Despite the vast research on energy optimization and process integration, there has to date been no synthesis linking these together. This book fills the gap, presenting optimization and integration ...in energy and process engineering. The content is based on the current literature and includes novel approaches developed by the authors.
Various thermal and chemical systems (heat and mass exchangers, thermal and water networks, energy converters, recovery units, solar collectors, and separators) are considered. Thermodynamics, kinetics and economics are used to formulate and solve problems with constraints on process rates, equipment size, environmental parameters, and costs.
Comprehensive coverage of dynamic optimization of energy conversion systems and separation units is provided along with suitable computational algorithms for deterministic and stochastic optimization approaches based on: nonlinear programming, dynamic programming, variational calculus, Hamilton-Jacobi-Bellman theory, Pontryagin's maximum principles, and special methods of process integration.
Integration of heat energy and process water within a total site is shown to be a significant factor reducing production costs, in particular costs of utilities for the chemical industry. This integration involves systematic design and optimization of heat exchangers and water networks (HEN and WN). After presenting basic, insight-based Pinch Technology, systematic, optimization-based sequential and simultaneous approaches to design HEN and WN are described. Special consideration is given to the HEN design problem targeting stage, in view of its importance at various levels of system design. Selected, advanced methods for HEN synthesis and retrofit are presented. For WN design a novel approach based on stochastic optimization is described that accounts for both grassroots and revamp design scenarios.
We are witnessing great developments in digital information technologies. The situation encroaches on spatial data, which contain both attributive and localization features, and this determines their ...position unequally within an obligatory coordinate system. These changes
have resulted in the rapid growth of digital data, significantly supported by technical advances regarding the devices which produce them. As technology for making spatial data advances, methods and software for big data processing are falling behind. Paradoxically, only
about 2% of the total volume of data is actually used. Big
data processing often requires high computation performance hardware and software. Only a few users possess the appropriate information infrastructure. The proportion of processed data would improve if big data could be processed by ordinary users. In geographical information systems (GIS), these problems arise when solving projects related to extensive territory or considerable secondary complexity, which require big data processing. This paper focuses on the creation and verification of methods by which it would be possible to process effectively extensive projects in GIS supported by desktop hardware and software. It is a project regarding new quick methods for the functional reduction of the data volume, optimization of processing, edge detection in 3D and automated vectorization.
Svjedočimo velikim razvojnim promjenama u digitalnim informacijskim tehnologijama. Ta situacija zadire u prostorne podatke koji sadrže atributna i lokalizacijska obilježja, a to nejednako određuje njihov položaj unutar obaveznog koordinatnog sustava. Te su promjene uzrokovale
ubrzan rast digitalnih podataka, što u velikoj mjeri podržava tehnološki napredak uređaja koji takve podatke stvaraju. Dok se tehnologija dobivanja prostornih podataka razvija, metode i softver za obradu velikih podataka zaostaju. Paradoksalno je da se upotrebljava samo 2% ukupne količine podataka. Obrada velikih podataka često zahtijeva moćan hardver i softver i samo malen broj korisnika posjeduje odgovarajuću informatičku infrastrukturu. Razmjer obrađenih podataka povećao bi se kad bi obični korisnici mogli obrađivati velike podatke. U geografskim informacijskim sustavima (GIS) takvi problemi nastaju pri provođenju projekata koji pokrivaju velik teritorij ili koji
imaju značajnu sekundarnu složenost, što zahtijeva obradu velike količine podataka. Ovaj rad ima u žarištu stvaranje i provjeru metoda kojima bi se stolnim računalima i softverom mogli obrađivati podatci dobiveni u velikim GIS-projektima. Riječ je o novim brzim metodama za funkcionalno smanjenje količine podataka, optimizaciju obrade, otkrivanje rubova u tri dimenzije te automatsku vektorizaciju
U ovome radu opisana je nova praktična metoda i softver za identificiranje sustava, ugađanje parametara regulatora i optimiranje sustava za vođenje procesa. Prikazani pristup i alati omogućuju ...inženjerima projektiranje i primjenu različitih metoda vođenja procesa unutar DCS-a i PLC-a. Opisanom metodom identificiraju se empirijski modeli regulacijskih krugova na temelju podataka iz postojećih regulacijskih krugova i optimiraju se parametri regulatora. Na temelju određenih dinamičkih i statičkih karakteristika procesa moguće je razviti prilagodljive i napredne metode vođenja. Softverski alati služe za obuku inženjera i operatora, ali i za praktičnu primjenu. Optimiranjem standardne i napredne regulacije stabilizirat će se proces, a postrojenje će raditi bliže procesnim, sigurnosnim i ekonomskim granicama. Na taj način povećava se kapacitet proizvodnje, smanjuju se troškovi energenata i troškovi održavanja, a raste kvaliteta proizvoda.
Laboratorij za automatiku i mjerenja (LAM) na Fakultetu kemijskog inženjerstva i tehnologije (FKIT) Sveučilišta u Zagrebu čine laboratorijske instalacije sa suvremenim sustavom za vođenje koje ...obuhvaćaju tipične jediničnih operacija kemijske procesne industrije. Sve to podržano je najnovijom generacijom sustava za vođenje, simulacijskim softverima i cjelovitim softverskim rješenjem za postrojenja. Laboratorij nudi studentima, zaposlenicima i partnerima priliku za usvajanje temeljnih i naprednih znanja o procesnim mjerenjima i vođenju procesa primjenom najmodernije opreme i softvera. Osnovna namjena je educirati studente, doktorande i polaznike stručnih studija i cjeloživotnog obrazovanja o suvremenim mjernim uređajima, metodama vođenja procesa i analize mjernih podataka s postrojenja. U Laboratorij se provodi i europski strukturni projekt sa zadatkom naprednog vođenja procesa kristalizacije (CrystAPC) čiji je cilj, primjenom procesne analitičke tehnologije (PAT) razviti napredne metode vođenja procesa kristalizacije, kao i oformiti tim eksperata koji će provoditi primjenska istraživanja za industriju.
High performance motor drive applications require permanent-magnet synchronous motors that produce smooth torque with very low components of cogging torque. To fulfil such demands a variety of design ...techniques can be used to reduce or even eliminate cogging torque components. Rotor design techniques are in comparison to the stator ones much more effective, but their effectiveness depend considerably on the motor design parameters. Calculations have shown that the cogging torque can be significantly reduced while maintaining the output torque at the same level by the appropriate use of two or more presented techniques. However, the detailed analysis of cogging torque components has revealed that besides well-know native cogging torque components also additional cogging torque components exist which are provoked by assembly tolerances in mass-production. Since these two groups of cogging torque components are concerning design techniques mostly in contradiction, a minimization of the total cogging torque becomes a challenging task. A finite element method and Fast Fourier transformation were used to study the sensitivity of several motor simulation models with regard to manufacturing tolerances and assembly imperfections. On the bases of numerous simulations and analyses, it follows that manufacturing assembly tolerances and material imperfections cause the phenomena of additional cogging torque harmonic components, which are not present in the case of a perfect motor. The ascertainment that some permanent-magnet motor designs are more sensitive to the phenomenon of additional harmonic components in cogging torque than the others is an important fact for the producers of such motors, which must be seriously considered in the process of motor design optimization.
Nano tim u Laboratoriju za fizikalna i mehanička ispitivanja tekstila (Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles- LPMT) razvija i istražuje od 2004. uređaje za elektroispredanje sa svrhom ...dobivanja filamentnih proizvoda promjera u nano dimenzijama. Da bi se to postiglo, provedena su istraživanja u različitim smjerovima, jedno u smjeru razvoja uređaja za elektroispredanje, drugo u smjeru razvoja uvjeta elektroispredanja i njihovog optimiranja, i treće u smjeru razvoja proizvoda posebnih svojstava s obzirom na strukturu i orijentaciju filamenata. Tako dobiveni proizvodi uglavnom su razvijeni za medicinske svrhe.
Pozadina istraživanja. Mikrobne β-fruktofuranozidaze imaju široku primjenu u prehrambenoj industriji, i to u proizvodnji invertnog šećera ili fruktooligosaharida. U ovom je radu korišten novi soj ...gljivice Aspergillus carbonarius PC-4 za optimiranje ekonomski isplativog postupka proizvodnje β-fruktofuranozidaze, te je ispitana hidroliza saharoze radi dobivanja invertnih šećera.
Eksperimentalni pristup. Sastav hranjive podloge optimiran je primjenom simpleks-metode tijekom 72 i 420 h pri 28 °C. Jednofaktorskom su metodom optimirani fizikalno-kemijski uvjeti proizvodnje enzima. Sirovi je enzim korišten za hidrolizu saharoze pri različitim koncentracijama.
Rezultati i zaključci. Optimirani su uvjeti proizvodnje enzima dobivenog uzgojem na podlozi s krunom ploda ananasa (1,3 % m/V) i ekstraktom kvasca (0,3 % m/V) nakon 72 h, pri čemu je aktivnost enzima iznosila 9,4 U/mL, s R²=91,85 %, R²adj=85,06 %, najvišom F-vrijednosti (13,52) i niskom p-vrijednosti (0,003). Jednofaktorskom su metodom određeni sljedeći optimalni fizikalno-kemijski uvjeti: temperatura od 20 °C; pH-vrijednost od 5,5; brzina miješanja od 180 okretaja u minuti i trajanje postupka od 72 h, pri čemu je proizvedena trostruko veća količina enzima. Najveći prinos reducirajućih šećera pri hidrolizi saharoze pomoću invertaze s početnom količinom od 10 % saharoze bio je 3,45 mmol. Veće količine saharoze inhibirale su aktivnost invertaze, vjerojatno zbog zasićenja podloge ili formiranja nakupina šećera koje su enzimu otežale pristup molekulama saharoze. Zaključeno je da je razvijen ekonomski isplativ postupak proizvodnje invertaze iz agroindustrijskog otpada, a da se dobiveni enzim može učinkovito upotrijebiti za dobivanje invertnog šećera pri većim količinama saharoze.
Novina i znanstveni doprinos. U radu je prikazan djelotvoran način iskorištenja krune ploda ananasa kao biootpada u proizvodnji invertaze s pomoću novog soja gljivice Aspergillus carbonarius PC-4. Dobiveni je enzim pokazao potencijal za proizvodnju invertnog šećera pri velikoj početnoj količini saharoze, što je korisno za industrijsku primjenu.
U radu je ispitanaproizvodnja pektinaze na podlozi s agarom s pomoću sedam sojeva bakterija izoliranih iz pokvarenog voća i povrća. Najučinkovitiji soj, MPTD1, identificiran je kao soj bakterije ...Bacillus sonorensis. Primjenom Plackett-Burman i Box-Behnken statističkih planova optimirani su različiti parametri, te je utvrđeno da udjeliekstrakta kvasca, K2HPO4,NaNO3i KCl te vrijeme inkubacije negativno utječu na proizvodnju pektinaze. Najveća postignuta aktivnost enzima bila je 2,43 (μM/mL)/min. U ovom je radu po prvi put opisana proizvodnja pektinaze s pomoću bakterije Bacillus sonorensis.
Svjedočimo velikim razvojnim promjenama u digitalnim informacijskim tehnologijama. Ta situacija zadire u prostorne podatke koji sadrže atributna i lokalizacijska obilježja, a to nejednako određuje ...njihov položaj unutar obaveznog koordinatnog sustava. Te su promjene uzrokovale ubrzan rast digitalnih podataka, što u velikoj mjeri podržava tehnološki napredak uređaja koji takve podatke stvaraju. Dok se tehnologija dobivanja prostornih podataka razvija, metode i softver za obradu velikih podataka zaostaju. Paradoksalno je da se upotrebljava samo 2% ukupne količine podataka (Čerba 2017). Obrada velikih podataka često zahtijeva moćan hardver i softver i samo malen broj korisnika posjeduje odgovarajuću informatičku infrastrukturu. Razmjer obrađenih podataka povećao bi se kad bi obični korisnici mogli obrađivati velike podatke. U geografskim informacijskim sustavima (GIS) takvi problemi nastaju pri provođenju projekata koji pokrivaju velik teritorij ili koji imaju značajnu sekundarnu složenost, što zahtijeva obradu velike količine podataka.
Ovaj rad ima u žarištu stvaranje i provjeru metoda kojima bi se stolnim računalima i softverom mogli obrađivati podatci dobiveni u velikim GIS-projektima. Riječ je o novim brzim metodama za funkcionalno smanjenje količine podataka, optimizaciju obrade, otkrivanje rubova u tri dimenzije te automatsku vektorizaciju.
Pomoću metodologije odzivnih površina optimirano je sušenje soka višnje maraske raspršivanjem uz dodatak 20, 30 i 40 % nosača (maltodekstrina), dekstroznih ekvivalenata od 4 do 7 i od 13 do 17, i ...arapske gume pri temperaturama od 150, 175 and 200 °C. Povećanjem udjela nosača smanjili su se udjel vlage i higroskopnost, a povećali nasipna gustoća i topljivost prahova, te iskorištenje postupka sušenja. S povećanjem temperature sušenja smanjili su se udjel vlage i nasipna gustoća prahova. Optimalni uvjeti za proizvodnju praha soka višnje maraske bili su: temperatura od 200 °C i dodatak 27 % maltodekstrina dekstroznog ekvivalenta od 4-7.
PDF
