Forschungsbericht 2020
Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie V-3
Leitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Stefan Heinrich
Institut auf TORE
Institutswebsite
Research focus of the SPE is the field of fluidized bed technology and its industrial applications. We investigate physical processes like drying and particle production by granulation and agglomeration as well as chemical processes and applications in energy technology. Experimental investigations with novel measurement methods are supported by hierarchically structured theoretical approaches. The model development includes particle based methods (DEM, population balances), continuous models (FEM, CFD) as well as steady-state and dynamic flow sheet simulations of complex solids processes whereas simulations consider individual particles, bulk solids and particles containing flows of multiples phases.
Publikationen
- Modeling and flowsheet simulation of vibrated fluidized bed dryers - Article
Lehmann, Soeren E.; Buchholz, Moritz; Jongsma, Alfred; Innings, Fredrik; Heinrich, Stefan
Processes 9 (1): 52 (2021)
Open Access Publisher DOI
- Dynamic Simulation of the Chemical Looping Combustion Process - Thesis
Haus, Johannes
Göttingen : Cuvillier Verlag; SPE-Schriftenreihe 17: (2020)
- On the approximate solution and modeling of the kernel of nonlinear breakage population balance equation - Article
Das, Ashok; Kumar, Jitendra; Dosta, Maksym; Heinrich, Stefan
SIAM Journal on Scientific Computing 6 (42): B1570-B1598 (2020-12)
Publisher DOI
- Material specific drying kinetics in fluidized bed drying under mechanical vibration using the reaction engineering approach - Article
Lehmann, Sören; Oesau, Tobias; Jongsma, Alfred; Innings, Fredrik; Heinrich, Stefan
Advanced Powder Technology 12 (31): 4699-4713 (2020)
Publisher DOI
- MUSEN : an open-source framework for GPU-accelerated DEM simulations - Article
Dosta, Maksym; Skorych, Vasyl
SoftwareX (12): 100618 (2020)
Publisher DOI
- Predicting the performance of different fluidized and spouted beds for spray granulation using CFD-DEM simulations - Poster
Kieckhefen, Paul; Höfert, Moritz; Pietsch, Swantje; Heinrich, Stefan
10. ProcessNet-Jahrestagung 2020
Open Access
- Influences on the transition from bubbling to turbulent fluidization for Geldart's group B particles - Article
Wytrwat, Tom; Hartge, Ernst-Ulrich; Yazdanpanah, Mahdi; Heinrich, Stefan
Powder Technology (375): 81-88 (2020-09-20)
Publisher DOI
- Bubble properties in bubbling and turbulent fluidized beds for particles of Geldart’s group B - Article
Wytrwat, Tom; Yazdanpanah, Mahdi; Heinrich, Stefan
Processes 8 (9): 1098 (2020)
Open Access Publisher DOI
- CFD-DEM simulation of a coating process in a fluidized bed rotor granulator - Article
Grohn, Philipp; Lawall, Marius; Oesau, Tobias; Heinrich, Stefan; Antonyuk, Sergiy
Processes 8 (9): 1090 (2020)
Open Access Publisher DOI
- Dyssol — an open-source flowsheet simulation framework for particulate materials - Article
Skorych, Vasyl; Dosta, Maksym; Heinrich, Stefan
SoftwareX (12): 100572 (2020)
Open Access Publisher DOI
- Particle formulation of hydroalcoholic rosemary (Rosmarinus officinalis L.) extracts using a spouted bed - Article
Peshev, Dimitar; Eichner, Eduard; Goslinska, Monika; Pietsch, Swantje; Trambabova, Y.; Terzieva, T.; Georgieva, Nelly; Heinrich, Stefan
Particuology (51): 26-34 (2020-08)
Publisher DOI
- Increasing the efficiency of chemical looping combustion of biomass by a dual-stage fuel reactor design to reduce carbon capture costs - Article
Haus, Johannes; Lindmüller, Lennard; Dymala, Timo; Jarolin, Kolja; Feng, Yi; Hartge, Ernst-Ulrich; Heinrich, Stefan; Werther, Joachim
Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change 6 (23): 969-986 (2020)
Publisher DOI
- Linearization-based methods for the calibration of bonded-particle models - Article
Jarolin, Kolja; Dosta, Maksym
Computational Particle Mechanics (in Press): (2020-07-25)
Publisher DOI
- Pulsed multiphase flows : numerical investigation of particle dynamics in pulsating gas-solid flows at elevated temperatures - Article
Teiwes, Arne; Dosta, Maksym; Jacob, Michael; Heinrich, Stefan
Processes 8 (7): 815 (2020)
Open Access Publisher DOI
- A framework for dynamic simulation of interconnected solids processes - inBook
Skorych, Vasyl; Buchholz, Moritz; Dosta, Maksym; Heinrich, Stefan
in Dynamic Flowsheet Simulation of Solids Processes: 581-628 (2020-06-21)
Publisher DOI
- Dynamics of spray granulation in continuously operated horizontal fluidized beds - inBook
Neugebauer, Christoph; Diez, Eugen; Mielke, Lisa; Palis, Stefan; Bück, Andreas; Tsotsas, Evangelos; Kienle, Achim; Heinrich, Stefan
Dynamic Flowsheet Simulation of Solids Processes, Springer, Cham.: 67-107 (2020-06-21)
Publisher DOI
- Dynamic modelling of reactive fluidized bed systems using the example of the chemical looping combustion process for solid fuels - Article
Lindmüller, Lennard; Haus, Johannes; Hartge, Ernst-Ulrich; Heinrich, Stefan
Dynamic Flowsheet Simulation of Solids Processes. Springer, Cham.: 37-65 (2020-06-21)
Publisher DOI
- Syngas, tar and char behavior in chemical looping gasification of sawdust pellet in fluidized bed - Article
Wang, Shen; Song, Tao; Yin, Shangyi; Hartge, Ernst-Ulrich; Dymala, Timo; Shen, Laihong; Heinrich, Stefan; Werther, Joachim
Fuel (270): 117464 (2020-06-15)
Publisher DOI
- Optimization of the spray-drying process for developing aquasolv lignin particles using response surface methodology - Article
Gil Chavez, Gilda; Padhi, Sidhant Satya Prakash; Hartge, Ernst-Ulrich; Heinrich, Stefan; Smirnova, Irina
Advanced Powder Technology 6 (31): 2348-2356 (2020-06)
Publisher DOI
- Influence of pores arrangement on stability of photonic structures during sintering - Article
Dosta, Maksym; Pagnan Furlan, Kaline; Skorych, Vasyl; Heinrich, Stefan; Janßen, Rolf
Journal of the European Ceramic Society 13 (40): 4562-4571 (2020-10-01)
Open Access Publisher DOI
- Fabrication of highly filled composites with an innovative miniaturized spouted bed - Article
Rothberg, Hannah Sophia; Pietsch, Swantje; Schneider, Gerold A.; Heinrich, Stefan
Processes 8 (5): 521 (2020)
Open Access Publisher DOI
- Possibilities and limits of computational fluid dynamics-discrete element method simulations in process engineering: a review of recent advancements and future trends - Article
Kieckhefen, Paul; Pietsch, Swantje; Dosta, Maksym; Heinrich, Stefan
Annual review of chemical and biomolecular engineering 1 (11): 397-422 (2020-06-07)
Publisher DOI
- Contact behavior of microcrystalline cellulose pellets depending on their water content - Article
Grohn, Philipp; Weis, Dominik; Thommes, Markus; Heinrich, Stefan; Antonyuk, Sergiy
Chemical Engineering and Technology 5 (43): 887-895 (2020-05-01)
Open Access Publisher DOI
- Predicting product properties of fluidized bed spray granulation using CFD-DEM simulations - Poster
Kieckhefen, Paul; Pietsch, Swantje; Heinrich, Stefan
Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Computational Fluid Dynamics und Gasreinigung (2020)
Open Access
- Measurement of residence time distributions in a continuously operated spouted bed - Article
Pietsch, Swantje; Schönherr, Michael; Kleine Jäger, Frank; Heinrich, Stefan
Chemical Engineering and Technology 5 (43): 804-812 (2020-05-01)
Open Access Publisher DOI
- Flowsheet simulation of solids processes : current status and future trends - Article
Dosta, Maksym; Litster, James D.; Heinrich, Stefan
Advanced Powder Technology 31 (3): 947-953 (2020-03)
Publisher DOI
- Data‐driven multiscale modeling of self‐assembly and hierarchical structural formation in biological macromolecular systems - Poster
Depta, Andreas; Jandt, Uwe; Jacobi, Cornelius; Dosta, Maksym; Zeng, An-Ping; Heinrich, Stefan
Chemie Ingenieur Technik 92 (9): 1249-1249 (2020)
Publisher DOI
- Dynamic flowsheet simulation of solids processes - book
Springer Nature (2020)
Publisher DOI
- Fatigue of concrete examined on the nanoscale - inProceedings
Schaan, Gunnar; Rybczynski, Sebastian; Schmidt-Döhl, Frank Michael; Ritter, Martin
Wiley Analytical Science Conference (2020)
- Numerical study on the mechanical behavior of ultrahigh performance concrete using a three-phase discrete element model - Article
Rybczynski, Sebastian; Dosta, Maksym; Schaan, Gunnar; Ritter, Martin; Schmidt-Döhl, Frank Michael
Structural Concrete (in Press): (2020)
Open Access Publisher DOI
- Continuous fluidized bed drying: Advanced modeling and experimental investigations - Article
Alaathar, Ibrahim; Heinrich, Stefan; Hartge, Ernst-Ulrich
AAPS Advances in the Pharmaceutical Sciences Series (42): 301-359 (2020)
Publisher DOI
Projekte
- Laborwirbelschichtanlage
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2020 - 2024
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- Mehrskalige Beschreibung der Agglomeration und Desagglomeration in Wirbelschichten
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2020 - 2023
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- I³-Junior-Project - Virtual reality for fluidized bed spray granulation: from process understanding to optimization
Technische Universität Hamburg; Laufzeit 2019 - 2020
Projektleitung: Pietsch, Swantje; Kieckhefen, Paul
- Coffee Evolution - I³-Junior-Project - Exploring a new path in coffee evolution: Unique combination of microbial fermentation and advanced roasting for improving digestibility, taste and quality of coffee
Technische Universität Hamburg; Laufzeit 2019 - 2021
Projektleitung: Burkhardt, Christin; Pietsch, Swantje
- Integrierte Prozesssimulation der pulvermetallurgischen Herstellung am Beispiel von Porzellan-Fliesen
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2019 - 2021
Projektleitung: Janßen, Rolf; Dosta, Maksym
- Analyse des Einflusses von Feinanteil und Feuchtigkeit auf Förderung und Lagerung in Holzpellets in häuslichen Lagerstätten
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - BMWi; Laufzeit 2019 - 2021
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- GRK 2462: Teilprojekt C1 - Herstellung funktioneller Granulate und Agglomerate mit großen Energiedissipationsdichten
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2019 - 2023
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- GRK 2462: Teilprojekt A4 - Entwicklung und Anwendung der BPM für die Untersuchung mechanischer Eigenschaften von gefrorenen Feststoffmaterialien
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2019 - 2023
Projektleitung: Dosta, Maksym
Mitarbeitende: Grabe, Jürgen
- WTM I³-LAB Smart Reactors - I³-Lab - Smart Reactors
Technische Universität Hamburg; Laufzeit 2019 - 2022
Projektleitung: Smirnova, Irina; Schlüter, Michael; Heinrich, Stefan; Horn, Raimund; Liese, Andreas; Emmelmann, Claus
Mitarbeitende: Eixenberger, Daniela
- Analyse der Fluidisations- und Scherbedingungen in Rotor-Wirbelschichten im trockenen und feuchten Zustand
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2019 - 2022
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- Strategieentwicklung zur Beschichtung von offenporigen, nanoporösen Materialien mit geringer Dichte
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2018 - 2021
Projektleitung: Heinrich, Stefan; Smirnova, Irina
- Physics Embedded Approximations of Aggregation and Breakage Kernels for Population Balances
Alexander von Humboldt-Stiftung; Laufzeit 2018 - 2021
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- Mulitiskalen Simulation zur Analyse und Optimierung der Chemical-Looping Vergasung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2018 - 2021
Projektleitung: Heinrich, Stefan; Dosta, Maksym
- Walzenpresse - Entwicklung einer innovativen Walzenpresse zur kontinuierlichen Granulierung unter Einsatz von Process Analytical Technology (PAT) - AiF/ZIM
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - BMWi; Laufzeit 2017 - 2020
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- Zentrales Projekt: Dynamische Simulation von vernetzten Prozessen
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2017 - 2020
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- SPP 2020 - Teilprojekt: Hochauflösende elektronenmikroskopische Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten von Hochleistungsbetonen und mehrskalige Modelierung mittels Bonded Particle Model
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2017 - 2021
Projektleitung: Schmidt-Döhl, Frank; Dosta, Maksym; Ritter, Martin
Mitarbeitende: Rybczynski, Sebastian; Schaan, Gunnar
- EnzymAgglo - Teilprojekt von SPP 1934: Multiskalige modellgestützte Untersuchungen funktionaler Enzym- und Proteinagglomerate für biotechnologische Anwendung - Teil 2: Von der Struktur zur Funktion
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2016 - 2022
Projektleitung: Heinrich, Stefan; Zeng, An-Ping
- SPP 1679: Dynamische Simulation vernetzter Feststoffprozesse
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2016 - 2020
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- Dynamische Modellierung reaktiver Wirbelschichtsysteme am Beispiel des Chemical-Looping Combustion (CLC) Prozesses für feste Brennstoffe
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2016 - 2020
Projektleitung: Hartge, Ernst-Ulrich; Heinrich, Stefan
- SFB 986: Teilprojekt A3 - Herstellung höherer hierarchischer Ebenen von Materialsystemen mit der Wirbelschicht-granulation und Diskrete-Elemente-Modellierung der Materialien
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2012 - 2021
Projektleitung: Heinrich, Stefan; Dosta, Maksym
Kooperationspartner
- Glatt Ingenieurtechnik GmbH
- Tetrapak
- Nestlé S.A.
- Alexanderwerk GmbH
- TOTAL Refining - Chemicals
- BASF