Nanosuodatuksen soveltaminen hiilihydraattien väkevöinnissä

Diplomityön tavoitteena oli kehittää nanosuodatusprosessin simulointimalli, jota voidaan soveltaa hiilihydraattien väkevöinnissä. Työn kirjallisen osan tavoitteena oli perehtyä nanosuodatuksen periaatteisiin, erotusmekanismeihin, mallintamiseen, laiteratkaisuihin ja hiilihydraattisovelluksiin. Työssä on lisäksi tutustuttu nanosuodatusprosessien prosessisuunnitteluun, simulointiin ja optimointiin. Työn soveltavassa osassa kehitettiin simulointimalli, jota käytettiin monivaiheisen nanosuodatusprosessin simulointiin ja optimointiin. Simulointimallia voidaan käyttää kyseisen prosessin esi- ja perussuunnittelun työkaluna. Mallin kehittämiseen käytettiin kirjallisen osan laajaa materiaalia. Simulointimallissa nanosuodatuksen aineensiirtoa ja kalvojen likaantumista mallinnetaan empiirisillä polynomikorrelaatioilla, jotka ovat määritetty kokeellisista mittaustuloksista. Simulointimallilla optimoidaan simuloitava prosessi, jolloin lähtötietojen mukaisesti minimoidaan prosessin vuosittaiset investointi- ja käyttökustannukset. Malli ratkaisee prosessin jokaiselle vaiheelle virtausten määrät, kuiva-ainepitoisuudet ja sokeripuhtaudet, tilavuuskonsentroimiskertoimen (VCF), diasuodatusvesisuhteen (DWF) ja rinnakkaisten moduulien lukumäärän. Ylläkuvattu simulointimalli sisällytettiin tässä työssä rakennettuun Excel-pohjaiseen simulointiohjelmaan, jossa hyödynnetään Visual Basic for Applications - ohjelmointia. Optimointi perustuu Excel-ohjelmaan sisältyviin optimointityökaluihin. Ohjelmaa käytettiin prosessin optimointiin ja pääkustannusmuuttujien etsimiseen