Προτυποίηση και μαθηματική βελτιστοποιήση τεχνικών συνολικής ανάλυσης μονάδας για τη σύνθεση και ανάπτυξη ολοκληρωμένων μονάδων βιοδιϋλιστηρίων - Κουφολιούλιος, Δημήτριος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων, 2014)
Ο σκοπός της παρούσας διπλωματική είναι η δημιουργία ενός εργαλείου για την αξιολόγηση και την επιλογή προϊόντων και διεργασιών που θα υλοποιηθούν στα πλαίσια μιας βιομηχανικής μονάδας. Η επιλογή αυτή γίνεται λαμβάνοντας υπόψη μας εκτός των άλλων και την εξοικονόμηση ενέργειας που επιτυγχάνεται αν οι διεργασίες που θα υλοποιηθούν ολοκληρωθούν μεταξύ τους ενεργειακά σε μια Συνολική Μονάδα. Ειδικά στην περίπτωση ενεργοβόρων βιομηχανικών μονάδων, όπως το βιοδιυλιστήριο που εξετάζεται στην παρούσα διπλωματική, η εξοικονόμηση ενέργειας είναι μια σημαντική παράμετρος που επηρεάζει την επιλογή των διεργασιών που θα υλοποιηθούν. Η ενεργειακή ολοκλήρωση των διεργασιών μεταξύ τους υποθέτουμε ότι γίνεται με έμμεσο τρόπο χρησιμοποιώντας ως μέσο μεταφοράς θερμότητας τους ατμούς που χρησιμοποιούνται στην μονάδα. Έτσι η μεθοδολογία που προτείνεται περιλαμβάνει τον προσδιορισμό των βοηθητικών παροχών για τις οποίες εξασφαλίζεται η οικονομικότερη λειτουργία της μονάδας λαμβάνοντας υπόψη την εξοικονόμηση ενέργειας μέσω της ολοκλήρωσης μεταξύ διεργασιών που επιτυγχάνεται αλλά και το κόστος για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών με αυτές τις βοηθητικές παροχές. Η προτεινόμενη μεθοδολογία περιλαμβάνει την διατύπωση τριών διαδοχικών μοντέλων. Με το πρώτο μοντέλο γίνεται ο υπολογισμός των ενεργειακών αναγκών που πρέπει να καλύψει η κάθε βοηθητική παροχή για κάθε διεργασία και κάθε συνδυασμό βοηθητικών παροχών που εξετάζεται. Το δεύτερο μοντέλο προσδιορίζει το βέλτιστο συνδυασμό διεργασιών για κάθε συνδυασμό παροχών που εξετάζουμε χρησιμοποιώντας οικονομικά στοιχεία για τις διεργασίες και λαμβάνοντας υπόψη την εξοικονόμηση ενέργειας όπως αυτή υπολογίζεται μέσω της Ανάλυσης Συνολικής Μονάδας. Με το τρίτο μοντέλο γίνεται ο προσδιορισμός του συνδυασμού παροχών και κατά συνέπεια του συνδυασμού διεργασιών για τους οποίους η λειτουργία της μονάδας είναι οικονομικά βέλτιστη. Η εφαρμοσιμότητα του μοντέλου παρουσιάζεται με την μελέτη της περίπτωσης επιλογής μεταξύ οχτώ πιλοτικών διεργασιών ενός βιοδιυλιστηρίου. Επιπλέον μέσω της διατύπωσης ενός χαρακτηριστικού παραδείγματος αναδεικνύεται η δυνατότητα που δίνει το μοντέλο που διατυπώθηκε για αξιολόγηση σχεδιαστικών απόφασεων, με βάση τις οικονομικές τους επιπτώσεις, λαμβάνοντας υπόψη κάθε αλλαγή στην ενεργειακή ολοκλήρωση μεταξύ των διεργασιών.