15.12.2022 by Aileen Sammler
a NETZSCH-Gerätebau 60 éve: Az anyag viselkedésének előrejelzése kinetikával Neo
Közeledve vállalatunk 60. évfordulójának egyéves ünneplésének végéhez, decemberben betekintést nyújtunk szoftverünk fejlődésének történetébe. A termoanalitikai kísérletek előkészítése, elvégzése és kiértékelése mellett egyre fontosabbá válik az anyag viselkedésének előrejelzése is. Itt jön a képbe a NETZSCH Kinetics Neo szoftver!
Anyagviselkedés és reakciófolyamatok előrejelzése
A pontosan meghatározott tulajdonságokkal rendelkező anyagok kémiai reakciók révén más tulajdonságú anyagokká alakíthatók át. A reakciók a másodperc töredéke alatt lejátszódhatnak - mint a robbanások esetében - vagy több százezer évig is eltarthatnak, mint az ásványok kialakulása. Ennek oka, hogy az olyan folyamatok, mint az anyagok bomlása, kikeményedése, kristályosodása és szintereződése idő- és hőmérsékletfüggőek. E folyamatok sebességének ismerete ezért fontos az anyagok viselkedésének szimulálásához vagy egy folyamat optimalizálásához.
A kinetika, más néven reakciókinetika vagy kémiai kinetika a kémiai folyamatok sebességét tanulmányozza, és lehetővé teszi a reakciósebességek meghatározását. Figyelembe veszi azokat a tényezőket is, amelyek ezeket a reakciókat irányítják. Az egyik legfontosabb tényező pedig a hőmérséklet. Ez a tudás végül akár életeket is menthet, például az exoterm reakciókon alapuló kémiai ipari folyamatok esetében.
Az első Kinetics verzió már a 80-as években elérhető volt
Dr. Johannes Opfermann a Jénai Egyetemen dolgozott, mielőtt 1991-ben csatlakozott a NETZSCH honlaphoz. Ő fejlesztette ki a Thermokinetics szoftver első verzióját, amelyet az évtizedek során folyamatosan fejlesztettek, és ma is folyamatosan továbbfejlesztenek.
Mint a mi Proteus®® szoftverek esetében is, az első Kinetics szoftver egy 16 bites verzió volt a 90-es években.
Az évek során a szoftver folyamatos fejlődésen ment keresztül, párhuzamosan a piacon lévő új, modern számítógépekkel, operációs rendszerekkel és processzorokkal.
2002-ben Dr. Elena Moukhina csatlakozott a vállalathoz - ma a fő felelőssége a Kinetics Neo Software üzletág. Egyik első feladata volt a szoftver 16 bitesről 32 bitesre való átültetése - ez volt a Kinetics szoftver második verziójának megszületése, amely nem sokkal később a Windows Vista és Windows 7 operációs rendszerekre is elérhetővé vált 3. verzió formájában.
1-, 2-, 5- 10 vagy akár magasabb szintű reakciók? Modellezze a legbonyolultabb reakciókat!
Hatalmas hátrányt jelentett akkoriban a szoftver használhatósága. A legkisebb módosítások vagy új funkciók bevezetése a meglévő szoftverbe óriási erőfeszítéssel járt. Az ügyfelek számára nehéz volt a Thermokinetics intuitív használata, előzetes képzés nélkül. Ezért 2017-ben úgy döntöttek, hogy teljesen újjáépítik a szoftvert a nulláról.
Dr. Elena Moukhina és kollégái a NETZSCH oldalon több mint egy évnyi fejlesztési munkát fektettek be, és új alapokra helyezték a szoftvert. A modern Windows-alapú, intuitív felhasználói felületre és új programozási nyelvre alapozva megszüntették a modellek korlátozását. Azóta a szoftver intelligensen dönti el, hogy a reakció egylépéses, ötlépéses, húszlépéses vagy akár ettől eltérő legyen-e, és hogyan kell a modelleket összekapcsolni, hogy a legjobban modellezze az összetett reakciókat.
A NETZSCH Kinetics Neo szoftver modellmentes és modellalapú kinetikai módszereket egyaránt tartalmaz. A modellalapú módszerekkel a reakciólépések száma a kinetikai paraméterekkel együtt minden egyes reakcióra meghatározható. Ezt a lehetőséget más szoftver nem kínálja!
Kinetikai folyamatok elemzése a Kinetics Neo segítségével - így működik
A large kémiai mennyiségek elemzése a gyártási folyamatokban veszélyes lehet. A NETZSCH Kinetics Neo szoftver a small mennyiségek alapján szimulálja a hőmérsékletfüggő folyamatokat. Az ilyen elemzés eredménye egy olyan kinetikai modell vagy módszer, amely helyesen írja le a kísérleti adatokat különböző hőmérsékleti körülmények között. E modell használata lehetővé teszi egy kémiai rendszer viselkedésének előrejelzését a felhasználó által meghatározott hőmérsékleti körülmények között. Ezenkívül az ilyen modellek felhasználhatók a folyamatoptimalizálás meghatározására.
A szoftver különböző típusú termoanalitikus görbéket elemez, amelyek egy adott anyagtulajdonság mért változásait reprezentálják egy folyamat során. Ezek a módszerek közé tartozik a differenciál pásztázó kalorimetria (DSC), a termogravimetriai elemzés (TGA), a dilatometria (DIL), a dielektromos elemzés (DEA), a gyorsuló sebességű kalorimetria (Gyorsuló sebességű kalorimetria (ARC)Az izotermikus és adiabatikus vizsgálati eljárásokat leíró módszer, amelyet a termikusan exoterm bomlási reakciók kimutatására használnak.ARC®), a reológia és a viszkozimetria. A NETZSCH Kinetics Neo egy másik jellemzője, amely megkülönbözteti a többféle gyártó termoanalitikai műszereivel való használatra - további előkészítés nélkül - könnyen elérhető.
A Kinetics Neo első verzióját kizárólag kémiai reakciókhoz fejlesztették ki. Az ügyfelek azzal a kéréssel fordultak hozzánk, hogy új alkalmazási lehetőségeket keresnek a kinetikai folyamatok előrejelzésére. A KristályosodásA kristályosodás a kristályok kialakulása és növekedése során végbemenő fizikai folyamat. E folyamat során kristályosodási hő szabadul fel. kristályosítás az egyik ilyen. A KristályosodásA kristályosodás a kristályok kialakulása és növekedése során végbemenő fizikai folyamat. E folyamat során kristályosodási hő szabadul fel.kristályosodás kinetikai modellezése fontos a különböző hőmérsékleti körülmények közötti kristályosodási sebesség kutatásához és szimulációjához, valamint a hőre lágyuló műanyagokkal kapcsolatos ipari alkalmazásokhoz. Ezért most a Kinetics Neo-ban implementáltuk a polimerek KristályosodásA kristályosodás a kristályok kialakulása és növekedése során végbemenő fizikai folyamat. E folyamat során kristályosodási hő szabadul fel.kristályosodásának kinetikai elemzését.
További új fejlesztések: Termikus szimuláció
Napjainkban ügyfeleinknek intelligens szoftveres megoldásra van szükségük, amely számos mesterséges intelligencián alapuló automatizált funkcióval rendelkezik. Mindezeket jelenleg a Kinetics Neo rendszerben valósítjuk meg. A szoftver lehetővé teszi a meglévő és jövőbeli ügyfelek számára, hogy ne csak laboratóriumi folyamatokat elemezzenek és szimuláljanak egyszerűen és pontosan, hanem nagyléptékű, ipari folyamatokat is előre jelezzenek.
Egy pillantás
A folyamatmodellezéssel kapcsolatos további információk, alkalmazási példák, képzések és egy demó verzió megtalálható a weboldalunkon a következő címen: https://kinetics.NETZSCH.com/
Ebben a videóban többet megtudhat a termokinetikai elemzés alapjairól és céljairól, valamint a Kinetics Neo szoftver egyedülálló funkcióiról: