Forschungsbericht 2021
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
- Novel approach for measurement of restitution coefficient by magnetic particle tracking - Article
Oesau, Tobias; Grohn, Philipp; Pietsch-Braune, Swantje; Antonyuk, Sergiy; Heinrich, Stefan
Advanced Powder Technology 33 (1) : 103362 (2022-01)
Open Access Publisher DOI
- DEM-based approach for the modeling of gelation and its application to alginate - Article
Depta, Philipp Nicolas; Gurikov, Pavel; Schroeter, Baldur; Forgács, Attila; Kalmár, József; Paul, Geo; Marchese, Leonardo; Heinrich, Stefan; Dosta, Maksym
Journal of Chemical Information and Modeling 62 (1): 49-70 (2021)
Open Access Publisher DOI
- MP-PIC simulation of circulating fluidized beds using an EMMS based drag model for Geldart B particles - Article
Dymala, Timo; Wytrwat, Tom; Heinrich, Stefan
Particuology 59: 76-90 (2021-12)
Publisher DOI
- Production of magnetite-polyvinyl butyral composites using a Nano Spray Dryer - Article
Rothberg, Hannah Sophia; Pietsch-Braune, Swantje; Spahr, Larus; Kanina, Yoanna; Heinrich, Stefan
Powder Technology 394: 394-402 (2021-12)
Publisher DOI
- Modeling and flow sheet simulation of vibrated fluidized bed dryers - Thesis
Lehmann, Sören Ernst
Cuvillier Verlag 978-3-7369-7539-2: (2021)
- Discrete element modeling and electron microscopy investigation of fatigue-induced microstructural changes in ultra-high-performance concrete - Article
Rybczynski, Sebastian; Schaan, Gunnar; Dosta, Maksym; Ritter, Martin; Schmidt-Döhl, Frank
Materials 14 (21): 6337 (2021-10-23)
Open Access Publisher DOI
- High heating rate sintering and microstructural evolution assessment using the discrete element method - Article
Paiva Teixeira, Mirele Horsth de; Skorych, Vasyl; Janßen, Rolf; Gómez González, Sergio Yesid; Noni, Agenor de; Rodrigues Neto, João Batista; Hotza, Dachamir; Dosta, Maksym
Open Ceramics 8 : 100182 (2021)
Open Access Publisher DOI
- Unresolved CFD-DEM simulation of spherical and ellipsoidal particles in conical and prismatic spouted beds - Article
Achutegui Narbona, Aitor; Kieckhefen, Paul; Pietsch, Swantje; Aguado, Roberto; Olazar, Martin; Heinrich, Stefan
Powder Technology 389: 493-506 (2021-09)
Publisher DOI
- Process design of a multistage drying process via flowsheet simulation - Article
Buchholz, Moritz; Haus, Johannes; Blesinger, Lukas; Riemann, Christian; Pietsch, Swantje; Kleine Jäger, Frank; Heinrich, Stefan
Chemie Ingenieur Technik 93 (8): 1287-1294 (2021-08)
Open Access Publisher DOI
- Influence of freezing parameters on the formation of internal porous structure and its impact on freeze-drying kinetics - Article
Levin, Patrick; Meunier, Vincent; Kessler, Ulrich; Heinrich, Stefan
Processes 9 (8): 1273 (2021)
Open Access Publisher DOI
- Mechanical strength evolution of biomass pellet during chemical looping gasification in fluidized bed - Article
Wang, Shen; Yin, Xianglei; Jarolin, Kolja; Dymala, Timo; Xu, Jiale; Yin, Shangyi; Dosta, Maksym; Song, Tao; Heinrich, Stefan; Shen, Laihong
Fuel processing technology 221: 106951 (2021)
Publisher DOI
- Spray coating of cellulose aerogel particles in a miniaturized spouted bed - Article
Schroeter, Baldur; Yonkova, Velislava P.; Goslinska, Monika; Orth, Maike; Pietsch-Braune, Swantje; Gurikov, Pavel; Smirnova, Irina; Heinrich, Stefan
Cellulose 28 (12): 7795-7812 (2021-08-01)
Open Access Publisher DOI
- Mesh-free micromechanical modeling of inverse opal structures - Article
Dosta, Maksym; Bistreck, Katrin; Skorych, Vasyl; Schneider, Gerold A.
International Journal of Mechanical Sciences 204: 106577 (2021-08)
Open Access Publisher DOI
- Dynamic model development based on experimental investigations of acoustically levitated suspension droplets - Article
Buchholz, Moritz; Haus, Johannes; Polt, Fritz; Pietsch, Swantje; Schönherr, Michael; Kleine Jäger, Frank; Heinrich, Stefan
International Journal of Heat and Mass Transfer 171: 121057 (2021-06)
Publisher DOI
- Predicting product properties of fluidized bed spray granulation using CFD-DEM simulations - inProceedings
Kieckhefen, Paul; Pietsch-Braune, Swantje; Heinrich, Stefan
International Conference on Fluidized Bed Technology (CFB 2021)
- The MP-PIC method for CFD-simulation of biomass gasification in a lab-scale fluidized bed - inProceedings
Dymala, Timo; Hartge, Ernst-Ulrich; Song, Tao; Shen, Laihong; Heinrich, Stefan
International Conference on Fluidized Bed Technology (CFB 2021)
- Linearization-based methods for the calibration of bonded-particle models - Article
Jarolin, Kolja; Dosta, Maksym
Computational Particle Mechanics 8 (3): 511-523 (2021-05)
Open Access Publisher DOI
- Influence of process parameters on the granule morphology during fluidized bed spray granulation - inProceedings
Pietsch-Braune, Swantje; Kieckhefen, Paul; Orth, Maike; Heinrich, Stefan
International Conference on Fluidized Bed Technology (CFB 2021)
- Characterizing devolatilized wood pellets for fluidized bed applications - Article
Jarolin, Kolja; Wang, Shen; Dymala, Timo; Song, Tao; Heinrich, Stefan; Shen, Laihong; Dosta, Maksym
Characterizing devolatilized wood pellets for fluidized bed applications. Biomass Conv. Bioref (in Press): (2021)
Publisher DOI
- Data for characterizing devolatilized wood pellets for fluidized bed applications - Dataset
Jarolin, Kolja; Wang, Shen; Dymala, Timo; Song, Tao; Heinrich, Stefan; Shen, Laihong; Dosta, Maksym
Open Access
- Recent advances in fluidized bed hydrodynamics and transport phenomena : progress and understanding - Article
Di Renzo, Alberto; Scala, Fabrizio; Heinrich, Stefan
Processes 9 (4): 639 (2021-04)
Open Access Publisher DOI
- 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 (2021-01)
Open Access Publisher DOI
Projekte
- Analyse eines Chemical Looping Combustion-Prozesses mit einem neuartigen, zweistufigen Brennstoffreaktor zur Reduktion der CO2-Emissionen
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021 - 2024
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- DigiSib - DFG-Fraunhofer-Kooperation 2020: Entwicklung eines intelligenten Digitalen Zwillings zur Vorhersage und Steuerung des Prozessverlaufs mittels transienter Fließschemasimulation am Beispiel der Wirbelschichtsprühgranulation
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021 - 2024
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- Hetero-Batterieaggregate - SPP 2289: Strahlschichtprozessierung zur Strukturierung von leitfähigen Hetero-Batterieaggregaten
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021 - 2024
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- DynFloSim - Dynamisches Fließschemasimulationssystem für Feststoffprozesse
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021 - 2024
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- rCFDcontrol - Überwachung und Steuerung der kontinuierlichen mehrstufigen Wirbelschichtsprühgranulation: Echtzeitanalyse und Prozessanpassung durch Mischungsbeeinflussung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021 - 2024
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- TUSAIL - Training in Upscaling particle Systems: Advancing Industry across Length-scales
European Commission; Laufzeit 2021 - 2025
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- 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
- 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-Braune, Swantje
- Integrierte Prozesssimulation der pulvermetallurgischen Herstellung am Beispiel von Porzellan-Fliesen
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2019 - 2022
Projektleitung: Janßen, Rolf; Dosta, Maksym
- GRK 2462: Teilprojekt C1 - Herstellung funktioneller Granulate und Agglomerate mit großen Energiedissipationsdichten
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2019 - 2023
Projektleitung: Heinrich, Stefan
- Analyse des Einflusses von Feinanteil und Feuchtigkeit auf Förderung und Lagerung in Holzpellets in häuslichen Lagerstätten
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWi); Laufzeit 2019 - 2021
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
- 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
- WTM I³-LAB Smart Reactors - I³-Lab - Smart Reactors
Behörde für Wissenschaft, Forschung und Gleichstellung; Laufzeit 2018 - 2022
Projektleitung: Smirnova, Irina; Schlüter, Michael; Heinrich, Stefan; Horn, Raimund; Liese, Andreas; Emmelmann, Claus
Mitarbeitende: Eixenberger, Daniela
- 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
- 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
- SFB 986: Teilprojekt A03 - Herstellung höherer hierarchischer Ebenen von Materialsystemen mit der Wirbelschicht-granulation und Diskrete-Elemente-Modellierung der Materialien
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2012 - 2024
Projektleitung: Heinrich, Stefan; Dosta, Maksym
Kooperationspartner
- Glatt Ingenieurtechnik GmbH
- Tetrapak
- Nestlé S.A.
- Alexanderwerk GmbH
- TOTAL Refining - Chemicals
- BASF