Исследовательская группа UPV / EHU Catalytic Processes for Waste Valorisation работает над различными направлениями исследований, касающихся возобновляемых источников энергии, одно из которых соответствует получению биомасел или синтетической нефти с использованием биомассы. В статье, недавно опубликованной в научном журнале Fuel, исследователи предложили использовать искусственные нейронные сети для определения тепловой мощности каждого типа биомассы, используя ее состав, поскольку это очень неоднородный материал.Биомасса является одним из основных источников энергии и тепла в области производства возобновляемой энергии: это любой вид неископаемого органического вещества, например, живые растения, древесина, отходы сельского хозяйства и животноводства, сточные воды, твердые городские органические отходы и т. Д. . Тремя наиболее развитыми технологиями получения энергии из биомассы являются следующие: пиролиз (разложение путем нагревания в отсутствие кислорода), газификация (реакция с воздухом, кислородом или их смесью и превращение в газ) и сжигание (разложение путем нагрева. с кислородом). Эффективность и уровни выбросов этих трех процессов меняются в зависимости от состава биомассы, а также ее свойств, условий эксперимента и используемого оборудования.
В сотрудничестве с исследователями из Университета Сан-Карлос в Бразилии и в рамках европейского проекта члены исследовательской группы UPV / EHU Catalytic Processes for Waste Valorisation проанализировали процесс создания нефтеперерабатывающего завода для получения биомасла или синтетической нефти. с использованием биомассы. Поскольку «впоследствии, используя произведенное бионефть, можно получить те же продукты, что и из нефти; водород, а также любое другое соединение», — пояснил Мартин Олазар, руководитель проекта и профессор кафедры химического машиностроения.
Реактор, разработанный и запатентованный этой исследовательской группой, реактор с коническим носовым слоем, очень подходит для этого процесса, поскольку он подходит для работы с нестандартными липкими материалами — биомасса — это очень неоднородный материал, с которым трудно обращаться с использованием традиционных технологий -.Искусственные нейронные сети для определения высшей теплотворной способностиПри разработке процесса получения биомасла с использованием биомассы необходимо определить определенные переменные: температура, которая должна быть достигнута, как эта температура должна быть достигнута, сколько топлива (в данном случае сколько биомассы) необходимо для быть сожженным и т. д. Высшая теплотворная способность является ключевым параметром при определении всех этих данных: это тепло (энергия), выделяемая при полном сгорании определенного количества топлива.
Этот параметр важен при анализе, проектировании и улучшении систем пиролиза, газификации и сжигания биомассы. Корреляции, существующие в литературе, дают очень разные результаты в зависимости от каждого типа биомассы и ее свойств. Итак, исследователи в группе предлагают использовать искусственные нейронные сети для расчета этого; они эмпирически доказали, что система дает очень хорошие результаты, и сообщили о них в статье, недавно опубликованной в научном журнале Fuel.Искусственные нейронные сети — это компьютерные модели, основанные на том, как функционируют биологические нейронные сети; через них коррелируются входные и выходные базы данных.
Исследователи снабдили систему данными из литературы и собственных исследований и увидели, что высоконадежные результаты были получены быстро, по сравнению с ограниченными корреляциями, существующими в литературе. «Эти нейронные сети необходимо постоянно питать, — пояснил Олазар, — поскольку результаты улучшаются, когда включаются более широкие тематические исследования. Благодаря простому анализу состава и включению в систему некоторых регулярных данных (таких как плотность и влажность, например), "Нейронная сеть дает нам общую теплотворную способность доступной биомассы", — объяснил он, — "и таким образом мы можем более легко запускать вычисления, необходимые для нашего дизайна.
Это одно из звеньев в цепочке процесса, чтобы получать синтетическую нефть по нашей технологии, и это очень полезное звено », — заключил Олазар.