Simulación numérica y optimización de los parámetros de funcionamiento de un SMB

• Autores: Joaquín Menacho
• Directores de la Tesis: Xavier Tomás Morer (dir. tes.), Juliá Sempere i Cebriàn (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Ramon Llull ( España ) en 2012
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Rosa Nomen Ribé (presid.), José Javier Molins Vara (secret.), Manel Poch Espallargas (voc.), Luis Puigjaner Corbella (voc.), José Angel Irabien Gulias (voc.)
• Materias:
  • Matemáticas
    • Análisis numérico
      • Ecuaciones diferenciales en derivadas parciales
  • Ciencias tecnológicas
    • Ingeniería y tecnología químicas
      • Separación química
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TDX
• Resumen

  • L’objecte del present estudi és la optimització d’un sistema de separació mitjançant llit mòbil simulat (SMB), mitjançant la seva simulació numèrica. Per a això, s’ha desenvolupat un mètode de simulació numèrica per columnes d’adsorció, per al model amb transport de matèria. D’aquesta manera, s’aconsegueix minimitzar el nombre de càlculs necessaris per a la simulació d’una columna cromatogràfica, sense pèrdua de precisió. S’ha desenvolupat i aplicat el mateix mètode per al model amb transport de matèria i difusió axial. Els resultats de la simulació de columnes cromatogràfiques per a una substància i per a barreges binàries han estat validats tot comparant-los amb resultats experimentals. A més, s’ha ampliat l’aplicabilitat dels mètodes teòrics d’optimització, a isotermes no lineals i no-Langmuir, mitjançant la integració numèrica de les corbes hodogràfiques. Aquest mètode d’integració permet simular el funcionament d’un conjunt de columnes de separació fins arribar a l’estat estacionari del sistema. Per a això s’ha desenvolupat un programa per a la simulació d’un sistema de llit mòbil simulat (SMB), capaç de simular diverses configuracions. S’han validat els resultats de la seva utilització tot comparant-ho amb resultats publicats a la bibliografia. S’ha establert una estratègia d’optimització dels paràmetres de funcionament d’un SMB, amb objecte de minimitzar el cost del sistema. S’han utilitzat els mètodes teòrics per a establir unes condicions de treball inicials per tal de ser posteriorment refinades mitjançant un algoritme símplex modificat. L’aplicació d’aquest mètode d’optimització a diversos casos publicats a la bibliografia, per a barreges binàries amb isoterma d’adsorció lineal, Langmuir i bi-Langmuir, aconsegueix en tots els casos reproduir o millorar els resultats originals. El mateix mètode s’ha utilitzat en algun dels casos per a proposar millores en la configuració del sistema.