pH-Wert
Temperatur
Säuregehalt
11 2019 | moproweb.de 17
ratur (Energie) oder des Aufpralldrucks
(Impakt) erreicht
werden.
Zu den zugrundeliegenden
Mechanismen der Abtragung
von Lebensmittelrückständen
auf Oberflächen zählen unter
mikroskopischer Prozessbetrachtung
Diffusion und Impulsaustausch
bzw. Entgegenwirkung
der Adhäsion 5. Die
Haupteinflüsse auf das Reinigungsergebnis
sind hierbei der
Volumenstrom, der Abstand
der Düse zur Wand und die Verweilzeit
des Flüssigkeitsstrahles
auf einer Stelle 6. In der makroskopischen
Prozessbetrachtung
kann die Schmutzabtragung
als abklingende Funktion
(Weibull-Verteilung) dargestellt
werden 7. Im folgenden Anwendungsfall
befindet sich die
Düse innerhalb des Tanks und
rotiert durch ein Getriebe um
zwei Achsen im Raum. Die regelbaren
Prozessparameter
des Projekts sind im Wesentlichen
der Volumenstrom und im
späteren auch die Verweilzeit
des Flüssigkeitsstrahles.
Neben der klassischen Regelungstechnik,
die zum Teil
die Modellierung der Anlage
und des Reglers im Zustandsraum
beinhaltet, ist mit dem
Aufkommen von leistungsstärkeren
Rechnern und der
billigeren Speichermöglichkeit
von Daten das Spektrum an
datenbankbasierenden, maschinell
lernenden Regelungen
stark gestiegen. Methoden zum
maschinellen Lernen können
in Überwacht (supervised) und
Nicht-Überwacht (unsupervised)
eingeteilt werden 8. Bei
der nicht überwachten Variante
ändert das System seine Parameter
entsprechend der Änderung
der Umwelt. Durch die
Bewertung dieser Änderungen
wird das System in seinen Entscheidungen
unterschiedlich
bestärkt (Bestärkendes Lernen)
9. Eine Methode des maschinellen
Lernens ist das bestärkende
Lernen. Dabei werden
Entscheidungen, die der Regler
trifft nicht nur sensorisch erfasst
und geben ein Feedback
sondern auch mithilfe eines
sogenannten „Agenten“ nach
gut oder schlecht bzw. zielführend
und nicht-zielführend
bewertet. Diese zusätzliche
Bewertung der Eingriffe in das
System wird in einer Datenbank
hinterlegt um den Regler mit
einem trainierbaren Gedächtnis
auszustatten. Eine vergleichbare
Anwendung findet sich in der
Optimierung der Biogas Produktion
durch anaerobe Fermentation
von Abwasser 10.
Eine weitere Anwendung des
bestärkenden Lernens mit Gedächtnis
findet sich auch in der
Automatisierung der Gebäudeklimatisierung
wieder 11.
Die Vernetzung zwischen
dem datenbankbasierenden bestärkenden
Lernen und der Reinigung
von Lebensmitteltanks
mittels Flüssigkeitsstrahlen ist
im Rahmen eines Forschungsprojekts
des Forschungskreises
für Ernährungsindustrie e.V.
in Kooperation mit dem Fraunhofer
IVV in Dresden und dem
Lehrstuhl für Strömungsmechanik
der Friedrich-Alexander-
Universität Erlangen untersucht
worden.
Material
und Methoden
In diesem Artikel wird ein Ansatz
vorgestellt, der die Reini-
Abbildung 2: Prozessbild einer Regelung mit Agenten, der zusätzlich zu der sensorischen Erfassung
der Umwelteinwirkung der Aktorik ebenfalls noch eine Bewertung anhand eines vordefinierten
Schemas als Eingangsgröße zu einem Regelalgorithmus beisteuert
Messtechnik für die
Molkereiindustrie
Erfahren Sie mehr unter:
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