Prosessivirroista

Prosessivirroista tarkoitetaan prosessitekniikassa kaikkia aine- ja energiavirtoja, jotka kulkevat laitoksen eri laitteiden välillä. Niitä käytetään kuvaamaan, miten materiaali ja energia liikkuvat prosessissa, ja ne muodostavat massan ja energian tasapainon laskennan perustan.

Virtoja kuvaillaan useilla suureilla: massa- tai molaarivirta m_dot (kg/s tai kmol/s), lämpötila T ja paine P sekä koostumus x_i (mooliosuudet tai massaprosentit). Lisäksi voidaan ilmoittaa entalpia h ja entropia s sekä mahdolliset tilavuus- tai tiheystiedot. Virrat voivat olla eri vaiheisia: kaasua, nestettä tai monivaiheisia seoksia.

Prosessivirrat jaotellaan tyypillisesti syöttö-, tuotanto-, kierrätys-, sivu- ja jäteilävirtoihin. Näiden määrittely helpottaa materiaalin kiertoa sekä energiankulutuksen seuraamista koko laitoksen mittakaavassa.

Käytössä ne ovat avainasemassa massatasapainon ja energiatasapainon muodostamisessa. Virtoja kuvataan prosessi- ja laiteskaavioissa, kuten PFD:ssä ja P&ID:ssä, ja ne yhdistetään laitteisiin kuten reaktoreihin, erottimiin, lämmönvaihtimiin sekä pumpuille ja kompressoreille.

Mallinnuksessa prosessivirrat voivat olla staattisia (steady-state) tai dynaamisia. Tavanomaisissa prosessiteollisuuden sovelluksissa käytetään laskentaan ja simulointiin ohjelmistoja kuten Aspen Plus, HYSYS ja MATLAB/Simulink, jolloin voidaan arvioida virtauksen muutoksia reaktioiden, erottelujen tai energiankulutuksen aikana. Esimerkkejä ovat raaka-aineiden syöttövirta, lopputuotteen virta sekä kierrätys-, sivu- ja jäteilävirrat.

---