发现农业废物的最佳生物炼油厂设计:在不确定性下从上层结构优化中获得的见解

科学领域:

• 生物炼油厂的设计
• 工艺系统工程 工艺系统工程
• 可持续的废物管理 可持续的废物管理

背景情况:

• 生物炼油厂为废物利用提供了可持续的替代方案.
• 在不确定性下的早期设计决策对于生物炼油厂的成功至关重要.
• 农业废物为生物基产品开发提供了巨大的潜力.

研究的目的:

• 在不确定性下,应用超结构优化来指导早期生物炼油厂设计.
• 为了确定经济上可行的和强大的生物炼油路径来处理农业废物.
• 为评估设计替代方案和对新兴技术进行基准测试提供框架.

主要方法:

• 随机优化被用来从废物所有者的角度评估路径.
• 全球敏感性分析应用于技术开发人员的聚酸 (PHA) 生产路线.
• 对OUTDOOR软件进行了改进,以集成不确定性优化和灵敏度分析.

主要成果:

• 将土豆皮废弃物转化为动物料成为废物所有者最稳健和最有利可图的途径 (61.2欧元/废物).
• 对于PHA生产,经济改善的关键参数包括提取产量和分离效率.
• 优化的框架有效地确定了强大的生物炼油厂配置和关键优化参数.

结论:

• 超级结构优化为不确定性下的早期生物炼油厂设计提供了强大的框架.
• 该研究强调了废物所有者和技术开发人员的独特最佳策略.
• 确定关键过程参数对于提高新兴生物炼油技术的经济可行性至关重要.