On the Performance of Swarm Intelligence Optimization Algorithms for Phase Stability and Liquid-Liquid and Vapor-Liquid Equilibrium Calculations

This study introduces new soft computing optimization techniques for performing the phase stability analysis and phase equilibrium calculations in both reactive and non-reactive systems. In particular, the performance of the several swarm intelligence optimization methods is compared and discussed based on both reliability and computational efficiency using practical stopping criteria for these applied thermodynamic calculations.  These algorithms are: Intelligent Firefly Algorithm (IFA), Cuckoo Search (CS), Artificial Bee Algorithm (ABC) and Bat Algorithm (BA). It is important to note that no attempts have been reported in the literature to evaluate their performance in solving the phase and chemical equilibrium problems. Results indicated that CS was found to be the most reliable technique across different problems tried at the time that it requires similar computational effort to the other methods. In summary, this study provides new results and insights about the capabilities and limitations of bio-inspired optimization methods for performing applied thermodynamic calculations

A method for flash calculations in reactive mixtures

This paper introduces an alternative method for performing flash calculations in reacting systems, which has been developed using the theory of variable transformation of Ung and Doherty (1995). We use a simultaneous equation solving approach to perform two phase equilibrium calculations in chemically reactive systems. Thenumerical performance of proposed method is tested using several cases of study and our results show that it is efficient and generally can converge to the equilibrium compositions

Aislamiento de capsaicinoides directamente del fruto de capsicum

Se presenta una metodología experimental a nivel laboratoriopara optimizar la extracción de capsaicinoides directamente del fruto de capsicum. La herramienta experimental y el tipo de pruebas realizadas permiten su escalamiento a nivel piloto, además de que muestran en orden de magnitud el impacto de las variables sobre la recuperación de capsaicinoides. Se utilizó una técnica por cromatografía de líquidos para determinar la cantidad de capsaicinoides extraídos en las diferentes pruebasrealizadas. Posteriormente, para la mezcla solvente-capsaicinoides definida como óptima en la etapa de extraccióndel fruto de chile, se determinan condiciones depurificación a nivel piloto mediante una columna de platososcilantes tipo Karr basados en el trabajo desarrollado por Tapia y col. (1993). El proceso de purificación permitió eliminar el 40 % de las impurezas presentes, a un bajo costo respecto a los métodos utilizados actualmente

Adsorption of ibuprofen on organo-sepiolite and on zeolite/sepiolite heterostructure: Synthesis, characterization and statistical physics modeling

A synthesized zeolite/sepiolite nanoheterostructure (Zeo-Sep) and a modified organo-sepiolite (O-Sep) have been employed as clay-based adsorbents to study the adsorption mechanism of ibuprofen (IBP) from aqueous solution. New equilibrium data of IBP adsorption were determined at 20–60 °C, which were utilized to perform a theoretical analysis of the removal mechanism using statistical physics models. To interpret the IBP adsorption mechanism at molecular level, three advanced statistical physics models were employed. Modeling results indicated that IBP adsorption on Zeo-Sep and O-Sep was associated to the formation of two layers. It has been deduced that the IBP adsorption occurred by horizontal and non-horizontal orientations on both adsorbents depending on the temperature thus reflecting that the adsorption was a multi-docking and multi-molecular process, respectively. At high temperature (i.e., 60 °C), it was found that the number of captured IBP molecules is around two reflecting that the IBP was aggregated (i.e., formation of a dimer) in solution. IBP adsorption capacity at saturation was higher on O-Sep than that of Zeo-Sep at all tested temperatures indicating that the O-Sep adsorbent was more suitable for the removal of this pharmaceutical. The interactions between IBP and both adsorbents (IBP/O-Sep, and IBP/Zeo-Sep) and between IBP molecules (IBP- IBP) have been calculated to further characterize the adsorption mechanism, which was found to be a physisorption process. These new findings provided microscopic explanations regarding the IBP adsorption mechanism using clay-based adsorbent

PHASE STABILITY AND EQUILIBRIUM CALCULATIONS IN REACTIVE SYSTEMS USING DIFFERENTIAL EVOLUTION AND TABU SEARCH

Reactive separations processes (RSPs), where separation and reaction units are combined, have received considerable interest from chemical engineer

Técnicas de Inteligencia Artificial aplicadas al Modelado Termodinámico

Los problemas de optimización global involucrados en el cálculo y modelado termodinámico son complejos. La minimización global de TPDF (función de distancia al plano tangente) y G (función de Gibbs) son tareas que requieren métodos numéricos robustos, ya que presentan atributos desfavorables (discontinuidad, no diferenciabilidad y multivariabilidad). También los problemas de estimación de parámetros son difíciles de resolver, incluso para modelos termodinámicos simples. La naturaleza desafiante de los problemas de optimización global para cálculos y modelado termodinámico, destacó la necesidad de nuevas técnicas numéricas confiables. En diversos campos, las metaheurísticas demostraron ser tan efectivas como los métodos determinísticos, incluso en cálculos termodinámicos. Los resultados de estos estudios indicaron que dichos métodos estocásticos aun presentan limitaciones para resolver problemas de optimización global complejos. En esta línea de investigación, el Grupo de Investigación y Desarrollo en Informática Aplicada (GIDIA) pretende analizar la factibilidad de la aplicación de técnicas de la inteligencia artificial en el desarrollo de algoritmos de optimización global para el cálculo termodinámico.Eje: Agentes y Sistemas InteligentesRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Técnicas de Inteligencia Artificial aplicadas al Modelado Termodinámico

Los problemas de optimización global involucrados en el cálculo y modelado termodinámico son complejos. La minimización global de TPDF (función de distancia al plano tangente) y G (función de Gibbs) son tareas que requieren métodos numéricos robustos, ya que presentan atributos desfavorables (discontinuidad, no diferenciabilidad y multivariabilidad). También los problemas de estimación de parámetros son difíciles de resolver, incluso para modelos termodinámicos simples. La naturaleza desafiante de los problemas de optimización global para cálculos y modelado termodinámico, destacó la necesidad de nuevas técnicas numéricas confiables. En diversos campos, las metaheurísticas demostraron ser tan efectivas como los métodos determinísticos, incluso en cálculos termodinámicos. Los resultados de estos estudios indicaron que dichos métodos estocásticos aun presentan limitaciones para resolver problemas de optimización global complejos. En esta línea de investigación, el Grupo de Investigación y Desarrollo en Informática Aplicada (GIDIA) pretende analizar la factibilidad de la aplicación de técnicas de la inteligencia artificial en el desarrollo de algoritmos de optimización global para el cálculo termodinámico.Eje: Agentes y Sistemas InteligentesRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI