Diaz Tovar, Carlos Axel

Planteolier og fedtstoffer spiller en vigtig rolle indenfor human ernæring og i den kemiske industri, fordi de er en kilde til energi, fedtopløselige vitaminer og findes nu også i produktionen af vedvarende energikilder. I disse tider, hvor forbrugerens præferencer for naturlige produkter og sundere fødevarer er stigende, samtidig med en voksende interesse for biobrændsel, står madolieindustrien overfor store udfordringer i de kommende år med hensyn til design og udvikling af bedre produkter og mere bæredygtige processer, der kan fremstille dem. Computerbaserede metoder og værktøjer til processyntese, modellering og simulering er brugt i stor udstrækning inden for design, analyse og optimering af processer i den kemiske og biokemiske industri. Disse computerbaserede værktøjer har hjulpet den kemiske industri til at udvikle sig fra kun at producere forbrugsartikler til at producere flere specialkemikalier og kemikalier baseret på forbrugerorienteringen. Desværre er dette ikke tilfælde for madolie- og biobrændselsindustrien. Madolieindustrien er derfor bagud i forhold til den kemiske industri med hensyn til at modellere termo-fysiske egenskaber og med hensyn til udvikling af computerbaserede værktøjer velegnede til design/analyse og optimering af fedtstofrelaterede processer. Formålet med dette arbejde har været at udvikle systematiske computerbaserede metoder (egenskabsmodeller) og værktøjer (databaser) relateret til forudsigelse af de nødvendige fysiske egenskaber, som er velegnede til at designe og analysere processer, der anvender fedtstofrelaterede teknologier. Disse metoder og værktøj inkluderer: Udviklingen af en fedtstofdatabase (CAPEC_Lipids_Database) af eksperimentel data fra åben litteratur, data fra industrien og data genereret af validerede modeller til forudsigelse af egenskaber; udviklingen af en brugerflade til databasen og en ekstern version af denne til brug i kommercielle processimulatorer til hurtig tilpasnings-analyse af modeller, der kan anvendes til forudsigelse af egenskaber, og til hurtig udvikling af procesmodeller, som ikke er tilgængelige i processimulatorerne. Dette blev opnået ved først at identificere og klassificere fedtstoffer fundet i madolie- og biobrændselsindustrien. Så blev en liste over de termo-fysiske egenskaber, der er behov for i model-baseret design og analyse af madolie- og biobrændselsprocesser, udarbejdet. Herefter samledes de tilgængelige eksperimentelle data fra de identificerede fedtstoffer, fra de forskellige kilder. Endelig blev de passende modeller til forudsigelse de nødvendige egenskaber valgt og brugt til at udfylde fedtstofdatabasen og gøre den velegnet til anvendelse med andre computerbaserede værktøjer (som for eksempel kommercielle processimulatorer). Udviklingen af computerbaserede metoder (egenskabsmodeller) og værktøjer (CAPEC_Lipids_Database) er blevet forbundet med den foreslåede metodik til design/analyse af fedtstofrelaterede processer. I denne PhD afhandling er tre fedtstofrelaterede processer blevet analyseret med hensyn til deres designvariable og disses indvirkning på processernes adfærd. De tre fedtstofrelaterede processer er genindvindingen af opløsningsmiddel fra ekstraktionen af råolie fra sojabønner, processen til fjernelse af ildelugtende komponenter i palmeolie og fjernelsen af syrer i sojabønneolie.Vegetable oils and fats have an important role in human nutrition and in the chemical industry since they are a source of energy, fat-soluble vitamins, and now also in the production of renewable sources of energy. Nowadays as the consumer preferences for natural products and healthier foods increase along with growing interest in biofuels, the oleochemical industry faces in the upcoming years major challenges in terms of design and development of better products and more sustainable processes to make them. Computer-aided methods and tools for process synthesis, modeling and simulation are widely used for design, analysis, and optimization of processes in the chemical and petrochemical industries. These computer-aided tools have helped the chemical industry to evolve beyond commodities toward specialty chemicals and ‘consumer oriented chemicals based products’. Unfortunately this is not the case for the edible oil and biodiesel industries. The oleochemical industry lags behind the chemical industry in terms of thermophysical property modeling and development of computational tools suitable for the design/analysis, and optimization of lipid-related processes. The aim of this work has been to develop systematic computer-aided methods (property models) and tools (database) related to the prediction of the necessary physical properties suitable for design and analysis of processes employing lipid technologies. The methods and tools include: the development of a lipid-database (CAPEC_Lipids_Database) of collected experimental data from the open literature, data from industry, and, generated data from validated predictive property models; as well as the development of a database user-interface and an external version of this database, for use in commercial process simulators, for fast adoption-analysis of property prediction models and for fast development of process models not available in process simulators. This was achieved by first identifying and classifying the lipid compounds found in the edible oil and biodiesel industries. Then creating a list of the thermophysical properties needed for model-based design and analysis of edible oil and biodiesel processes. Next, collection of the available experimental data from different sources for the identified lipid compounds. Finally, selecting and adopting the appropriate models to predict the necessary properties, to fill-out the lipid-database and to make it suitable for application with other computer-aided tools (such as commercial process simulators). The developed computer-aided methods (property models) and tools (CAPEC_Lipids_Database) have been linked to the proposed methodology for the design/analysis of lipid-related processes. In this PhD thesis the analysis, in terms of their design variables and their impact in the process behavior, of three lipid-related processes has been performed: the solvent recovery section of the extraction of crude soybean oil, the deodorization of palm oil, and the deacidification of soybean oil

Online Research Database In Technology

Computer-Aided Modeling of Lipid Processing Technology

http://orbit.dtu.dk/ws/files/6329112/prod11319803656098.Carlos%20Axel%20Diaz-Tovar_PEC11-23%5B1%5D.pdf

Computer-Aided Modeling of Lipid Processing Technology

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Online Research Database In Technology