Modelització de processos d’electrodiàlisi amb membranes bipolars per a la producció d’àcids i bases fortes

Abstract

En aquest projecte de final de carrera s’ha desenvolupat un model matemàtic que prediu el comportament del procés d’electrodiàlisi amb membranes bipolars (EDMB) per a la producció d’àcids i bases fortes, per a poder estudiar l’evolució del sistema en diferents condicions sense necessitat de dur a terme els experiments, estalviant així temps i diners. Per obtenir el model s’ha estudiat l’estat de l’art de la modelització matemàtica d’aquesta tecnologia i també s’han estudiat els resultats obtinguts de l’experimentació en el laboratori. Basant-se en models teòrics que estudien el transport dels ions a través de les membranes de bescanvi iònic es plantegen equacions per calcular els fluxos de ions en el procés d’EDMB i s’implementa a MATLAB. Per ajustar el model a les dades experimentals, es busquen els valors apropiats per alguns dels paràmetres que apareixen en les equacions comparant els valors de la simulació amb els experimentals, trobant els valors òptims d’aquest paràmetres. Ja ajustats els valors dels paràmetres, s’executen les simulacions i es comparen els resultats obtinguts d’aquestes amb els valors experimentals obtinguts al laboratori per validar el model utilitzat. Un cop validat i acceptat el model, es poden dur a terme simulacions per a obtenir les condicions òptimes de treball del procés EDMB del laboratori. En aquest projecte s’ha tractat l’efecte que les variables temperatura i intensitat tenen en el procés d’EDMB segons el model utilitzat. També s’ha comprovat la validesa del model per experiments amb característiques diferents als experiments per als quals s’havia desenvolupat prioritàriament el model. El cost del projecte es va quantificar tenint en compte les hores de treball invertides en el projecte i el material utilitzat.