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Monitoring of Batch Industrial Crystallization withGrowth Nucleation and Agglomeration. Part 1: Modeling with Methodof Characteristics

机译：监视批量工业结晶生长成核和聚集。第1部分：使用方法建模特征

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摘要

This paper develops a new simulation model for crystal size distribution dynamics in industrial batch crystallization. The work is motivated by the necessity of accurate prediction models for online monitoring purposes. The proposed numerical scheme is able to handle growth, nucleation, and agglomeration kinetics by means of the population balance equation and the method of characteristics. The former offers a detailed description of the solid phase evolution, while the latter provides an accurate and efficient numerical solution. In particular, the accuracy of the prediction of the agglomeration kinetics, which cannot be ignored in industrial crystallization, has been assessed by comparing it with solutions in the literature. The efficiency of the solution has been tested on a simulation of a seeded flash cooling batch process. Since the proposed numerical scheme can accurately simulate the system behavior more than hundred times faster than the batch duration, it is suitable for online applications such as process monitoring tools based on state estimators.
机译：本文为工业批量结晶过程中的晶体尺寸分布动力学建立了新的仿真模型。出于在线监视目的需要精确的预测模型的推动了这项工作。所提出的数值方案能够通过种群平衡方程和特征方法来处理生长，成核和团聚动力学。前者提供了固相演化的详细描述，而后者提供了准确而有效的数值解。尤其是，通过与文献中的解决方案进行比较，已经评估了在工业结晶过程中不能忽视的团聚动力学预测的准确性。该解决方案的效率已通过模拟种子冷却批量生产过程进行了测试。由于所提出的数值方案可以比批处理持续时间快一百倍地精确地模拟系统行为，因此它适用于在线应用程序，例如基于状态估计器的过程监控工具。

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