پروژه اسپن..

شرح پروژه

مهندسی انرژی

درس مهندسی فرایند

-

1. تعریف مواد اولیه و خوراک‌ها
اولین مرحله، انتخاب و تعریف خوراک‌ها و مواد اولیه است. برای ما پسماندهای غذایی (مثلاً تفاله چغندر، باگاس نیشکر، روغن سرخ‌کردنی) به عنوان خوراک انتخاب می‌شود. در اینجا باید:
ترکیب شیمیایی خوراک را وارد کنیم (چه درصدهایی از مواد مختلف مثل قند، چربی، پروتئین در خوراک‌ها داریم).
برای هر خوراک باید خواص ترمودینامیکی (مثلاً چگالی، نقطه ذوب، رطوبت، ویسکوزیته) را وارد کنیم. برای مواد پسماند، اطلاعات ابتدایی از مقالات و منابع علمی را می‌توان استفاده کرد.
2. طراحی شیت جریان فرآیند (Flow Sheet)
پس از وارد کردن خوراک‌ها، نوبت به طراحی فرآیند می‌رسد. این مرحله به شبیه‌سازی مسیر تبدیل خوراک به سوخت کمک می‌کند:
ورود خوراک‌ها به سیستم: خوراک‌ها وارد اولین واحد فرآیندی می‌شوند. این واحد می‌تواند یک واحد پیش‌فرآوری برای آماده‌سازی خوراک باشد (مثل پیش‌گرمایش یا شستشو).
فرآیند تخمیر (Fermentation): تخمیر به عنوان یک فرآیند بیوشیمیایی برای تبدیل قند به اتانول (یا متانول) انتخاب می‌شود. باید یک رآکتور تخمیر (مثلاً رآکتور پادشید) اضافه کنیم و شرایط دما، فشار و زمان را تنظیم کنیم.
برای این مرحله، ما می‌توانیم از مدل‌های ساده استفاده کنیم. برای مثال، یک تبدیل درصدی از قند به اتانول یا متانول را فرض کنیم (مثلاً 90٪).
کینتیک تخمیر دقیقاً مدل‌سازی نمی‌شود، بلکه تبدیل و نرخ تولید اتانول/متانول به عنوان یک پارامتر ورودی می‌آید.
واحد تقطیر (Distillation): پس از تخمیر، مایع به یک واحد تقطیر منتقل می‌شود تا اتانول/متانول از مخلوط استخراج شود.
این واحد باید به‌طور دقیق شبیه‌سازی شود تا خلوص نهایی محصول به‌دست بیاید. می‌توانیم با استفاده از مراحل تقطیر ساده مانند دو مرحله تقطیر این کار را انجام دهیم.
3. تنظیم پارامترهای فرآیند و ترمودینامیکی
پس از طراحی شیت جریان، باید شرایط ترمودینامیکی و پارامترهای ورودی را وارد کنیم:
دما و فشار در هر واحد فرآیند را باید تنظیم کنیم. مثلاً دما در تخمیر ۳۰–۳۵ درجه سانتی‌گراد باشد، و در تقطیر می‌تواند ۷۵–۹۰ درجه سانتی‌گراد باشد.
همچنین باید نرخ جریان خوراک (مثلاً در کیلوگرم بر ساعت) و نرخ تبدیل (میزان تبدیل مواد اولیه به محصول) را وارد کنیم.
4. آنالیز و نتایج
پس از تنظیم پارامترها، Aspen Plus نتایج مختلفی به ما می‌دهد:
بازده فرآیند: میزان اتانول یا متانول تولیدی به ازای هر کیلوگرم خوراک.
تعادل انرژی: محاسبه میزان انرژی مصرفی در فرآیندهای مختلف (مثل گرمایش، تقطیر، پمپاژ).
هزینه‌ها و سود: میزان هزینه‌های مورد نیاز برای هر واحد فرآیند و تحلیل اقتصادی اولیه.
برای محاسبه هزینه‌ها، می‌توانیم از پارامترهایی مانند هزینه انرژی، هزینه‌های سرمایه‌ای (CapEx)، و هزینه‌های عملیاتی (OpEx) استفاده کنیم.
5. تحلیل اقتصادی (Techno-Economic Analysis)
حالا که فرآیند مدل شده است و نتایج اولیه داریم، نوبت به تحلیل اقتصادی می‌رسد:
LCOE (Levelized Cost of Energy): محاسبه هزینه تولید انرژی (بیواتانول یا بیومتانول) به ازای هر کیلووات ساعت انرژی تولیدی.
NPV (Net Present Value): محاسبه ارزش فعلی خالص پروژه با توجه به هزینه‌های جاری و پیش‌بینی درآمدها.
ROI (Return on Investment): بررسی بازگشت سرمایه برای تصمیم‌گیری درباره اقتصادی بودن پروژه.

مهارت ها و تخصص های مورد نیاز

درباره کارفرما

مهندس خوب

عضویت هشت سال پیش

15887 پروژه ثبت شده ،

49 پروژه در حال انجام ،

89 پروژه آماده دریافت پیشنهاد ،

نرخ پذیرش پیشنهاد 34%