Memperkenalkan Termica Neo: Perangkat Lunak NETZSCH Baru untuk Simulasi Termal dalam Pengaturan Industri

Untuk simulasi proses yang bergantung pada suhu dalam industri kimia, gradien suhu dalam media yang bereaksi dapat menjadi signifikan dan harus dipertimbangkan. Untuk proses seperti Pengawetan (Reaksi Pengikatan Silang)Secara harfiah diterjemahkan, istilah "crosslinking" berarti "jaringan silang". Dalam konteks kimia, istilah ini digunakan untuk reaksi di mana molekul dihubungkan bersama dengan memperkenalkan ikatan kovalen dan membentuk jaringan tiga dimensi. pengawetan atau KristalisasiKristalisasi adalah proses fisik pengerasan selama pembentukan dan pertumbuhan kristal. Selama proses ini, panas kristalisasi dilepaskan.kristalisasi, gradien suhu memiliki pengaruh terhadap kualitas produk, dan untuk material yang sangat EksotermikTransisi sampel atau reaksi dikatakan eksotermik jika dihasilkan panas. eksotermal, hal ini memiliki pengaruh terhadap kondisi keamanan reaksi yang tidak terkendali.

Kami dengan bangga mempersembahkan perangkat lunakNETZSCH Termica Neo yang baru, yang menggunakan semua metode kinetik yang direkomendasikan oleh ICTAC*[1], yang sepenuhnya kompatibel dengan perangkat lunak NETZSCH-softwareKinetika Neo, dan bekerja untuk pendekatan tanpa model dan berbasis model, serta untuk reaksi kompleks dengan langkah-langkah independen, bersaing, atau berurutan.

^{*ICTAC: Internasional Confederasi Nasional atau Regional Thermal Analisis dan Ctujuan ICTAC adalah untuk mempromosikan pemahaman dan kerja sama internasional dalam analisis termal dan kalorimetri melalui penyelenggaraan kongres internasional dan kerja komite ilmiahnya. (Lihat juga ictac.org)}

^{[1] Vyazovkin S et al, Rekomendasi Komite Kinetika ICTAC untuk analisis kinetika multi-langkah, Thermochimica Acta, V.689, 2020, 178597}

Simulasi Proses Industri Skala Tinggi untuk Menghindari Aksi Pelarian dan Ledakan

Small sampel dengan berat hanya beberapa miligram yang diukur dengan Differential Scanning Calorimetry (DSC ) atau dengan metode analitik termal lainnya seperti Thermogravimetric Analysis (TGA ) atau Accelerating Rate Calorimetry (ARC^® ) tidak memiliki gradien temperatur yang signifikan sehingga cocok untuk analisis kinetik. Perangkat lunak kinetik dapat mensimulasikan laju reaksi kimia untuk dua kasus pembatas di mana sampel tidak memiliki gradien suhu. Dalam kasus pertama, bahan sampel memiliki Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal yang tak terbatas dan perpindahan panas yang tak terbatas ke sekitarnya, dalam lingkungan yang terkendali. Kasus pembatas kedua adalah pemanasan AdiabatikAdiabatik menggambarkan suatu sistem atau mode pengukuran tanpa pertukaran panas dengan lingkungan sekitar. Mode ini dapat direalisasikan dengan menggunakan perangkat kalorimeter sesuai dengan metode kalorimetri laju akselerasi (ARC^®). Tujuan utama dari perangkat tersebut adalah untuk mempelajari skenario dan reaksi pelarian termal. Deskripsi singkat dari mode adiabatik adalah "tidak ada panas yang masuk - tidak ada panas yang keluar".adiabatik murni tanpa kehilangan panas.

Namun, dalam industri kimia, serta dalam penyimpanan dan pengangkutan bahan yang sangat energik, transportasi panas dan kehilangan panas berada di antara dua kasus pembatas ini; dan untuk kondisi yang aman atau untuk mencapai kualitas produk yang diinginkan, kita perlu melakukan simulasi untuk suhu yang tidak konstan dalam volume reaksi.

Aplikasi utama dari simulasi semacam itu dalam industri adalah kualitas dan keamanan produk.

Dalam industri polimer atau keramik, area dengan suhu yang lebih tinggi memiliki laju reaksi yang lebih tinggi, yang menyebabkan perbedaan sifat fisik material pada titik koordinat yang berbeda. Hal ini muncul sebagai penyusutan selama SinteringSintering adalah proses produksi untuk membentuk bodi yang kuat secara mekanis dari serbuk keramik atau logam. sintering atau curing, yang menghasilkan tekanan mekanis dan memiliki pengaruh pada kualitas produk.

Dalam prediksi mengenai penyimpanan atau pengangkutan bahan berenergi tinggi dalam industri kimia, gradien suhu dalam media yang bereaksi juga signifikan dan harus dipertimbangkan. Untuk reaksi yang sangat EksotermikTransisi sampel atau reaksi dikatakan eksotermik jika dihasilkan panas. eksotermal, area dengan suhu yang lebih tinggi dan reaksi yang lebih cepat memiliki produksi panas yang lebih intensif dan pemanasan sendiri. Kemudian area lokal tersebut menjadi titik panas untuk awal pelarian atau ledakan termal. Untuk reaksi dengan efek termal yang lebih rendah, area dengan suhu yang lebih tinggi memiliki laju reaksi dan tingkat konversi yang lebih tinggi. Ini adalah alasan untuk perbedaan sifat fisik dan kimia bahan pada titik koordinat yang berbeda, yang muncul sebagai kapasitas panas, konduktivitas panas, atau konsentrasi reaktan.

Simulasi Proses Kimia yang Kompleks dengan Termica Neo

Banyak solusi perangkat lunak FEM(Finite Element Method) yang ada saat ini dapat menghitung perpindahan panas, tetapi terbatas dalam hal reaksi kimia multi-langkah yang kompleks dengan efek termal. Biasanya sistem seperti itu bekerja untuk kinetika bebas model dengan persamaan kinetik tunggal, atau untuk model dengan 1-2 langkah yang semua parameter kinetiknya diketahui.

Perangkat lunak Termica Neo yang baru untuk simulasi termal terdiri dari data masukan berupa parameter kimia dan persamaan langsung dari proyek Kinetika Neo. Perangkat lunak ini sepenuhnya kompatibel dengan NETZSCH Kinetics Neo Software dan dapat menggunakan pendekatan tanpa model dan berbasis model. Untuk pendekatan berbasis model, tidak ada batasan jumlah langkah reaksi individual atau hubungan di antara mereka, termasuk yang independen, bersaing, atau berurutan.

Perangkat lunak simulasi Termica Neo menerima semua parameter kinetik dari Kinetika Neo. Perangkat lunak ini juga menggunakan parameter fisik yang bergantung pada suhu seperti densitas, Konduktivitas TermalKonduktivitas termal (λ dengan satuan W/(m-K)) menggambarkan pengangkutan energi - dalam bentuk panas - melalui benda bermassa sebagai hasil dari gradien suhu (lihat gbr. 1). Menurut hukum termodinamika kedua, panas selalu mengalir ke arah suhu yang lebih rendah.konduktivitas termal, dan kapasitas panas dari bahan dan produk yang bereaksi dari pustaka bahan. Parameter input tambahan termasuk wadah yang ketebalan dan materialnya dapat berbeda untuk setiap permukaan geometri reaktor dan juga termasuk media di sekitarnya yang berbeda, misalnya, udara di bagian atas, air di samping, dan tanah di bagian bawah. Profil suhu di sekitarnya juga dapat berbeda untuk permukaan geometri yang berbeda.

Apa yang Dapat Anda Lakukan dengan Termica Neo

• Mensimulasikan perilaku bahan Anda di setiap titik di dalam wadah
• Cari tahu di mana dan kapan suhu maksimum atau tingkat konversi maksimum reaktan di dalam wadah
• Tentukan suhu, konversi, dan konsentrasi untuk waktu dan posisi reaktan di dalam wadah
• Memprediksi tingkat Pengawetan (Reaksi Pengikatan Silang)Secara harfiah diterjemahkan, istilah "crosslinking" berarti "jaringan silang". Dalam konteks kimia, istilah ini digunakan untuk reaksi di mana molekul dihubungkan bersama dengan memperkenalkan ikatan kovalen dan membentuk jaringan tiga dimensi. pengawetan, dekomposisi, dan KristalisasiKristalisasi adalah proses fisik pengerasan selama pembentukan dan pertumbuhan kristal. Selama proses ini, panas kristalisasi dilepaskan.kristalisasi
• Menentukan kondisi keamanan termal untuk produksi dan penyimpanan

Sekilas tentang Fitur:

• Cepat dan mudah ditangani: Antarmuka pengguna yang mirip dengan perangkat lunak Kinetics Neo
• Model kinetik diambil langsung dari proyek Kinetics Neo (hasil untuk metode apa pun, termasuk metode berbasis model dan tanpa model).
• Perhitungan properti berikut ini pada setiap titik dalam volume sebagai fungsi waktu:
  • suhu,
  • konversi,
  • tingkat konversi,
  • konsentrasi,
  • suhu transisi gelas untuk reaksi Pengawetan (Reaksi Pengikatan Silang)Secara harfiah diterjemahkan, istilah "crosslinking" berarti "jaringan silang". Dalam konteks kimia, istilah ini digunakan untuk reaksi di mana molekul dihubungkan bersama dengan memperkenalkan ikatan kovalen dan membentuk jaringan tiga dimensi. pengawetan atau pengikatan silang
• Perhitungan Suhu Dekomposisi Percepatan Diri (SADT) di bawah berbagai bahan, wadah, dan lingkungan.
• Simulasi reaksi untuk reaktor dengan wadah termasuk kondisi AdiabatikAdiabatik menggambarkan suatu sistem atau mode pengukuran tanpa pertukaran panas dengan lingkungan sekitar. Mode ini dapat direalisasikan dengan menggunakan perangkat kalorimeter sesuai dengan metode kalorimetri laju akselerasi (ARC^®). Tujuan utama dari perangkat tersebut adalah untuk mempelajari skenario dan reaksi pelarian termal. Deskripsi singkat dari mode adiabatik adalah "tidak ada panas yang masuk - tidak ada panas yang keluar".adiabatik

Bagikan Artikel ini: