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Combined On-Line and Run-to-Run Optimization of Batch Processes with Terminal Constraints
This paper describes the optimization of batch processes in the presence of uncertainty and constraints. The optimal solution consists of keeping certain path and terminal constraints active and driving the sensitivities to zero. The case where the terminal constraints have a larger bearing on the cost than the sensitivities is considered, for which a two-time-scale methodology is proposed. The problem of meeting the active terminal constraints is addressed on-line using trajectory tracking, whilst pushing the sensitivities to zero is implemented on a run-to-run basis. The paper also discusses the run-to-run improvement of trajectory tracking via iterative learning control. The proposed methodology is illustrated in simulation on a batch distillation system
Filament identification and dominance of Eikelboom Type 0092 in activated sludge from wastewater treatment facilities in Cape Town, South Africa
Routine characterisation of activated sludge and identification of the filamentous population by microscopic and/or other non-culture dependent techniques can assist in diagnosing the aetiology of poor performance of wastewater treatment works (WWTWs). In South Africa, most facilities rely solely on physicochemical indicators, treating reactors as âblack-boxesâ, with the result that process adjustments are often delayed, to the detriment of the environment. This study was performed in order to gain insight into the filamentous population found in activated sludge in Cape Town WWTWs, to compare these with other global and local literature findings, and to build capacity in this science. Physicochemical and plant performance parameters, in terms of nutrient removal and settling, were obtained from routine operational data and assessed in conjunction with the microscopic analyses of activated sludge samples taken over a 6-month period. Hypotheses on the links between filament types and/or plant configurations and/or operational parameters were formulated using existing literature. In order of prevalence, the five most common dominant filament species in 96 activated sludge samples were: Eikelboom Type 0092, Eikelboom Type 1851, nocardioforms, Microthrix parvicella and Eikelboom Type 021N. In order to compile a statistically significant database, it is recommended that an extensive nationwide study is conducted to link filament types with plant configurations, operational parameters and geographical locations.Keywords: activated sludge, bulking, identification, filament, Type 009
Osseointegrative Eigenschaften einer Silberbeschichtung von HĂŒftendoprothesen bei Hunden
Im Rahmen der Tierversuche zur Untersuchung der osseointegrativen Eigenschaften von silberbeschichteten Endoprothesen wurden 10 Beagle Hunden eine silberbeschichtete HĂŒftendoprothese implantiert. 10 weiteren Hunden wurden zum Vergleich baugleiche Titan Prothesen implantiert. Die Tiere wurden nach einem Zeitraum von 12 Monaten der zyklischen Implantatbelastung eutanasiert und der biomechanischen Untersuchung zugefĂŒhrt. 3 Hunde fielen aus dem Versuch heraus wegen Komplikationen, die zum Abbruch des Versuches fĂŒhrten. Mittels Pull-out Versuchen wurden die maximale Auszugskraft und die Steifigkeit fĂŒr die silberbeschichteten- und die Titan Implantat-Knochen Strukturen bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass alle Silberimplantate durch geringe AuszugskrĂ€fte (0 - 186 N) imponierten, wĂ€hrend alle Titanimplantate hohe Werte (1755 - 5967 N) erreichten
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The Bounded Degree Problem for NLC Grammars Is Decidable ; CU-CS-267-84
Optimierung einer Batch-Destillationskolonne unter Unsicherheiten basierend auf Messungen
C. Welz, B. Srinivasan, D. Bonvin Laboratoire dâAutomatique Ecole Polytechnique FĂ©dĂ©rale de Lausanne CH-1015 Lausanne, Schweiz O. Naef DĂ©partement de Chimie Ecole dâIngĂ©nieurs de Fribourg CH-1705 Fribourg, Schweiz Optimierung einer Batch-Destillationskolonne unter Unsicherheiten basierend auf Messungen Das Ziel der dynamischen Optimierung von binĂ€ren Batch-Destillationskolonnen ist die Maximierung der Destillatmenge am Ende einer Charge bei gleichzeitiger ErfĂŒllung der Endpunktbedingung fĂŒr die Reinheit des Destillats. Das optimale Steuerungsprofil fĂŒr das interne RĂŒcklaufverhĂ€ltnis (0 †r †1) wird durch 2 Intervalle angenĂ€hert: 1) Anlaufphase mit vollem RĂŒcklauf (r = 1), 2) Destillationsphase zur Produktion des Destillats (0 †r †1). I m Fall von Prozessunsicherheiten muss eine konservative und suboptimale ProzessfĂŒhrungsstrategie gewĂ€hlt werden, um die Endpunktbedingung zu erfĂŒllen. Anstelle einer konservativen Strategie schlĂ€gt dieser Beitrag die Implementierung der notwendigen OptimalitĂ€tsbedingungen vor, die aus Rand- und SensibilitĂ€tsBedingungen bestehen. Entscheidend fĂŒr das gegebene Optimierungsproblem ist es, d i e Randbedingungen zu erfĂŒllen, insbesondere die Endpunktbedingung. Die Endpunktbedingung fĂŒr die Reinheit des Destillats wird unter Verwendung von Messungen aktiv gehalten. Dies kann wĂ€hrend einer Charge durch die Verfolgung eines Referenzprofils fĂŒr die Reinheit des Destillats realisiert werden. Anstatt ein Modell zu aktualisieren, welches die Endpunktbedingung wĂ€hrend der Destillation voraussagt, wird das System durch V e r f o l g u n g des Referenzprofils zu der Endpunktbedingung gefĂŒhrt. Dieses R e f e r e n z p r o f i l wird mit Hilfe eines Tendenzmodells des Systems bestimmt. U n s i c h e r h e i t e n in der Verdampfungsrate werden durch eine Vorregelung in AbhĂ€ngigkeit von der Destillatmenge kompensiert, welche den Fortschritt der Destillation charakterisiert. Die Methode ist in der Lage, die KonservativitĂ€t zu reduzieren und die ProduktivitĂ€t u n m i t t e l b a r zu steigern. Abbildung 1 zeigt die Verfolgung eines linearen Referenzprofils fĂŒr die Reinheit des Destillats in einer Kolonne im LabormaĂstab. GegenĂŒber einer suboptimalen Fahrweise mit konstanter Destillatzusammensetzung kann der Ertrag dabei um 11% gesteigert werden. Abbildung 1: Verfolgung einer Referenz fĂŒr die Destillatzusammensetzung mit dem Ziel, die Endpunktbedingung zu erfĂŒllen
Evaluation of Input Parameterization for Batch Process Optimization
For the optimization of dynamic systems, it is customary to use measurements to combat the effect of uncertainty. In this context, an approach that consists of tracking the necessary conditions of optimality is gaining in popularity. The approach relies strongly on the ability to formulate an appropriate solution model, i.e. an approximate parameterization of the optimal inputs with a precise link to the necessary conditions of optimality. Hence, the need to be able to assess the capability of a solution model to optimize an uncertain process. This paper introduces a loss function that can be used to verify the conjecture that the solution model derived from a simplified process model can be applied to a more rigorous process model with negligible loss in performance. This conjecture is tested in simulation via the dynamic optimization of a batch distillation column
VUV Photoionization Cross Sections of HO_2, H_2O_2, and H_2CO
The absolute vacuum ultraviolet (VUV) photoionization spectra of the hydroperoxyl radical (HO_2), hydrogen peroxide (H_2O_2), and formaldehyde (H_2CO) have been measured from their first ionization thresholds to 12.008 eV. HO_2, H_2O_2, and H_2CO were generated from the oxidation of methanol initiated by pulsed-laser-photolysis of Cl_2 in a low-pressure slow flow reactor. Reactants, intermediates, and products were detected by time-resolved multiplexed synchrotron photoionization mass spectrometry. Absolute concentrations were obtained from the time-dependent photoion signals by modeling the kinetics of the methanol oxidation chemistry. Photoionization cross sections were determined at several photon energies relative to the cross section of methanol, which was in turn determined relative to that of propene. These measurements were used to place relative photoionization spectra of HO_2, H_2O_2, and H_2CO on an absolute scale, resulting in absolute photoionization spectra
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