Optymalizacja procesów jednostkowych w technologii organicznej

• Autorzy: Balicki Sebastian

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2021.5.10

Warianty tytułu

EN

Unit processes optimization in the organic technology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wykorzystanie metod projektowania eksperymentów oraz optymalizacji operacji jednostkowych znajduje coraz większe zastosowanie w dziedzinie inżynierii chemicznej, z powodu coraz większego zapotrzebowania na tworzenie racjonalnych i zrównoważonych procesów technologicznych. Inżynier procesowy, dzięki nowoczesnym modelom obliczeniowym, może z powodzeniem zaimplementować planowanie eksperymentu już na wczesnym etapie prac z zakresu badań i rozwoju oraz optymalizacji całych procesów technologicznych, uzyskując założone cele w znacznie krótszym czasie. Przedstawiono zarys kryteriów postępowania przy planowaniu i optymalizacji procesów oraz opis powszechnie stosowanych modeli optymalizacyjnych wraz z ich porównaniem.

EN

The methods of designing expts. and optimization of unit operations were presented. The criteria that should be followed in the design and optimization of expts. and processes were discussed. Commonly used optimization models such as full factor design, fractional factor design, central composite design, optimal design, Taguchi design, Box-Behnken method and optimal planning models were described and compared.

Słowa kluczowe

PL

inżynieria chemiczna; projektowanie eksperymentu; DoE; optymalizacja procesów

EN

chemical engineering; design of experiment; DoE; process optimization

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2021
• Tom: T. 100, nr 5
• Strony: 490--497
• Opis fizyczny: Bibliogr. 57 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Balicki Sebastian

• Katedra Inżynierii i Technologii Procesów Chemicznych, Wydział Chemiczny, Politechnika Wrocławska, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 29, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] T. Lundstedt, E. Seifert, L. Abramo, B. Thelin, A. Nystrom, J. Pettersen, R. Bergman, Chemom. Intell. Lab. Syst. 1998, 42, 3.
• [2] B. Dejaegher, Y. Vander Heyden, J. Pharm. Biomed. Anal. 2011, 56, nr 2, 141
• [3] A. Hamrol, Zarządzanie jakością z przykładami, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
• [4] A.R. Parkinson. R.J. Balling, J.D. Hedengren, Optimization methods for engineering design. Applications and theory, Brigham Young University, Provo, USA, 2013.
• [5] Rozporządzenie (WE) NR 1907/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 18 grudnia 2006 r. w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów (REACH) i utworzenia Europejskiej Agencji Chemikaliów, Dz. Urz. UE L 136/3.
• [6] Ministerstwo Inwestycji i Rozwoju, Strategia na rzecz odpowiedzialnego rozwoju, https://www.gov.pl/web/fundusze-regiony/informacje-o-strategii-na-rzecz-odpowiedzialnego-rozwoju, dostęp 21 marca 2021 r.
• [7] F. Chemat, M.A. Vian, G. Cravotto, Int. J. Mol. Sci. 2012, 13, 8615.
• [8] C.F.J. Wu, M. Hamada, Experiments: planning, analysis, and parameter design optimization, Wiley & Sons, New York 2000.
• [9] G. Hanraham, K. Lu, Crit. Rev. Anal. Chem. 2006, 36, 141.
• [10] D.C. Montgomery, Introduction to statistical quality control, John Wiley & Sons, New York 1997.
• [11] R.A. Fisher, F. Yates, Statistical tables for biological, agricultural and medical research, Hafner Press, New York 1963.
• [12] H.P. Wynn, Ann. Stat. 1984, 12, 416.
• [13] S.N. Deming, S.L. Morgan, Experimental design. A chemometric approach, Elsevier, Amsterdam 1993.
• [14] C.F.J. Wu, M. Hamada, Experiments: planning, analysis, and parameter design optimization, Wiley & Sons, New York 2000.
• [15] M. Otto, Chemometrics. Statistics and computer applications in analytical chemistry, Wiley-VCH, Chichester 1999.
• [16] G. Hanrahan, J. Zhu, S. Gibani, D.G. Patil, Chemometrics: experimental design, [w:] Encyclopedia of analytical science (red. P.J. Worsfold, A. Townshend, C.F. Poole), Elsevier, Oxford 2005.
• [17] G. Taguchi, E.A. Elsayed, T.C. Hsiang, Quality engineering in production systems, McGraw-Hill, New York 1989.
• [18] G. Taguchi, S. Konishi, Taguchi methods, orthogonal arrays and linear graphs, tools for quality engineering, American Supplier Institute, Dearborn MI 1987.
• [19] R.M. Myers, Response surface methodology, Allyn and Bacon, Boston 1971.
• [20] G.E.P. Box, W.G. Hunter, J.S. Hunter, Statistics for experimenters. An introduction to design, data analysis and model building, Wiley, New York 1987.
• [21] D.C. Montgomery, Design and analysis of experiments, Wiley, New York 2009.
• [22] A. Atkinson, A. Donev, R. Tobias, Optimum experimental design, with SAS, Randall Oxford University Press, New York 2007.
• [23] B. Jones, P. Goos, I-Optimal versus D-optimal split-plot response surface designs, University of Antwerp, Antwerp 2012.
• [24] W.G.M. Akkermans, H. Coppenolle, P. Goos, Chemom. Intell. Lab. Syst. 2017, 171, 125.
• [25] O.A. Mohamed, S.H. Masood, J.L. Bhowmik, Measurement 2017, 107, 128.
• [26] B. Jones, C.J. Nachtsheim, J. Quality Technol. 2009, 41, 340.
• [27] R. Coetzer, L.M. Haines, Chemom. Intell. Lab. Syst. 2017, 171, 112.
• [28] S. Yang, Z. Han, X. Pan, B. Liu, D. Zhao, Chem. Eng. J. 2018, 354, 653.
• [29] V. De Simone, D. Caccavo, G. Lamberti, M. d’Amore, A.A. Barba, Powder Technol. 2018, 340, 411.
• [30] W. Chai, Y. Huang, W. Peng, G. Han, Y. Cao, J. Liu, Miner. Eng. 2018, 129, 93.
• [31] P. Yuan, A. Egedy, N. Miskolczi, B. Shen, J. Wang, W. Zhou, Y. Pan, H. Zhang, Fuel 2018, 233, 519.
• [32] Z. Derakhshan, M.H. Ehrampoush, A.H. Mahvi, M. Dehghani, M. Faramarzian, M.T. Ghaneian, M. Mokhtari, A.A. Ebrahimi, H. Fallahzadeh, J. Ind. Eng. Chem. 2018, 67, 219.
• [33] G. Lin, S. Cheng, S. Wang, T. Hu, J. Peng, H. Xia, F. Jiang, S. Li, L. Zhang, Catal. Today 2018, 318, 191.
• [34] M. Saydam, S. Takka, Drug Devel. Ind. Pharm. 2018, 44, 1905.
• [35] N.V. Chokshi, H.N. Khatri, M.M. Patel, Drug Devel. Ind. Pharm. 2018, 44, 1975.
• [36] E.I. El-Kimary, M.A.A. Ragab, Chirality 2018, 30, 1195.
• [37] A. Abdella, A.F. El-Baz, I.A. Ibrahim, E.E. Mahrous, S.-T. Yang, Natural Prod. Res. 2018, 32, 2382.
• [38] Z. Montero-Lobato, M. Vázquez, F. Navarro, J.L. Fuentes, E. Bermejo, I. Garbayo, C. Vílchez, M. Cuaresma, Marine Drugs 2018, 16, 372.
• [39] Y. Li, C.-P. Zhu, X.-C. Zhai, Y. Zhang, Z. Duan, J.-R. Sun, Chin. Herb. Med. 2018, 10, 416.
• [40] S.M. Echeverry, H.I. Medina, G.M. Costa, D.M. Aragón, Rev. Bras. Farmacogn. 2018, 28, 610.
• [41] G. Abbas, M. Hanif, Drug Devel. Ind. Pharm. 2018, 44, 2026.
• [42] N. Babamoradi, S. Yousefi, P. Ziarati, J. Food Process Eng. 2018, 41, e12851.
• [43] L. Cassani, B. Tomadoni, M.R. Moreira, M.V. Agüero, Food Bioproc. Technol. 2018, 11, 2110.
• [44] N. Guo, X.-R. Song, P. Kou, Y.-P. Zang, J. Jiao, T. Efferth, Z.-M. Liu, Y.-J. Fu, LWT – Food Sci. Technol. 2018, 97, 172.
• [45] A. Erge, Ö. Zorba, LWT – Food Sci. Technol. 2018, 97, 205.
• [46] R. Llinares, J. Santos, L.A. Trujillo-Cayado, P. Ramírez, J. Muñoz, LWT – Food Sci. Technol. 2018, 97, 370.
• [47] M. Borzoei, M.A. Zanjanchi, H. Sadeghi-aliabadi, L. Saghaie, Food Chem. 2018, 264, 9.
• [48] M. Liu, Y.-J. Su, Y.-L. Lin, Z.-W. Wang, H.-M. Gao, F. Li, X.-Y. Wei, H.-L. Jiang, J. Food Process. Preserv. 2018, 42, e13756.
• [49] Z. Liu, M. Wei, G. Cui, X. Yang, H. Gu, L. Yang, Food Biochem. 2018, 42, e12607.
• [50] R. Arham, S. Salengke, M. Metusalach, M.T. Mulyati, Int. Food Res. J. 2018, 25, 1845.
• [51] X.Y. Liu, X. Sun, T. Wang, X. Zhang, X. Tian, Y. Zhuang, J. Chu, Bioproc. Biosyst. Eng. 2018, 41, 1743.
• [52] F. Li, C. Zhang, L. Zhang, Appl. Energy 2018, 230, 305.
• [53] S. Balicki, I. Pawlaczyk-Graja, R. Gancarz, P. Capek, K.A. Wilk, ACS Omega 2020, 5, 20854.
• [54] I. Pawlaczyk-Graja, S. Balicki, R. Ziewiecki, P. Capek, M. Matulova, K.A. Wilk, Biochem. Eng. J. 2020, 161, 107639.
• [55] E. Klepacz, P. Pohl, P. Skibiński, K.A. Wilk, R. Gancarz, Przem. Chem. 2015, 94, 1000.
• [56] W. Zieliński, R. Skrzela, Ł. Lamch, K.A. Wilk, Przem. Chem. 2012, 91, 499.
• [57] J.P. Dal Pont, Process engineering and industrial management, John Wiley & Sons, London 2012.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).

2. Praca wykonana w ramach subwencji Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej.