Ajankohtaista

Teollisuuden prosessit tehokkaammiksi laskennallisilla malleilla

29.05.2012

Teollisuusprosessien optimointi vaatii niissä tapahtuvien ilmiöiden ymmärtämistä ja ennakointia. Varsinkin kun prosessissa esiintyy aineita useassa eri olomuodossa, kuplien, partikkelien ja pisaroiden välisten fysikaalisten ja kemiallisten ilmiöiden ymmärtäminen helpottuu laskennallisten mallien avulla.

Aalto-yliopistosta toukokuussa tohtoriksi väitellyt Gijsbert Wierink käsitteli tutkimuksessaan useita laskennallisia menetelmiä, joissa kuplien ja partikkelien dynaamista vuorovaikutusta tutkittiin erilaisissa virtausolosuhteissa.

- Johtopäätös on, että vuorovaikutusta voidaan mallintaa luotettavasti, ja mallinnuksesta on hyötyä tärkeiden jokapäiväisten teollisten prosessien keskeisten ilmiöiden tutkimisessa, Wierink kiteyttää.

Wierink kehitti tutkimuksessaan laskennallista menetelmää, jonka avulla voidaan laskea kuplan ja hiukkasen liikettä nesteessä.

- Laskennallinen malli auttaa tehostamaan teollisuusprosesseja, kun prosessin sisäiset vuorovaikutukset ovat paremmin ymmärrettävissä.

Mikrotason ilmiöitä mallintamalla kohti kestävää kehitystä

Väitöstyössä esitelty menetelmä on ainutlaatuinen mineraalien prosessoinnin alalla ja sitä voidaan helposti soveltaa muiden teollisuusalojen sovellutuksiin, joissa vastaavanlaisia fysikaalisia ja kemiallisia ilmiöitä esiintyy. Esimerkiksi tyypillisessä teollisuuden erotusprosessissa, flotaatiossa, kuplien avulla erotetaan kiintoainehiukkasia nesteestä. Kuplien ja hiukkasten keskinäinen vuorovaikutus sekä liikkuvuus nesteessä vaikuttaa erotuksen lopputulokseen.

- Tutkin flotaatiomalleja jo diplomityössäni vuonna 2006. Havaitsin, että malleja on useita, mutta ne eivät yksinään riitä. Väitöstyössäni kokosin puitteet mallien yhdistämiseksi, Wierink kertaa tutkimuksensa taustoja.

Käytännössä muun muassa metallien ja polttoaineiden tuotannon, jätevesien puhdistuksen sekä paperin kierrätyksen tehokkuus riippuvat suuresti kuplien, hiukkasten tai pisaroiden vuorovaikutuksesta. Teollisuuden prosesseja optimoimalla voidaankin parhaimmillaan tukea kestävää kehitystä suuren mittakaavan tuotantolaitoksissa.

- Esimerkiksi paljon vettä kuluttavien teollisuusalojen sisäisiä vesikiertoja voitaisiin tehostaa ja prosessit olisi mahdollista optimoida käyttämään vähemmän vettä.

Lisätietoja:

TkT Gijsbert Wierink

gwierink [at] sgi [dot] com

Takaisin

Sivusta vastaa: viestinta-chem [at] aalto [dot] fi (Kemian tekniikan korkeakoulu) | Viimeksi päivitetty: 31.05.2012.