Application of Thermodynamic-Topological Analysis in the Design of Biorefineries: Development of a Design Strategy


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Biorefineries have been widely studied during the last years and proposed as the best option to transform biomass systems into value-added products. Different methodologies have been proposed for the design of biorefineries: knowledge-based approach, early-stage approach, and superstructures, among others, which have been coupled to process improvement schemes as pinch analysis and process intensification. Regarding process design, it is necessary to ensure that the most advanced concepts are applied on the design to ensure efficient processes that direct to more sustainable processes. The processes that are currently being designed as biorefineries in many cases cannot be considered as completely efficient, because they are generally biased to designs based only in typical methods of process engineering. It is still necessary to implement further design strategies focused on increasing the efficiency and decreasing energy consumption. Multiple methods have been used for the design and improvement of chemical/biotechnological processes. Among these, shortcut methods, especially thermodynamic-topological analysis, are highlighted as a useful tool in the process engineering stage of a given process and might be useful to decrease energy consumption and to increase the efficiency since the design stage. This work proposes a design strategy for biorefineries using a shortcut method as the thermodynamic-topological analysis. For this, a biorefinery based on cocoyam, which is a rural raw material with a high potential for the obtainment of added-value products, was used as a case study. The chosen products were ethanol, lactic acid, starch, and feed additive. The biorefinery was simulated in Aspen Plus. Thermodynamic-topological analysis was implemented in the proposed biorefinery and both biorefineries (with and without the application of thermodynamic-topological analysis) were assessed in economic, environmental, efficiency, and energy-consumption terms. It was determined that the application of thermodynamic-topological analysis generated a more efficient process. After the validation of the results, it was possible to establish a design strategy for biorefineries complementing the knowledge-based approach and based on thermodynamic-topological analysis.

Об авторах

S. Serna-Loaiza

Instituto de Biotecnología y Agroindustria, Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales

Email: ccardonaal@unal.edu.co
Колумбия, Manizales-Caldas, 170001

M. Ortiz-Sánchez

Instituto de Biotecnología y Agroindustria, Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales

Email: ccardonaal@unal.edu.co
Колумбия, Manizales-Caldas, 170001

Y. Pisarenko

Lomonosov Institute of Fine Chemical Technology, MIREA – Russian Technological University

Email: ccardonaal@unal.edu.co
Россия, Moscow, 119571

L. Serafimov

Lomonosov Institute of Fine Chemical Technology, MIREA – Russian Technological University

Email: ccardonaal@unal.edu.co
Россия, Moscow, 119571

C. Cardona

Instituto de Biotecnología y Agroindustria, Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales

Автор, ответственный за переписку.
Email: ccardonaal@unal.edu.co
Колумбия, Manizales-Caldas, 170001

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».