بهينه سازي فرآيند جدايش مايع-مايع با استفاده از شبيه سازي شبكه عصبي

كارشناسي ارشد

استخراج حلالي يك فرايند جداسازي است كه بطور گسترده¬اي در توليد مواد خلوص بالا براي كاربردهاي هسته¬اي و تكنولوژي بالا استفاده مي¬شود. اين فرآيند عمدتا شامل استخراج انتخابي فلز مورد علاقه از محلول آبي خود به يك فاز آلي است. توسعه فرآيند، تجزيه و تحليل، بهينه¬سازي و كنترل عناصر در اين روش، يك كار پيچيده است. شبيه¬سازي كامپيوتري ابزار مفيد در اين زمينه را فراهم مي¬كند. استفاده از شبكه¬هاي عصبي مصنوعي براي شبيه¬سازي داده¬هاي تعادلي فرآيندهايي مانند استخراج مايع-مايع در عناصر مي¬تواند ابزاري مفيد و كارآمد باشد. در اين تحقيق ابتدا آزمايش¬هاي مختلفي براي بررسي تاثير پارامترهاي مختلف از جمله pH محلول، غلظت استخراج¬كننده (C_e)، نوع محلول (نيتريكي يا سولفوريكي)، نوع استخراج¬كننده (D2EHPA يا PC88A)، دما، نسبت استخراج¬كننده¬ها (در هم¬افزايي استخراج كننده¬ها) بر راندمان استخراج ساماريم و لوتتيم انجام شده و سپس براي بهينه¬سازي راندمان استخراج عناصر ساماريم و لوتتيم از شبيه¬سازي شبكه عصبي استفاده شده است كه در اين شبيه¬سازي از داده¬هاي آزمايش¬هاي تجربي انجام شده براي آموزش و امتحان شبكه عصبي طراحي شده استفاده شده است. براساس آزمايش¬هاي اوليه، شش متغير از جمله pH محلول، غلظت استخراج¬كننده، نوع محلول، نوع استخراج¬كننده، دما و نسبت استخراج¬كننده¬ها به عنوان پارامترهاي ورودي شبكه عصبي براي ساماريم و خروجي شبكه عصبي راندمان استخراج ساماريم در نظر گرفته شد و چهار متغير از جمله pH محلول، غلظت استخراج¬كننده، نوع محلول و نوع استخراج¬كننده براي ورودي شبكه عصبي لوتتيم و راندمان استخراج لوتتيم به عنوان خروجي شبكه عصبي انتخاب شدند. در اين تحقيق از مدل پس انتشار شبكه عصبي و تابع آموزش لونبرگ-ماركوارت استفاده شده است و براي شبكه عصبي ساماريم سه لايه پنهان با تابع انتقال logsig و يك تابع انتقال purelin در لايه خروجي استفاده شد و براي شبكه لوتتيم دو لايه پنهان با تابع انتقال logsig و يك تابع انتقال purelin در لايه خروجي استفاده شد. براساس نتايج به دست آمده مشاهده شد كه پيش¬بيني¬هاي شبكه عصبي به نتايج تجربي خيلي نزديك بوده و ميزان خطاي شبكه عصبي كم بوده و همچنين ميزان رگرسيون براي امتحان شبكه عصبي براي ساماريم 99/0 R^2= و ميانگين مربعات خطا 35/0= MSE و براي لوتتيم 99/0 R^2= و 05/5= MSE به دست آمد.

194580

دانشگاه علم و صنعت ايران

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

دكتر ماندانا عادلي - دكتر محمدرضا ابوطالبي