pH titrasyon eğrilerine durum-uzayı yaklaşımı

Çevresel problemler her geçen gün artan bir eğilim göstermektedir. Bu problemlerin artmasının başlıca sebeplerinden bir tanesi kimyasal proseslerin sağlıklı kontrol edilememesi ve modern kontrol tekniklerinin kullanılamaması olarak gösterilebilir. Bunun nedeni, kimyasal proseslerin durum uzayı ve/veya transfer fonksiyonu yapısına alınamamış olmasıdır. Lineer sistem teori yardımı ile durum uzayı ve/veya transfer fonksiyonu elde edilebilir. Durum-uzayına ulaşmak için kimyasal eşitlikler ve matrisyel formasyon yeterli olacaktır. Sistem matrisinin asit konsantrasyonu için alternatif taşıyıcı ile kare matris boyutlarına alınması sayesinde transfer fonksiyonu elde edilir. Bu çalışmada bahsi edilen yaklaşımı onaylamak için zayıf asitkuvvetli baz reaksiyonu ele alınmıştır. Sayısal veriler ve benzetim sonuçları yeni yaklaşımı onaylamaktadır. Modern kontrol yaklaşımlarının kimyasal süreçlere uygulanma yolu açılmıştır.

State-space approach to pH titration curve

Environmental problems have positive slope and this position goes to worse point day to day. Other side sensitive chemical processes can not be controlled by modern controllers. Because chemical process modelling was not translated into a transfer function or a state-space representation. System theory can be utilized for this purpose. To create a state-space presentation, chemical equations and matrix formation are combined. An alternative carrier signal is applied on acid molarity to create a square form system matrix, and then transfer function can be obtained. To validate novelty, the new approach is applied to weak acidstrong base neutralization process. Obtained simulation results shows that the algorithm have an effective performance and ways of modern control theories are opened to chemical procesess.

___

  • Caldwell W.I., Coon G.A., Zoss L.M., Frequency Response for Process Control, Literary Licensing New York, A.B.D., 2012.
  • Aras Ö., Bulanık Mantık Teknikleri İle Nötralizasyon Prosesinde On-Line pH Kontrolü, Yüksek Lisans Tezi, Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü, Kocaeli, 2010
  • Gustaffson T.K., An experimental study of a class of algorithms for adaptive pH control, Chem Eng Sci, 40 (5), 827-837, 1985.
  • Henson M.A., Seborg D.E., Adaptive non-linear control of a pH neutralization process, IEEE T Contr Syst T, 2 (3), 169-18, 1994.
  • Czeczot J., Balance-based adaptive control of a neutralisation process, Int J Control, 79 (12), 1581- 1600, 2007.
  • Li S., Li Y., Model predictive control of an industrial continuous reactor using a neural network Wiener model, Neurocomputing, 185, 93-104, 2016.
  • Kim K.K.K., Patron E.R., Braatz R.D., Robust nonlinear internal control of stable Wiener system, J Process Contr, 22, 1468-1477, 2012.
  • Lawrynczuk M., Modelling and predictive control of a neutralisation reactor using sparse support vector machine Wiener models, Neurocomputing, 205, 311- 328, 2016.
  • Zarate L.E., Resende P., Fuzzy sliding mode controller for a pH process in stirred tanks, Intell Autom Soft Co, 18 (4), 349-367, 2013.
  • Tharakan L.G., Benny A., Jaffar N.E,. Jaleel J.A., Neural Network Based pH Control of a Weak Acid- Strong Base System, International Multi-Conference on Automation, Computing, Communication, Control and Compressed Sensing, Kottayam-Hindistan, 674-679, 22-23 Mart, 2013.
  • Huang C.C., Yu W.Y., Applying a fuzzy gain scheduled PID controller to dyebath pH, Text Res J, 71 (12), 1074-1078, 2001.
  • Carrasco J., Banos A., Reset control of an industrial in- line pH process, IEEE T Contr Syst T, 20 (4), 1100- 1106, 2012.
  • Abdelhadi A., Gomm J.B., Yu D.L., Rajarathinam K., Nonlinear System Identification and Control of a pH Process Using Local Linear Model Networks Strategy, 20th International Conference on Automation and Computing, Cranfield-İngiltere, 254-259, 12-13 Eylül 2014.
  • Takekawa M., Aoki J., Nakaya M., Ohtani T., Ohtsuka T., An Application of Nonlinear Model Predictive Control Neutralization Process", SICE Annual Conference, Taipei-Tayvan, 1494-1496, 18-21 Ağustos 2010.
  • Çubuk M., Gürü M., Uğurlu E.L., Cleaning Up Oil Spills on Water Surface with Wastes of Granular Styrofoam, Tea Fibers and Polystyrene Foam, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 29 (2), 281-287, 2014.
  • Balbaşı M., Tosun A., Tamirci M., Ergun M., Enzymatic Activity on Corrosion Potential of Steel, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 29 (2), 253-259, 2014.
  • Şahbudak B., Özkan G., Özkan G., The Effect of Water/Ethanol mol Ratio to H2 Yield and Selectivity for Hydrogen Production from Reforming of Ethanol with Catalysts, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31 (2), 417-424, 2016.
  • Kılıçaslan Ç.S., Reaction Mechanism Research for Isobutane Dehydrogenation, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31 (2), 221-229, 2016. 19.
  • Dölen E., Analitik Kimyaya Giriş, Marmara Üniversitesi Yayınları, İstanbul, Türkiye, 1991.
  • Christian G.D., Analytical Chemistry, Wiley, New York, A.B.D., 1994.
  • Salhi H., Kamoun S., Essounbouli N,. Hamzaoui A., Adaptive nonlinear systems described by Wiener models, Int J Control, 89 (3), 611-622, 2015.
  • Figueroa J.L., Cousseau J.E., Werner S., Laakso T., Adaptive control of a Wiener type system: application of a pH neutralization reactor, Int J Control, 80 (2), 231-240, 2007.
  • Leondes C.T., Industrial and Manufacturing Systems, Academic Press, Los Angeles, A.B.D., 1998.
  • Wright R.A., Soroush M., Kravaris C., Strong acid equivalent control of pH processes: an experimental study, Ind Eng Chem Res , 30, 2437-2444, 1991.
  • Khalil H.K., Nonlinear Systems, Prentice-Hall, New Jursey, A.B.D., 2000.
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-1884
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: Oğuzhan YILMAZ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Dağıtım Sistemleri için Çok Fonksiyonlu Statik Senkron Kompanzatör

Lütfü SARIBULUT, Ahmet TEKE, Mohammad Barghi LATRAN

Bor katkılı hidroksiapatit üretimi ve karakterizasyonu: Bor oranı ve sinterleme sıcaklığının yapı ve mekanik özellikler üzerindeki etkisi

Önder ALBAYRAK, Mustafa UĞURLU

Elmas nano parçacık takviyeli krom kaplanmış gözenekli toz metal parçaların korozyon davranışlarının araştırılması

Rahmi ÜNAL, E. Zeynep BİLGİLİ, Radoslav VALOV, Elmas SALAMCI, Abdurrahman ASAN

Rüzgar türbinlerinde mekanik dengesizlik arızalarının elektriksel ölçümlerden tespit edilmesi

Mehmet BAYRAK, Ahmet KÜÇÜKER, Eric NDUWAYEZU

ELMAS NANO PARÇACIK TAKVİYELİ KROM KAPLANMIŞ GÖZENEKLİ TOZ METAL PARÇALARIN KOROZYON DAVRANIŞLARININ ARAŞTIRILMASI

Emine Zeynep BİLGİLİ, Elmas SALAMCI, Abdurrahman ASAN, Rahmi ÜNAL, Radoslav VALOV

pH TİTRASYON EĞRİLERİNE DURUM-UZAYI YAKLAŞIMI

İbrahim ALISKAN, Mesut UYSAL

Faz değişim malzemeli ısı değiştirici üzerine parametrik bir çalışma

Mustafa Asker, Hüseyin Günerhan

ZAMANA BAĞLI SIKIŞTIRILAMAZ KAVİTE AKIŞININ AEROAKUSTİK ANALİZİ

Baha Zafer, Furkan ÇOŞGUN

İzobütan dehidrojenasyonu için reaksiyon hız ifadesinin geliştirilmesi ve membran reaktör modellemesi

Meltem DOĞAN, Timur DOĞU, Saliha KILIÇARSLAN ÇETİNYOKUŞ

YANAL YOL TUTUŞ KARARLILIĞI İÇİN MERKEZİ DİFERANSİYEL KONTROLÜ TABANLI ÇEKİŞ TORKU DAĞITIMI

Eray teoman Önder, Selahattin çağlar Başlamışlı