Ученые из России, Китая, Саудовской Аравии, ОАЭ и Египта предложили наиболее эффективную математическую модель процесса производства биодизеля на данный момент. Моделирование процесса производства биодизеля из соевого масла и метанола было выполнено при помощи машинного обучения. Исследование опубликовано в высокорейтинговом научном журнале Environmental Technology & Innovation (Q1).
Старший научный сотрудник центра виброиспытаний и мониторинга состояния конструкций ЮУрГУ Афрасяб Хан участвовал в исследовании в составе международной команды ученых. Биодизельное топливо – это возобновляемое дизельное топливо, производимое из натурального сырья. Так как стоимость производства биодизеля представляет собой серьезную проблему для коммерциализации, ученые использовали машинное обучение для моделирования и оптимизации процесса производства биодизеля.
«Основная уникальность нашего исследования заключается в разработке гибридного метода вычислений для оптимизации моделирования химической реакции при синтезе биотоплива. Мы определили, в каком процентном соотношении нужно смешивать соевое масло и метанол, сколько катализатора добавлять для химической реакции, чтобы она проходила наиболее эффективно. Результатом стала математическая модель, которая помогла определить наилучшую температуру и состав исходного материала для производства максимального количества биотоплива и минимизации отходов. Таким образом, мы предлагаем производство более экологичного вида топлива и повышаем эффективность процесса производства», - говорит Афрасяб Хан.
Биотопливо в последнее время становится более популярным во всем мире из-за его преимуществ для окружающей среды и уменьшения ресурсов ископаемого топлива, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Различные возобновляемые ресурсы, включая растительные масла и животные жиры, могут быть использованы в качестве основных материалов для производства биотоплива посредством каталитических процессов. Методология, разработанная в исследовании, может быть полезна для увеличения производственных мощностей биотоплива, что позволяет использовать меньше энергии и меньше загрязнять окружающую среду.
Ученые планируют дальнейшую разработку многомасштабной модели и ее проверку на других видах биологического сырья и катализаторов. Исследования будут опубликованы в высокорейтинговых научных журналах.
Южно-Уральский государственный университет – это университет трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет 2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).