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Enregistrement W4395068856 · doi:10.46254/eu04.20210382

Using Aspen Plus to Simulate Pharmaceutical Processes – An Aspirin Case Study

2021· article· en· W4395068856 sur OpenAlexaff
Alisa Douglas, Ali Elkamel

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineBusiness, Management and Accounting
ThématiqueBusiness Process Modeling and Analysis
Établissements canadiensUniversity of WaterlooMcMaster University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer scienceAspirinProcess engineeringEngineeringMedicineInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The use of chemical process simulators such as Aspen Plus for pharmaceutical applications has received relatively little attention. This is due, in part, to the specialized raw materials, products and unit operations that are involved in the processes. This paper illustrates that the Aspen Plus simulation system has many of the functional capabilities that make it an attractive tool for simulating pharmaceutical processes. These features include solids handling capabilities, batch processing, drying, process optimization including data reconciliation and parameter estimation, and finally cost estimation including capital and operating costs. These features are demonstrated using a process to manufacture the common over-the-counter pharmaceutical commonly referred to by its trade name, aspirin. Aspirin also known as ASA or acetylsalicylic acid is one of the oldest pharmaceuticals in wide spread use today and it is relatively simple to manufacture. However, the simulation of the process using traditional chemical process simulators is not straightforward and exhibit several difficulties involved in solids handling and batch processing. The synthesis of ASA is based on the acetylation of salicylic acid with acetic anhydride: C7H6O3 + C4H6O3 → C9H8O4 + CH3COOH salicylic acid + acetic anhydride → acetylsalicylic acid + acetic acid The reactants (salicylic acid and acetic anhydride) are mixed together with a small amount of sulphuric acid (H2SO4) acting as a catalyst. The mixture is then heated to about 50 °C to increase the reaction kinetics. The liquid mixture of unreacted salicylic acid and acetic anhydride along with acetylsalicylic acid and acetic acid products are then fed into a crystallizer operated about 3 °C. The objective of the crystallizer is to precipitate dissolved ASA into solid ASA by cooling the solution below the solubility limit. A hydro-cyclone is then employed to separate the solid ASA from the solid-liquid stream by spinning the mixture at high velocity. The cyclone separates the solid ASA from the solid-liquid stream while allowing about 15 % of the supernatant liquid to remain with the solid stream. The solid ASA plus supernatant stream are finally dried to ~ 17 wt.% moisture (dry basis) which is typical in ASA dryers. Aspen Plus was used to simulate a process designed to produce 145 kg/h of ASA. Based on this case study it was found that this process was able to convert about 78 wt.% of the reactants to ASA product at a production cost of approximately $3/kg. Based on this preliminary feasible process, process improvements in the form of optimization and process control were undertaken including studying the effect of the reactor temperature and recycle split fraction on the process operation and economics. Heat exchanger network synthesis and the production rate were also investigated.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,113
Score d'incertitude au seuil0,944

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,002
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,187
Tête enseignante GPT0,395
Écart entre enseignants0,208 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2021
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