Ολοκληρωμένα Υπολογιστικά Συστήματα Σύνθεσης και Αξιοποίησης Βιομάζας σε Βιοδιυλιστηριακές Εφαρμογες

Τσακάλοβα, Μαρινέλλα

dc.contributor.author	Τσακάλοβα, Μαρινέλλα	el
dc.date.accessioned	2016-12-20T10:30:40Z
dc.date.available	2016-12-20T10:30:40Z
dc.date.issued	2016-12-20
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44179
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.2505
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Σύνθεσης, Ολοκλήρωση, Βιοδιυλιστήρια, Βιομάζα, Βελτιστοποίηση	el
dc.title	Ολοκληρωμένα Υπολογιστικά Συστήματα Σύνθεσης και Αξιοποίησης Βιομάζας σε Βιοδιυλιστηριακές Εφαρμογες	el
heal.type	doctoralThesis
heal.secondaryTitle	Integrated Computational Systems for the Synthesis and Utilization of Biomass in Biorefinery applications	en
heal.classification	Process Engineering	en
heal.classification	Biorefineries	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-11-28
heal.abstract	Στη παρούσα διατριβή παρουσιάζεται η ανάπτυξη μιας συστημικής μεθοδολογίας για την αξιολόγηση και βελτιστοποίηση ολοκληρωμένων βιοδιυλιστηρίων. Η μεθοδολογία συνδυάζει τη χρήση γράφων, υπερδομών, μαθηματικών προτύπων βελτιστοποίησης καθώς και σημασιολογικά εργαλεία σε μορφή οντολογιών. Η συστημική προσέγγιση επιτρέπει τη γενίκευσή σε εφαρμογές και προβλήματα κλίμακας. Η γενίκευση παρουσιάζεται μέσα από την ανάλυση διαφορετικών πρώτων υλών, εναλλακτικών τεχνολογιών, ενεργειακών και χημικών προϊόντων. Εφαρμογές καταδεικνύονται σε προβλήματα της βιβλιογραφίας αλλά και σε πραγματικά προβλήματα καθώς η μέθοδος χρησιμοποιήθηκε για να στηρίξει την ανάλυση και τη διαμόρφωση πραγματικών μονάδων σε εξέλιξη. Η διατριβή εισάγει την έννοια της δομικής μονάδας σύνθεσης στη μορφή μιας διμερούς γραφικής αναπαράστασης. Ο προτεινόμενος γράφος χρησιμοποιείται για να συνθέσει δυνητικά συστήματα βιοδιυλιστηρίων (υπερδομές) που στη συνέχεια αναπτύσσονται σε μαθηματικά πρότυπα βελτιστοποίησης. Η βελτιστοποίηση παίρνει τη μορφή προβλημάτων μικτού-ακέραιου γραμμικού και μη γραμμικού μαθηματικού προγραμματισμού. Η βελτιστοποίηση καταδεικνύει τη σημασία της ολιστικής προσέγγισης και παρουσιάζεται με τη χρήση εναλλακτικών κριτηρίων που αφορούν οικονομικές και περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Η ανάλυση μπορεί να αφορά απλές αντικειμενικές συναρτήσεις ή πολλαπλά κριτήρια επιλογής (πολύ-κριτηριακός προγραμματισμός). Η διατριβή παρουσιάζει εφαρμογές βιο-διυλιστηρίων 2ης γενιάς και 3ης γενιάς, την ανάλυση νέων και εγκατεστημένων μονάδων, καθώς και προβλήματα σύνδεσης των βιοδιυλιστηρίων με συμβατικά χημικά συστήματα. Οι εφαρμογές περιλαμβάνουν 82 διαφορετικές χημείες και την παραγωγή 80 και πλέον ενδιάμεσων και τελικών προϊόντων. Η ανάλυση προβλημάτων κλίμακας διευκολύνεται περαιτέρω με την εισαγωγή σημασιολογικών εργαλείων που χρησιμοποιούνται για την αυτόματη ανάπτυξη της μεθοδολογίας αλλά και τη σύνδεσή της με κατανεμημένες δεξαμενές δεδομένων.	el
heal.abstract	The thesis outline the development of a systems methodology for the assessment and optimization of integrated biorefineries. The methodology uses combination of graphs, superstructures, mathematical optimizations models and semantic tools in the form of ontologies. The systematic approach renders generalization in high-throughput capacity. Generalization has been exploited to review large combinations of different feedstock, alternative technologies, energy and chemical products. Applications demonstrated literature and real biorefinery problems as the method has been used to support the analysis and configuration of real life units. The thesis introduces a synthesis unit in the form of a bipartite graph representation. The proposed graph is used to develop potential biorefinery systems (superstructure); subsequently graph networks are formulated to optimization mathematical models. Optimization takes the form of mixed integer linear and non-linear problems. Optimization results demonstrate the importance of a holistic approach that is presented based on alternative economic and environmental criteria. The analysis involve simple objective functions or multiple selection criteria (multi-objective programming). The thesis illustrates applications of 2nd and 3rd generation biorefineries, the analysis of new and existing units and the integration of biorefineries with conventional chemical systems. Illustrations include 82 different chemistries that lead to the production of more than 80 intermediate and final products. Highthroughput analysis is further assisted by the introduction of semantic tools that are used to automate the development of methodology and link the distributed data pools.	en
heal.advisorName	Κοκόσης, Αντώνης	el
heal.committeeMemberName	Κούκιος, Εμμανουήλ	el
heal.committeeMemberName	Παπαγιαννάκος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Καρώνης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Λοϊζίδου, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Διακουλάκη, Δανάη	el
heal.committeeMemberName	Καλογήρου, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	true