Forschungsbericht 2022
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
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Mixing evolution behavior of raw and gasified biomass pellets in a fluidized bed reactor - Article
Wang, Shen; Song, Tao; Jarolin, Kolja; Dymala, Timo; Dosta, Maksym; Heinrich, Stefan; Shen, Laihong
Chemical Engineering Science 264: 118161 (2022-12-31)
Publisher DOI
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Influence of nozzle parameters on spray pattern and droplet characteristics for a two-fluid nozzle - Article
Kramm, Kathrin; Orth, Maike; Teiwes, Arne; Kammerhofer, Jana; Meunier, Vincent; Pietsch-Braune, Swantje; Heinrich, Stefan
Chemie-Ingenieur-Technik 95 (1-2): 151-159 (2023)
Open Access
Publisher DOI
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Influence of process parameters and particle size distribution on mechanical properties of tablets - Article
Ait Ouazzou, Amine; Harshe, Yogesh M.; Meunier, Vincent; Finke, Jan H.; Heinrich, Stefan
Chemie-Ingenieur-Technik 95 (1-2): 168-177 (2023)
Open Access
Publisher DOI
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Experiments on the dynamic behavior of the chemical looping combustion process - Article
Lindmüller, Lennard; Haus, Johannes; Heinrich, Stefan
Chemie-Ingenieur-Technik 95 (1-2): 136-142 (2023)
Open Access
Publisher DOI
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Microscale modeling of frozen particle fluid systems with bonded-particle model method - Article
Tsz Tung, Chan; Heinrich, Stefan; Grabe, Jürgen; Dosta, Maksym
Materials 15 (23): 8505 (2022)
Open Access
Publisher DOI
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Hierarchical coarse-grained strategy for macromolecular self-assembly : application to hepatitis B virus-like particles - Article
Depta, Philipp Nicolas; Dosta, Maksym; Wenzel, Wolfgang; Kozlowska, Mariana; Heinrich, Stefan
International Journal of Molecular Sciences 23 (23): 14699 (2022)
Open Access
Publisher DOI
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Self-Assembly Videos for Hierarchical Coarse-Grained Strategy for Macromolecular Self-Assembly: Application to Hepatitis B Virus-Like-Particles - Audiovisual
Depta, Philipp Nicolas; Dosta, Maksym; Wenzel, Wolfgang; Kozlowska, Mariana; Heinrich, Stefan
Open Access
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Use of multiscale data-driven surrogate models for flowsheet simulation of an industrial zeolite production process - Article
Skorych, Vasyl; Buchholz, Moritz; Dosta, Maksym; Baust, Helene Katharina; Gleiß, Marco; Haus, Johannes; Weis, Dominik; Hammerich, Simon; Kiedorf, Gregor; Asprion, Norbert; Nirschl, Hermann; Kleine Jäger, Frank; Heinrich, Stefan
Processes 10 (10): 2140 (2022)
Open Access
Publisher DOI
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Workshop GRK 2462 "Processes in Natural and Technical Particle-Fluid-Systems" (PintPFS) : 26th & 27th of September 2022, Hamburg, Germany : conference proceedings - Proceedings
Milatz, Marius; Shokri, Nima; Hartmut, Gyde; Leemann, Andreas; Rotter, Sonja; Wriggers, Peter; Gäding, Johannes; Joly, Laurent; Tsz Tung, Chan; Antonyuk, Sergiy; Hüsener, Nicole; Pereira, Jean-Michel; Sanchez Calzado, Juan; Gor, Gennady; Orth, Maike; Luding, Stefan; Jung-Robeller, Isabella; García-González, Carlos A.; Shokri-Kuehni, Salomé M. S.; Schmidt-Döhl, Frank; Woitzik, Christian; Dosta, Maksym; Tasdemir, Süreyya; Gay Neto, Alfredo; Düster, Alexander; Hudobivnik, Blaž; Fernandes Moherdaui, Tiago; Tocci, Gabriele; Meißner, Robert; Heinrich, Stefan; Grabe, Jürgen; Gallardo Domínguez, Laura; Tetzner, Yannick; Sadeghian, Pouyan; Ivanova, Ella; Khalizov, Alexei; Alibabaei, Delaram; Pietsch-Braune, Swantje; Gurikov, Pavel; Smirnova, Irina; Huber, Patrick
Technische Universität Hamburg (2022)
Open Access
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Numerical and experimental analysis of fatigue-induced changes in ultra-high performance concrete - inProceedings
Rybczynski, Sebastian; Schmidt-Döhl, Frank; Schaan, Gunnar; Ritter, Martin; Dosta, Maksym
8th International Conference on Structural Engineering, Mechanics and Computation (SEMC 2022)
Publisher DOI
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High volatile conversion in a chemical looping combustion system with three different biomasses - Article
Lindmüller, Lennard; Haus, Johannes; Heinrich, Stefan
Energy & Fuels 36 (17): 9529-9537 (2022-09-01)
Publisher DOI
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Investigation of the influence of wetting on the particle dynamics in a fluidized bed rotor granulator by MPT measurements and CFD-DEM simulations - Article
Grohn, Philipp; Oesau, Tobias; Heinrich, Stefan; Antonyuk, Sergiy
Powder Technology 408: 117736 (2022-08)
Publisher DOI
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CFD-aided population balance modeling of a spray drying process - Article
Buchholz, Moritz; Haus, Johannes; Pietsch-Braune, Swantje; Kleine Jäger, Frank; Heinrich, Stefan
Advanced Powder Technology 33 (7): 103636 (2022-07)
Publisher DOI
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Product-property guided scale-up of a fluidized bed spray granulation process using the CFD-DEM method - Article
Kieckhefen, Paul; Pietsch-Braune, Swantje; Heinrich, Stefan
Processes 10 (7): 1291 (2022)
Open Access
Publisher DOI
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MP-PIC simulation of biomass steam gasification using ilmenite as an oxygen carrier - Article
Dymala, Timo; Wang, Shen; Jarolin, Kolja; Song, Tao; Shen, Laihong; Dosta, Maksym; Heinrich, Stefan
Atmosphere 13 (7): 1009 (2022)
Open Access
Publisher DOI
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Investigation of the influence of impact velocity and liquid bridge volume on the maximum liquid bridge length - Article
Grohn, Philipp; Oesau, Tobias; Heinrich, Stefan; Antonyuk, Sergiy
Advanced Powder Technology 33 (6): 103630 (2022-06)
Publisher DOI
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Parallel CPU–GPU computing technique for discrete element method - Article
Skorych, Vasyl; Dosta, Maksym
Concurrency and Computation: Practice and Experience 34 (11): e6839 (2022-05-15)
Open Access
Publisher DOI
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Minimizing gas leakages in a system of coupled fluidized bed reactors for chemical looping combustion - Article
Lindmüller, Lennard; Haus, Johannes; Ramesh Kumar Nair, Arun; Heinrich, Stefan
Chemical Engineering Science 250: 117366 (2022-03-15)
Publisher DOI
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Modeling the devolatilization and fragmentation of biomass pellets with the bonded particle method for fluidized bed applications - Article
Jarolin, Kolja; Dymala, Timo; Heinrich, Stefan; Dosta, Maksym
Computational Particle Mechanics 9 (6): 1319-1335 (2022)
Open Access
Publisher DOI
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Comparison of Knudsen diffusion and the dusty gas approach for the modeling of the freeze-drying process of bulk food products - Article
Levin, Patrick; Buchholz, Moritz; Meunier, Vincent; Kessler, Ulrich; Palzer, Stefan; Heinrich, Stefan
Processes 10 (3): 548 (2022)
Open Access
Publisher DOI
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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 23 (1): 548-563 (2022-02)
Open Access
Publisher DOI
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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 (2022-01-10)
Open Access
Publisher DOI
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A novel method for predicting product properties in fluidized bed spray granulation - Thesis
Kieckhefen, Paul
Cuvillier Verlag 978-3-7369-7556-9: (2021)
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Linking process-property relationships for multicomponent agglomerates using DEM-ANN-PBM coupling - Article
Dosta, Maksym; Tsz Tung, Chan
Powder Technology 398: 117156 (2022-01)
Publisher DOI
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An efficient multiscale bi-directional PBM-DEM coupling framework to simulate one-dimensional aggregation mechanisms - Article
Das, Ashok; De, Tarun; Kaur, Gurmeet; Dosta, Maksym; Heinrich, Stefan; Kumar, Jitendra
Proceedings of the Royal Society A 478 (2261): 20220076 (2022)
Publisher DOI
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History of Pulsed Electric Fields in Food Processing - inBook
Sitzmann, Werner; Vorobiev, Eugène; Raso, Javier; Álvarez, Ignacio; Lebovka, Nikolai
In: Pulsed Electric Fields Technology for the Food Industry. Food Engineering Series. Springer, Cham.: 3-54 (2022)
Publisher DOI
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CFD-DEM Simulation of Superquadric Cylindrical Particles in a Spouted Bed and a Rotor Granulator - Article
Grohn, Philipp; Schaedler, Luca; Achutegui Narbona, Aitor; Heinrich, Stefan; Antonyuk, Sergiy
Chemie-Ingenieur-Technik 95 (1-2): 244-255 (2023)
Publisher DOI
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Fluid dynamics of turbulent fluidized beds for Geldart’s group B particles - Thesis
Wytrwat, Tom
Cuvillier Verlag 978-3-7369-7571-2: (2022)
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Correlating granule surface structure morphology and process conditions in fluidized bed layering spray granulation - Article
Orth, Maike; Kieckhefen, Paul; Pietsch, Swantje; Heinrich, Stefan
KONA Powder and Particle Journal 39: 230-239 (2022)
Open Access
Publisher DOI
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Valorization of waste lavender residue from the essential oil industry for production of rosmarinic acid - a study on the solid-liquid extraction - Article
Chilev, Chavdar; Simeonov, Evgeni; Dimitrova, Borislava; Yonkova, Velislava P.; Pietsch-Braune, Swantje; Heinrich, Stefan; Peshev, Dimitar
Journal of Chemical Technology and Metallurgy 57 (3): 522-532 (2022)
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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
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Micromechanical analysis of roller compaction process with DEM - Article
Eichler, Christian; Pietsch-Braune, Swantje; Dosta, Maksym; Schmidt, Alexander; Heinrich, Stefan
Powder Technology 398: 117146 (2022-01)
Publisher DOI
Projekte
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CO2 Abscheidung - Analyse eines Chemical Looping Combustion-Prozesses mit einem neuartigen, zweistufigen Brennstoffreaktor zur Reduktion der CO2-Emissionen
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2022 - 2025
Projektleitung: Heinrich, Stefan
Mitarbeitende: Schmitt, Marian
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Liquid Penetration - GRK 2462: A6 Untersuchung der dynamischen Kapillarität und Flüssigkeitspenetration in porösen Feststoffsystemen
Laufzeit 2022 - 2025
Projektleitung: Heinrich, Stefan; Grabe, Jürgen
Mitarbeitende: Sadeq, Abdullah
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HeatBulk - GRK 2462: A8 Untersuchung des Wärmetransports in trockenen und feuchten Partikelpackungen
Laufzeit 2022 - 2025
Projektleitung: Heinrich, Stefan; Smirnova, Irina
Mitarbeitende: Lourenco Alves, Carine
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MaMoHy - Magnetresonanztomographie und numerische Modellierung der Hydrodynamik in vibrierten blasenbildenden Wirbelschichten
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2022 - 2025
Projektleitung: Heinrich, Stefan; Penn, Alexander
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TwinGuide - 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
Mitarbeitende: Kräuter, Robert; Zhou, Xiye
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Hetero-Batterieaggregate - SPP 2289: Strahlschichtprozessierung zur Strukturierung von leitfähigen Hetero-Batterieaggregaten
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021 - 2024
Projektleitung: Heinrich, Stefan
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DynFloSim - Dynamisches Fließschemasimulationssystem für Feststoffprozesse
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021 - 2024
Projektleitung: Heinrich, Stefan
Mitarbeitende: Skorych, Vasyl
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TUSAIL - Training in Upscaling particle Systems: Advancing Industry across Length-scales
European Commission; Laufzeit 2021 - 2025
Projektleitung: Heinrich, Stefan
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rCFDcontrol - Überwachung und Steuerung der kontinuierlichen mehrstufigen Wirbelschichtsprühgranulation: Echtzeitanalyse und Prozessanpassung durch Mischungsbeeinflussung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021 - 2024
Projektleitung: Heinrich, Stefan
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Laborwirbelschichtanlage
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2020 - 2024
Projektleitung: Heinrich, Stefan
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I³ Junior Projekt - Identification of model parameters for the discrete element modelling based on in-situ CT-experiments
Laufzeit 2020 - 2022
Projektleitung: Milatz, Marius; Jarolin, Kolja
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Wirbelschichtagglo - Mehrskalige Beschreibung der Agglomeration und Desagglomeration in Wirbelschichten
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2020 - 2023
Projektleitung: Heinrich, Stefan
Mitarbeitende: Bunke, Falk
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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 2020 - 2023
Projektleitung: Heinrich, Stefan; Zeng, An-Ping
Mitarbeitende: Depta, Philipp Nicolas
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Integrierte Prozesssimulation der pulvermetallurgischen Herstellung am Beispiel von Porzellan-Fliesen
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2019 - 2022
Projektleitung: Janßen, Rolf; Dosta, Maksym
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Frozen Materials - GRK 2462: Teilprojekt A4 - Entwicklung und Anwendung der BPM für die Untersuchung mechanischer Eigenschaften von gefrorenen Feststoffmaterialien
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2019 - 2023
Projektleitung: Heinrich, Stefan; Grabe, Jürgen
Mitarbeitende: Tsz Tung, Chan
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Functional Granules - GRK 2462: Teilprojekt C1 - Herstellung funktioneller Granulate und Agglomerate mit großen Energiedissipationsdichten
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2019 - 2023
Projektleitung: Heinrich, Stefan; Düster, Alexander
Mitarbeitende: Orth, Maike
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Analyse der Fluidisations- und Scherbedingungen in Rotor-Wirbelschichten im trockenen und feuchten Zustand
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2019 - 2022
Projektleitung: Heinrich, Stefan
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Strategieentwicklung zur Beschichtung von offenporigen, nanoporösen Materialien mit geringer Dichte
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2018 - 2022
Projektleitung: Heinrich, Stefan; Smirnova, Irina
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WTM - I³-LAB Smart Reactors
Behörde für Wissenschaft, Forschung und Gleichstellung; Laufzeit 2018 - 2023
Projektleitung: Smirnova, Irina; Schlüter, Michael; Heinrich, Stefan; Horn, Raimund; Liese, Andreas; Emmelmann, Claus
Mitarbeitende: Eixenberger, Daniela
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Physics Embedded Approximations of Aggregation and Breakage Kernels for Population Balances
Alexander von Humboldt-Stiftung; Laufzeit 2018 - 2023
Projektleitung: Heinrich, Stefan
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SPP 2020 - Teilprojekt: Hochauflösende elektronenmikroskopische Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten von Hochleistungsbetonen und mehrskalige Modelierung mittels Bonded Particle Model
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2017 - 2022
Projektleitung: Schmidt-Döhl, Frank; Dosta, Maksym; Ritter, Martin
Mitarbeitende: Rybczynski, Sebastian; Schaan, Gunnar
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Composites - SFB 986: Teilprojekt A03 - Herstellung höherer hierarchischer Ebenen von Materialsystemen mit der Wirbelschichtgranulation und Diskrete-Elemente-Modellierung der Materialien
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2012 - 2024
Projektleitung: Heinrich, Stefan; Dosta, Maksym
Mitarbeitende: Rothberg, Hannah Sophia
Kooperationspartner
- Glatt Ingenieurtechnik GmbH
- Tetrapak
- Nestlé S.A.
- Alexanderwerk GmbH
- TOTAL Refining - Chemicals
- BASF
- DOW Chemicals