DiKey Forschungsprojekt-Treffen in Dortmund

Das Forschungsprojekt „DiKey – Digitale Schlüsseltechnologien zur Bestimmung der Stoffdaten für effiziente Stofftrennung in der chemischen Industrie“ entwickelt neue datengetriebene Methoden zur schnelleren und nachhaltigeren Auslegung chemischer Prozesse. Ziel ist es, mithilfe von Methoden des maschinellen Lernens Stoffdaten präzise vorherzusagen, aufwendige experimentelle Untersuchungen zu reduzieren und die Auswahl optimaler Prozesskonfigurationen für Trenn- und Syntheseprozesse zu unterstützen.

Am 6. Mai fand das zweite Projekttreffen in den Räumlichkeiten der INOSIM GmbH in Dortmund statt. 16 Teilnehmerinnen und Teilnehmer der beteiligten Institute (RPTU, ITWM, RUB, DECHEMA) und Firmen (Bayer, Evonik, INOSIM)  diskutierten die aktuellen Fortschritte im Projekt:

• Prof. Fabian Jirasek (Rheinland-Pfälzische Technische Universität, RPTU) präsentierte die jüngsten Fortschritte seines Lehrstuhls im Bereich bei der Entwicklung hybrider Stoffdatenmodelle durch Kombination flexibler Machine Learning Algorithmen mit physikalischem Wissen, welche z.B. die Vorhersage von Phasengleichgewichten, kritischen Größen in der Auslegung von Apparaten und Prozessen, alleine auf Basis der molekularen Struktur ermöglichen.
• Pascal Zittlau aus der Arbeitsgruppe von Prof. Fabian Jirasek und Jonas Koch aus der Arbeitsgruppe von Prof. Stefanie Roos (RPTU) stellten den aktuellen Stand ihrer Forschung im Bereich Federated Learning vor. Dies ist zentraler Baustein des Projektes, durch den KI-Modelle auch mit proprietären Daten von Industriepartnern trainiert werden können, ohne vertrauliche Informationen offenzulegen.
• Jennifer Werner, Dr. Miltiadis Poursanidis (beide aus der Abteilung von Prof. Michael Bortz, Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik, ITWM) und Dr. Alexander Salten (INOSIM) zeigten die Ableitung von Surrogat-Modellen aus den Stoffdatenmodellen, um schnelle und effiziente Apparatesimulationen durchzuführen und diese an die Prozesssimulationssoftware INOSIM anzubinden.
• Felix Pasch(Lehrstuhl von Prof. Marcus Grünewald, Ruhr-Universität Bochum, RUB) und Dr. Miltiadis Poursanidis präsentierten den aktuellen Stand ihrer Arbeiten zur Charakterisierung und Optimierung hybrider Trennverfahren, die Destillation und Pervaporation kombinieren. Gemeinsam mit Dr. Christina Andreeßen und Johanna Valasko Gassenheimer (beide DECHEMA) wurde anschließend diskutiert, welchen Einfluss präzisere Stoffdaten auf die Effizienz solcher und weiterer Prozesse haben und wie LCA basierte Kriterien künftig systematisch in Modellierung und Optimierung eingebunden werden können, um ökologische Auswirkungen stärker zu berücksichtigen.
• Zum Abschluss ging Dr. Ulrich Westhaus (DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V.) noch auf einige organisatorische Punkte ein, unter anderem die Planung eines Workshops über die Entwicklungen, die aus „DiKey“ hervorgehen, für interessierte aus Industrie und Forschung.

Unser Fazit: ein produktives Meeting mit zielgerichteten Diskussionen und ein fester Plan für das weitere Vorgehen. Im nachgelagerten Austausch wurden außerdem weitere Ideen für Forschung und Entwicklung diskutiert und konkretisiert. Wir freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit im Projekt.

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