Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-19T17:03:38Z No. of bitstreams: 1 WAGNER BRANDÃO RAMOS - TESE PPGEQ 2016..pdf: 17733872 bytes, checksum: 5e6f59ac00a4f15f43c3f335dc3b2075 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-19T17:03:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WAGNER BRANDÃO RAMOS - TESE PPGEQ 2016..pdf: 17733872 bytes, checksum: 5e6f59ac00a4f15f43c3f335dc3b2075 (MD5) Previous issue date: 2016-08-22 / Capes / A destilação extrativa é um método bastante utilizado em indústrias alcooleiras para se obter etanol anidro, cujo processo é composto por duas colunas de destilação, onde a primeira coluna (coluna de destilação extrativa) tem como função desidratar o etanol e a segunda coluna (coluna de recuperação) recuperar o solvente utilizado no processo. Colunas de destilação são responsáveis por um consumo bastante elevado de energia em uma planta e, por isso, diversos métodos de otimização têm sido publicados na literatura, cujos resultados propõem mudanças nas condições operacionais e design do sistema. Além da necessidade de que este sistema opere em condições ótimas, também é necessário se obter um sistema de controle eficiente e que seja capaz de manter o etanol anidro produzido dentro da especificação desejada, mesmo diante distúrbios que ocorrem normalmente neste processo. Sendo assim, o tema deste trabalho surgiu da união destes dois pontos importantes, otimização e controle, no qual o objetivo é estudar o comportamento dinâmico e o controle do processo de destilação extrativa para obtenção de etanol anidro, utilizando etileno glicol como solvente e com integração térmica entre correntes do processo. Sob este escopo, traçou-se objetivos específicos inexistentes na literatura consultada, que são as influências da integração térmica, do teor de solvente e do grau de pureza de etanol anidro que se deseja obter sobre o controle de sistemas de destilação extrativa. Os resultados mostram que o teor de solvente e a presença da integração térmica causam desvios na composição do produto de interesse (etanol anidro), em comparação com o processo sem integração térmica, quando ocorrem distúrbios na alimentação para o mesmo sistema de controle. O grau de pureza de etanol anidro que se deseja obter também causa influência no controle da pureza. De maneira geral, estes efeitos se apresentaram de forma mais acentuada nos casos em que o sistema opera com alto teor de solvente (condição que representa menor consumo energético). Sendo assim, foram propostas modificações no esquema de controle, proporcionando melhores resultados para estes casos. / Extractive distillation is a method widely used in the alcohol industry to obtain anhydrous ethanol, which process consists of two distillation columns where the first column (extractive distillation column) has the function to dehydrate ethanol and the second column (recovery column) recovers the solvent used in the process. Distillation columns are responsible for a very high energy consumption in a plant and thus various methods of optimization, which results suggest changes in operating conditions and system design, have been published in the literature. In addition to the need for this system to operate in optimum conditions, it is also necessary to provide an efficient control system that is able to maintain anhydrous ethanol produced within the desired specification even after the disturbances that normally occur in this process. Thus, the theme of this work arose from the union of these two important points, optimization and control, in which the goal is to study the dynamic behavior and the control of the extractive distillation process for obtaining anhydrous ethanol, using ethylene glycol as a solvent and thermal integration between process streams. Under this scope, specific objectives nonexistent in the literature were drawn, which are the influences of thermal integration, solvent content and the degree of purity of anhydrous ethanol to be obtained on the control of extractive distillation systems. The results show that the solvent content and the presence of thermal integration causes deviations in the product composition of interest (anhydrous ethanol) compared to the process without heat integration, when disturbances occur in the feed for the same control system. The degree of purity of anhydrous ethanol to be obtained also causes influence over controllability. Generally, these effects are exhibited more markedly when the system operates with high solvent content (optimum operating point). So changes were proposed for the control scheme, providing better results for these cases.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-07-30Bitstream added on 2014-06-13T20:55:45Z : No. of bitstreams: 1 cavali_r_me_sjrp.pdf: 560996 bytes, checksum: 6792ea8d0dd5f26eb5250b68217a4443 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Diariamente, em indústrias de móveis, painéis retângulares de madeira são cortados em retângulos menores para a manufatura de seus produtos. Por causa da possível perda de material envolvida neste processo e de sua influência no custo dos produtos, existe a necessidade de um planejamento prþevio para a realização dos cortes. Na maioria das empresas de móveis situadas na região Noroeste do estado de São Paulo, este planejamento é feito manualmente e não é uma tarefa simples. O enfoque deste trabalho þe analisar a utilização de um sistema computacional no planejamento do corte de painéis de madeira. Esta ferramenta é capaz de resolver o problema do corte bidimensional segundo o algoritmo de dois estþagios de Gilmory e Gomore. Aspectos práticos encontrados no corte dos painéis e estratégias adotadas pelas empresas no planejamento da produção são abordados. Além disso, apresentamos os resultados de um estudo computacional com base em dados reais de uma das empresas visitadas. / In the furniture industries, the cut of rectangular plates to produce smaller rectangular pieces is an every day task. To reduce the waste of material involved in this process and its influence in the cost of the products, a previous planning for the cuts is necessary. In the majority of the furniture companies situated at Northwest region of the state of São Paulo, the generation of cutting patterns is made manually and it is not a simple task. The goal of this work is to analyze the use of a computational system in the cutting patterns generation. This computational system is able to solve the two-dimensional cutting stock problem by the 2-stage Gilmory and Gomore method. Practical aspects found in the cutting patterns generation and strategies adopted for the companies in the production planning are discussed. We also report some results of the application of the computacional system to the cutting patterns generation based on real data of one company.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As inundações são fenômenos naturais que ocorrem devido às chuvas de grande magnitude, agravadas nas áreas urbanas pela impermeabilização do solo e ineficiência dos sistemas de drenagem. Os telhados verdes surgem como uma medida compensatória estrutural que pode reter parte da água precipitada, adiando o pico de escoamento. O objetivo deste trabalho foi de desenvolver uma combinação de solo e condicionadores para telhado verde, promovam um aumento relevante na capacidade de retenção hídrica e um maior adiamento do pico de escoamento das águas pluviais. Este estudo foi dividido em duas etapas. Na Etapa 1, foram analisadas, em colunas de percolação, três condicionadores nas seguintes concentrações: Gel retentor Stockosorb (2; 4; 6 g/dm3), Fertilizante de liberação lenta Osmocote (4,7; 7,1; 9,0 g/dm3) e Zeólita (30; 50; 70 g/dm3), em três eventos (regas) consecutivos de chuva simulada na intensidade de 57 mm/h. A avaliação das concentrações mais adequadas dentre as testadas para cada condicionante foi baseada nas análises referentes à retenção hídrica (altura do meio após a rega; tempo de adiamento do escoamento; mm retidos; intensidade da água percolada em mm/min) e à qualidade da água percolada (pH, oxigênio dissolvido, turbidez e sólidos). Na Etapa 2, foi avaliada, em vasos, a influência da presença de três espécies de plantas (Arachis pintoi; Raphanus sativus; Lavandula angustifolia) em dois tipos de meio: solo sem condicionadores; solo com condicionadores nas melhores concentrações indicadas na Etapa 1, sendo simulada apenas um evento de chuva de 57 mm/h. Foram analisados parâmetros biológicos (germinação; plantas sobreviventes; comprimento do caule e da raiz; pesos da biomassa do caule e da raiz); retenção hídrica (altura do meio após a rega; tempo de adiamento do escoamento; mm retidos; intensidade da água percolada em mm/min); qualidade da água percolada (pH; oxigênio dissolvido; turbidez; sólidos; nitrato; amônia; fósforo total). Os resultados da Etapa 1 indicaram que o gel promoveu de forma significativa um aumento na retenção hídrica, e adiou o início da percolação de água, além de promover ligeira elevação do pH na água percolada. A adição de zeólita resultou em um aumento significativo da retenção hídrica, porém tal aumento não é vantajoso visto que este representa um custo adicional que poderia ser reduzido com o aumento da proporção do gel na coluna. A adição de fertilizantes não promoveu mudanças na qualidade da água percolada. Na Etapa 2, somente o efeito da presença de A. pintoi (maior produção de biomassa de raiz e caule) e R. sativus foram avaliadas. A presença dos condicionantes no solo proporcionou um desempenho significativamente superior em relação a retenção hídrica (altura do substrato e adiamento do pico de chuva) e qualidade da água percolada (pH e turbidez) quando comparados aos testes realizados na presença somente de solo. O fertilizante influenciou nas altas concentrações dos nutrientes (nitrogênio e fósforo) na água percolado nos resultados. A presença do gel no substrato, resultou numa capacidade superior de retenção de hídrica, e consequentemente no adiamento do pico de intensidade de chuva. Sendo assim, recomenda-se a aplicação do gel em telhados verdes para futuros estudos em ambientes externos. / Floods are natural phenomena that occur due to the large magnitude of rains, aggravated in urban areas by soil sealing and inefficient drainage systems. Green roofs emerge as a structural compensatory measure may retain part of the precipitated water, delaying the peak flow. The objective of this study was to develop a combination of soil and conditioners for green roof, promote a significant increase in water retention capacity and greater postponement of the peak stormwater runoff. This study was divided into two stages. In Step 1, were analyzed by percolation columns three conditioners in the following concentrations: Gel STOCKOSORB retainer (2; 4; 6 g / dm3) Osmocote slow-release fertilizer (4,7; 7,1; 9, 0 g / dm3) and zeolite (30; 50; 70 g / dm3), three events (watering) consecutive simulated rainfall intensity of 57 mm / hr. Evaluation of the most suitable among the concentrations tested for each condition was based on the analyzes for water retention (when the medium after watering, the flow delay time; mm retained; intensity of percolated water in mm / min) and the quality of percolated water (pH, dissolved oxygen, turbidity and solids). In Step 2, was evaluated in pots, the effect of the presence of three species of plants (Arachis pintoi, Raphanus sativus, Lavandula angustifolia) in two types of medium: no soil conditioners; best soil conditioners in concentrations indicated in Step 1, only one being simulated rainfall event of 57 mm / hr. Biological parameters were analyzed (germination, surviving plants, stem and root length, stem biomass and root weight); Water retention (after half the time of irrigation, the flow delay time; mm retained; intensity of percolated water in mm / min); quality of soil solution (pH, dissolved oxygen, turbidity, solids, nitrate, ammonia, total phosphorus). The Step 1 results indicated that the gel significantly promoted an increase in water retention, and delayed the start of the percolation of water, and promote slight increase of pH in soil solution. The addition of zeolite resulted in significant improvement of water retention, not as much as the retaining gel. The addition of fertilizers did not cause changes in the quality of the soil solution. In Step 2, only the effect of the presence of A. pintoi (higher biomass of root and stem) and R. sativus were evaluated. The presence of conditions on the ground provided a significantly better performance in relation to water retention (substrate height and postponement of peak rainfall) and quality of the soil solution (pH and turbidity) when compared to tests carried out in the presence only of soil. However, the influence on the high fertilizer concentrations of nutrients (nitrogen and phosphorus) in water leachate in the results, it is concluded that the presence of the gel on the substrate, resulting in a higher water retention ability, and therefore in delaying the peak intensity rain. Thus, the application of the gel is recommended for further studies to green roofs outdoors.

[pt] Neste trabalho, apresenta-se um estudo dos processos de transporte e biodegradação do benzeno e da mistura benzeno/etanol em um solo contaminado, através de simulações em diferentes modelos. Nas simulações foi utilizado o programa de elementos finitos FEFLOW 6.1, para análise de fluxo e transporte de contaminantes. No estudo incorporou-se satisfatoriamente o modelo de reação cinético de Monod multiplicativo, para problemas de transporte de contaminantes, no módulo de reação definido pelo usuário (FEMATHED) do programa FEFLOW 6.1. Este modelo foi utilizado nas diversas simulações realizadas. Para encontrar os valores de parâmetros de Monod e da população bacteriana, simulou-se o comportamento de um bloco de solo in situ contaminado com benzeno usando dados experimentais publicado na dissertação de mestrado de Martins (2010). Como aplicação dos procedimentos estudados, foram simuladas duas colunas em PVC com amostras indeformadas de um solo residual (lisímetros), onde foi fornecida uma solução contaminante na direção vertical, contrário à gravidade, com a finalidade de avaliar ao longo da coluna, a biodegradação dos compostos de benzeno e a influência do etanol nesse processo. Além disso, avaliou-se o atraso da degradação do benzeno por causa da presença do etanol na zona saturada e pelo aumento de biomassa nos domínios simulados. O trabalho também mostra uma descrição do programa utilizado e sua formulação. Finalmente, apresenta-se, comentam-se os resultados e concluem-se a pesquisa. / [en] In this work was studied the transport and biodegradation processes of benzene and of the benzene/ethanol mixture in a contaminated soil using different simulation models. In the simulations, were used the finite element program called FEFLOW 6.1 for flow analysis and transport of contaminants. The study successfully incorporated the kinetic reaction model of multiplicative Monod, for contaminant transport problems, in a reaction module defined by the user (FEMATHED - FEFLOW 6.1). This model was applied in the simulations. To find the values of Monod parameters and bacterial population the behavior of an in situ benzene contaminated soil-block was simulated using experimental data published by Martins (2010). As an application of the studied procedures, two PVC columns filled with undisturbed residual soil were simulated (lysimeters). The lysimeters were vertically provided with a contaminant solution in the vertical direction opposite to gravity, in order to evaluate along the column, the biodegradation of benzene compounds and the influence of the ethanol in the process. In addition, was evaluated the delay of benzene degradation due to the presence of ethanol in the saturated zone and the increasing in biomass in the region of simulated model. This study also shows a description of the program used and its formulation. Finally, the results of the analyses and the incorporation of the model performed are presented, conclude and commented.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-08-08Bitstream added on 2014-06-13T20:59:25Z : No. of bitstreams: 1 tavares_mb_me_ilha.pdf: 4164688 bytes, checksum: eafcc37fd64f73e597d28a376ba04de1 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A Filtração Lenta é um processo de tratamento de água que tem como principal característica a eficiente remoção de patógenos, algas e cianobactérias, as quais nos últimos anos têm-se desenvolvido muito nos reservatórios de abastecimento de água devido à eutrofização causada principalmente pelas atividades antrópicas. As cianobactérias produzem substâncias tóxicas conhecidas como cianotoxinas, que causam problemas gástricos, dermatológicos e toxicológicos nos humanos, além de problemas nas estações de tratamento de água. Apesar da eficiência da Filtração Lenta na remoção destes organismos, ela possui restrições quanto à área necessária aos filtros lentos, quanto ao processo de limpeza destes e dos pré-filtros de pedregulho quando utilizados no tratamento. Esta pesquisa teve então como objetivo desenvolver uma pré-filtração ao filtro lento, através das Colunas Verticais de Pré-Filtração, que fosse eficiente na remoção de parâmetros físico-químicos e bacteriológicos e também no procedimento de limpeza, tornando-o mais rápido e menos dispendioso. Este trabalho foi vinculado ao Programa de Pesquisa em Saneamento Básico (PROSAB) de número 5 do ano de 2007. Para tanto, foi utilizada uma instalação piloto de tratamento de água existente na cidade de Ilha Solteira/SP na qual o processo de tratamento foi o de Filtração em Múltiplas Etapas. Nela foram introduzidas quatro colunas verticais de pré-filtração com taxas diferentes entre si. Foram analisados parâmetros de qualidade de água, o período de desenvolvimento da camada biológica e o tempo de colmatação das unidades filtrantes. Como alguns resultados da pesquisa, foram notificados: a rapidez e facilidade no procedimento de limpeza das colunas, além de necessitarem de limpezas menos freqüentes que os pré-filtros de pedregulho; remoção de cerca de 95% de algas... / Slow filtration is a water treatment process that provides an efficient removal of pathogens, algae and cyanobacteria, which in recent years have been developed in a large amount in water reservoirs due to eutrophication, caused by human habits. The cyanobacteria produces toxic substances known as cyanotoxins, which cause gastric, skin and toxic disorders in humans, as well as problems in water treatment plants. Despite the efficiency of slow sand filtration in removing these bodies, it has restrictions on the required area for slow filters, on their cleaning process or rubble pre-filters cleaning when used in treatment. The objective of this research is developing a pre-filter to filter slowly through vertical columns pre-filtration, which would be efficient in the removal of physical, chemical and bacteriological bodies and also in cleaning process, making it faster and less expensive. This work was linked to the Programa de Pesquisa em Saneamento Básico (PROSAB) of 5th paragraph from the year of 2007. For this, we used an existing pilot plant for water treatment from of Ilha Solteira City - SP in which the process of treatment was Multiple Stages Filtration. Four pre-filtration vertical columns with different rates were introduced. We analyzed parameters of water quality, the period of organic layer development and the filter units clogging time. As some search results have been reported: the speed and ease of the columns cleaning procedure, less requiring of rubble pre-filters frequent cleaning; approximately 95% of algae and cyanobacteria removal by the columns; satisfactory turbidity removal, apparent color and true color, and smaller area required for its installation, because of their vertical shape.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As inundações são fenômenos naturais que ocorrem devido às chuvas de grande magnitude, agravadas nas áreas urbanas pela impermeabilização do solo e ineficiência dos sistemas de drenagem. Os telhados verdes surgem como uma medida compensatória estrutural que pode reter parte da água precipitada, adiando o pico de escoamento. O objetivo deste trabalho foi de desenvolver uma combinação de solo e condicionadores para telhado verde, promovam um aumento relevante na capacidade de retenção hídrica e um maior adiamento do pico de escoamento das águas pluviais. Este estudo foi dividido em duas etapas. Na Etapa 1, foram analisadas, em colunas de percolação, três condicionadores nas seguintes concentrações: Gel retentor Stockosorb (2; 4; 6 g/dm3), Fertilizante de liberação lenta Osmocote (4,7; 7,1; 9,0 g/dm3) e Zeólita (30; 50; 70 g/dm3), em três eventos (regas) consecutivos de chuva simulada na intensidade de 57 mm/h. A avaliação das concentrações mais adequadas dentre as testadas para cada condicionante foi baseada nas análises referentes à retenção hídrica (altura do meio após a rega; tempo de adiamento do escoamento; mm retidos; intensidade da água percolada em mm/min) e à qualidade da água percolada (pH, oxigênio dissolvido, turbidez e sólidos). Na Etapa 2, foi avaliada, em vasos, a influência da presença de três espécies de plantas (Arachis pintoi; Raphanus sativus; Lavandula angustifolia) em dois tipos de meio: solo sem condicionadores; solo com condicionadores nas melhores concentrações indicadas na Etapa 1, sendo simulada apenas um evento de chuva de 57 mm/h. Foram analisados parâmetros biológicos (germinação; plantas sobreviventes; comprimento do caule e da raiz; pesos da biomassa do caule e da raiz); retenção hídrica (altura do meio após a rega; tempo de adiamento do escoamento; mm retidos; intensidade da água percolada em mm/min); qualidade da água percolada (pH; oxigênio dissolvido; turbidez; sólidos; nitrato; amônia; fósforo total). Os resultados da Etapa 1 indicaram que o gel promoveu de forma significativa um aumento na retenção hídrica, e adiou o início da percolação de água, além de promover ligeira elevação do pH na água percolada. A adição de zeólita resultou em um aumento significativo da retenção hídrica, porém tal aumento não é vantajoso visto que este representa um custo adicional que poderia ser reduzido com o aumento da proporção do gel na coluna. A adição de fertilizantes não promoveu mudanças na qualidade da água percolada. Na Etapa 2, somente o efeito da presença de A. pintoi (maior produção de biomassa de raiz e caule) e R. sativus foram avaliadas. A presença dos condicionantes no solo proporcionou um desempenho significativamente superior em relação a retenção hídrica (altura do substrato e adiamento do pico de chuva) e qualidade da água percolada (pH e turbidez) quando comparados aos testes realizados na presença somente de solo. O fertilizante influenciou nas altas concentrações dos nutrientes (nitrogênio e fósforo) na água percolado nos resultados. A presença do gel no substrato, resultou numa capacidade superior de retenção de hídrica, e consequentemente no adiamento do pico de intensidade de chuva. Sendo assim, recomenda-se a aplicação do gel em telhados verdes para futuros estudos em ambientes externos. / Floods are natural phenomena that occur due to the large magnitude of rains, aggravated in urban areas by soil sealing and inefficient drainage systems. Green roofs emerge as a structural compensatory measure may retain part of the precipitated water, delaying the peak flow. The objective of this study was to develop a combination of soil and conditioners for green roof, promote a significant increase in water retention capacity and greater postponement of the peak stormwater runoff. This study was divided into two stages. In Step 1, were analyzed by percolation columns three conditioners in the following concentrations: Gel STOCKOSORB retainer (2; 4; 6 g / dm3) Osmocote slow-release fertilizer (4,7; 7,1; 9, 0 g / dm3) and zeolite (30; 50; 70 g / dm3), three events (watering) consecutive simulated rainfall intensity of 57 mm / hr. Evaluation of the most suitable among the concentrations tested for each condition was based on the analyzes for water retention (when the medium after watering, the flow delay time; mm retained; intensity of percolated water in mm / min) and the quality of percolated water (pH, dissolved oxygen, turbidity and solids). In Step 2, was evaluated in pots, the effect of the presence of three species of plants (Arachis pintoi, Raphanus sativus, Lavandula angustifolia) in two types of medium: no soil conditioners; best soil conditioners in concentrations indicated in Step 1, only one being simulated rainfall event of 57 mm / hr. Biological parameters were analyzed (germination, surviving plants, stem and root length, stem biomass and root weight); Water retention (after half the time of irrigation, the flow delay time; mm retained; intensity of percolated water in mm / min); quality of soil solution (pH, dissolved oxygen, turbidity, solids, nitrate, ammonia, total phosphorus). The Step 1 results indicated that the gel significantly promoted an increase in water retention, and delayed the start of the percolation of water, and promote slight increase of pH in soil solution. The addition of zeolite resulted in significant improvement of water retention, not as much as the retaining gel. The addition of fertilizers did not cause changes in the quality of the soil solution. In Step 2, only the effect of the presence of A. pintoi (higher biomass of root and stem) and R. sativus were evaluated. The presence of conditions on the ground provided a significantly better performance in relation to water retention (substrate height and postponement of peak rainfall) and quality of the soil solution (pH and turbidity) when compared to tests carried out in the presence only of soil. However, the influence on the high fertilizer concentrations of nutrients (nitrogen and phosphorus) in water leachate in the results, it is concluded that the presence of the gel on the substrate, resulting in a higher water retention ability, and therefore in delaying the peak intensity rain. Thus, the application of the gel is recommended for further studies to green roofs outdoors.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeandroLSL_DISSERT.pdf: 1890433 bytes, checksum: 540cbd4cf39fb3515249b7cecd6d0dcc (MD5) Previous issue date: 2010-03-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Nowadays, where the market competition requires products with better quality and a constant search for cost savings and a better use of raw materials, the research for more efficient control strategies becomes vital. In Natural Gas Processin Units (NGPUs), as in the most chemical processes, the quality control is accomplished through their products composition. However, the chemical composition analysis has a long measurement time, even when performed by instruments such as gas chromatographs. This fact hinders the development of control strategies to provide a better process yield. The natural gas processing is one of the most important activities in the petroleum industry. The main economic product of a NGPU is the liquefied petroleum gas (LPG). The LPG is ideally composed by propane and butane, however, in practice, its composition has some contaminants, such as ethane and pentane. In this work is proposed an inferential system using neural networks to estimate the ethane and pentane mole fractions in LPG and the propane mole fraction in residual gas. The goal is to provide the values of these estimated variables in every minute using a single multilayer neural network, making it possibly to apply inferential control techniques in order to monitor the LPG quality and to reduce the propane loss in the process. To develop this work a NGPU was simulated in HYSYS R software, composed by two distillation collumns: deethanizer and debutanizer. The inference is performed through the process variables of the PID controllers present in the instrumentation of these columns. To reduce the complexity of the inferential neural network is used the statistical technique of principal component analysis to decrease the number of network inputs, thus forming a hybrid inferential system. It is also proposed in this work a simple strategy to correct the inferential system in real-time, based on measurements of the chromatographs which may exist in process under study / Nos dias atuais, em que a concorr?ncia de mercado exige produtos de melhor qualidade e a busca constante pela redu??o de custos e pelo melhor aproveitamento das mat?rias-primas, a utiliza??o de estrat?gias de controle mais eficientes torna-se fundamental. Nas Unidades de Processamento de G?s Natural (UPGNs), assim como na maioria dos processos qu?micos, o controle de qualidade ? realizado a partir da composi??o de seus produtos. Entretanto, a an?lise de composi??es qu?micas, mesmo quando realizada por equipamentos como os cromat?grafos a g?s, apresenta longos intervalos de medi??o. Esse fato dificulta a elabora??o de estrat?gias de controle que proporcionem um melhor rendimento do processo. Geralmente, o principal produto econ?mico de uma UPGN ? o GLP (G?s Liquefeito de Petr?leo). Outros produtos comumente obtidos nessas unidades s?o a gasolina natural e o g?s residual. O GLP ? formado idealmente por propano e butano. Entretanto, na pr?tica, apresenta em sua composi??o contaminantes, tais como o etano e o pentano. Neste trabalho ? proposto um sistema de infer?ncia utilizando redes neurais para estimar as fra??es molares de etano e pentano no GLP e a fra??o molar de propano no g?s residual. O objetivo ? estimar essas vari?veis a cada minuto com uma ?nica rede neural de m?ltiplas camadas, permitindo a aplica??o de t?cnicas de controle inferencial visando a controlar a qualidade do GLP e reduzir a perda de propano no processo. No desenvolvimento deste trabalho, ? simulada no software HYSYS R uma UPGN formada por uma coluna de destila??o deetanizadora e outra debutanizadora. A infer?ncia ? realizada a partir das vari?veis de processo de alguns controladores PID presentes na instrumenta??o das colunas citadas. Com o intuito de reduzir a complexidade da rede neural de infer?ncia, ? utilizada a t?cnica estat?stica de an?lise de componentes principais (ACP) para diminuir o n?mero de entradas da rede. Tem-se, portanto, um sistema h?brido de infer?ncia. Tamb?m ? proposta neste trabalho, uma estrat?gia simples para a corre??o em tempo real do sistema de infer?ncia, tendo como base as medi??es dos poss?veis cromat?grafos de linha presentes no processo em estudo

Este trabalho descreve a aplicação de redes neurais \"feed-forward\" com três camadas em diferentes áreas da Engenharia Química. O objetivo principal do projeto é a modelagem, simulação e posterior otimização do processo de produção de isopreno empregando técnicas de redes neurais em substituição as equações de modelagem fenomenológica. A planta industrial testada é a unidade de produção de isopreno da BRASKEM (antiga COPENE). O sistema consiste essencialmente de um reator de dimerização e uma série de colunas de destilação. Uma vez que redes neurais são capazes de aprender eficientemente o processo a partir de informações extraídas diretamente de dados da planta, para este trabalho o modelo de rede neural gerado foi construído a partir de dados históricos operacionais coletados a cada 15 minutos durante o período de 1 ano. Em uma primeira etapa é realizada a análise dos dados operacionais de modo a detectar e eliminar erros grosseiros e sistemáticos. Em seguida, a modelagem e simulação do processo são realizadas. O modelo de redes neurais gerado é, então, empregado na otimização qualitativa/quantitativa do processo, construindo um \"grid\" de busca detalhado da região de interesse, através um mapeamento completo da função objetivo no espaço das variáveis de decisão. A segunda etapa diz respeito à predição de azeótropos, visando um melhor entendimento do comportamento do sistema da seção de extração de isopreno. Nas duas etapas, a grande vantagem em utilizar modelos de redes neurais, além de ajustar dados, é a capacidade que estes apresentam em representar eficientemente sistemas multivariáveis, complexos e não lineares, aprendendo o sistema, sem o conhecimento das leis físicas e químicas que o regem. Comparações entre a predição dos modelos propostos e os dados experimentais foram executadas e resultados muito bons foram conseguidos do ponto de vista industrial. ) Esta metodologia fornece informações interessantes e de maior compreensão para a análise dos engenheiros de processo do que os procedimentos convencionais correspondentes. Além disso, este trabalho mostra que a metodologia de redes neurais é promissora para varias aplicações indústrias, tais como análise de dados, modelagem, simulação e otimização de processos, bem como predição de propriedades termodinâmicas. / This work describes the application of a three-layer feed-forward neural network (NN) in different areas of chemical engineering. The main objective of this study is to model, simulate and optimize a real industrial plant, using NN by replacing phenomenological models. The industrial process studied is the isoprene production unit from BRASKEM. The chemical process consists basically of a dimerization reactor and a separation column train. Since NNs are able to extract information from plant data in an efficient manner, for this work, the neural network model was built directly from historical plant data, which were collected every 15 minutes during a period of one year. These data were carefully analyzed in order to identify and eliminate gross error data and non-steady state operation data. The modeling using NN was carried out by parts in order to get information on intermediate streams. Then, the global model was built, by interconnecting each individual model, and used to simulate and optimize the process. The optimization procedure carries on a detailed grid search of the region of interest, by a full mapping of the objective function on the space of decision variables. The second stage of this work deals with the azeotropic prediction using also the neural network approach. The objective of this step was to obtain a better understanding of the system behavior in the isoprene extraction section. Since all the cases studied are non-linear, complex andmultivariable systems, NN approach appears as a technique of interest due to its capability of learning the system without knowledge of the physical and chemical laws that govern it. Comparisons between the model\'s prediction and the experimental data were performed and reasonable results were achieved from an industrial point of view. ) Using neural network approach provides more comprehensive information for an engineer\'s analysis than the conventional procedure. This work shows that the use of NN methodology is promising for several industrial applications, such as data analysis, modeling, simulation and optimization process, as well as thermodynamics properties prediction. However, success in obtaining a reliable and robust NN depends strongly on the choice of the variables involved, as well as the quality of available data set and the domain used for training purposes.

Objetivo deste trabalho foi o de caracterizar e estudar o processo de transferência de massa da absorção de CO2 em soluções aquosas de aminas em coluna recheada operando em pressão atmosférica. Com este objetivo, construíram-se dois equipamentos, sendo um constituído de coluna em escala laboratório com recheio estruturado e outro de uma coluna em escala piloto com recheio randômico. Empregou-se a absorção de CO2, diluído em ar, em solução de NaOH, para a determinação da área interfacial efetiva. Os coeficientes globais de transferência de massa foram determinados para a absorção de CO2, diluído em ar, em diferentes soluções aquosas absorvedoras a base de aminas, a saber: 25% em massa de MEA, MEA-MDEA nas concentrações mássicas 5% MDEA 25% MEA, 10% MDEA 20% MEA e 15% MDEA 15% MEA. Constatou-se uma forte correlação entre a proporção da solução MDEA-MEA e o coeficiente global de transferência de massa. O planejamento dos ensaios em coluna piloto foi realizado com o emprego de simulador de processos, para a verificação hidrodinâmica da coluna e especificação das vazões de gás e de solução absorvente. Compararam-se, também, os resultados obtidos experimentalmente com os previstos pela simulação, no caso da absorção em MEA. / The aim of the present work was to characterize and study the mass transfer process of the CO2 absorption into single and blended alkanolamines in a packed column under atmospheric pressure. For this purpose, two systems were built, one of the columns is a laboratory structure packed column and the other is a pilot random packed column. The absorption of CO2 into NaOH was performed to determine the effective mass-transfer area and the overall mass-transfer coefficient. The absorption performance was evaluated in terms of the overall mass-transfer coefficient for the absorption of CO2 in air into single and blended alkanolamines: MEA 25% wt, and MEA-MDEA mixtures, MEA-MDEA (25% /5% wt), MEA-MDEA (20% /10% wt) and MEA-MDEA (15% /15% wt). The CO2 absorption performance of MEA-MDEA mixture has a high correlation with the proportion MEA-MDEA. Experimental series were designed employing a process simulator for the hydrodynamic checking and determination of gas and liq flow rates. Comparison of the experimental data and simulation results was made for the absorption into MEA.

O presente trabalho desenvolve uma extensão do problema de corte de estoque unidimensional no caso em que a demanda pelos vários tipos de itens não é exatamente conhecida. Para considerar a aleatoriedade, foi proposto um modelo de programação estocástica de dois estágios com recurso. As varáveis de primeiro estágio são os números de barras cortadas por padrão de corte, e as variáveis de segundo estágio, os números de itens produzidos em escassez e em escassez. O objetivo do modelo é minimizar o custo total esperado. Para resolver a relaxação linear do modelo, foram propostos um método exato baseado no método Simplex com geração de colunas e uma estratégia heurística, que considera o valor esperado da demanda na resolução do problema de corte de estoque. As duas estratégias foram comparadas, assim como a possibilidade de resolver o problema de corte ignorando as incertezas. Finalmente, observou-se que é mais interessante determinar o valor ótimo do modelo recurso quando o problema sofre mais influência da aleatoriedade / This paper presents an integer linear optimization model of large scale for the one-dimensional cutting stock problem in the case which a demand is considered a random variable. To take this randomness into account, the problem was formulated as a two-stage stochastic linear program with recourse. The first stage decision variables are given by the number of bars that has to be cut according to each pattern, and the second stage decision variables by the number of holding items or backordering items production. The model objective is minimizes the total expected cost. We propose two methods to solve the model linear relaxation, one of them it is a Simplex-based method with column generation. The second method is a heuristic strategy that adopted the expected value of demand. We compare both strategies and the possibly of ignoring uncertainties on model. Finally, we observe that is much more interesting to determine the optimal recourse model solution when we have problems that are more afected by randomness