モレキュラーシーブ(分子ふるい)
バイオ・リファイナリー（再生可能資源であるバイオマスを原料にバイオ燃料や樹脂などを製造するプラントや技術)のシミュレーションソフト"BioSTEAM"のモレキュラーシーブ(分子ふるい)モデルの使い方について説明しています。
オリジナルのページはMolecularSieveです。
ソースコードは以下の実行環境で確認しています。
- Visual Studio Code バージョン: 1.104.2
- 拡張機能:Jupyter バージョン 2025.8.0
- Python 3.12.10
- biosteam 2.52.13
- graphviz-14.0.2
モレキュラーシーブ(分子ふるい)
class MolecularSieve (ID='', ins=None, outs=(), split, order=None, P=None, approx_duty=True ) [source]
バイオエタノール製造工程におけるエタノールと水分を分離するモレキュラーシーブ(分子ふるい)のモデルです。 モレキュラーシーブ(分子ふるい)はSplitterクラスを継承していて、各成分を個別に分離するモデルです。 コストは、Humbirdら[1]のNREL TEAレポートに基づき、0.6 乗則を適用して算出されます。
- パラメータ
- ID (str、省略可) - 一意の識別子(ID)。
- ins (Sequence(順序付きコレクション)[Stream|str]、省略可)
- [0] 供給ストリーム(気体)
- outs (Sequence(順序付きコレクション)[Stream|str]、省略可) - 流出ストリーム
- [0] 分離されたストリーム(気体)
- [1] 残りのストリーム(気体)
- split 以下のどれか
- [array_like] 流入ストリームの成分ごとの分割比をouts[0]に適用
- [dict] 成分(ID)と分割比の組み合わせを辞書型配列で指定し、流入ストリームの成分ごとの分割比をouts[0]に適用
- 例
from biosteam import Stream, settings
from biosteam.units import MolecularSieve
settings.set_thermo(['Water', 'Ethanol'], cache=True)
feed = Stream('feed', flow=(75.7, 286), T=351.39, phase='g')
bp = feed.bubble_point_at_T()
feed.T = bp.T
MS1 = MolecularSieve('MS1', ins=feed,
outs=('ethanol_rich', 'water_rich'),
split=dict(Water=0.160,
Ethanol=0.925))
MS1.simulate()
MS1.show(T='degC', P='atm', composition= True)MolecularSieve: MS1
ins...
[0] feed
phase: 'g', T: 78.24 degC, P: 1 atm
composition (%): Water 20.9
Ethanol 79.1
------- 362 kmol/hr
outs...
[0] ethanol_rich
phase: 'g', T: 78.24 degC, P: 1 atm
composition (%): Water 4.38
Ethanol 95.6
------- 277 kmol/hr
[1] water_rich
phase: 'g', T: 78.24 degC, P: 1 atm
composition (%): Water 74.8
Ethanol 25.2
------- 85 kmol/hr
参考文献
-
[1]Humbird, D., Davis, R., Tao, L., Kinchin, C., Hsu, D., Aden, A., Dudgeon, D. (2011). Process Design and Economics for Biochemical Conversion of Lignocellulosic Biomass to Ethanol: Dilute-Acid Pretreatment and Enzymatic Hydrolysis of Corn Stover (No. NREL/TP-5100-47764, 1013269)
