indústria
- Disseny i optimització de processos industriales
- Consultoria Fluidodinàmica
- Disseny i desenvolupament d'estudis experimentals i plantes pilot
Disseny i optimització de processos industrials
SIMPPLE ofereix productes i serveis tecnològics basats en la seva dilatada experiència i coneixement sobre els processos químics industrials i sobre mecànica de fluids. Aquest coneixement es materialitza en el desenvolupament de projectes d'R+D+i externalizats pel sector industrial, el disseny, la diagnosi i la millora dels processos productius, tant a nivell tècnic com ambiental, o el desenvolupament de nous productes químics.
Per dur a terme aquests projectes, SIMPPLE utilitza mètodes computacionals i mètodes experimentals.
Els serveis de simulació numèrica oferts són:
- Simulació de processos
- Modelatge cinètic de reaccions químiques
- Càlcul detallat d'equips de procés mitjançant CFD
Simulació de processos
Aquest grup d'estudis computacionals inclou les simulacions basades en la resolució de balanços macroscòpics de matèria i energia en les diferents operacions unitàries d'una planta química.
Exemples d'equips que es calculen habitualment d'aquesta manera són:
- Reactors ideals: barreja perfecta per a operacions en discontinu (batch) o en continu (CSTR), reactors tubulars (PFR, PBR)
- Equips per a processos de separació: separadors flaix, columnes de destil·lació, absorció i stripping, etc.
- Intercanviadors de calor
- Equips de bombament, compressió i similars: bombes, compressors, turbines
- Processos de tractament d'aigües residuals: oxidació, aclariment, adsorció, filtració, etc.
- Instrumentació i sistemes de control intel·ligent
Aquest és el tipus de simulació més freqüent en la indústria química, ja que permet la realització de la majoria dels càlculs requerits en l'àmbit dels processos químics: disseny bàsic d'equips, optimització de les condicions d'operació, estudis de viabilitat, etc.
Els càlculs poden realitzar-se en estat estacionari o no estacionari. Aquesta segona possibilitat permet l'avaluació i optimització dels estats transitoris d'una planta, així com la realització d'anàlisi Whatif, optimització d'estratègies de control, etc.
Modelatge cinètic de reaccions químiques
SIMPPLE disposa de programari específic per al desplegament de models cinètics, amb un especial interès en el cas de reaccions complexes:
- Processos de polimerització, en solució, emulsió, suspensió o massa, discontinu (batch) o continu
- Catàlisi Ziegler-Natta-Ziegler-Natta i metalocens (HDPE, LLDPE, PP...)
- Polimerització per radicals lliures (PS, SAM, PVC, PMMA, LDPE, PVA...)
- Polimerització iònica (PS, SBR...)
- Polimerització per creixement de cadena (PET, PBT, PC...)
- Reaccions catalítiques homogènies i heterogènies, reaccions enzimàtiques
- Reaccions multifase
Com a resultat, s'obté no sols la velocitat mitjana de reacció (consum de monòmers i catalitzador), sinó també les característiques estructurals del producte (pes molecular mitjà, polidispersitat, índex de ramificació, tacticitat, composició de copolímers o terpolímers, grandàries de partícula...), tot això a partir d'una quantitat relativament reduïda de dades experimentals.
Un cop es disposa d'un model cinètic adequat, els processos de fabricació poden optimitzar-se mitjançant l'augment de la productivitat o mitjançant la millora de la qualitat dels productes (disminució de la polidispersitat...).
Càlcul detallat d'equips de procés mitjançant CFD
La dinàmica de fluids computacional (CFD) té infinitat d'aplicacions en el sector industrial, especialment, encara que no limitat, en el sector químic i afins (farmàcia, energia, paper, ciment, etc.). De forma general, la CFD permet el disseny detallat, l'optimització i el diagnòstic de:
Equips de procés:
- Tancs agitats (tancs de barreja, reactors químics)
- Reactors catalítics de llit fix i llits fluiditzats: gas-líquid, gas-sòlid, líquid-sòlid
- Separadors: decantadors, filtres, ciclons, membranes, etc.
- Equips de transferència de calor: intercanviadors, forns, calderes, eixugadors, etc.
- Màquines rotatives: extrusores, bombes, compressors, turbines, etc.
- Barrejadors estàtics, distribuïdors gas/líquid, canonades, vàlvules, etc.
Altres processos industrials en què intervenen fluids:
- Metal·lúrgia: processos de fosa de metalls
- Indústria transformadora del plàstic: disseny de motlles d'injecció
- Conformació de vidre
- Formació de fibres sintètiques
- Processos de lubricació
- Intensificació de processos: microreactors i microdispositius
Consultoria Fluidodinàmica
En aquesta línia d'activitat s'exerceixen dos tipus de projectes ben diferenciats.
- Solució de problemes: Es realitzen estudis i anàlisi de problemes que es presenten en equips i instal·lacions ja dissenyats però no optimitzats. Aïllem i identifiquem les causes i solucionem el problema proposant modificacions i alternatives subjectes a les restriccions imposades pel procés i el client. Les solucions que proposem repercuteixen directament sobre l'eficiència del procés i s'obtenen beneficis immediats.
- Disseny de processos i equips: Disseny conceptual d'un procés o idea que el client té però no sap com dur a terme. L'estudi i assessorament d'aquestes solucions clau en mà solen ser encara més eficaços, atès que tot el disseny es fa per un mateix equip des del començament.
El tipus de problemes que es resolen són de tipus conceptual i de disseny en sistemes o processos en què intervenen fluids, líquids o gasos, amb transferència de quantitat de moviment, calor i espècies, monofàsics o multifàsics, en fluxos laminars o turbulents, amb reacció química o sense, o canvis de fase i fins i tot combustió. El tipus de tècnica, experimental o numèrica, i el grau de detall en què s'estudia cada problema depèn, evidentment, de la seva complexitat.
Les metodologies i tècniques que s'utilitzen per al desplegament dels projectes són:
SIMPPLE ha estat pioner a l'Estat espanyol des de l'any 2000 en la utilització de CFD aplicat a la indústria, fet que li proporciona un ampli coneixement i experiència en aquest camp, a més d'un reconeixement a nivell estatal com a empresa innovadora aplicant aquesta eina a la indústria química.
Disseny i desenvolupament d'estudis experimentals i plantes pilot
Unes de les línies d'activitat de l'empresa és el disseny i desenvolupament d'estudis experimentals dirigits a les centres d'investigació i desenvolupament, departaments d'enginyeria, departaments de producció i de medi ambient de les empreses, amb l'objectiu de dissenyar nous productes i processos, optimitzar els existents i solucionar problemes mitjançant el coneixement transversal i l'experiència del personal altament qualificat de SIMPPLE.
Estudis en laboratori
- Estudis preliminars i de viabilitat en laboratori
- Mesures analítiques diverses
Disseny i construcció de miniplantes i plantes a escala de laboratori
- Reaccions de polimerització
- Hidrogenació catalítica (reactors agitats i de llit fix) i hidrotractament
- Reformat amb vapor d'aigua (steam reforming)
- Destil·lació discontínua (batch) i en continu
- Oxidació i hidròlisi amb aigua supercrítica
- Tractament d'aigües residuals
Els projectes que requereixin un grau de desenvolupament elevat, o bé ajudes públiques d'R+D+i, poden comptar amb la participació del CTQ de la Xarxa IT de Centres de Suport a la Innovació Tecnològica de la Generalitat de Catalunya.
