श्रृंखला में अशुद्धता बनाने के साथ एक रासायनिक प्रतिक्रिया का अनुकूलन करने के लिए

Question

इस प्रश्न में रसायन विज्ञान शामिल है, लेकिन मुख्य ध्यान डो डिजाइन है - इसलिए इंजीनियरिंग स्टैक एक्सचेंज पर पोस्ट करना।

समस्या एक रासायनिक प्रतिक्रिया है:

• A + B -> उत्पाद
• उत्पाद + बी -> अशुद्धता

लक्ष्य हैं

1. अशुद्धता को कम करने के लिए।
2. बचे हुए ए को कम करने के लिए।

मिश्रण को लंबे समय तक प्रतिक्रिया करने से ए से छुटकारा मिलेगा लेकिन अशुद्धता बढ़ाएगा।

B को कम करने से अशुद्धता कम होगी लेकिन बचे हुए A में वृद्धि होगी।

प्रतिक्रिया को अनुकूलित करने के लिए, मैं तापमान, अभिकर्मक मात्रा और चर के रूप में प्रतिक्रिया समय के साथ डीओई की योजना बना रहा हूं।

मैंने एक केंद्रीय समग्र डिजाइन बनाने के लिए सॉफ्टवेयर का उपयोग किया। हालांकि, प्रत्येक प्रयोग के लिए प्रतिक्रिया समय इनपुट शारीरिक रूप से उचित नहीं हैं। देखिए कुछ प्रयोग:

+ ------------- + --------------- + ------------------- +
| तापमान | प्रतिक्रिया समय | B की राशि |
+ ------------- + --------------- + ------------------- +
| 20 सी | 4 घंटे | 1 तिल बराबर |
+ ------------- + --------------- + ------------------- +
| 50 सी | 4 घंटे | 1 तिल बराबर |
+ ------------- + --------------- + ------------------- +

20 सी पर, मुझे लगता है कि प्रतिक्रिया धीरे-धीरे आगे बढ़ेगी कि यह 4 घंटे के बाद नहीं किया जाएगा। हालांकि, 50C पर, मुझे लगता है कि प्रतिक्रिया एक घंटे से भी कम समय में की जाएगी। 4 घंटे में प्रतिक्रिया उत्पादन बेकार हो जाएगा - सभी बी को लंबे समय तक प्रतिक्रिया दी गई होगी (यानी उस तापमान / बी इनपुट के लिए अधिकतम मात्रा में अशुद्धता का गठन होगा)।

मैं इस तथ्य को कैसे संभाल सकता हूं कि प्रतिक्रिया समय इनपुट को यादृच्छिक रूप से असाइन नहीं किया जा सकता है?

Answer 1

मुझे पता है कि यह कुछ समय पहले है, लेकिन मेरा जवाब आम तौर पर लागू होता है। अनुभव से, इन प्रकार के प्रयोगों से प्रतिक्रिया समय का उपयोग "मुक्त" चर के रूप में किया जा सकता है। इससे पहले कि डीओई की योजना बनाई जाए, नियमित अंतराल पर तीन तापमान 20, 35 और 50 डिग्री पर प्रतिक्रिया के नमूने लें। इस तरह आप प्रतिक्रिया दरों के लिए एक महसूस करेंगे। वास्तव में, यदि आप एक आंतरिक मानक का उपयोग करते हैं, तो आप वास्तविक दरें उत्पन्न कर सकते हैं। इस प्रतिक्रिया समय की जानकारी डीओई में प्लग की जा सकती है। मेरी सलाह यह है कि आप तीन से अधिक समय के नमूने लें क्योंकि यदि आवश्यक हो तो आप अपने सांख्यिकीय विश्लेषण का विस्तार कर सकते हैं जैसे कि डिजाइन विशेषज्ञ आपको अपने डीओई में अतिरिक्त लाइनें जोड़ने की अनुमति देता है या आप "ऐतिहासिक डेटा" दृष्टिकोण का उपयोग कर सकते हैं।
तो जब तक समय-सीमा उचित रूप से दूरी पर है, आपको एक अच्छा मॉडल मिलना चाहिए। जब आपके पास ऐसे कारक होते हैं जो समयबद्ध होते हैं या बदलने में कठिन होते हैं, तो एक विभाजन साजिश विधि का उपयोग किया जा सकता है यदि उस कारक को जांचने के लिए यादृच्छिक नहीं किया गया है तो गलत विश्लेषण नहीं है।

Answer 2

आप सिस्टम पर अपना अधिक ज्ञान निर्दिष्ट कर सकते हैं। सीमित अभिकर्मक कौन सा है? क्या आप पहले-क्रम या दूसरे क्रम की प्रतिक्रिया की अपेक्षा करते हैं?

यह मेरी समझ है कि A बहुत अधिक मात्रा में है और आपको प्रतिक्रिया दरों का एक निश्चित ज्ञान है (जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं कि प्रतिक्रिया 50 degC पर 20 degC पर पूरी नहीं होगी) आप आयामहीन समय को इसी तरह से परिभाषित कर सकते हैं जैसे दमखलरों की संख्या:

$\tau = k\,t$

$k$$t$$\tau$

$\tau$

Comments

धन्यवाद। मैं देख रहा हूं कि आयाम रहित समय के लिए आपका क्या मतलब है। मुझे दर स्थिरांक का सटीक ज्ञान नहीं है - सिस्टम के साथ कुछ गुणात्मक अनुभव। सिस्टम मॉडल के लिए थोड़ा गड़बड़ है। अगर मुझे दर स्थिरांक का पता चल सकता है, तो मैं एक DOE के बजाय मॉडल करूँगा। किसी भी मामले में, मुझे लगता है कि मैं समय के बजाय बी के रूपांतरण को इनपुट चर के रूप में उपयोग करूंगा।

— user4396936