Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln des Schaumgehalts einer schäumenden Flüssigkeit, insbesondere des Gasgehalts der Flüssigkeit oder der Schaumhöhe auf der Flüssigkeitsoberfläche, wobei die Vorrichtung einen Sensor zum Messen des Schaumgehalts, eine an den Sensor angeschlossene Regeleinheit, die dazu ausgebildet ist, zur Erzielung eines vorgegebenen Schaumgehalts eine Dosierung eines Entschäumungsmittels anhand des gemessenen Schaumgehalts zu bestimmen, und eine an die Regeleinheit angeschlossene Zuführeinheit umfasst, welche dazu ausgebildet ist, der Flüssigkeit das Entschäumungsmittel in der von der Regeleinheit bestimmten Dosierung zuzuführen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Regeln des Schaumgehalts der Flüssigkeit.

In einer Vielzahl industrieller Prozesse und Verfahren werden Flüssigkeiten eingesetzt, die während ihres Einsatzes in unerwünschter Weise schäumen, so beispielsweise in der chemischen, Baustoff- oder Lebensmittelindustrie zum Reinigen oder Kühlen bzw. bei der Herstellung oder Verarbeitung von z.B. Zucker, Stärke, Papier, Zellstoff, Holzwerkstoffen, Farben, Baustoffen, bei der Fermentation von z.B. Aminosäuren, Antibiotika, Hefe, Zitronensäure, Bioethanol, in der Wasser- und insbesondere Abwasseraufbereitung, usw.usf . Die Prozesse laufen dabei z.B. in Chargen („Batches") ab, wobei sich die Flüssigkeit in einem offenen oder geschlossenen Behälter, z.B. einem Prozesstank, befindet und dabei gerührt wird oder weitgehend stationär bleibt. In anderen Prozessen fließt die Flüssigkeit z.B. kontinuierlich durch Kanäle oder Rohre, u.zw. zwischen einem Einlass und einem Auslass oder in einem Kreislauf . In jedem Fall schäumt die Flüssigkeit infolge ihrer Zusammensetzung und/oder des industriellen Prozesses, d.h. es bilden sich darin laufend Gasbläschen, welche den Gasgehalt der Flüssigkeit erhöhen und/oder auf der Flüssigkeitsoberfläche einen Schaum zuneh- mender Schaumhöhe bilden, wodurch jeweils der Schaumgehalt der Flüssigkeit steigt.

Um einen übermäßigen Schaumgehalt der Flüssigkeit zu verhindern, werden der Flüssigkeit Entschäumungsmittel zugesetzt, d.h. Mittel mit entschäumender bzw. entgasender Wirkung. Ist die schäumende Flüssigkeit während des Prozesses bzw. Verfahrens kontinuierlich im Fluss, dann wird im Allgemeinen das Entschäumungsmittel ebenfalls kontinuierlich zugesetzt; im Falle eines Batch-Prozesses wird das Entschäumungsmittel im Allgemeinen in einzelnen Dosen zugesetzt.

Vielfach ist heute noch üblich, das Entschäumungsmittel von Hand zuzuführen oder zumindest die Zuführung, z.B. eine Pumpe, von Hand einzustellen. Daraus resultiert meist eine erhebliche Überdosierung des Entschäumungsmittels, da im Allgemeinen die Dosierung unmittelbar erhöht wird, wenn ein Anstieg des Schaumgehalts - z.B. visuell - festgestellt wird, wogegen die Dosierung nicht unmittelbar und auch nicht im gleichen Ausmaß reduziert wird, wenn der Schaumgehalt gesunken ist. Eine Überdosierung hat negative Auswirkungen auf die Umwelt infolge von mit Entschäumungsmittel belastetem Abwasser und/oder auf die Prozesskosten infolge des hohen Entschäumungsmitteleinsatzes bzw. notwendiger Reinigung der Flüssigkeit von Entschäumungsmittel, z.B. im Zuge biologischer Abwasserbehandlung etc.

Um einer derartigen, oft erheblichen Überdosierung von Entschäumungsmittel entgegenzuwirken, ist z.B. aus der US 2017/0348616 Al bekannt, mit einem Sensor die Schaumhöhe auf der Flüssigkeitsoberfläche zu messen und mithilfe eines Proportional - Integral -Diff erential -Reglers („PID-Reglers") die Zufuhr von Entschäumungsmittel in die schäumende Flüssigkeit in Abhängigkeit von der gemessenen Schaumhöhe zu regeln. Bei korrekter Einstellung der proportionalen, integralen und differentiellen Verstärkungen des Reglers erzielt dieses Verfahren eine gegenüber dem herkömmlichen händischen Zuführen von Entschäumungsmittel deutliche Einsparung an Entschäumungsmittel. Eine Fehleinstellung des Reglers kann jedoch sogar zu einer noch große- ren Überdosierung führen . Dabei ist nicht nur die Einstellung der Verstärkungen des Reglers komplex, sondern der beschriebene Regler erzielt auch nicht mit allen in den industriellen Prozessen eingesetzten bzw . auftretenden Flüssigkeiten vergleichbar gute Ergebnisse , d . h . das Verfahren ist nicht sehr f lexibel in seiner Anwendbarkeit .

Die Erf indung setzt sich zum Ziel , eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Regeln des Schaumgehalts einer schäumenden Flüssigkeit zu schaf fen, welche für unterschiedliche indus trielle Prozesse und unterschiedliche Flüssigkeiten einfach und f lexibel einsetzbar sind und gegenüber dem Stand der Technik eine höhere Einsparung an Entschäumungsmittel erzielen .

Dieses Ziel wird gemäß einem ersten Aspekt der Erf indung mit einer Vorrichtung der einleitend genannten Art erreicht , die sich durch eine an den Sensor und die Regeleinheit angeschlossene Recheneinheit auszeichnet , wobei die Regeleinheit dazu ausgebildet ist , die Dosierung unter Verwendung eines Modells mit zumindest einem Parameter des Zusammenhangs zwischen einer Menge an in einem Zeitintervall zugeführtem Entschäumungsmittel und der dadurch in diesem Zeitintervall verursachten Änderung des Schaumgehalts zu bestimmen, und wobei die Recheneinheit dazu ausgebildet ist , aus einer Auf zeichnung des vom Sensor über zumindest ein vergangenes Zeitintervall gemes senen Schaumgehalts und der Menge an in diesem Zeitintervall zugeführtem Entschäumungsmittel den genannten Parameter zur Verwendung durch die Regeleinheit in zumindest einem späteren Zeitintervall zu berechnen .

Das Modell ist ein kinetisches Modell der Reaktion der Flüssigkeit , d . h . der Änderung ihres Schaumgehalts , auf die Menge an zugeführtem Entschäumungsmittel ; damit sind Reaktionen aller schäumenden Flüssigkeiten auf Zufuhr von Entschäumungs mittel modellierbar . Mithilfe der Recheneinheit wird durch einfache Berechnung des oder der Parameter/s das Modell an verschiedene Flüssigkeiten und vor allem auch an dynamische Veränderungen einer Flüssigkeit bzw . ihrer Reaktion auf die Ent - schäumungsmittelzufuhr angepasst , also nachgeführt . Durch die Verwendung dieses parametrierten Modells der Flüssigkeitsreaktion passt sich zugleich die Vorrichtung bzw . ihre Regeleinheit an den j eweiligen Prozess und die dabei eingesetzte bzw . auf - tretende schäumende Flüssigkeit an und die Regelung wird nachgeführt . Die Vorrichtung der Erf indung ist damit besonders einfach und f lexibel in der Anwendung und regelt den Schaumgehalt der Flüssigkeit besonders ef fektiv, wodurch erhebliche Mengen an Entschäumungsmittel eingespart werden .

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das genannte Modell mit dem Parameter k durch die Gleichung gegeben, mit :

X Schaumgehalt , dX

—j- Änderung des Schaumgehalts m einem Zeitintervall , und

P Menge an in diesem Zeitintervall zugeführtem Ent schäumungsmittel .

Dies stellt ein besonders einfaches und universell einsetzbares Modell dar , dessen einziger Parameter mit geringem Aufwand bestimmt werden kann .

Besonders günstig ist , wenn die Recheneinheit dazu ausgebildet ist , den genannten Parameter nach j edem Zeitintervall einer Folge von Zeitintervallen aus der Auf zeichnung des vom Sensor über das unmittelbar vorangegangene Zeitintervall gemes senen Schaumgehalts und der Menge an im unmittelbar vorangegangenen Zeitintervall zugeführtem Entschäumungsmittel zu berechnen . Der Parameter des Modells wird dadurch laufend und unmit telbar nachgeführt , sodass die Regelung an eine allfällige Veränderung der schäumenden Eigenschaft der Flüssigkeit j eweils unmittelbar angepasst wird und dadurch besonders gute Wirkung erzielt . Die Zeitintervalle der Folge können dabei an die j eweiligen Erfordernisse angepasst werden und hängen insbesondere davon ab, wie schnell die Flüssigkeit ihre Eigenschaf en verändert .

In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist die Zuführeinheit dazu ausgebildet, das Entschäumungsmittel gemäß einer vorgegebenen Zusammensetzung aus einer oder mehreren Komponenten zu wählen, wobei die Vorrichtung ferner eine an die Zuführeinheit angeschlossene Steuereinheit umfasst, welche dazu ausgebildet ist, der Zuführeinheit die Zusammensetzung vorzugeben. Dies ermöglicht eine über die Dosierung hinausgehende Optimierung, um jeweils ein besonders effektives Entschäumungsmittel aus einer oder mehreren Komponenten einzusetzen.

Besonders günstig ist dabei, wenn die Vorrichtung zumindest einen weiteren Sensor zum Messen zumindest einer der Messgrößen pH-Wert, Temperatur, Druck und Leitfähigkeit der Flüssigkeit umfasst, wobei die Steuereinheit an den zumindest einen weiteren Sensor angeschlossen und dazu ausgebildet ist, die Zusammensetzung in Abhängigkeit von zumindest dieser/diesen Mess- größe/n vorzugeben. Die Optimierung des Entschäumungsmittels erfolgt dadurch anhand von konkret gemessenen Flüssigkeitseigenschaften, welche z.B. erfahrungsgemäß Einfluss auf die schäumende Eigenschaft und damit den Schaumgehalt der Flüssigkeit haben. Beispielsweise kann das Entschäumungsmittel dabei einerseits neben zumindest einer entschäumenden Komponente zumindest eine nicht-entschäumende Komponente enthalten, welche z.B. den pH-Wert oder die Leitfähigkeit der Flüssigkeit beeinflusst, sodass die entschäumende Komponente des Entschäumungsmittels besonders wirksam ist; anderseits können verschiedene entschäumende Komponenten kombiniert werden. Die Zusammensetzung kann nach der bzw. den gemessenen Messgröße/n bzw. nach anderen Aspekten, z.B. der Umweltf reundlichkeit und/oder den Kosten der Komponenten, vorgegeben und gewählt werden. Das genannte Wählen umfasst bei zwei oder mehr Komponenten auch deren Vermischen oder das Lösen einer Komponente in der anderen od.dgl. ; oder die gewählten Komponenten werden der Flüssigkeit separat zugeführt . Besonders vorteilhaft ist , wenn die Steuereinheit dazu ausgebildet ist , in regelmäßigen Zeitabständen der Zuführeinheit eine Zusammensetzung vorzugeben . Falls keine Änderung der Zusammensetzung erforderlich ist , kann dabei die Steuereinheit auch mehrmals aufeinanderfolgend dieselbe Zusammensetzung vorgeben . Ferner kann zumindest gelegentlich eine zufällige Zusammensetzung des Entschäumungsmittels vorgegeben werden, wodurch die Steuereinheit die Wirksamkeit verschiedener Zusammensetzungen testen und - z . B . wenn die Steuereinheit ein selbst lernendes System ist - erlernen kann, sodass sie später anhand des Gelernten eine optimale Zusammensetzung vorgeben kann .

In einem zweiten Aspekt schaf ft die Erf indung ein Verfahren zum Regeln des Schaumgehalts einer schäumenden Flüssigkeit , insbesondere des Gasgehalts der Flüssigkeit oder der Schaumhöhe auf der Flüssigkeitsoberf läche , umfassend in einem Regelprozess :

Messen des Schaumgehalts mithilfe eines Sensors ,

Bestimmen einer Dosierung eines Entschäumungsmittels in Hinblick auf die Erzielung eines vorgegebenen Schaumgehalts anhand des gemessenen Schaumgehalts und eines Modells mit zumindest einem Parameter des Zusammenhangs zwischen einer Menge an in einem Zeitintervall zugeführtem Entschäumungsmittel und der dadurch in diesem Zeitintervall verursachten Änderung des Schaumgehalts , und

Zuführen des Entschäumungsmittels in der bestimmten Dosierung zu der Flüssigkeit ; und in einem zum Regelprozess parallelen oder intermittierenden Nachführprozess :

Berechnen des Parameters aus einer Auf zeichnung des vom Sensor über zumindest ein vergangenes Zeitintervall gemessenen Schaumgehalts und der Menge an in diesem Zeitintervall zugeführtem Entschäumungsmittel zur Verwendung in dem Regelprozess in zumindest einem späteren Zeitintervall . Bezüglich der Vorteile des Verfahrens und weiterer Varianten wird auf die vorangegangenen Ausführungen zur Vorrichtung verwiesen .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den beigeschlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Regeln des Schaumgehalts einer schäumenden Flüssigkeit in einem Blockschaltbild;

Fig. 2 ein Diagramm der Zufuhr an Entschäumungsmittel und des Schaumgehalts der Flüssigkeit über der Zeit bei Verwendung der Vorrichtung der Erfindung; und

Fig. 3 ein von der Vorrichtung von Fig. 1 ausgeführtes beispielhaftes Verfahren zum Regeln des Schaumgehalts der Flüssigkeit in einem Flussdiagramm.

Eine Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 regelt den Schaumgehalt X einer schäumenden Flüssigkeit 2, um einen vorgegebenen Schaumgehalt X* zu erzielen. Die Flüssigkeit 2 wird z.B. in einem industriellen Prozess zur Herstellung, Kühlung, Reinigung od.dgl. eines Objekts oder einer Substanz verwendet oder ist - z.B. als Abwasser in einer Kläranlage - der eigentliche Prozessgegenstand. Der industrielle Prozess kann dabei ein Chargen- bzw. Batch-Prozess sein, in welchem die Flüssigkeit batchweise anfällt bzw. eingesetzt wird, oder es handelt sich um einen kontinuierlichen Prozess, bei welchem auch die Flüssigkeit kontinuierlich eingesetzt wird.

Die Flüssigkeit 2 befindet sich in einem Behälter (hier: einem geschlossenen Tank) 3, und Gasbläschen haben einen Schaum 4 auf der Flüssigkeitsoberfläche 5 gebildet. Ein Sensor 6 misst den Schaumgehalt X der Flüssigkeit 2. Im dargestellten Fall entspricht der Schaumgehalt X einer Schaumhöhe h auf der Flüssigkeitsoberfläche 5. Der Sensor 6 ist z.B. ein Ultraschall-, Radar-, Mikrowellen-, Infrarot- oder Laser-Abstandssensor oder misst nach dem Kontakt-, Lichtschranken- oder elektrischen Leitfähigkeitsprinzip die Schaumhöhe h absolut oder z.B. als Anteil einer Gesamthöhe H der Flüssigkeit 2 einschließlich des Schaums 4. In anderen Fällen, beispielsweise wenn die Flüssigkeit in einem Kanal oder Rohr kontinuierlich fließt, kann der Schaumgehalt X z.B. als Gasgehalt der Flüssigkeit 2, insbesondere als Volumsanteil von Gas in der Flüssigkeit 2, beispielsweise mithilfe eines Dichtesensors gemessen werden.

An den Sensor 6 ist eine Regeleinheit 7 angeschlossen, sodass sie Zugriff auf den vom Sensor 6 jeweils gemessenen Schaumgehalt X hat. Die Regeleinheit hat z.B. einen Proportional-Integral- (PI-) , einen Proportional - Integral -Diff erential - (PID-) Regler od.dgl. zum Regeln des Schaumgehalts X. Dazu bestimmt die Regeleinheit 7 eine Dosierung D eines Entschäumungsmittels E, welches der Flüssigkeit 2 zugesetzt werden soll, um den vorgegebenen Schaumgehalt X* zu erzielen. Der vorgegebene Schaumgehalt X* kann dabei einerseits konstant oder andererseits zeitlich veränderlich vorgegeben werden. Die zeitliche Veränderung des vorgegebenen Schaumgehalts X* beruht z.B. auf einer Anpassung an einen vorhergeplanten Verlauf und/oder einen jeweils gemessenen Zustand des industriellen Prozesses. Beispielsweise ist im Rahmen eines sukzessive Flüssigkeit 2 zuführenden sogenannten „ Fed-Batch" -Prozesses - z.B. in einem Fermentationsverfahren - nicht nur die Menge der Flüssigkeit 2 vom Prozessfortschritt abhängig, d.h. zeitlich veränderlich, sondern häufig auch der vorgegebene Schaumgehalt X* entsprechend zeitlich veränderlich; insbesondere ist dabei in einem anfänglichen Prozessabschnitt die Flüssigkeitsmenge gering, sodass der vorgegebene Schaumgehalt X* hoch sein kann, wogegen in einem späteren Prozessabschnitt die Flüssigkeitsmenge größer ist, wodurch der vorgegebene Schaumgehalt X* zu reduzieren ist.

Die Vorrichtung 1 umfasst ferner eine Zuführeinheit 8 mit einem oder mehreren Reservoirs, aus welchen sie der Flüssigkeit 2, z.B. mithilfe einer steuerbaren Pumpe oder eines Regelventils, Entschäumungsmittel E zuführt. Die Zuführeinheit 8 ist an die Regeleinheit 7 angeschlossen, um der Flüssigkeit 2 das Entschäumungsmittel E in der von der Regeleinheit 7 bestimmten Do- sierung D zuzuführen. Im Fall, dass die Flüssigkeit 2 fließt, ist die Zuführeinheit 8 stromauf des Sensors 6 angeordnet.

Zum Bestimmen der Dosierung D verwendet die Regeleinheit 7 ein Modell mit zumindest einem Parameter k. Das Modell bildet einen Zusammenhang zwischen einer Menge P von in einem Zeitintervall At zugeführtem Entschäumungsmittel E und der dadurch in diesem Zeitintervall At verursachten Änderung des Schaumgehalts X ab, d.h. es ist ein kinetisches Modell der Reaktion der Flüssigkeit 2 bzw. ihres Schaumgehalts X auf das zugeführte Entschäumungsmittel E. Es versteht sich, dass die Menge P von im Zeitintervall At zugeführtem Entschäumungsmittel E mit der Dosierung D des der Flüssigkeit 2 zuzuführenden Entschäumungsmittel E zusammenfällt, wenn diese für dasselbe Zeitintervall At bestimmt wurde. Die Regeleinheit 7 verwendet das Modell, um eine oder mehrere Zeitkonstanten und/oder Verstärkungen („gains") ihres Reglers an die Reaktion der Flüssigkeit 2 auf Entschäumungsmittelzugabe anzupassen.

Das Modell kann verschiedener Art sein, insbesondere ein Modell, welches eine lineare, quadratische oder exponentielle Abnahme des Schaumgehalts X bei Entschäumungsmittelzufuhr annimmt. Beispielsweise ist das Modell mit dem Parameter k durch die folgende Gleichung 1 gegeben: dX

- = -kPX (Gleichung 1) dt mit : dX

—- Änderung des Schaumgehalts X m einem Zeitintervall At (hier: dem „infinitesimalen" Zeitintervall dt) .

Soll das Modell auch einen Einfluss allfälliger Nebenreaktionen des industriellen Prozesses auf den Zusammenhang zwischen der Menge P an zugeführtem Entschäumungsmittel E und der dadurch verursachten Änderung des Schaumgehalts X abbilden, kann das Modell optional z.B. durch ein System miteinander gekoppelter Differentialgleichungen gegeben sein, welche jeweils den Einf luss des industriellen Prozesses selbst bzw . j enen sei ner Nebenreaktionen beschreiben .

Um das Modell bzw . seinen zumindest einen Parameter k und damit die Regeleinheit 7 an die Reaktion der Flüssigkeit 2 auf Entschäumungsmittelzugabe anzupassen und auch bei dynamischen Änderungen dieser Reaktion nachzuführen, hat die Vorrichtung 1 eine Recheneinheit 9 , die an den Sensor 6 und die Regeleinheit 7 angeschlossen ist und die Regeleinheit 7 über einen Steuerpfad 10 nachführt . Die Recheneinheit 9 berechnet den oder die Parameter k des Modells und nutzt dazu eine Auf zeichnung des vom Sensor 6 über zumindest ein vergangenes Zeitintervall At gemessenen Schaumgehalts X und eine Menge P an Entschäumungs mittel E , welches in diesem Zeitintervall At der Flüssigkeit 2 zugeführt wurde , wie im Folgenden anhand des Beispiels der Fig . 2 näher erläutert wird .

Fig . 2 zeigt eine Folge von Zeitintervallen Ati , At ₂ , ..., allgemein At _n , welche j eweils zwischen zwei Zeitpunkten ti , t ₂ , ..., allgemein t _n , liegen . Zumindest in j edem Zeitpunkt t _n misst der Sensor 6 j eweils den Schaumgehalt Xi , X ₂ , ..., allgemein X _n (hier : ein kontinuierlich gemessener Verlauf des Schaumgehalts X) . In j edem Zeitintervall At _n der Folge wird j eweils eine Menge Pi , P ₂ , ..., allgemein P _n , an Entschäumungsmittel E zugeführt (hier : kontinuierlich während j edes Zeitintervalls At _n ) . Wird beispielsweise in einem Zeitintervall At ₄ zwischen den Zeit punkten t ₄ und t ₅ der Flüssigkeit 2 eine Menge P ₄ an Entschäumungsmittel E zugeführt , verursacht dies eine Änderung des Schaumgehalts X von einem Wert X ₄ im Zeitpunkt t ₄ auf einen Wert X ₅ im Zeitpunkt t ₅ .

Der genannte Parameter k des Modells kann nach einem beliebigen oder nach j edem Zeitintervall At _n der Folge j eweils von der Recheneinheit 9 berechnet werden . Soll beispielsweise der Parameter k für das Zeitintervall At ₄ berechnet werden, entnimmt die Recheneinheit 9 nach Ablauf dieses Zeitintervalls At ₄ aus der Auf zeichnung ( Fig . 2 ) den vom Sensor 6 über dieses Zeitintervall At ₄ gemessenen Schaumgehalt X ₄ und die Menge P ₄ an in diesem Zeitintervall At ₄ zugeführtem Entschäumungsmittel E. Der Parameter k wird anhand dieser Menge P ₄ und der dadurch verursachten Änderung AX (bzw. infinitesimal: dx) des Schaumgehalts X (z.B. gemäß AX = X ₅ - X ₄ ) berechnet und zur Verwendung durch die Regeleinheit 7 in einem oder mehreren späteren Zeitintervallen At _n (hier: z.B. At ₅ und/oder At ₆ ) an diese übermittelt .

Optional kann die Recheneinheit 9 eine Abgleicheinrichtung enthalten, welche den jeweils berechneten Parameter k vor der Übergabe an die Regeleinheit 7 mit für vorangegangene Zeitintervalle At berechneten Werten des Parameters k durch - z.B. gewichtete - Mittelwertbildung mittelt bzw. abgleicht. Die Abgleicheinrichtung ist z.B. ein zusätzlicher Rechenbaustein der Recheneinheit 9 oder ein neuronales Netz, insbesondere ein Long Short-Term Memory (LSTM) , das beim Abgleichen optional zusätzlich in vorangegangenen Zeitintervallen At verursachte Änderungen des Schaumgehalts X berücksichtigt. Die Regeleinheit 7 verwendet in diesem Fall den abgeglichenen Parameter k des Modells zur Anpassung ihres Reglers, wodurch vergangene Parameteränderungen Berücksichtigung finden und einer sprunghaften Anpassung des Reglers vorgebeugt wird.

In einer optionalen Ausführungsform ist die Zuführeinheit 8 dazu ausgebildet, das Entschäumungsmittel E aus einer oder mehreren Komponenten zu wählen, welche die Zuführeinheit 8 jeweils in einem Reservoir bereithält, um eine vorgegebene Zusammensetzung Z des Entschäumungsmittels E zu erzielen. In dieser Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit 11, welche an die Zuführeinheit 8 angeschlossen ist und der Zuführeinheit 8 die genannte Zusammensetzung Z vorgibt. Die Steuereinheit 11 greift somit in das Zuführen des Entschäumungsmittels E ein, u.zw. indem über einen Steuerpfad 12 die Zusammensetzung Z des Entschäumungsmittels E vorgegeben bzw. verändert wird .

Die Zusammensetzung Z kann dabei optional - zumindest gelegentlich - zufällig vorgegeben werden; alternativ dazu werden die Komponenten der Zusammensetzung Z z.B. heuristisch gewählt, wie weiter unten näher erläutert wird. Optional umfasst die Vorrichtung dazu einen oder mehrere (im Beispiel von Fig. 1: zwei) weitere Sensoren 13, 14, welche zumindest eine Messgröße (meist jeweils eine Messgröße pro Sensor 13, 14) messen, z.B. den pH-Wert W, die Temperatur T, den Druck und/oder die Leitfähigkeit der Flüssigkeit 2. Im Beispiel der Fig. 1 misst ein Sensor 13 der genannten weiteren Sensoren 13, 14 den pH-Wert W und der andere Sensor 14 die Temperatur T der Flüssigkeit 2. Die Steuereinheit 11 gibt die Zusammensetzung Z in diesem Fall in Abhängigkeit von zumindest diesen Messgrößen W, T vor.

Beim Vorgeben der Zusammensetzung Z des Entschäumungsmittels E ist die Steuereinheit 11 ferner optional an den genannten Sensor 6 zum Messen des Schaumgehalts X angeschlossen, um die Zusammensetzung Z auch in Abhängigkeit vom Schaumgehalt X vorzugeben. Ferner ist die Steuereinheit 11 optional an die Regeleinheit 7 angeschlossen, um die von dieser bestimmte Dosierung D zu erhalten, sodass die Steuereinheit 11 die Zusammensetzung Z auch in Abhängigkeit von der Dosierung D bzw. der Menge P an im Zeitintervall At zugeführtem Entschäumungsmittel E, vom daraus berechneten Parameter k und/oder von der Änderung des Schaumgehalts X infolge der Entschäumungsmittelzufuhr vorgeben kann. Überdies kann die Steuereinheit 11 weitere Informationen, z.B. eine Umweltverträglichkeit und/oder die Kosten jeder der Komponenten berücksichtigen und in Abhängigkeit davon die Zusammensetzung Z vorgeben.

All diese Abhängigkeiten sind z.B. in einer Datenbank als Heuristik hinterlegt, welche der Steuereinheit 11 zugehört, damit diese Heuristik-basiert eine geeignete Zusammensetzung Z vorgeben kann. Alternativ verfügt die Steuereinheit 11 optional über ein selbst-lernendes System, z.B. ein neuronales Netz, insbesondere ein Long Short-Term Memory (LSTM) , welches aus in der Vergangenheit vorgegebenen Zusammensetzungen Z, den daraus resultierenden Mengen P an zugeführtem Entschäumungsmittel E bzw. den dadurch verursachten Änderungen des Schaumgehalts X lernt , d . h . eine kognitive Heuristik aufbaut . Anhand der j ewei ligen Sensormesswerte und/oder allfälligen weiteren der genannten Informationen und der vom selbst - lernenden System aufgebauten Heuristik gibt die Steuereinheit 11 dann eine j eweils besonders geeignete - z . B . besonders wirksame , umweltschonende , kostengünstige - Zusammensetzung Z des Entschäumungsmittels E vor . Zu diesem Lernen kann das System zumindest gelegentlich zufällige Zusammensetzungen Z vorgeben .

Anhand des in Fig . 3 dargestellten Beispiels werden im Folgenden verschiedene Beispiele eines von der Vorrichtung 1 ausgeführten Verfahrens 15 zum Regeln des Schaumgehalts X der Flüssigkeit 2 näher erläutert .

In einem Initialisierungsschritt 16 werden z . B . der bzw . die Parameter k des Modells und der zu erzielende Schaumgehalt X* vorgegeben und wird der Schaumgehalt X der Flüssigkeit 2 gemessen . Darauf wird ein Regelprozess A des Verfahrens 15 entweder fortlaufend ausgeführt , z . B . mithilfe analoger Reglerbauteile , oder - wie im dargestellten Beispiel - als digitaler Regelprozess A zyklisch, insbesondere periodisch, durchlaufen . Der Regelprozess A umfasst wie zuvor beschrieben zumindest ei nen Schritt 17 , in welchem die Regeleinheit 7 die Dosierung D des Entschäumungsmittels E bestimmt , einen Schritt 18 , in wel chem die Zuführeinheit 8 der Flüssigkeit 2 das Entschäumungs mittel E in der in Schritt 17 bestimmten Dosierung D zuführt und optional die Zusammensetzung Z wählt , und einen Schritt 19 , in welchem der Sensor 6 den Schaumgehalt X der Flüssigkeit 2 misst .

Wird der Regelprozess A - wie dargestellt - zyklisch durchlaufen, kann die Zuführeinheit 8 in Schritt 18 entweder unmittelbar die gesamte Dosis der von der Regeleinheit 7 bestimmten Dosierung D des Entschäumungsmittels E der Flüssigkeit 2 zuführen oder veranlassen, dass das Entschäumungsmittel E der Flüssigkeit 2 kontinuierlich, z . B . mithilfe einer Pumpe , in der bestimmten Dosierung D zudosiert wird . Um einer lediglich langsamen Änderung des Schaumgehalts X nach dem Zuführen 18 von Entschäumungsmittel E Rechnung zu tragen, enthält optional der Regelprozess A einen Warteschritt 20, sodass beim folgenden Messen 19 bereits ein veränderter Schaumgehalt X zu erwarten ist.

In einem Nachführprozess B berechnet die Recheneinheit 9 in Schritt 21 den Parameter k des Modells wie zuvor beschrieben. Mit dem errechneten Parameter k des Modells wird über Pfad 22 (zu Schritt 17) die Regeleinheit 7 bzw. ihr Regler nachgeführt. Der Nachführprozess kann parallel zum Regelprozess A oder - wie dargestellt - intermittierend dazu, d.h. den Regelprozess A jeweils unterbrechend, ausgeführt werden. In der dargestellten Variante folgt der Nachführprozess B jeweils unmittelbar auf den Regelprozess A, d.h. er unterbricht den Regelprozess A, wenn in einer Verzweigung 23 eine positive Prüfung erfolgt (Zweig „Y" der Verzweigung 23) ; bei negativer Prüfung (Zweig „N" der Verzweigung 23) wird der Regelprozess A weiter ausgeführt. Als Prüf kriterium wird in der Verzweigung 23 beispielsweise eine Anzahl von Durchläufen des Regelprozesses A seit dem letzten Durchlaufen des Nachführprozesses B, das Ablaufen einer Zeitspanne, z.B. des Zeitintervalls At, oder ein besonders hoher Wert für z.B. die von der Regeleinheit 7 bestimmte Dosierung D oder den vom Sensor 6 gemessenen Schaumgehalt X herangezogen. Alternativ kann der Nachführprozess B in jedem Zyklus unmittelbar auf den Regelprozess A folgen, d.h. das Verfahren 15 keine Verzweigung 23 haben.

In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass das Zeitinter- vall At je nach Erfordernis gewählt werden kann, z.B. gleich der Periode des Regelprozesses A, wenn dieser periodisch durchlaufen wird, oder länger, insbesondere ein Vielfaches davon.

In einem optionalen Schritt 24, welcher parallel zum Regelprozess A und zum Nachführprozess B oder - wie dargestellt - intermittierend dazu ausgeführt wird, ermittelt die Steuereinheit 11 die Zusammensetzung Z des Entschäumungsmittels E wie zuvor beschrieben und gibt diese der Zuführeinheit 8 über Pfad 25 vor. In der dargestellten Variante folgt das Vorgeben 24 unmittelbar auf den Nachführprozess B, wenn in einer Verzweigung

26 eine positive Prüfung erfolgt (Zweig „Y" der Verzweigung 26) ; bei negativer Prüfung (Zweig „N" der Verzweigung 26) wird mit dem Regelprozess A fortgesetzt. Im Allgemeinen wird die Zusammensetzung Z in regelmäßigen Zeitabständen vorgegeben, d.h. dass als Prüf kriterium in der Verzweigung 26 das Erreichen des Zeitabstands vom letzten Vorgeben 24 herangezogen wird. Diese Zeitabstände sind meist wesentlich - z.B. 10-fach oder 100- fach - größer als die im Regelprozess A und im Nachführprozess B betrachteten Zeitintervalle At. Alternativ oder ergänzend kann als Prüf kriterium z.B. eine schwellwertunterschreitende Änderung des Schaumgehalts X trotz hoher Dosierung D oder eine Schwellwertüberschreitung des Schaumgehalts X oder seines An- stiegs herangezogen werden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst alle Varianten, Modifikationen und deren Kombinationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen.