Die graphische Darstellung der Materialflüsse durch interaktive Säulendiagramme kann entweder ausgehend von einer geöffneten Synthese (s. z.B. Abbildung 5) über Bearbeiten und Berechnen erfolgen, oder ausgehend vom Projektfenster (s. Abbildung 31) über Vergleichen. Im ersten Fall werden Daten ausschließlich von der geöffneten Synthese graphisch dargestellt, während im zweiten Fall mehrere Synthesen angewählt und gemeinsam graphisch wiedergegeben werden können. Im vorliegenden Beispiel sollen vier verschiedene in Formelschema 4 dargestellte Synthesen von p-Methoxyacetophenon miteinander verglichen werden. |
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Formelschema 4 Synthese von p-Methoxyacetophenon gemäß a) S. Hünig, G. Märkl, J. Sauer, Integriertes organisches Praktikum, Verl. Chemie, Weinheim [u.a.], 1979, ISBN 3-527-25473-0; b) Organikum: organisch-chemisches Grundpraktikum, 21., neu bearb. und erw. Aufl., (Hrsg.: H.G.O. Becker), WILEY-VCH, Weinheim [u.a.], 2001, ISBN 3-527-29985-8; c) 10 g Anisol (92.5 mmol), 10.39 g Essigsäureanhydrid (101.7 mmol) und 1.33 g Zeolit H-Beta (Südchemie, München) werden 24 Std. gerührt und unter Rückfluß erhitzt. Der Katalysator wird abfiltriert, mit 5 ml Ethanol gewaschen und das Produkt im Vakuum fraktionierend destilliert. Die Ausbeute an p-Methoxyacetophenon beträgt 8.34 g @ 60%, vgl. [e,f]; d) Vogel's textbook of practical organic chemistry : including qualitative organic analysis, 4. ed. / rev. by B. S. Furniss, (Hrsg.: A.I. Vogel), Longman, London [u.a.], 1978, ISBN 0-582-44250-8; e) U. Freese, F. Heinrich, F. Rößner, Acylation of aromatic compounds on H-Beta zeolites, Catalysis Today 1999, 49, 237–244; f) S. Ratton, Heterogeneous catalysis in the fine chemicals industry: From dream to reality, Chimica Oggi-Chemistry Today 1998, 16(3-4), 33–37
Im graphischen Vergleich werden zu allen angewählten Synthesen die Kennzahlen S-1 (Input [kg] / kg Produkt), Umweltfaktor E (Abfall [kg] / kg Produkt), Umweltindex EI_in (mit Belastungsfaktoren gewichtetes S-1) und Umweltindex EI_out (mit Belastungsfaktoren gewichtetes E) dargestellt (Abbildung 32 ). Der Platz für die Wiedergabe des Synthesenamens ist begrenzt, weshalb sich eine kurze Bezeichnung wie z.B. a), b) usw. anbietet. Die Abbildung 32 zeigt die Reihenfolge der in Formelschema 4 angegebenen Synthesen. Die verschiedenfarbigen Säulensegmente repräsentieren u.a. die Kategorien Edukte, Koppelprodukte, Nebenprodukte, usw. Unter Säulen kann die darzustellende Kennzahl ausgewählt werden. Neben den vier genannten Kennzahlen können auch mit dem Ökonomischen Index (Cost index, CI) die Kosten bestimmt werden. Mit ? in der entsprechenden Abbildung 33 sind die Hilfe, ein schematischer Überblick über die Massenbilanzbereiche (Abbildung 13) und Informationen über das Programm EATOS abrufbar.
Abbildung 32 Graphische Darstellung von vier Kennzahlen zu vier Synthesen von p-Methoxyacetophenon
Abbildung 33 Ökonomischer Index (CI) von vier Synthesen von p-Methoxyacetophenon
Von wirtschaftlicher Seite sind Substanzpreise in Hinsicht auf die Bestimmung der Materialkosten pro Produktionseinheit interessant. Daher ermöglicht EATOS die Berechnung und differenzierte Wiedergabe der verschiedenen Eingangsposten, wie Substrate, Lösemittel usw., durch den sogenannten Ökonomischen Index.
Unter Ansicht erfolgt die Einstellung der Wiedergabe der berechneten Daten im Säulendiagramm. So können beispielsweise Hilfsstoffe über Massenbilanzbereiche ausgeblendet werden, um das möglicherweise unterschiedliche Informationsniveau von zu vergleichenden Synthesen anzugleichen. Liegen zu einer Synthese nur Daten zu Hilfsstoffen der Reaktion(sführung) vor, während die nötigen Hilfsstoffe zur Isolierung einer anderen Synthese bekannt sind, können diese durch Anwählen von Reaktion ausgeblendet werden, um einen Vergleich auf gleichem Informationsniveau zu ermöglichen. Default-Einstellung ist jedoch Abfallbehandlung, so daß zunächst sämtliche Hilfsstoffe stets angezeigt werden.
Substanzen, zu denen bei deren Eingabe rezyklierbare Mengen eingetragen wurden, können unter Wiedergewinnung in der graphischen Wiedergabe entweder nicht (Default-Einstellung), gesondert oder integriert wiedergegeben werden. Im Falle der gesonderten Darstellung tauchen diese Substanzen in einer für sie vorgegebenen Kategorie oberhalb der übrigen Kategorien auf, um ihren Anteil an dem gesamten Stoffumsatz ermessen zu können.
Die bei der Umsetzung verwendeten Substanzen werden in der Regel in bezug auf die erzeugte Produktmenge standardisiert (d.h. ihre Masse wird durch die Produktmasse geteilt), um einen Ausdruck Substanz [kg] / kg Produkt zu erhalten, der überhaupt erst den Vergleich verschiedener Synthesen ermöglicht. Diese Default-Einstellung kann jedoch unter Normierung verändert werden. In dem Registerblatt Koppelprodukte (vgl. Abbildung 16) können nutzbare Mengen angegeben werden, und in dem Registerblatt Nebenprodukte (vgl. Abbildung 17) können diese als verwendbar gekennzeichnet werden. Diese Mengen können auf verschiedene Weise berücksichtigt werden. Werden sie als Produkte aufgefaßt, können sie unter Normierung entweder nur der Kategorie Produkt(e) zugeordnet werden (nützliche Koppelprodukte anzeigen oder nützliche Koppel- und Nebenprodukte anzeigen) oder sogar in den Standardisierungsprozeß einbezogen werden (Normierung auf Produkt und nützliche Koppelprodukte bzw. und Nebenprodukte). Im letzteren Fall werden alle Substanzmengen nicht nur durch die Produktmenge, sondern auch durch die Menge der nützlichen Koppel- und ggf. durch die nützlichen Nebenprodukte geteilt. Die sich daraus ergebene Darstellung vermittelt daher die Relation von aufgewendetem Input und von erzeugtem Abfall zur hergestellten Menge der Produkte. Produkt und ggf. hergestellte nützliche Koppel- und Nebenprodukte können unter Produkt angezeigt werden. In diesem Fall taucht eine weitere Kategorie mit dieser Bezeichnung auf.
Analog zur zuvor erläuterten Wiedergewinnung können Emissionen ebenfalls nicht, integriert oder gesondert wiedergegeben werden. Zudem besteht die Möglichkeit, Emissionen ausschließlich anzuzeigen, wenn entsprechendes Datenmaterial zur Verfügung steht und isoliert von anderen Massenumsätzen betrachtet werden soll.
Die optische Wiedergabe der berechneten Daten läßt sich über Diagramm verändern. Die Legende kann entweder in Deutsch oder Englisch (jeweils kurz oder ausgeschrieben) erscheinen. Dies ist notwendig, damit englisch sprachige Diagramme in andere Anwendungen exportiert werden können.
Zunächst werden die Ausgabedaten entsprechend der betrachteten Synthesen gruppiert. Die Säulengruppierung kann über Gruppieren verändert werden. Durch Anwählen von nach Index werden die verschiedenen Säulentypen (S-1, E, EI_in und EI_out) sortiert, so daß unterschiedliche Synthesen hinsichtlich dieser Säulentypen verglichen werden können.
Innerhalb einer Säule kann über Ordnen nach Kategorien (Substrate, Lösungsmittel usw.) oder Syntheseschritten geordnet werden. Im zweiten Fall wird eine Synthesesequenz in seine Reaktionsschritte aufgegliedert dargestellt, wodurch besonders anteilsstarke Synthesen identifiziert werden können. Die Unterscheidung der Ordnung nach Kategorien hinsichtlich (Synthesekette) bzw. (letzter Syntheseschritt) wird ermöglicht, damit die Zielprodukt bildenden Synthesen unabhängig von der ihnen zugrundeliegenden Synthesesequenzen verglichen werden können.
Oft ist von Synthesesequenzen nur die Hauptsynthesekette beginnend bei einem Schlüsseledukt von Interesse. Weitere in diese Hauptsynthesekette einfließende Synthese(kette)n, die die Darstellung von Nicht-Schlüsseledukten beschreiben, werden unter weitere Synthesen gefaßt. Unter Diagramm und anschließend Weitere Synthesen können sie entweder integriert, gesondert oder nicht wiedergegeben werden.
Die Skalierung des Diagramms wird intern nach der höchsten Säule vorgenommen. Ausgesprochen hohe Säulen können daher die interaktive Bearbeitung erschweren, wenn kleinere Segmente dadurch mit dem Cursor nicht mehr anwählbar werden. Deshalb können weniger ausgeprägte Diagrammbereiche über Skalieren nach maximal der fünft höchsten Säule in ihrer Darstellung vergrößert dargestellt werden. Der Vergleich des relativen Einflusses von Kategorien untereinander wird durch Skalieren alle Säulen auf 100% vereinfacht.
Die Säulen können über Stil entweder schwarz-weiß oder auf verschiedene Weisen farbig wiedergegeben werden. Durch Kippen werden die Säulen nicht nach oben, sondern nach unten ausgerichtet.
Die Graphik wird über Exportieren in eine .bmp-Datei verwandelt und abgespeichert. Die Graphik wird also aus der Anwendung exportiert, um anderen Anwendungen zur Verfügung zu stehen, in die sie eingefügt werden kann.
Sonstiges dient in der Kommandozeile u.a. dazu, sich die den Synthesen zugrundeliegende Literatur anzeigen zu lassen, deren Wiedergabe zuvor über Literatur konfigurieren voreingestellt werden kann. Ebenso können die stöchiometrischen Synthesegleichungen visualisiert werden. Darin tauchen auch die Atomselektivitäten mit der Abkürzung AS auf. Hierbei gibt es immer zwei Angaben: Zum einen die AS von der in der folgenden Zeile wiedergegebenen Synthese und zum anderen die AS einschließlich der dieser Synthese zugrundeliegenden Synthesesequenz. Wurde unter Ansicht Normieren auf Produkt und nützliche Koppelprodukte gewählt, so werden als nützlich bezeichnete Koppelprodukte in die Bestimmung der Atomselektivität mit einbezogen. Dann wird die AS nicht mehr gemäß AS = FG Produkt / S FG Edukte, sondern gemäß AS = (FG Produkt + FG nützliches Koppelprodukt) / S FG Edukte errechnet. Die Genauigkeit der dargestellten Angaben kann über Nachkommastellen verändert werden, ebenso wie die Default-Einstellung der Wichtung der Wichtung über die entsprechende Schaltfläche (vgl. Kapitel 1.9.1).
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