Teknova Katarina Grujic 13.09.2010
Teknova AS Teknisk Naturvitenskapelig Forskningsinstitutt, lansert 04.12.2007. Oppdragsforskning teknologiutvikling og anvendelser i nært samarbeid med industri og næringsliv. Lokalisert ved og tett tilknyttet Agderforskning og Universitetet i Agder, samt kontorer i FoU bygget ved nye campus Grimstad. 9 eiere (UiA og AF eier ca 25% av selskapet): Agder Energi Universitetet i Agder (UiA) Agderforskning (AF) Stiftelsen Agderforskning Skeie Group Aker Solutions Elkem JBU Holding ( Ugland) Sparebanken Pluss Sørlandets Kunnskapspark Universitetet i Agder, kampus Kristiansand FoU bygget (Ugland Eiendom) Universitetet i Agder, kampus Grimstad
Teknova AS Teknova deler ikke ut utbytte til eierne. Teknologi/patenter utviklet på oppdrag er kundens eiendom. FoU avtaler (90 mill) sikrer basisaktiviteten de første 5 årene. Tilført egenkapital 28,8 mill i 2008. I dag har Teknova 15 ansatte, med visjoner om fordobling innen 2 år. Fagkompetanse: Fysikk, matematikk, prosesskjemi, kybernetikk, mekatronikk, statistikk, industriell økonomi/systemering. UiA bygger opp parallell kompetanse til Teknova under 5-årig samarbeidsavtale. Teknova Invest opprettet i desember 2009.
Kompetanse hos Teknova Ledelse TEKNOVA Adm Dir Kjetil Stuland Adm Leder Hilde Midtbø Forskergrupper Måleteknologi Dr Katarina Grujic Fornybar Energi Dr Anne Gerd Imenes Prosessteknologi Dr Thore Jarle Sørensen Forskere Torunn Hegna Hans Pettersson Dr Tor Inge Waag Dr Thomas Meyer Dr Rune Strandberg ++ Ansettelser Reidar Arneberg Dr Boyan Yuan ++ Ansettelser Industriell Matematikk Modellering, Automasjon Kybernetikk Dr Svenn Anton Halvorsen PhD student Alf Kristian Gjerstad Dr Rambabu Kandepu
Matematikk og modellering Regulering overvåkning analyse Svenn Anton Halvorsen Rambabu Kandepu Alf Kristian Gjerstad Teknisk Fysikk (Siv.Ing., NTH) Numerisk Matematikk (Dr.Ing., NTH) Kontroll & Instrumentering (Master, IIT Delhi) Kybernetikk (PhD, NTNU) Datateknikk og teknisk kybernetikk (Siv.Ing, NTH) Kybernetikk (PhD stipendiat, Univ. Stavanger) Industriell matematikk & modellering Internasjonalt nettverk industrierfaring Kjemometri & multivariat analyse Instrumentering overvåkning optimal drift Tilstandsestimering Eksempel offshore vind
Fornybar energi Anne Gerd Imenes Rune Strandberg Thomas Meyer Miljøfysikk (Cand.Scient. NLH/UMB) Anvendt fysikk/solenergi (PhD, Univ. Sydney) Førsteamanuensis (20%), PV gruppen UiA Teknisk fysikk (Siv.Ing. NTNU) Solcellefysikk (PhD, NTNU) Instrumentering/måling (BSc, Sheffield Hallam Univ.) Solcellefysikk (Mphil & PhD, Southampton Univ.) ++ Ansettelser Kandidater innen termodynamikk, bioenergi, vind
Prosessteknologi Thore Jarle Sørensen Reidar Arneberg Boyan Yuan Fysikk (Master, UiO) Kjemisk prosessteknologi (PhD, NTH) Teoretisk kjemi (Cand.Real, Univ. Bergen) Multivariat analyse, Kjemisk instrumentering Fysikalsk kjemi (Master, Univ. Beijing) Materialvitenskap (PhD, Univ. Tokyo) ++ Ansettelser Metallurgi, kjemiteknikk, prosessberegning
Måleteknologi Katarina Grujic Tor Inge Waag Hans Pettersson Torunn Hegna Fys. elektronikk (MSc, UiBeograd), Fysikk (Master, PhD, UiT) Optoelektronikk, laser teknologi, (integrert) optikk, elektronikk, deteksjonsteori, instrumentering Fysikk (Master, PhD, NTH) Ultralyd, signal prosessering, statistikk, matematisk modellering, elektromagnetikk, sensor teknologi Mekatronikk (Master, Danmarks Tekniske Univ.) Kontrollsystemer, programmering og programvareutvikling Anvendt matematikk (Master, UiO) Modellering, programmering, statistikk Olje & Gass leverandør industri Prosessindustri
INSITU PROJECT PROPOSAL Eyde FoU forum 13.09.2010
PROSIN forprosjekter Teknova får fagansvar ifm Workshop for måle- og separasjonsteknologi 17-18 Februar 2010, Kristiansand FoU forum i mars 2010 3 arbeidsgrupper ledet av Teknova 5 forprosjekter ledet av Teknova 3 forprosjekter på måleteknologi 1 forprosjekt på filtrering 1 forprosjekt på spillvarme Finansiering Egeninnsats av Teknova og andre deltakende forskningsinstitusjoner og bedrifter Støtte fra Sørlandet Kompetansefond (kr 300 000) Aust- og Vest Agder fylkeskommuner (kr 1 018 000)
PROSIN forprosjekter Måleteknologi 3 forprosjekter settes i gang i april 3 forprosjekter på måleteknologi Teknova / Kontaktperson Katarina Grujic kgr@tekova.no Katarina Grujic kgr@teknova.no Reidar Arneberg ra@teknova.no Interesserte bedrifter / Kontaktperson Nivåmåling på charge, slagg og metall Kontinuerlig måling av temperatur i slagg og metall Online-analyse av viskositet og slagg og metall sammensetning Elkem C-Al Øyvind Mikkelsen P P Elkem Solar Gro Eide Rune Norheim Rune Skuggedal P P P Alcoa Lista Trond Nakkestad P Interessert og vil eventuelt delta Interessert ENK Håvard Midtgård Interessert P P FAC Svein Jørgensen P Interessert Xstarata Audun Valle Interessert Interessert Vestas Anne Olaug Sivertsen Interessert Interessert
Level measurement on charge, slag and metal Partner Elkem C-Al Elkem Solar Alcoa Lista FAC Case Toplevel measurment in the C-Al reactor Charge and molten slaglevel measurement in the slag furnace Measurement of toplevel in the Søderberg Al cell Metal level detection in the recieving furnace and casting cruicible We have been focusing, but are not limited to Laser (Time-of-flight, triangulation, linescanning) Radar Ultrasound (Buffer rod, Laser Ultrasonics)
Temperatur measurement on slag and metal Partner Elkem C-Al Elkem Solar ENK Case Temperature measurment in the C-Al reactor Temperature measurement in induction furnaces On-line temperature measurement in slag and metal We have been focusing, but are not limited to Pyrometry (two color or multi-wavelength pyrometry, fibre-coupled pyrometer, linescanning) Fibre Optics (Fibre Bragg gratings, Distributed temperature sensing (Raman scattering)) Ultrasound
On-line analysis of material composition Partner Case Elkem Solar Eramet Norway Sauda We have been focusing, but are not limited to Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) LM-AAS XRF handheld Ultrasonic measurements in high-temperature liquids Inductively coupled plasma atomic spectroscopy(icp-aes)
Status Finansiering Fikk 300 000 kr fra SKF Fikk 1 018 000 kr fra AA og VA Fylkeskommuner. Foretatt separate møter med alle deltakere Holdt felles møter Utført kartlegging av mulige finansieringsordringer for hovedprosjekt Utført litteratursøk og markedsundersøkelser En enkel oversikt over fordeler og ulemper til de ulike teknikkene En oversikt over aktuelle FoU samarbeidspartnere Utarbeidet InSitu prosjektskisse Kombinert de tre forprosjektene i en hovedprosjektsøknad (InSitu) Invitert aktuelle nasjonale og internasjonale FoU partnere
Viderearbeid Videre kontakt med industri og FoU partnere Presisering av InSitu prosjektbeskrivelse InSitu prosjektmøte 20/9 Støttebrev Søknadsskrivning
RENERGI utlysning 2010 Oppsummering av prioriteringer Mer effektiv energibruk Internasjonalt samarbeid Nye innovative løsninger Praktisk nytte Tverrfaglige prosjekter Søknader fra grupper av bedrifter Forskerutdanning Forbedrede og mer energieffektive kjente industrielle prosesser, inkl løsninger for energieffektiv drift og kontroll Resultatspredning til andre industriaktører
Energy-efficient operations and control One of the main obstacles is the quality and frequency at which important measurements can be obtained from the process. Better and new process measurements are the key for through better process understanding, process optimisation and process control to reduced the total energy consumption, reduced emission of CO 2 and reduced pollution/waste to the environment.
Potential for reduction of energy consumption Alcoa Lista: Avoiding manual measurements and more frequent (ideally continuous) measurements of temperature and levels in Søderberg aluminum reduction cells could lead to reduction in energy consumption as big as 17 GWh per år.
InSitu project goal Main objective To develop in situ, non-intrusive measurement technology for the identified critical process parameters that meet the given specifications (measurement accuracy, sample rate etc) and can be used in conjunction with in situ feedback control of a chosen material processing step. Sub objectives Devise measurement methods based on the selected technologies. Develop mathematical models, signal processing and data analysis algorithms. Develop, build and test prototype measuring instruments.
InSitu project organisation Modeling WP1 LEVEL Signal Processing Data Analysis WP2 TEMPER. WP3 MATERIAL CHARACT.
MATERIAL CHARACTER. TEMPERATURE LEVEL OPTICS EM Ultrasound Photogrammetry Laser triangulation RADAR Inductive sensors Buffer rod Pyrometry Fiber-optics US Temp. measurement Laser Induced Breakdown Spectroscopy XRF Laser Ultrasonics 25
Laser triangulering Relativt billig, kommersielt tilgjengelig utstyr Problematisk geometri Utfordringer ved høy T Flimmer (nøyaktighet) Speilreflekterende overflate FoU utfordringer Skanning Flere punkter, linjer, mønster Flottør Måling på både diffus og speilaktig overflate ved høy T.
Ultralyd med bufferstang Direkte måling av posisjonen til grenseflater. For kobling av ultralydbølger til prøven kan man bruke en bufferstang Alsint, SiC, kvarts, grafitt, titan Formen til bufferstang Kappebelagt, konusformet, akustisk linse på tuppen Potensial Temperaturmåling Materialegenskaper Ultralyd omformer
Example Indian Institute of Technology Madras Corning Incorporated, USA
Laser ultralydteknikk Intelligent Optical Systems, Inc. Høyfrekvente UL bølger => bedre oppløsning og SNR TE utvidelse eller ablasjon Flytende medium: trykkbølge
Example Intelligent Optical Systems, USA
Fiberoptikk
Fiberoptikk
Fiberoptikk
LIBS Laser Induced Breakdown Spectroscopy
Example Fraunhofer
Example IMI, NRC Canada
InSitu project organisation Modeling WP1 LEVEL Signal Processing Data Analysis WP2 TEMPER. WP3 MATERIAL CHARACT.
Proposed structure R&D partners Industrial partners WP1 LEVEL Laser Triang. Ultrasound Teknova NRC IIT (CA), Fraunhofer (DE) CMR Inst, SINTEF akust. (NO) Imperial College London (UK) Alcoa Lista FAC Elkem Solar WP2 TEMPERATURE Ultrasound Fiber Optics Teknova CMR Inst, SINTEF akust. (NO), Imperial College London (UK) IPHT Jena (DE) Alcoa Lista Elkem Solar ENK WP3 Phys.PROPERTIES & Chem.COMPOSITION LIBS Ultrasound Teknova NRC IMI (CA), Fraunhofer ILT (DE) CMR Inst, SINTEF akust. (NO) Imperial College London (UK) Elkem Solar ENK Supporting work Modeling Signal Processing Data analysis Teknova, IRIS, CMR Instr (NO) Imperial College London (UK) CPACT, Univ. Newcastle (UK)
InSitu industrial partners Invited Elkem Solar New and efficient production of super clean silicon for the solar cell industry. Eramet Norway Kvinesdal Production of silicomanganese for use in the steel industry. Alcoa Lista The world s most environmentally friendly Søderberg plant. Farsund Aluminium Casting Production of aluminum parts for the automotive industry. Xstrata Nikkelverk Production of high quality nickel, cobolt, sulphuric acid, copper and precious metals. Vestas Casting Production of windmill hubs in the world s largest wind energy company.
InSitu FoU partners Invited Teknova, NO CMR Instrumentation, NO SINTEF Acoustics, SINTEF Metallurgy, NO Imperial College London, UK Fraunhofer Institute for Laser Technology, Aachen, DE Institute of Photonic Technology, Jena, DE CPACT, Univ. Newcastle, UK NRC Industrial Materials Institute, CA
Project funding (4 yrs) In knok Industry R&D RENERGI RFF Agder Cash 13.000 11.000 4.000 In kind 1.200 1.300 Total 30.500