung und das Abblasen werden nicht zu-          schung im Rahmen des Projekts und erleichtert
letzt aufgrund ihrer einfachen Umsetzung häufig      damit einen anschließenden Transfer in die In-
eingesetzt, jedoch bestehen hier, unter anderem      dustrie. Um die Energieeffizienzpotenziale der
aufgrund der geringen Energiedichte von Luft,        entwickelten Forschungsanlage (Bild 1) bewer-
signifikante Energieoptimierungspotenziale [8].      ten zu können, wird ein bestehender Referenz-
Eigene Messungen an DLRA bestätigen ebenso,          prozess als Ausgangszustandxbetrachtet. Dabei
dass der hohe elektrische Energiebedarf einer        dient eine Heißlufttrocknung bei 70 °C mit einem
konvektiven Trocknung die theoretisch benötig-       Volumenstrom von 29 m3/min zur Trocknung des
te Energie zur Verdampfung des Wassers erheb-        wässrigen Reinigungsmediums. Als Referenzbau-
lich übersteigt. Für eine höhere Energieeffizienz    teile dienen zwei Bauteile für einen Automobil-
sollen ferner Faktoren wie Bauteilgeometrie und      antriebsstrang. Diese verfügen über unterschied-
-werkstoff – insbesondere in Bezug auf Fragestel-    lich komplexe Geometrien und verschiedene
lungen wie Zugänglichkeit oder Kontaktwinkel         Werkstoffeigenschaften, sodass eine bauteilspe-
des Reinigungsmediums – bei der Auslegung            zifische Trocknung untersucht werden kann. Die
des Trocknungsprozesses berücksichtigt werden.       Übertragung der gewonnenen Erkenntnisse auf
                                                     andere Geometrien wird somit ermöglicht, wo-
Projektziele                                         durch das Anwendungsspektrum erweitert wird.
                                                     Die Referenzbauteile werden im Projektverlauf                     Bild 1: Schematische Dar-
Für eine energieeffiziente Bauteiltrocknung soll     auch in der Forschungsanlage gereinigt und                       stellung der DLRA (Quelle:
im ersten Schritt Transparenz in Bezug auf den       getrocknet. Der hierfür notwendige Energiebe-                           PTW TU Darmstadt).
Verdampfungsprozess geschaffen werden. Hier-         012324540                                                                            454054446789 6 2
zu soll der Verdampfungsprozess zunächst auf
Tropfenebene auf Basis thermodynamischer                                    4:?@AB,.;3.B,.1AC39       RSTKUPQPÿWXYZ
Simulationen untersucht werden. Zudem sol-
                                                                 JKLMNOPQ

len weitere Simulationen, die den Wärmeüber-
gang und Transportvorgänge betrachten, mehr                                                                                       893:;.0./123.,ÿ>
Einblicke in die Wechselwirkungen der nassen                                                                                       E#&Fÿ
Bauteile mit der Umgebung bieten. Zusätzlich                                                                                      #&#&Fÿ
                                                                                                                                     9H&F
werden alternative Trocknungstechnologien
(Infrarot-Trocknung (IR-Trocknung) und Indukti-                             +,-.-/0./123.,        456723.,            893:;.0./123.,ÿ=
onstrocknung) in einer von der BvL Oberflächen-                                                                        "I##&Fÿ
technik GmbH hergestellten Forschungsanlage                                                                           #&#&Fÿ
                                                      DA0C,-7,                                                           9H&F
experimentell untersucht. Diese werden mit den
konventionellen Technologien (Heißluft- und                                 +,-.-/0./1CA.;        4567CA.;
Vakuumtrocknung) verglichen und in verschie-
denen Kombinationen hinsichtlich ihres Energie-
bedarfs bewertet. Um die Energieeffizienz auch

                                                          https://doi.org/10.30844/I40M_21-4_S8-11                                                   9
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Prozessoptimierung

                                                                          darf wird mit dem des        abstände und Werkstückpositionierung auf dem
                                                                          Referenzprozesses ver-       Induktor, berücksichtigt werden.
                                                                          glichen, um effektive
                                                                          Energieeinsparmaßnah-        Neben der Induktionstrocknung wird auch die
                                                                          men zu identifizieren.       IR-Trocknung hinsichtlich ihrer Energieeffizienz
                                                                          Basierend auf einer de-      untersucht. Hierbei wurde basierend auf simula-
                                                                          taillierten energetischen    tiven und experimentellen Untersuchungen der
                                                                          Vermessung des Refe-         IR-Strahlertyp „Kurzwelle“ der Heraeus Noble-
                                                                          renzprozesses mit den        light GmbH (Bild 3) final ausgewählt. Hierbei wer-
                                                                          dazugehörigen Produk-        den die emittierten Wellenlängenmaxima der
                                                                          tionsprozessketten und       IR-Strahler mit dem Ziel einer maximalen Absorp-
                                                                          der Definition des Refe-     tion durch die metallischen Bauteile ausgelegt.
                                                                          renzzustands, wird die       Insbesondere durch die direkte Erwärmung des
                                                                          Grundlage für die me-        Werkstücks ohne Erwärmung der umgebenden
                                                                          thodische Überführung        Luft ist mit Energieeinsparungen zu rechnen [10].
                                                                          des Referenzprozesses        Bei einer kombinierten Trocknung mit IR-Strah-
Bild 2: Flachinduktor für                          in eine Forschungsanlage gelegt. Dazu werden        lung und Konvektion besteht ein Energieein-
die Induktionstrocknung                            der Einfluss der umgebenden Fertigungskette,        sparpotenzial von über 50 % gegenüber einer
(Quelle: IFF GmbH).                                der angewandten Fertigungsnormen, der Anfor-        rein konvektiven Trocknung. Für den Einsatz der
                                                   derungen an Bauteil, der Reinigungschemie und       IR-Trocknung müssen jedoch in der weiteren
                                                   des Trocknungsprozesses sowie sonstige Rand-        Entwicklung Aspekte, wie maximale Bauteiltem-
                                                   bedingungen auf den Reinigungs- und Trock-          peraturen, optische Zugänglichkeit und Trock-
                                                   nungsvorgang erfasst. Auf diese Weise sollen        nungszeiten, berücksichtigt werden.
                                                   eine praxisnahe Forschung und die notwendige
                                                   Transparenz der Ergebnisse sichergestellt wer-      Parallel zur Entwicklung und Optimierung al-
                                                   den.                                                ternativer Trocknungstechnologien sollen die
                                                                                                       Heißluft- und Vakuumtrocknung ebenfalls
                                                   Alternative Trocknungstechnologien                  energetisch verbessert werden. Simulativ und
                                                                                                       experimentell werden Einflussgrößen auf die
Literatur                                          Bei der Effizienzsteigerung des Trocknungspro-      Trocknungseffizienz untersucht und Betriebs-
                                                   zesses spielt die Wahl der Technologie für das      parameter für den Anwendungsfall optimiert.
[1]		Bilz, M.: Markt- und Trenda-
      nalyse in der Industriellen                  vorliegende Bauteil eine signifikante Rolle [8].    Dabei werden zusätzlich wichtige Prozessrand-
      Teilereinigung 2012. Fraunho-                In der entwickelten Forschungsanlage werden         bedingungen, wie Reinigungstemperatur und
      fer-Allianz Reinigungstechnik.
      Berlin 2013.                                 Heißluft-, Vakuum-, Induktions- und IR-Trock-       -chemie, ebenfalls analysiert und unter Berück-
[2]		 Potenzial für kosten- und qua-               nungsmodule verbaut und mit variierenden            sichtigung von Sauberkeits- und Zeitvorgaben
      litätsoptimierte Prozesse. In:
      JOT Journal für Oberflächen-                 Prozessparametern allein und in Kombination         möglichst trocknungsfördernd ausgelegt. Zur
      technik 50 (2010) 5, S. 50-53.               untersucht.                                         Maximierung der Energieeffizienz werden Kom-
[3]		Bürkle, G.: Reinigung und
      Reiniger in der Metallindus-                                                                     binationen verschiedener Trocknungstechnolo-
      trie. In: Technische Akademie                Zur Trocknung mittels Induktion wurde von           gien untersucht, um Synergien zu nutzen.
      Esslingen (TAE). URL: www.
      tae.de/uploads/media/Reini-                  der IFF GmbH für den Anwendungsfall ein
      gung_und_Reiniger_in_der_
      Metallindustrie_-_TAE.pdf,
                                                   Trocknungsmodul, bestehend aus Induktor             Abwärmenutzung
      Abrufdatum 22.02.2021.                       (Bild 2) und Generator, entwickelt. Die Trocknung
[4]		 Seefeldt, F.; Wünsch, M.; Mat-               basiert hierbei auf dem Prinzip des induktiven      Zur energetischen Optimierung der Forschungs-
      thes, U.; Baumgartner, W.:
      Potenziale für Energieeinspa-                Erwärmens, wodurch die zur Wasserverdun-            anlage soll die anfallende Abwärme verschiede-
      rung und Energieeffizienz im                 stung benötigte Wärme im Inneren des Bauteils       ner Nebenaggregate fluidgebunden gesammelt
      Lichte aktueller Preisentwick-
      lungen. Endbericht 18/06.                    generiert wird. Durch die erhebliche Energieaus-    und anderen Prozessen mit Wärmebedarf zuge-
      Basel Berlin 2007.                           beute können mit der induktiven Erwärmung           führt werden.
[5]		Nast, M.; Frisch, S.; Pehnt,
      M.; Otter, P.: Prozesswärme                  hohe Wirkungsgrade erreicht werden [9]. Hierbei
      im        Marktanreizprogramm:               muss nur für wenige Sekunden Wärme induktiv         Dazu werden zunächst die Wärmesenken und
      Zwischenbericht zu Perspek-
      tivische Weiterentwicklung                   im Werkstück erzeugt werden, da aufgrund der        -quellen der DLRA identifiziert. Daraus werden,
      des Marktanreizprogramms                     hohen erzielten Temperaturen, die Wärmever-         unter Berücksichtigung von Randbedingungen,
      (2010). URL: https://elib.
      d l r. d e / 8 2 1 7 3 / 1 / Pro z e s s -   teilung innerhalb des metallischen Werkstücks       verschiedene Abwärmenutzungstopologien er-
      w%C3%A4rme_im_MAP.pdf,                       zügig vonstattengeht. Erste Versuche außerhalb      arbeitet und simulativ hinsichtlich ihrer Energie-
      Abrufdatum 22.02.2021.
[6]		Daimler AG; Henkel AG;                        der Forschungsanlage haben gegenüber der            einsparungen bewertet. Auf Basis der Ergebnisse
      PTW TU Darmstadt; TTD TU                     Heißlufttrocknung bereits Energieeinsparungen       wird ein energieeffizientes Abwärmenutzungs-
      Darmstadt; MAFAC GmbH:
      Workshop Energieeffiziente                   von über 60 % unter Laborbedingungen gezeigt.       konzept in der DLRA umgesetzt und validiert.
      Bauteilreinigung.             Sitzung-       Auch im Hinblick auf die Trocknungszeit weist       Eine wesentliche Rolle spielt hierbei ein Schwa-
      sprotokoll. Darmstadt 2017.
[7]		 Durkee, J. B.: Management of                 die Induktionstrocknung Einsparungen von über       denkondensator mit internem Kälteaggregat.
      industrial cleaning technolo-                15 % auf. Beim Betrieb in der Forschungsanlage      Zusätzlich versorgt das Kälteaggregat weitere
      gy and processes. 1st Edition.
      Amsterdam 2006.                              müssen jedoch Einflussfaktoren, wie Kopplungs-      maschineninterne Komponenten (wie z. B. Vaku-

10                                                                                                           Industrie 4.0 Management 37 (2021) 4
LEISTUNGSOPTIMIERTE TROCKNUNG UND SAUBERKEIT - PROJEKT LOTUS: ANSÄTZE ZUR ENERGETISCHEN OPTIMIERUNG VON REINIGUNGSANLAGEN MIT INTEGRIERTER TROCKNUNG
Prozessoptimierung

umpumpe und Induktionstrocknung) mit der
nötigen Kälte und dient so als Wärmepumpe
zur Erhöhung der Abwärmetemperatur. Die
rekuperierte Wärme auf hohem Temperatur-
niveau soll anschließend innerhalb der An-
lage wieder genutzt werden. Hier bietet vor
allem die Tankbeheizung aufgrund des ho-
hen Leistungsbedarfs ein hohes Potenzial zur
Abwärmenutzung. Neben der Tankbeheizung              Intelligentes Lastmanagement                                  Bild 3: Strahlertyp Kurz-
werden weitere Wärmesenken innerhalb der                                                                         welle für die IR-Trocknung
DLRA simulativ und experimentell untersucht.         Neben der Steigerung der Energieeffizienz ist die         (Quelle: Heraeus Noblelight
Hier sind auf Basis erster Simulationen Energie-     Umsetzung eines Lastmanagements in DLRA aus                                     GmbH).
einsparungen von mindestens 15 % zu erwarten.        verschiedenen Gründen interessant. Aufgrund
Zusätzlich können 13 kW der nicht maschinenin-       der hohen elektrischen Leistungsaufnahme der
tern nutzbaren Abwärme fluidgebunden an das          Tankheizung, Lufterwärmung und Schwaden-
Gebäudenetz abgeführt und genutzt werden.            kondensation muss sichergestellt werden, dass
                                                     die Lastgänge mit der vorhandenen technischen
Prozessüberwachung                                   Infrastruktur kompatibel sind. Im Zuge der Ener-
                                                     giewende werden zudem die flexible Anpassung
Für einen bauteilspezifischen und effizienten        des Energiebedarfs an ein volatiles Leistungsan-
Trocknungsprozess sind zum einen Einflüsse           gebot aus erneuerbaren Energien und resultie-
verschiedener Prozessparameter und -rand-            rende Strompreisschwankungen zunehmend
bedingungen von Bedeutung, zum anderen               relevant [11].
bedarf es an Informationen über die aktuelle
Bauteilfeuchtigkeit während des Prozesses [10].      Zur Anpassung des elektrischen Lastgangs von
Übergeordnetes Ziel ist dabei die Umsetzung          Produktionsmaschinen werden zwei wesentliche
einer Prozessregelung hinsichtlich der Bauteil-      Maßnahmen verfolgt: die Reduktion von Last-              [8]		 Blesl, M.; Kessler, A.: Energie-
                                                                                                                    effizienz in der Industrie. 2.
feuchtigkeit.                                        spitzen und deren zeitliche Verschiebung [11]. In              Auflage. Berlin 2013.
                                                     LoTuS liegt der Fokus auf maschinenbezogenen,            [9]		 Paul, S.; Paul, R.: Grundlagen
                                                                                                                    der Elektrotechnik und Elek-
Zur Messung der Materialfeuchtigkeit von Fest-       softwarebasierten Lösungen. Zu diesen gehört                   tronik 2: Elektromagnetische
stoffen haben sich in vielen Branchen verschie-      bspw. die Definition von Abhängigkeiten auf der                Felder und ihre Anwendun-
                                                                                                                    gen. 2. Auflage. Bremen Ham-
dene Methoden etabliert. Direkte Methoden, wie       Anlagensteuerung, mit denen der Parallelbetrieb                burg 2019.
z. B. die Thermogravimetrie, sind aufgrund ihres     bestimmter Verbraucher ausgeschlossen wird               [10] Mujumdar, A. S. (Hrsg): Hand-
                                                                                                                    book of industrial drying.
zeitlichen Aufwands für eine Prozessreglung          [12]. Ein weiterer Ansatz ist die bedarfsgerech-               4th Edition. Boca Raton, USA
meist nicht zweckmäßig. In diesem Fall sind indi-    te Ansteuerung verschiedener Verbraucher je                    2015.
                                                                                                              [11] Schraml, P.: Methode zur
rekte Methoden, die schnelle Ergebnisse liefern,     nach Betriebszustand der Anlage [13]. Um die                   Reduktion maximaler elek-
besser geeignet. Dazu gehören insbesondere           durch die Medientanks vorhandene thermische                    trischer Lasten spanender
                                                                                                                    Werkzeugmaschinen. Techni-
Methoden, bei denen aus elektrischen Größen,         Trägheit der DLRA zu nutzen, können Lastspit-                  sche Universität Darmstadt.
wie Leitfähigkeit und Kapazität des Materials,       zen auch in Abhängigkeit von prognostiziertem                  Dissertation. Aachen 2018.
                                                                                                              [12] Abele, E.: Gemeinsamer
Aussagen über die Feuchtigkeit ermöglicht wer-       Energieangebot oder Energiepreissignalen ver-                  Schlussbericht zum Projekt
den. Ein weiterer Ansatz zur Feuchtigkeitsmes-       schoben werden [14].                                           ETA-Fabrik: Energieeffiziente
                                                                                                                    Fabrik für interdisziplinäre
sung liegt in der Überwachung von Größen,                                                                           Technologie- und Anwen-
wie Materialtemperatur oder Abluftfeuchte, die       Diese und weitere Lösungsansätze werden für                    dungsforschung. Darmstadt
                                                                                                                    2019.
erfahrungsgemäß mit der Materialfeuchtigkeit         den Use-Case entwickelt und an der DLRA vali-            [13] Denkena, B. (Hrsg); Garber, T.
korrelieren [10].                                    diert. Damit soll neben einer energieeffizienten               (Hrsg): NCplus+ Prozess- und
                                                                                                                    wertschöpfungsorientiert
                                                     Trocknung auch mit einem energieflexiblen                      gesteuerte Werkzeugmaschi-
Für den vorliegenden Anwendungsfall werden           Anlagenbetrieb eine industrietaugliche und zu-                 ne: Abschlussbericht zum
                                                                                                                    BMBF-Verbundprojekt (Be-
verschiedene Ansätze zur Ermittlung der Bauteil-     kunftsfähige Anlage ausgelegt werden können.                   richte aus dem IFW). Garbsen
feuchtigkeit in Echtzeit erprobt. Zunächst wer-                                                                     2013.
                                                                                                              [14] Weigold, M.; Hanson, J.; Rin-
den indirekte Methoden, die mit metallischen,                                                                       derknecht, S.; Panten, N.;
beweglichen Bauteilen und einem kontinuierli-        Dieser Beitrag entstand im Rahmen des Projekts                 Walther, J.; Grosch, B.: Ge-
                                                                                                                    meinsamer        Schlussbericht
chen Trocknungsprozess vereinbar sind, entwi-        Leistungsoptimierte Trocknung und Sauberkeit (Lo-              zum Projekt PHI-Factory: Fle-
ckelt. Hierzu werden u. a. Prinzipien der Spektro-   TuS) (Förderkennzeichen 03EN2026), das vom Bun-                xible elektrische Fabriknetz-
                                                                                                                    führung - zur systemüber-
skopie und der Pyrometrie untersucht. Für eine       desministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)               greifenden Steigerung der
Übertragbarkeit in die Industrie werden aber         gefördert und vom Projektträger Jülich (PtJ) betreut           Energieeffizienz unter den
                                                                                                                    Anforderungen zukünftiger
auch mithilfe von Low-Cost-Sensorik (z. B. Tem-      wird.                                                          Verteilnetze mit regenerati-
peratur-, Druck-, Luftfeuchtigkeitssensoren) so-                                                                    ver Energieerzeugung: För-
                                                                                                                    derbereich: Energieeffizienz
wie Machine Learning (ML)-Algorithmen Ansätze        Schlüsselwörter:                                               in Industrie und Gewerbe,
entwickelt, mit denen die Bauteilfeuchtigkeit in     Abwärmenutzung, Prozessüberwachung, Low-                       Handel und Dienstleistungen
                                                                                                                    (GHD): Laufzeit: 01.12.2016-
Echtzeit geschätzt werden soll.                      Cost Sensorik, Lastmanagement, Simulation                      31.03.2020. Darmstadt 2020.

                                                         https://doi.org/10.30844/I40M_21-4_S8-11                                              11
LEISTUNGSOPTIMIERTE TROCKNUNG UND SAUBERKEIT - PROJEKT LOTUS: ANSÄTZE ZUR ENERGETISCHEN OPTIMIERUNG VON REINIGUNGSANLAGEN MIT INTEGRIERTER TROCKNUNG
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