DynaWater4.0 - Digitalisierung der Prozesstechnik

Vortrag am 16.06.2021 von 11:00 - 11:20 Uhr:

DynaWater4.0 - Digitalisierung der Prozesstechnik,
Dr. Eva Bitter 

Das Verbundforschungsprojekt DynaWater4.0 fokussiert die Integration von industrieller Abwasserbehandlung und industrieller Produktion.
In industriellen Produktionen fällt an verschiedenen Schritten der Produktionskette Abwasser ab, insbesondere dort, wo Produkte oder Maschinen gereinigt werden. So komplex wie die Produktionsprozesse, so groß sind die Unterschiede des dabei entstehenden Abwassers in Volumen und Zusammensetzung. Insbesondere dort, wo im Batchbetrieb und bedarfsgerecht produziert wird, können sich die Abwassereigenschaften häufig und drastisch ändern, was jede industrielle Abwasserbehandlung zu einer eigenen Herausforderung macht.
Im Rahmen des von der DECHEMA koordinierten Verbundforschungsprojekts DynaWater4.0 arbeiten Partner aus Industrie und Wissenschaft an der digitalen Integration von Industrieproduktion und Abwasserbehandlung. Mit einer sicheren Maschine-zu-Maschine-Kommunikation und sog. digitalem Anlagenzwilling der Abwasserbehandlung werden die Abwasserschwankungen in Echtzeit anhand von (Reinigungs )Ereignissen in der industriellen Produktion vorhergesagt.
Dieses Konzept des digitalen Anlagenzwillings wird an drei verschiedenen Demonstrationsstandorten evaluiert: Stahlindustrie, chemische Industrie und Kosmetikindustrie. Bei letzterem hat EnviroChemie einen digitalen Anlagenzwilling in der industriellen Abwasserbehandlungsanlage implementiert.

Diese Anlage behandelt das Abwasser eines Herstellers von Körperpflege- und Gesundheitsprodukten, bei dem ein breites Produktportfolio chargenweise hergestellt wird. Da das Unternehmen streng umweltfreundlich und nachhaltig arbeitet, fallen überhaupt nur bei der automatisierten Reinigung von Tanks für Rohstoffe und Produkte nennenswerte Abwassermengen an. Die Produktgruppe, z.B. Öle, Tenside oder Emulsionen, bei der aktuellen Tankreinigung, bestimmt die Abwasserzusammensetzung maßgeblich. Am Industriestandort werden neun verschiedenen Produktgruppen hergestellt. Die alleinige Übermittlung der Informationen, welche Produktgruppe derzeit gereinigt wird, liefert zur Optimierung der Abwasserbehandlung erforderlichen Daten. Wenn die Zeit und die aktuelle Produktgruppe eines Tankreinigungsprozesses bekannt sind, kann der Hauptabwasserbestandteil (Produktreste und eingesetzte Reinigungsmittel) sowie der Wasserverbrauch des Reinigungsprozesses vorhergesagt werden. Und die Produktgruppe ist eine nicht-sensible Information, da bei ihrer Übermittlung keine sensiblen Produktionsdaten preisgegeben werden.

Der digitale Anlagenzwilling wurde vom Institut ifak e.V. auf der Plattform SIMBA # WATER entwickelt. Er erhält für jede Tankreinigung die Uhrzeit und die Information welche Produktgruppe gereinigt wurde und sagt damit das Volumen und die Zusammensetzung des Abwassers vorher. Anschließend werden alle Abwasserbehandlungsschritte simuliert, um das optimierte Aufbereitungskonzept für die großtechnische Abwasserbehandlungsanlage zu ermitteln.
Die Abwasserbehandlungsanlage ist eine Anlage des Typs Split-O-Mat® von EnviroChemie GmbH: Eine vollautomatische chemisch-physikalische Anlage, die häufig für die wartungsarme Behandlung von Abwasser mit emulgierten Schadstoffen in kleinen bis mittelgroßen industriellen Produktionsstätten zum Einsatz kommt.
Die Verwendung des digitalen Anlagenzwillings für Split-O-Mat®-Abwasseranlagen konzentriert sich auf die Minimierung des Chemikalienverbrauchs: Da jeder Behandlungsschritt im digitalen Anlagenzwilling in Echtzeit simuliert wird, dosiert die großtechnische Anlage Chemikalien in jedem Abwasserbehandlungsschritt genau nach Bedarf.

In der Präsentation wird der digitale Anlagenzwilling dieses Split-O-Mat® vorgestellt und die ersten Erfahrungen mit einer Echtzeit-Verbindung der industriellen Produktion, des digitalen Anlagenzwillings und des großtechnischen Split-O-Mat® vorgestellt.

DynaWater4.0 wird vom BMBF im Rahmen des Forschungsprogramms InKoWe (Industrie 4.0 - Zusammenarbeit in dynamischen Mehrwertnetzwerken) gefördert.

Weitere Informationen zur ACHEMA Pulse und der Anmeldung zum Vortrag erhalten Sie hier.