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Synergistic optimization framework for the process synthesis and design of biorefineries

Frontiers of Chemical Science and Engineering 2022年第2期16卷 251-273页

作者： Nikolaus IVollmer Resul Al Krist V.Gernaey Gürkan Sin Process and Systems Engineering(PROSYS)Research Center Department of Chemical and Biochemical EngineeringTechnical University of Denmark2800 Kgs.LyngbyDenmark Novo Nordisk A/S 2880 BagsværdDenmark

The conceptual process design of novel bioprocesses in biorefinery setups is an important task,which remains yet challenging due to several *** propose a novel framework incorporating superstructure optimization and simulation-based optimization *** this context,several approaches for superstructure optimization based on different surrogate models can be *** means of a case study,the framework is introduced and validated,and the different superstructure optimization approaches are *** results indicate that even though surrogate-based optimization approaches alleviate the underlying computational issues,there remains a potential issue regarding their *** development of appropriate surrogate models,comprising the selection of surrogate type,sampling type,and size for training and cross-validation sets,are essential *** this aspect,satisfactory validation metrics do not ensure a successful outcome from its embedded use in an optimization ***,the framework’s synergistic effects by sequentially performing superstructure optimization to determine candidate process topologies and simulationbased optimization to consolidate the process design under uncertainty offer an alternative and promising *** findings invite for a critical assessment of surrogatebased optimization approaches and point out the necessity of benchmarking to ensure consistency and quality of optimized solutions.

关键词： biotechnology surrogate modelling superstructure optimization simulation-based optimization process design

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