Cieľom tejto diplomovej práce bolo vytvoriť matematický model methanolýzy tukov a olejov pre možnosti simulovania a optimalizácie tohto procesu pri rôznych podmienkach bez potreby vykonávať reálne experimenty. Pomocou simulácie a následnej analýzy dosiahnuť ideálne počiatočné podmienky reakcie, prípadne simulovať reguláciu tohto procesu.
Práca zahŕňa prehľad dostupných a aktuálnych poznatkov týkajúcich sa methanolýzy tukov a olejov so zameraním sa na nežiadúcu bočnú reakciu hydrolýzu acylglycerolov. Pre vytvorenie modelu boli potrebné experimentálne dáta, ktoré boli získané meraniami počas reálneho priebehu procesu methanolýzy. Pokus bol opakovaný viac krát pri rôznych počiatočných podmienkach a pri rôznom dávkovaní oleja, methanolu a katalyzátora. Vďaka týmto získaným experimentálnym dátam bolo možné spresniť model popisujúci methanolýzu tukov a olejov. Bol navrhnutý matematický model hlavnej a bočnej reakcie umožňujúci optimalizáciu reakčných podmienok založený na predpokladu nevratnosti študovaných reakcii.
Anotace v angličtině
The goal of this Thesis was to create a mathematical model for methanolysis of fats and oils for simulations of this process considering the different conditions without the need to deal with the real experiments. Using the simulation and immediate analysis, the goal is to reach ideal reaction conditions, respectively, to simulate the regulation of this process.
This work includes the overview of the available actual knowledge that deals with methanolysis of fats and oils focusing on unwanted side reaction hydrolysis of acylglycerols. To create a model, it was necessary to use the experimental data gained from the measurements of the real process of the methanolysis. This experiment was repeated several times having the different initial reaction conditions and using the different amounts of oil, methanol and catalyzer. Thanks to these gained experimental data, it was possible to suggest model describing the methanolysis of fats and oils in more exactly.
Cieľom tejto diplomovej práce bolo vytvoriť matematický model methanolýzy tukov a olejov pre možnosti simulovania a optimalizácie tohto procesu pri rôznych podmienkach bez potreby vykonávať reálne experimenty. Pomocou simulácie a následnej analýzy dosiahnuť ideálne počiatočné podmienky reakcie, prípadne simulovať reguláciu tohto procesu.
Práca zahŕňa prehľad dostupných a aktuálnych poznatkov týkajúcich sa methanolýzy tukov a olejov so zameraním sa na nežiadúcu bočnú reakciu hydrolýzu acylglycerolov. Pre vytvorenie modelu boli potrebné experimentálne dáta, ktoré boli získané meraniami počas reálneho priebehu procesu methanolýzy. Pokus bol opakovaný viac krát pri rôznych počiatočných podmienkach a pri rôznom dávkovaní oleja, methanolu a katalyzátora. Vďaka týmto získaným experimentálnym dátam bolo možné spresniť model popisujúci methanolýzu tukov a olejov. Bol navrhnutý matematický model hlavnej a bočnej reakcie umožňujúci optimalizáciu reakčných podmienok založený na predpokladu nevratnosti študovaných reakcii.
Anotace v angličtině
The goal of this Thesis was to create a mathematical model for methanolysis of fats and oils for simulations of this process considering the different conditions without the need to deal with the real experiments. Using the simulation and immediate analysis, the goal is to reach ideal reaction conditions, respectively, to simulate the regulation of this process.
This work includes the overview of the available actual knowledge that deals with methanolysis of fats and oils focusing on unwanted side reaction hydrolysis of acylglycerols. To create a model, it was necessary to use the experimental data gained from the measurements of the real process of the methanolysis. This experiment was repeated several times having the different initial reaction conditions and using the different amounts of oil, methanol and catalyzer. Thanks to these gained experimental data, it was possible to suggest model describing the methanolysis of fats and oils in more exactly.
Vypracujte stručný přehled dostupných a aktuálních poznatků týkajících se methanolýzy tuků a olejů (tj. triacylglycerolů). Zaměřte se na nežádoucí bočnou reakci - hydrolýzu acylglycerolů.
Vyberte vhodné metody pro analýzu složení reakčního systému, které umožní jeho kvantitativní popis.
Naměřte experimentální data kinetiky transesterifikace za různých reakčních podmínek, včetně průběhu nežádoucí bočné reakce.
Data zpracujte a vyhodnoťte.
Navrhněte matematické modely kinetiky reakčního systému a tyto modely pomocí naměřených dat verifikujte a kvantifikujte odchylky modelů od experimentálních dat.
Dosažené výsledky zhodnoťte a použijte pro návrh optimalizace reakčních podmínek, příp. řízení vsádkového transesterifikačního reaktoru.
Zásady pro vypracování
Vypracujte stručný přehled dostupných a aktuálních poznatků týkajících se methanolýzy tuků a olejů (tj. triacylglycerolů). Zaměřte se na nežádoucí bočnou reakci - hydrolýzu acylglycerolů.
Vyberte vhodné metody pro analýzu složení reakčního systému, které umožní jeho kvantitativní popis.
Naměřte experimentální data kinetiky transesterifikace za různých reakčních podmínek, včetně průběhu nežádoucí bočné reakce.
Data zpracujte a vyhodnoťte.
Navrhněte matematické modely kinetiky reakčního systému a tyto modely pomocí naměřených dat verifikujte a kvantifikujte odchylky modelů od experimentálních dat.
Dosažené výsledky zhodnoťte a použijte pro návrh optimalizace reakčních podmínek, příp. řízení vsádkového transesterifikačního reaktoru.
Seznam doporučené literatury
Komers, K., Skopal, F., Stloukal, R., Machek, J. Kinetics and Mechanism of the KOH Catalyzed Methanolysis of Rapeseed Oil for Biodiesel Production. European Journal of Lipid Science and Technology. 2002, 104 (11), 728737. ISSN 1438-9312.
Corriou, J. P. Process control: theory and applications. London: Springer, c2010. ISBN 978-1-84996-911-6.
Gerpen, J. Biodiesel Processing and Production. Fuel Processing Technology. 2005, 86 (10), 10971107. ISSN 0378-3820.
Levenspiel, O. Chemical reaction engineering. 3rd ed. Hoboken: Wiley, 1999. ISBN 0-471-25424-X.
Pecha, J., Šánek, L., Fürst, T., Kolomazník, K. A kinetics study of the simultaneous methanolysis and hydrolysis of triglycerides. Chemical Engineering Journal. 2016, 288, 680-688. ISSN 1385-8947.
Seznam doporučené literatury
Komers, K., Skopal, F., Stloukal, R., Machek, J. Kinetics and Mechanism of the KOH Catalyzed Methanolysis of Rapeseed Oil for Biodiesel Production. European Journal of Lipid Science and Technology. 2002, 104 (11), 728737. ISSN 1438-9312.
Corriou, J. P. Process control: theory and applications. London: Springer, c2010. ISBN 978-1-84996-911-6.
Gerpen, J. Biodiesel Processing and Production. Fuel Processing Technology. 2005, 86 (10), 10971107. ISSN 0378-3820.
Levenspiel, O. Chemical reaction engineering. 3rd ed. Hoboken: Wiley, 1999. ISBN 0-471-25424-X.
Pecha, J., Šánek, L., Fürst, T., Kolomazník, K. A kinetics study of the simultaneous methanolysis and hydrolysis of triglycerides. Chemical Engineering Journal. 2016, 288, 680-688. ISSN 1385-8947.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Diplomant prezentoval před komisí hlavní cíle a výsledky své diplomové práce.
Prezentace jako celek působila velmi dobrým dojmem, student
dobře vystihl hlavní body práce.
Následně byl student seznámen s posudky vedoucího a oponenta diplomové práce.
Komise vznesla k obhajobě následující dotazy:
1) Prof. Farana: Co znamená nejlepší výsledek v oblasti zpracování tuků?
2) Doc. Hruška: Co znamená průměrná odchylka jednoho experimentálního bodu?
3) Prof. Farana: Byla zajištěna homogenita směsi?
4) Doc. Hruška: Budete výsledky ještě nějak ověřovat?
Diplomant na dotazy reagoval pohotově, bez většího zaváhání. :