A generic algorithm for optimization of CFSTRs in series with any biokinetic equation

Authors

  • H. R. Baheri,

    1. Department of Chemical Engineering, University of Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan S7N 5C9, Canada
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  • G. A. Hill,

    Corresponding author
    1. Department of Chemical Engineering, University of Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan S7N 5C9, Canada
    • Department of Chemical Engineering, University of Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan S7N 5C9, Canada
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  • W. J. Roesler

    1. Department of Biochemistry, 110 Science Place, University of Saskatchewan, Saskatoon, Saskatchewan S7N 5C9, Canada
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Abstract

A simple generic code for optimization of CFSTRs in series with any biokinetic equation (structured, unstructured, segregated or distributed) has been developed. The program accepts biokinetic equations without any preliminary mathematical manipulation, does necessary material balances, solves material balance equations and optimizes the system under a given objective function. The program was tested with four different optimization problems (different biokinetics of unstructured, segregated and a structured model) and the results were compared to published data. In all cases, good agreement was found. Finally, the model has been applied to multiple CFSTRs with a cybernetic biokinetic model, and the effect of model parameters on the optimum total residence time is demonstrated.

Abstract

On a mis au point un programme générique simple pour l'optimisation des réacteurs agités fludisés continus (CFSTR) en série pouvant ětre utilisé avec toute forme d'équation biocinétique (structurée, non structurée, segrégée ou distribuée) Le programme accepte les équations biocinétique sans manipulations mathématiques préalables; il fait les bilans de matière nécessaires, résout les équations de bilan de matière et optimise le système pour une fonction objectif donnée. Le programme a été testé avec quatre problèmes d'optimisation différents (biocinétiques différentes d'un modèle non structuré, séparé et structuré), et on a comparé les résultats aux données publiées. Dans tous les cas, un bon accord est trouvé. Enfin, le modèle a été appliqué à de multiples CFSTR à l'aide d'un modèle biocinétique cybernétique, et on démontre l'effet des paramètres du modèle sur le temps de séjour total optimum.

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