Ученые разработали модель оптимального производства биотоплива
Математическую модель наиболее эффективного в настоящее время процесса производства биодизеля предложила международная группа ученых, 12 августа сообщает пресс-служба Южно-Уральского государственного университета (ЮурГУ).
В моделировании процесса производства биодизеля из соевого масла и метанола приняли участие ученые из России, Китая, Саудовской Аравии, ОАЭ и Египта. Матмодель была оптимизирована с помощью машинного обучения.
Результаты исследования разработчики обнародовали в статье «Моделирование и оптимизация производства биодизеля из растительного масла с помощью гетерогенного нанокаталитического процесса: многослойный персептрон, дерево регрессии решений и методы K-ближайших соседей» в журнале Environmental Technology & Innovation (Q1).
В статье авторы поясняют, что биодизельное топливо является возобновляемым топливом, производимым из природных источников, однако в настоящее время его производство весьма затратно. В своей работе ученые использовали подходы машинного обучения для моделирования и оптимизации процесса производства биодизеля, что возможно без глубокого понимания биологических систем.
Старший научный сотрудник центра виброиспытаний и мониторинга состояния конструкций ЮУрГУ Афрасяб Хан, участвовавший в создании модели, рассказал:
«Основная уникальность нашего исследования заключается в разработке гибридного метода вычислений для оптимизации моделирования химической реакции при синтезе биотоплива. Мы определили, в каком процентном соотношении нужно смешивать соевое масло и метанол, сколько катализатора добавлять для химической реакции, чтобы она проходила наиболее эффективно».
Математическая модель, которая стала результатом исследования, помогла определить оптимальную температуру и состав исходного материала и катализаторов для производства максимального количества биотоплива при минимальных отходах.
«Таким образом, — заключил Афрасяб Хан, — мы предлагаем производство более экологичного вида топлива и повышаем эффективность процесса производства».
Популярность биотоплива во всем мире растет из-за его экологичности и уменьшения при его использовании потребности в добыче и применении ископаемого топлива, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую среду.
С помощью каталитических процессов в производстве биотоплива могут быть использованы такие возобновляемые ресурсы, как растительные масла и животные жиры. Поэтому модель, разработанная исследователями, будет полезна для увеличения производственных мощностей биотоплива.
В своей дальнейшей работе команда намерена разработать многомасштабную модель и проверить ее на других видах биологического сырья и катализаторов.
