Das fehlende Glied bei der chemischen Prozesssteuerung
Die Chemietechnik definiert mehrere "Grund"-Prozesse, die jeweils eine einzige spezielle Funktion erfüllen und zur Erzeugung von Chemikalien dienen, zu den Funktionen gehören u. a. die Separation, Reinigung oder Vermischung. Reaktoren sind in der Transformationskette, bei der aus chemischen "Rohstoffen" die gewünschten finalen Erzeugnisse entstehen, für den wahrscheinlich wichtigsten Grundprozess verantwortlich. Für die Grundoperationen gibt es kommerzielle Simulations- und Optimierungspakete, ausgenommen sind allgemein chemische Reaktoren wegen der Vielfalt und Komplexizität der Parameter. Um jedoch chemische Reaktionen vom Labor in die Industrie "heraufzusetzen", ist ein genaues Verständnis der Parameter, die die Reaktionskinetik regulieren, erforderlich. Die Kinetik wird durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst, darunter die Temperatur, der Druck, katalytische Bindungsstellen von Molekülen und die Stöchiometrie, das Verhältnis, mit dem Moleküle sich verbinden. Da zahlreiche Experimente, welche durch hochqualifizierte theoretische Chemiker durchgeführt werden, für die Bestimmung der Reaktionskinetik erforderlich sind, entstehen oftmals unannehmbar hohe Kosten. Die zu einer fortschrittlichen Reaktionssteuerung führende Automatisierung war das Ziel des Aitekin-Projekts. Modelle für das ideale Strömungsrohr (IR) sind ein gängiges Mittel zur Beschreibung chemischer Reaktionen in Continuous-Flow-Systemen. Das Fluid wird als eine Vielzahl kleiner "Pfropfen" dargestellt, ähnlich einer in Scheiben geschnittenen Salami, die wieder zusammengesetzt wird. Mithilfe des idealen Strömungsrohrs (IR) kann das Verhalten von chemischen Reaktoren vorhergesagt und somit die Konstruktion des Reaktors optimiert werden. Wissenschaftler des Projekts Aitekin lieferten ein IR mit Hardware zur Durchführung von Temperatur-Scanning (TS) bei kinetischen Experimenten, bei denen TS zur schnellen und genauen Messung von Reaktionsraten, dazugehörigen Temperaturen und des Grads der chemischen Umwandlung zum Einsatz kommt. TS wurde in auf künstlicher Intelligenz (AI, Artificial Intelligence) basierender Software integriert, um unter begrenzter Mitwirkung des Menschen, kinetische Mechanismen identifizieren zu können und die Konstruktion eines Reaktors sowie eines Steuerungssystems im industriellen Maßstab zu ermöglichen Die TS-AI-Software, welche die chemische Reaktionseinheit der Prozesssteuerung simuliert, wurde dann mit zwei unterschiedlichen allgemein verfügbaren Simulatoren der anderen Prozessschritte kombiniert. Aitekin lieferte somit ein voll funktionsfähiges Beta-Version-Simulationspaket mit allen Prozesseinheiten, darunter auch die chemische Reaktionsprozesseinheit, die in kommerzieller Software für gewöhnlich nicht verfügbar ist. Die Möglichkeit, kinetische Reaktionsmechanismen automatisch zu identifizieren, könnte Geld und wertvolle Zeit sparen und verleiht der chemischen Industrie in Europa somit einen wesentlichen Aufschwung.
