ウェビナー：バッチ晶析の制御（Amgen社）
データに基づくモデリングを使用した結晶サイズの制御
バッチ冷却晶析は、高純度の化成品や医薬品の単離精製に広く用いられています。晶析操作によって生成された結晶のサイズの制御は、下流の効率的な操作にとって非常に重要です。
Amgen社のDaniel Griffin氏が、バッチ冷却晶析によって生成される結晶の平均サイズを制御するための新しいモデルに基づくクローズ-ループアプローチについて説明します。このメソッドは、数あるモデリング戦略の中で際立っています。ポピュレーションバランスフレームワーク内の晶析モデルを開発するのではなく、晶析動力学を新たな視点から考え、マシンラーニング技術を適用し、動力学の経験的モデルを測定データから直接特定します。このモデルは低次元のもので、動的プログラミングとともに使用することにより、事前に指定したバッチ実行時間で目標平均サイズの結晶を生成するための最適なフィードバック制御ポリシーを取得できます。このように得られたポリシーを適用して、指定された実行時間内で希望の平均サイズの結晶を生成できることを示す実験結果を示します。
講演者
Daniel Griffin氏は、オハイオ州立大学で化学と生物工学の理学士号を、ジョージア工科大学で博士号を取得しています。 ジョージア工科大学では、 Yoshiaki Kawajiri氏、Martha Grover氏、Ronald Rousseau氏の指導の下、晶析を使用して非放射性塩を核廃棄物から除去する方法の研究を行っていました。その間に、Griffin氏は新しいデータ視覚化、マシンラーニング、動的プログラミング技術を使用したバッチ冷却晶析の理解と制御に興味を持ち始めました。この研究から得られた制御戦略は、本来は、核廃棄物溶液模擬物質からの塩の晶析を制御するために適用されたものです。この業績は、米国エネルギー省により認められ、Innovations in Fuel Cycle Technology Award賞を受賞しています。
現在は、Amgen社（Thousand Oaks, CA）のプロセス設計および開発部門の上級エンジニアとして研究を続けています。
発表文献
ジャーナル
Griffin, D. J., Grover, M. A., Kawajiri, Y. and 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. and 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. and Rousseau, R. W. 2015. Feedback Control of Multicomponent Salt Crystallization. Crystal Growth & Design 15, 305-317
Griffin, D. J., Grover, M. A., Kawajiri, Y. and Rousseau, R. W. 2014. Robust Multicomponent IR-to-Concentration Model Regression. Chemical Engineering Science 116, 77-90
会議用文献
Griffin, D. J., Tang, X., and 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. and 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 and 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. and 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. and Rousseau, R. W. 2014. A Methodology for Monitoring Concentrations of Complex Waste Solutions. Waste Management (WM) Conference, Phoenix, AZ.