Development of a task-based design approach for solution crystallization processes

Crystallization is historically one of the most important separation and product formation technologies in chemical industry. The future impact of crystallization is expected to increase as new high-added value products are often in crystalline form and need to comply with increasingly stringent product quality requirements. This calls for better designs and performance of new crystallization units in chemical processes. A key challenge is to improve in the design phase the control over the physical phenomena dominating the process performance and product quality. This thesis aims to provide a foundation for a novel task-based design approach to improve the control over individual physical phenomena. Firstly, a task-based decomposition strategy for design is developed leading to a multi-level and multi-scale design approach. The performance of individual tasks considered in this conceptual framework should be practically feasible and effective. Therefore, secondly, control over several key crystallization tasks in novel processing units is experimentally investigated, including a) ultrasound for improved control over nucleation b) membrane assisted crystallization for improved control over supersaturation generation c) air-mixed devices (bubble column and airlift column) to provide mixing with low shear forces for improved control over crystal growth d) an integrated approach for improved control over seeding application. An exciting strength lies in the integration of the processing units by using task-based principles. Therefore, thirdly, model-based dynamic optimization for two case studies is applied. The results show that the investigated processing units for selective task manipulation can individually contribute to an improved crystallizer design. However, the true strength lies in the integration. Dynamic model-based optimization of an integrated task-based crystallizer results in a surprising flexibility to produce different grades of product. This flexibility is the result of the ability to manipulate tasks independently from each other, which is poorly possible in conventional crystallization equipment.Process and EnergyMechanical, Maritime and Materials Engineerin

Design of a plant producing 500,000 tonnes/annum synthetic oil products from natural gas, using Fischer-Tropsch technology

Document(en) uit de collectie Chemische ProcestechnologieDelftChemTechApplied Science

Averaging Level Control to Reduce Off-Spec Material in a Continuous Pharmaceutical Pilot Plant

The judicious use of buffering capacity is important in the development of future continuous pharmaceutical manufacturing processes. The potential benefits are investigated of using optimal-averaging level control for tanks that have buffering capacity for a section of a continuous pharmaceutical pilot plant involving two crystallizers, a combined filtration and washing stage and a buffer tank. A closed-loop dynamic model is utilized to represent the experimental operation, with the relevant model parameters and initial conditions estimated from experimental data that contained a significant disturbance and a change in setpoint of a concentration control loop. The performance of conventional proportional-integral (PI) level controllers is compared with optimal-averaging level controllers. The aim is to reduce the production of off-spec material in a tubular reactor by minimizing the variations in the outlet flow rate of its upstream buffer tank. The results show a distinct difference in behavior, with the optimal-averaging level controllers strongly outperforming the PI controllers. In general, the results stress the importance of dynamic process modeling for the design of future continuous pharmaceutical processes.Process and EnergyMechanical, Maritime and Materials Engineerin

Slimme 3D indoormodellen ter ondersteuning van crisismanagement in grote openbare gebouwen

In dit project richten wij ons op het gebrek aan up-to-date 3D indoormodellen voor een groot aantal openbare gebouwen. Deze modellen zijn voor vele stakeholders, maar vooral voor organisaties die zorg moeten dragen voor het managen van de veiligheid van openbare gebouwen, inclusief de BHV (Bedrijfshulpverleners), de brandweer en de veiligheidsregio’s, cruciaal. De enige ruimtelijke indoorgegevens, die momenteel voor de meeste gebouwen beschikbaar zijn, zijn 2D bouwtekeningen of ontwerp-BIMs (Building Information Models) voor de nieuwe gebouwen. Deze geven de staat van het gebouw ‘zoals ontworpen’ weer, die kan verschillen van de staat van het gebouw ‘zoals gebouwd’ of ‘zoals het is’. Tijdens operaties in de hulpverlening is kennis over verbouwingen (bijv. verlaagde plafonds of verhoogde vloeren), hoogte van de kamers en gangen en aanwezig meubilair van cruciaal belang voor brandbestrijders. Dergelijke informatie kan alleen verkregen worden via een up-to-date 3D indoormodel van het gebouw. Het project richt zich op verscheidene thema’s, die elders afzonderlijk behandeld zijn, maar nooit als één geheel. Het project streeft er naar een brug te slaan tussen onderzoek op het gebied van 3D indoorreconstructie variërend van puntenwolken, 3D indoormodellen (geometrie, semantiek en topologie) en 3D indoornavigatie ten behoeve van gebruikers. Op dit moment bestaat er geen procedure voor halfautomatische of automatische 3D reconstructie uit puntenwolken Puntenwolken zijn de data die vergaard worden nadat een apparaat een scan heeft uitgevoerd van alle hoeken en gaten van het gebouw. De puntenwolk wordt vertaald in een uitgebreid 3D-model dat verder kan worden onderverdeeld of geaggregeerd om verschillende gebruikers en activiteiten in crisissituaties te ondersteunenUrbanismArchitecture and The Built Environmen