Batch reaktorok működtetését segítő szoftverek és szolgáltatások


PROGRAM LETÖLTÉSE

Batch reaktor

A szakaszos rendszereket főleg a többtermékű illetve a steril körülményeket igénylő területeken alkalmazzák. Legtöbbször szabványos készülékeket (pl. zománcozott reaktor) használnak, amelyek könnyen átalakíthatók egy másik termék előállítására. A szakaszos (batch) és rátáplálásos (semi-batch) reaktorokat ezért elterjedten használják a gyógyszer-, élelmiszer-, fermentációs és finomkémiai iparban. Szakaszos reaktorokat használnak kis mennyiségű termékek előállítására, új terméket előállító technológiák kifejlesztése során, a nagyon drága, speciális termékek előállításakor, és olyan termékek gyártásánál, ahol a folyamatos technológia műszaki vagy gazdasági szempontok miatt nem megfelelő.

Köpenyes, keverővel ellátott üstreaktor

A szakaszos rendszerek, ezen belül különösen a szakaszos reaktorok modellezése, irányítása, szabályozása nehéz feladat. A nehézséget főleg az okozza, hogy a szakaszos folyamatoknak általában nincs stacioner állapota és a folyamatok nem-lineárisak, amelyet legtöbbször a kémiai reakció során felszabaduló hő okoz.
Az ilyen rendszerek modellezése során differenciál-algebrai egyenletrendszereket (DAE) kell megoldani, optimalizálásnál pedig a dinamikus optimalizációs technikákat kell alkalmazni.
A szakaszos reaktorok üzemeltetése során az a cél, hogy rövid idő alatt nagy kihozatallal tiszta végterméket állítsanak elő úgy, hogy kevés oldószert használjanak fel, és a melléktermékek mennyisége minimális legyen. Ezekből a célokból kiindulva két optimalizálási feladat fogalmazható meg: maximális kihozatal adott idő alatt, illetve adott kihozatal minimális idő alatt.
Sok esetben az ilyen rendszerek irányításánál a fenti célokból adódóan az optimális ütemezésre illetve az ideális hőmérséklet profil meghatározására helyezik a hangsúlyt. A gyakorlatban azonban a definiált alapjel profil megvalósítása jelenti a problémát.
A reaktorban lévő elegy hőmérsékletszabályozását leggyakrabban a köpenybe bevezetett és cirkuláltatott hűtő-fűtő közeggel végzik. A megfelelő hőmérsékletet a falon keresztül bevitt illetve elvont hővel biztosítják.
Régebben a szakaszos rendszerek kevésbé voltak műszerezve, de napjainkban egyre több rendszert látnak el megfelelő műszerezéssel és számítógépes folyamatirányítással. A számítógépes folyamatirányítás feltétele az összetett (pl. modell alapú) szabályozó algoritmusok alkalmazásának.
A visszacsatoló szabályozásnál használt információkat (pl. hőmérséklet, nyomás, stb.) általában közvetlenül nem használják fel a termékminőség kézbentartására. Az is megfigyelhető, hogy a szabályozórendszer hibája termikus megszaladáshoz (runaway) vezethet, ezért nagyon fontos, hogy olyan robosztus szabályozót alkalmazzunk, hogy a reaktorhőmérsékletét a kívánt határok között tudjuk tartani, és a reaktorban maximális konverziót tudjunk elérni.

Off-line paraméteridentifikáló, szabályozóparaméter és hőáram meghatározó program

A projekt során elkészült programokat elsősorban szakaszos, vagy rátáplálásos reaktorokkal foglalkozó ipari szakembereknek készítettük. Egy könnyen kezelhető Microsoft Excel felületen elérhető alkalmazás segítségével mérési adatokból meghatározhatók a reaktor alapvető hőtani adatai, ill. a megfelelő modell paraméterek.
A program alkalmas a meghatározott paraméterek felhasználásával a reaktor felmelegítésének vagy hűtésének szimulálására, amivel becsülhető a reaktor felfűtéséhez vagy lehűtéséhez szükséges idő. Meghatározhatók továbbá a minőségi hőmérséklet szabályozást biztosító szabályozó paraméterek valamint becsülhető a reakciók termelte hőáram is. A program segítségével a köpenykapcsolás típusának megadása nélkül kaphatunk hasznos információkat. A programokat az ipar számos területén használatos reaktor konfigurációhoz alakítottuk ki (az ábra a programban alkalmazott köpenykapcsolást reprezentálja).

A programban alkalmazott köpenykapcsolás

A program az alábbi linken érhető el: PROGRAM LETÖLTÉSE.


Kezdőlap
Témakörök
Alkalmazások
Publikációk
Alprojektek
Kapcsolat