Controle de Cristalização em Lote
Controle do Tamanho de Cristais Usando Modelagem Impulsionada por Dados
A cristalização por resfriamento em lote é amplamente aplicada para isolar os produtos químicos e farmacêuticos de alta pureza. O controle sobre o tamanho dos cristais produzidos por cada operação pode ser essencial para operações eficazes de jusante.
Daniel Griffin de Amgen descreve uma nova abordagem em malha fechada com base em modelos para o controle do tamanho médio dos cristais produzidos por meio da cristalização por resfriamento em lote. O método se diferencia pela estratégia de modelagem aplicada. Em vez de desenvolver um modelo de cristalização dentro da estrutura de equilíbrio populacional, as dinâmicas de cristalização agora são consideradas a partir de uma nova perspectivam e aplicam a técnica de aprendizagem da máquina para identificar um modelo empírico das dinâmicas diretamente a partir dos dados de medição. O modelo é de baixa dimensão e pode ser usado com a programação dinâmica para obter as melhores políticas de controle de feedback a fim de produzir cristais nos tamanhos médios desejados em execuções de lotes pré-especificados. Os resultados experimentais são fornecidos para demonstrar que as políticas obtidas dessa maneira podem ser aplicadas para produzir cristais nos tamanhos médios desejados nos tempos de execução especificados.
Apresentador
Daniel Griffin obteve seu diploma de bacharel na Universidade do Estado de Ohio e de PhD no Instituto de Tecnologia da Georgia, ambos em Engenharia Química e Biomolecular. No Instituto de Tecnologia da Georgia, Dan conduziu pesquisas sobre o uso de cristalização para remover sais não radioativos dos resíduos nucleares legados sob a orientação de Yoshiaki Kawajiri, Martha Grover e Ronald Rousseau. Ao longo de seu percurso, Dan se interessou pelo uso da visualização moderna de dados, da aprendizagem da máquina e de técnicas de programação dinâmica para compreender e controlar a cristalização por resfriamento em lote. As estratégias de controle que resultaram dessa empreitada foram originalmente aplicadas para controlar a cristalização de sais de simuladores de solução de resíduo nuclear — trabalho que foi reconhecido pelo Departamento de Energia dos EUA e recebeu o prêmio de Inovações em Tecnologia de Ciclo de Combustível.
Atualmente, Dan é Engenheiro Sênior em Design e Desenvolvimento de Processos na Amgen em Thousand Oaks, Califórnia.
Artigos disponíveis
Periódico
Griffin, D. J., Grover, M. A., Kawajiri, Y. e Rousseau, R. W. 2016. Data-Driven Modeling and Dynamic Programming Applied to Batch Cooling Crystallization. Industrial & Engineering Chemistry Research 55, 1361-1372
Griffin, D. J., Grover, M. A., Kawajiri, Y. e Rousseau, R. W. 2015. Mass-Count Plots for Crystal Size Control. Chemical Engineering Science 137, 338-351
Griffin, D. J., Kawajiri, Y., Grover, M. A. e Rousseau, R. W. 2015. Feedback Control of Multicomponent Salt Crystallization. Crystal Growth & Design 15, 305-317
Griffin, D. J., Grover, M. A., Kawajiri, Y. e Rousseau, R. W. 2014. Robust Multicomponent IR-to-Concentration Model Regression. Chemical Engineering Science 116, 77-90
Artigos de conferências
Griffin, D. J., Tang, X. e Grover, M. A. Externally-Directing Self-Assembly with Dynamic Programming. 2016. Proceedings of American Control Conference (ACC), Boston, MA, pp. 3086-3091.
Griffin, D. J., Grover, M. A., Kawajiri, Y. e Rousseau, R. W. 2015. Combining ATR-FTIR and FBRM for Feedback on Crystal Size. American Control Conference (ACC), Chicago, IL
Griffin, D. J., Grover, M. A. K., Yoshiaki e Rousseau, R. W. 2015. Controlled Crystallization of Salts from Nuclear Waste Solutions. Waste Management (WM) Conference, Phoenix, AZ.
Griffin, D. J., Grover, M. A., Kawajiri, Y. e Rousseau, R. W. 2014. Supersaturation Control During Fractional Crystallization. International Symposium on Industrial Crystallization (ISIC), Toulouse, France.
Griffin, D. J., Grover, M. A., Kawajiri, Y. e Rousseau, R. W. 2014. A Methodology for Monitoring Concentrations of Complex Waste Solutions. Waste Management (WM) Conference, Phoenix, AZ.