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Modelagem, simulação e otimização dinâmica aplicada a um processo de fermentação alcoólica em batelada alimentada (2015)

  • Authors:
  • Autor USP: VILELA, PAULO ROBERTO CHIAROLANZA - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SEM
  • Subjects: MODELOS MATEMÁTICOS; FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA
  • Keywords: Modelagem matemática; Fermentação etanólica; Batelada alimentada; H-infinito; Linear a parâmetros variantes
  • Language: Português
  • Abstract: O uso de etanol combustível no Brasil é hoje considerado o mais importante programa de combustível comercial renovável do mundo, sendo um potencial substituto aos derivados de petróleo. O aumento de rendimento fermentativo e a diminuição das perdas são objetivos de estudo em diversos centros de pesquisa, sendo o estudo da modelagem matemática e simulação do processo de grande importância para tal. A presente pesquisa apresenta como função identificar um modelo matemático para a linhagem isolada de Saccharomyces cerevisiae PE-2, de maneira a otimizar a maneira como é realizada a sua alimentação através de um controle H ‘infinito’ por representação quasi-LPV. São realizados 9 ensaios de fermentação em 3 temperaturas distintas sob mesmas condições de concentração de substrato entrante. Após a finalização dos experimentos e análises, realiza-se a estimativa dos parâmetros componentes das equações diferenciais que modelam a cinética fermentativa, através de um algoritmo Quasi-Newton. De posse do modelo matemático, desenvolve-se um controle otimizado para a temperatura de 33°C (temperatura usual de controle no processo industrial), considerando os parâmetros "s" e "v" variantes no tempo e os parâmetros x = 150 g/L e p = 70 g/L fixados, sendo valores médios obtidos durante o experimento. A utilização do controle desenvolvido possibilita um aumento de produtividade na faixa de 10% com relação a alimentação realizada em laboratório. Os resultados finais comprovam a eficiência do modelo matemático desenvolvido, comparado a outros estudos semelhantes, a influência da temperatura nos parâmetros cinéticos e a possibilidade de otimizar o processo através de um controle avançado do processo
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 09.10.2015
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      VILELA, Paulo Roberto Chiarolanza; SIQUEIRA, Adriano Almeida Gonçalves. Modelagem, simulação e otimização dinâmica aplicada a um processo de fermentação alcoólica em batelada alimentada. 2015.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-21122015-102442/pt-br.php >.
    • APA

      Vilela, P. R. C., & Siqueira, A. A. G. (2015). Modelagem, simulação e otimização dinâmica aplicada a um processo de fermentação alcoólica em batelada alimentada. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-21122015-102442/pt-br.php
    • NLM

      Vilela PRC, Siqueira AAG. Modelagem, simulação e otimização dinâmica aplicada a um processo de fermentação alcoólica em batelada alimentada [Internet]. 2015 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-21122015-102442/pt-br.php
    • Vancouver

      Vilela PRC, Siqueira AAG. Modelagem, simulação e otimização dinâmica aplicada a um processo de fermentação alcoólica em batelada alimentada [Internet]. 2015 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-21122015-102442/pt-br.php

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