Improvement of structure determining qualitative characteristics of hydrophobized velour

The paper studies optimization of formulation of the alkenmalein-acrylsyntane composition in manufacturing of hydrophobized nutria fur velour with high structural and defining characteristics. A modified McLean and Anderson method was used to synthesize the experimental design. Mathematical modeling approach as well as a hierarchical technique of multi-objective optimization led to the identification the optimal formulation of the filling and hydrophobicizing composition. Based on the experimental results, an adequate non-linear mathematical model “formulation of the alkenmaleinacrylsyntane composition vs properties of fur velour” was constructed. The hierarchical method of successive concessions (epsilon constrained method) allowed to optimize the composition formulation. The optimal composition comprises 37.7 % m/m of alkenmalein polymer, 34.0 % m/m of polyacrylic emulsion Melio Resin A-821, and 28.3 % m/m of BNS synthane tannin. Developed technology ensures high consumer properties of nutria fur velour. The studies of water resistance have shown a significant increase in resistance of fur velour to the action of water in dynamic conditions. The developed technology has the great benefit of increasing the yield of fur velour area by 6.7% in comparison with the intermediate product of chrom-aluminum retanning. Taking into account considerable porosity and heterogeneity of the fiber structure of the raw material, an increase in yield is significant. The optimized formulation of the filling and hydrophobicizing composition can be used effectively in the technologies of manufacturing limed hide and leather materials of high water resistance. With the combination of properties the obtained hydrophobized nutria velour is suitable for the production of pickled leather products, which will be operated in extreme conditions

Optimization of rawhide collagen defibrillization process

The paper features the rawhide collagen defibrillization process in the elastic leather materials manufacturing. Optimal colloid-chemical properties of semi-processed products were defined by way of using mathematical optimization of rowhide liming process. It was found that during the alkaline treatment of raw material (in the operating temperature range) the degree of defibrillation of raw material raises (in proportion to the derm collagen swelling) with increase in the ratio of process solution to the mass of raw material, and the extremum of hydrothermal stability and leather yield can be estimated. It was also shown that the degree of swelling decreases with a decreasing ratio of sodium sulphide and sodium hydrosulphide, and the leather area yield reaches the maximum value at the equal proportion of these reagents. Multicriteria optimization of rawhide liming process using the Harrington’s desirability function was carried out. The developed technology of soaking and liming was tested under production conditions. The above-mentioned low-waste technology provides elastic leather materials with a yield increase by 3.5%, which meet the industry standards requirements

ПРОЕКТУВАННЯ СХЕМ ВОДНОГО ГОСПОДАРСТВА ЗА ПРИНЦИПАМИ СТАЛОГО РОЗВИТКУ: 2. «ПОСЛІДОВНІ» МЕТОДИ СИНТЕЗУ

The second part of the work addresses an overview of the modern conceptual methods (also called insight-based, sequential, or hierarchical methods) of project decision support in the sustainable design of water economy networks. The stages of insight-based methods of water economy networks design: graphical/analytic modeling stage to identify the water saving potential as well as optimal network structure synthesis stage were described in detail.Вторая часть публикации посвящена обзору современных концептуальных методов (известных также под названиями интуитивных, последовательных, иерархических методов) поддержки принятия проектных решений в устойчивом проектировании промышленных схем водного хозяйства, то есть схем водопотребления, схем очистки природных и сточных вод.Проанализированы предложенные в литературе подходы к реализации концептуальных методов устойчивого проектирования как на стадии определения цели проектирования – потенциала экономии воды (путем графического или графоаналитического описания промышленных схем водного хозяйства), так и на стадии синтеза оптимальной схемы водного хозяйства.Друга частина публікації присвячена огляду сучасних концептуальних методів підтримки прийняття проектних рішень у сталому проектуванні промислових схем водного господарства, тобто технологічних схем водоспоживання, технологічних схем очищення природних та стічних вод. Вказані концептуальні підходи висвітлювалися у літературі також під назвами інтуїтивних, послідовних, ієрархічних методів, тощо.Задачею статті був аналіз запропонованих у літературі підходів до реалізації концептуальних методів сталого проектування. Було виділено дві базові етапи концептуальних методів проектування – етапи визначення критерію проектування (потенціалу економії води) та синтезу оптимальної схеми водного господарства у відповідності до визначеного раніше критерію проектування. Виконано порівняльний аналіз підходів до визначення потенціалу економії води на основі графічного або графоаналітичного опису промислових схем водного господарства. Показано використання діаграм «масове навантаження – концентрація» для масообмінних процесів водоспоживання (так звані «моделі фіксованого навантаження»), та діаграм «витрата – концентрація» для «немасообмінних» водоспоживачів (так звані «моделі фіксованої витрати»). Показано пропоновані дослідниками шляхи подолання основних недоліків концептуальних підходів – слабкої формалізованості та орієнтованості на досвід технолога-проектувальника, а також методологічних проблем під час розрахунку технологічних схем водоспоживання, очищення природних та стічних вод при врахуванні присутності у воді кількох забруднюючих домішок. Висвітлено характерні особливості та перспективи розвитку евристичних методів синтезу оптимальних схем водного господарств, що забезпечують розрахунковий рівень потенціалу економії води.Характерні прийоми реалізації концептуальних методів проектування систем водного господарства проілюстровано прикладами

Проектирование схем водного хозяйства в соответствии с принципами устойчивого развития: 1. Генезис системных методов

Перша частина публікації присвячена огляду генези сучасних методів підтримки проектних рішень при проектуванні технологічних схем водного господарства промислового підприємства: схем водоспоживання та водоочищення, за принципами сталого розвитку. Розглянуто водне господарство промислового підприємство як складову частину хіміко-технологічної системи і як об’єкт проектування. Проведено класифікацію сучасних методів сталого автоматизованого проектування підсистем водного господарства у складі хіміко-технологічних систем. За результатами аналізу парадигм проектування хіміко-технологічних систем та споріднених технологічних систем (нафтопереробка, металургія, тощо) на сталого розвитку у відповідності до концепції інтегрування процесів кластеризовано методи сталого проектування підсистем водного господарства промислових підприємств. Показано, що сучасні методи підтримки проектних рішень при проектуванні схем водного господарства можуть бути поділені на два класи: послідовні (ієрархічні, концептуальні) та «одночасні» (комбінаторні, надструкутурні) методи. Виділено характерні особливості концептуальних та надструктурних методів проектування систем водного господарства.The first part of the work is devoted to the review of the history of development and analysis of modern methods of project decision support in the sustainable design of industrial water networks: water usage networks, water treatment networks. Modern methods of computer-aided design of chemical-engineering systems were classified. The industrial water economy system as an integral part of the chemical-engineering system and as an object of design was considered. The modern conceptual and superstructure methods of designing water networks were described.Первая часть публикации посвящена обзору истории развития и анализу современных методов поддержки проектных решений при проектировании технологических схем водного хозяйства промышленного предприятия: схем водопотребления и водоочистки, на принципах устойчивого развития. Классифицированы современные методы автоматизированного проектирования химико-технологических систем. Рассмотрено водное хозяйство промышленного предприятие как составная часть химико-технологической системы и как объект проектирования. Охарактеризованы современные концептуальные и сверхструктурные методы проектирования систем водного хозяйства

Проектирование схем водного хозяйства в соответствии с принципами устойчивого развития: 2. «Последовательные» методы синтеза

The study was conducted within the framework of an ongoing research project “Development of sustainable industrial water networks” (state registration No 0117U005297).Друга частина публікації присвячена огляду сучасних концептуальних методів підтримки прийняття проектних рішень у сталому проектуванні промислових схем водного господарства, тобто технологічних схем водоспоживання, технологічних схем очищення природних та стічних вод. Вказані концептуальні підходи висвітлювалися у літературі також під назвами інтуїтивних, послідовних, ієрархічних методів, тощо. Задачею статті був аналіз запропонованих у літературі підходів до реалізації концептуальних методів сталого проектування. Було виділено дві базові етапи концептуальних методів проектування – етапи визначення критерію проектування (потенціалу економії води) та синтезу оптимальної схеми водного господарства у відповідності до визначеного раніше критерію проектування. Виконано порівняльний аналіз підходів до визначення потенціалу економії води на основі графічного або графоаналітичного опису промислових схем водного господарства. Показано використання діаграм «масове навантаження – концентрація» для масообмінних процесів водоспоживання (так звані «моделі фіксованого навантаження»), та діаграм «витрата – концентрація» для «немасообмінних» водоспоживачів (так звані «моделі фіксованої витрати»). Показано пропоновані дослідниками шляхи подолання основних недоліків концептуальних підходів – слабкої формалізованості та орієнтованості на досвід технолога-проектувальника, а також методологічних проблем під час розрахунку технологічних схем водоспоживання, очищення природних та стічних вод при врахуванні присутності у воді кількох забруднюючих домішок. Висвітлено характерні особливості та перспективи розвитку евристичних методів синтезу оптимальних схем водного господарств, що забезпечують розрахунковий рівень потенціалу економії води. Характерні прийоми реалізації концептуальних методів проектування систем водного господарства проілюстровано прикладами.The second part of the work addresses an overview of the modern conceptual methods (also called insight-based, sequential, or hierarchical methods) of project decision support in the sustainable design of water economy networks. The stages of insight-based methods of water economy networks design: graphical/analytic modeling stage to identify the water saving potential as well as optimal network structure synthesis stage were described in detail.Вторая часть публикации посвящена обзору современных концептуальных методов (известных также под названиями интуитивных, последовательных, иерархических методов) поддержки принятия проектных решений в устойчивом проектировании промышленных схем водного хозяйства, то есть схем водопотребления, схем очистки природных и сточных вод. Проанализированы предложенные в литературе подходы к реализации концептуальных методов устойчивого проектирования как на стадии определения цели проектирования – потенциала экономии воды (путем графического или графоаналитического описания промышленных схем водного хозяйства), так и на стадии синтеза оптимальной схемы водного хозяйства