Oct 23, 2019   12:24 p.m. Alojza
Academic information system

Persons at STU


This page displays all publicly accessible information about the desired person. Some information about the person's occupation and offices may be hidden.

Ing. Ayush Sharma
Identification number: 67132
University e-mail: ayush.sharma [at] stuba.sk
 
2621V03  Process Control D-RP
FCFT D-RP ext [year 5]
Doctoral type of study, part-time, attendance method form
5th year of study

Contacts     Final thesis     Publications     

Basic information

Basic information about a final thesis

Type of thesis: Dissertation thesis
Thesis title:Mathematical Modeling and Optimal Operation of Membrane Processes
Written by (author): Ing. Ayush Sharma
Department: Institute of Information Engineering, Automation and Mathematics (FCFT)
Thesis supervisor: prof. Ing. Miroslav Fikar, DrSc.
Opponent:doc. Ing. Gergely Takács, PhD.
Final thesis progress:Final thesis is submitted


Additional information

Additional information about the final thesis follows. Click on the language link to display the information in the desired language.

Language of final thesis:English

Slovak        English

Title of the thesis:Matematické modelovanie a optimálne riadenie membránových procesov
Summary:Cieľom tejto dizertačnej práce je návrh optimálneho riadenia membránových procesov a jeho overenie v~laboratórnych podmienkach. Výskum pozostáva z~matematického modelovania, simulácie, optimalizácie a implementácie optimálneho riadenia pre membránové diafiltračné procesy. Zmyslom filtrovania za pomoci membrán je zvýšenie koncentrácie produktu (makrozložky) a zníženie koncentrácie nečistôt (mikrozložky). To je dosiahnuté použitím polopriepustných membrán a za pomoci rozpúšťadla (diafiltrácia). Optimálne riadenie implementované v~tejto práci je založené na modelovaní a modelovanie membránových procesov tvorí prvú časť tejto práce. Súčasťou je modelovanie rozličných konfigurácií membránových procesov s~následným odvodením nových modelov za účelom posunutia oblasti výskumu danej problematiky. Taktiež študujeme vlastnosti diafiltračných konfigurácií so zatvoreným (closed-loop) a otvoreným obehom (open-loop) pre spracovanie v~dávkach. Práca obsahuje aj dynamické párovanie existujúcich modelov s~dátami získanými z~experimentov za účelom získania optimálnych hodnôt parametrov. Modelovanie je nasledované simulácou a implementáciou optimálneho riadenia. Implementácia zahŕňa vykonanie optimálnych operácií riadenia v~laboratórnych podmienkach na zariadení vykonávajúcom membránovú filtráciu. Cieľom optimalizácie je analyticky nájsť mieru pridávania rozpúšťadla do vstupnej nádrže za cielom dosiahnutia finálnej koncentrácie pri čo najmenších prevádzkových nákladoch. Cieľom je minimalizovať procesný čas, rozpúšťadlo, alebo kombináciu týchto veličín pre diafiltračné procesy s~otvoreným obehom pre spracovanie v~dávkach. Využívame Pontrjaginov princíp minima za účelom dosiahnutia analytického riešenia pre optimálne riadenie. Výsledné odvodené optimálne riadenie je následne overené experimentom na zariadení s~použitím nanofiltračnej formy membránovej filtrácie. Prípadové štúdie sú implementované, ukazujúc optimálne riadenie a jeho porovnanie so súčasnými a tradičnými priemyselnými postupmi membránovej filtrácie. V~prípade vsádzkovej diafiltrácie so zatvoreným obehom je cieľom minimalizovať čas spracovania, spotrebu rozpúšťadla, výkonu alebo kombinácie týchto veličín. Použitím numerických metód ortogonálnej kolokácie a parametrizácie vektora riadenia získavame optimálne prevádzkové stratégie. Taktiež študujeme simulačné prípadové štúdie. Zistenia sú zhodnotené na záver v~porovnaní výhod a nevýhod konfigurácií so zatvoreným a otvoreným obehom pre vsádzkové procesy.
Key words:Membránová separácia, modelovanie, optimálne riadenie, nanofiltrácia, diafiltrácia, Pontrjaginov princíp minima, vsádzkové procesy

Display and download files

To display the final thesis assignment form click on the Display the final thesis assignment form icon. The following icons - Final thesis, Thesis appendices, Supervisor's review, Opponent's review - relate to the final thesis and can be downloaded. They could be displayed on condition they have been inserted and are available publicly.

Display the assignment form

Parts of thesis with postponed release:

Final thesis (final thesis appendices) unlimited
Reviews for final thesis unlimited