Zusammenfassung
`Im Bereich der chemischen Industrie gelten die sogenannten Life Science Produkte als der erfolgversprechendste Bereich der nächsten Jahre. Da jedoch pharmazeutische Präparate und Feinchemikalien immer komplexeren Anforderungen und strengeren gesetzlichen Auflagen gerecht werden müssen, müssen hier effiziente Verfahren zur schonenden Produkttrennung, wie z.B. chromatographische Trennverfahren, zum Einsatz kommen. Neben dem klassischen Batch-Betrieb chromatographischer Prozesse gewinnt der kontinuierliche Betrieb mit scheinbarem Feststoffgegenstrom als SMB-Prozess (Simulated Moving Bed) zur Trennung einer Stoffmischung in zwei Fraktionen zunehmend an Bedeutung. Wegen der hohen Produktkosten stellt der wirtschaftliche Betrieb dieser Anlagen hohe Anforderungen an die Prozessführung und Prozessüberwachung.
Aufgrund der komplexen Dynamik, insbesondere des SMB-Prozesses, und grosser Parametersensitivitäten reicht die bislang in der Praxis übliche, reine Vorgabe der ein- und austretenden Mengenströme häufig nicht aus, um die Prozesse in der Nähe des wirtschaftlichen Optimums stabil zu betreiben. Hierfür ist eine komplette Automatisierung und dynamische Optimierung auf Grundlage verfügbarer Messinformationen und effektiv rechenbarer Simulations- Modelle zwingend erforderlich.Nach einer Einführung in die Prozessdynamik und die Problemstellung aus verfahrens- und regelungstechnischer Sicht werden mathematische Modellansätze für chromatographische Trennprozesse vorgestellt und die bislang eingesetzten Verfahren zur numerischen Simulation dargestellt und kritisch bewertet. Daran anschliessend werden die aus technischer Sicht interessanten Problemstellungen der dynamischen Optimierung erläutert und erste Lösungsansätze sowie bislang ungelöste Probleme diskutiert, wobei ein wesentlicher Punkt die simultane numerische Lösung von Modell- und Sensitivitätsgleichungen ist.`
[Abstract]
