Monitoraggio della fase di pre-polimerizzazione di un processo per la produzione di poliuretano = Monitoring the prepolymerization step of the polyurethane production

L'obiettivo della presente Tesi è quello di confrontare l'approccio modellistico e l'approccio statistico nel monitoraggio di un processo batch. In particolare, nella produzione del prepolimero, utile alla successiva produzione di poliuretano, la reazione è esotermica. Risulta quindi utile calcolare il calore di reazione, al fine di rilevare eventuali scostamenti rispetto alle condizioni ideali. Tale procedimento necessita di conseguenza l'elaborazione di un modello matematico, più complesso rispetto a quello già implementato nel sistema di automazione dell'azienda. In particolare, è risultato necessario scrivere i bilanci non solo sul prodotto contenuto all'interno del reattore ma anche sul guscio metallico del reattore stesso e sull'olio diatermico, che fluisce all’interno della camicia per la termoregolazione. In questo modo il modello è risultato più efficace nel descrivere il profilo della temperatura. Al fine di migliorare ulteriormente il modello, è risultato necessario utilizzare un osservatore di stato, in modo che si compensassero errori dovuti alla non perfetta conoscenza di parametri come il calore specifico ed i coefficienti di scambio tra il guscio metallico ed il prodotto e tra il guscio metallico e la camicia. Inoltre, si è valutata anche la possibilità di adottare un approccio di tipo statistico. In questo caso, l'obiettivo non è stato quello di calcolare il calore di reazione ma analizzando i profili delle variabili del processo, il fine era di trovare un modello di tipo statistico che stabilisca durante una nuova produzione se questa rientri nel profilo medio, caratterizzato dalle produzioni andate a buon fine. Quindi si è prima determinato un insieme di produzioni rappresentativo delle Normal Operating Conditions, e con esse si sono valutati i parametri caratteristici utili nel monitoraggio online.