Ottimizzazione del controllo di processo di un reattore batch per la riduzione dei tempi di ciclo e dei consumi mediante tecniche di filtrazione avanzate

Tutte le misurazioni che vengono fatte delle diverse variabili di processo non sono perfette ma affette da rumore, in maniera ed intensità diverse a seconda dello strumento e della variabile. Nella maggior parte dei casi si utilizzano filtri del primo ordine, come la media mobile, per rendere più "smooth" queste ultime. Nell’ambito di un tirocinio presso BASF Italia S.p.A., sono stati fatti diversi studi relativi ai filtri di ordine superiore al primo per poi applicare il tutto ad un caso di studio con l’ottica di aumentare la produttività della linea e ridurre il consumo di utilities, proprio attraverso l’ottimizzazione del controllo di processo. È stato necessario innanzitutto studiare le diverse tipologie di filtri di ordine superiore, così da trovare la tipologia che fosse più adatta al controllo di processo. Identificata la tipologia è stato sviluppato un modulo all’interno del software DCS che riproducesse l’effetto del filtro studiato, così da poterlo applicare alle variabili reali. Infine, il lavoro è stato applicato ad un caso di studio per cercare di migliorare il controllo di concentrazione di ossigeno all’interno di un reattore, il quale lo genera in presenza di un solvente infiammabile. Grazie al nuovo filtro è stato possibile avere una stima più accurata della velocità di produzione di ossigeno permettendo così di introdurre un nuovo controllore. Nello specifico, sono stati studiati diversi sistemi di controllo avanzati al fine di valutare la soluzione migliore, ed è stata valutata l’implementazione di un controllo in cascata. Al fine di valutare i risultati ottenuti sono stati utilizzati diversi criteri, tra cui la riduzione del consumo di utilities, la riduzione della durata del batch, con conseguente aumento della produttività. Inoltre, grazie all’introduzione del filtro, è stato possibile ottimizzare l’intera configurazione di controllo del reattore che è valutabile quantitativamente attraverso alcuni parametri numerici.