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Le lien manquant dans le contrôle des processus chimiques

Des scientifiques financés par l'UE ont développé un lot d'analyse de la réaction chimique automatisée. En associant un logiciel disponible commercialement, les chercheurs ont également développé un système de contrôle des processus chimiques totalement automatisé.
Le lien manquant dans le contrôle des processus chimiques
Le génie chimique définit un certain nombre de procédés «unitaires», à savoir ceux qui ont une seule fonction spécifique menant à la production de substances chimiques et comprenant des fonctions telles que la séparation, la purification et le mélange.

Les réacteurs activent le procédé unitaire le plus critique, le processus de réaction dans la chaîne de transformation menant à la matière première chimique aux produits finals désirés. Un certain nombre de lots de simulation et d'optimisation commerciale existe pour les opérations unitaires, excluant généralement les réacteurs chimiques en raison de la variété et de la complexité des paramètres.

Cependant, afin «d'augmenter proportionnellement» une réaction chimique du laboratoire à l'industrie, il faudra bien comprendre les paramètres gouvernant la cinétique de la réaction. La cinétique est affecté par une multitude de facteurs comprenant de la température, la pression, des sites de liaison catalytique des molécules et stœchiométrie ou le taux avec lequel les molécules s'associent.

Le besoin de mener de nombreuses expériences menées par des chimistes théoriques qualifiés afin de définir la cinétique de la réaction aboutit souvent à des coûts exceptionnellement élevés.

L'automatisation menant à un contrôle de la réaction avancé était l'objectif principal du projet Aitekin.

Les modèles de réacteur incliné à écoulement à piston (PFR) sont communément utilisés pour décrire les réactions chimiques dans des systèmes de flux continu. Le fluide est modelé sous forme de plusieurs «fiches» fines, comme si l'on tranchait un saucisson et on le recollait. Le PFR permet de prédire le comportement du réacteur chimique, menant à l'optimisation de la conception du réacteur.

Les projets du scientifiques Aitekin ont proposé un PFR avec le matériel pour mener des expériences cinétiques de balayage de la température (TS - temperature scanning), où le TS est utilisée pour mesurer les taux de réaction, les températures associées et les niveaux de conversion chimique rapidement et précisément.

Le TS a été intégré à un logiciel basé sur l'intelligence artificielle (IA) pour permettre l'identification des mécanismes cinétiques et la conception d'un réacteur à l'échelle industrielle et un système de contrôle ne demandant qu'un engagement limité des hommes.

Le logiciel TS-IA simulant l'unité de réaction chimique du contrôle de processus a été combiné avec deux simulateurs communément utilisés des autres étapes du processus.

Aitekin a ainsi fourni un lot de simulation opérationnel en version bêta comportant toutes les unités du procédé dont l'unité du processus de réaction chimique qui n'est normalement pas disponible comme logiciel commercial. La capacité à identifier automatiquement les mécanismes de réaction cinétique devrait permettre de faire de grandes économies en temps et en argent, donnant ainsi un grand élan au secteur chimique européen.

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