Droga do uzyskania idealnego kryształu
Zjawisko krystalizacji posiada szeroką gamę zastosowań w przemyśle. Jest ono wykorzystywane głównie przy produkcji sztucznych kryształów na skalę masową w różnych zastosowaniach, takich jak słodziki żywnościowe czy ogniwa słoneczne. Krystalizacja stanowi jeden z najstarszych rodzajów operacji jednostkowych w przemyśle chemicznym. Pomimo tego zapewnienie jakości produktów oraz niezawodności procesu może sprawiać trudności. Finansowany ze środków europejskich projekt Sinc-pro miał na celu zniwelowanie rozbieżności procesu krystalizacji za pomocą dostępnych na rynku narzędzi. W tym celu przetestowano model wspomagania decyzji wspierający uzyskanie kryształów jednorodnych. Kluczowe własności optymalnego funkcjonowania modelu to rozmiar, barwa oraz współczynnik załamania lub kąt pomiędzy osią kryształu i światłem przechodzącym przez ten kryształ. Testy zostały przeprowadzone na wszystkich etapach wykorzystania tej technologii — od warunków laboratoryjnych poprzez etap pilotażowy aż do wytwarzania na skalę produkcyjną. W ramach projektu Sinc-pro naukowcy określili najkorzystniejsze miejsce i moment zastosowania automatycznych aktywatorów procesów. Szczególnie istotnymi elementami były zastosowane techniki pomiarów. Testy wykazały, że ważnym aspektem wczesnych etapów procesu optymalizacji było zastosowanie siłowników stanowiących mechanizmy zwiększenia skuteczności pomiarów. W przypadku zastosowania ich w późniejszych etapach wystąpił spadek wrażliwości pomiarów oraz jakości produktów. W ramach analizy przypadków przeprowadzono analizę różnych kryształów, takich jak siarczan amonu, stosowany jako nawóz, oraz dekstroza, będąca dodatkiem do żywności. W wyniku testów wykazano, że techniki pomiaru zależą w dużym stopniu od typów kryształów. Na podstawie wyników testów został przygotowany plan działania. Model zastosowania technik pomiarów nie stanowi uniwersalnego sposobu optymalizacji produkcji kryształów. Opracowany plan zawiera użyteczne wytyczne w zakresie technik pomiarów wykorzystywanych na dowolnym etapie procesu produkcyjnego. Opracowanie ogólnych ram optymalizacji i zastosowanie dostępnych na rynku narzędzi niesie ze sobą wiele korzyści. Jeden model może być wykorzystywany do symulacji, modeli eksperymentalnych oraz sterowania jakością produktów.
