Na busca pelo aumento da rentabilidade dos processos, muitas indústrias têm procurado a melhoria contínua de seus sistemas de controle. Esta dissertação trata da aplicação de técnicas de controle avançado em uma Unidade Recuperadora de Propano, sendo motivada por fatores vinculados a benefícios econômicos, tais como: aprimoramento do controle de qualidade, economia de energia, minimização do custo variável e maximização da produtividade. O desenvolvimento da estrutura de controle associado ao desempenho ótimo dessa unidade e a utilização de soluções simples, com técnicas de controle avançado adequadas ao desempenho desejado para o processo em questão são objetos de estudo dessa dissertação. Inicialmente se fez uso das técnicas clássicas da literatura para re-avaliar a estrutura da camada de controle regulatória, neste caso a escolha do emparelhamento mais adequado entre as entradas e saídas. Após foram utilizadas as técnicas de identificação de modelos dinâmicos de processo para obter a inferência da composição do contaminante no propano recuperado da unidade. Realizou-se também um estudo comparativo entre os modelos obtidos pela técnica MLR (Multiple Linear Regression) adaptada para obtenção de modelos dinâmicos e o modelo construído a partir do software Pavilion8, baseado no método auto-regressivo ARX (Autoregressive with eXogenous inputs). A viabilidade e ganhos potenciais são verificados através da implementação da nova estrutura de controle regulatório, do analisador virtual e do controlador na planta industrial. Baseado nesta implementação, estima-se poder reduzir as perdas de propano em cerca de 2% do custo variável total de propano da planta e o consumo energético por carga processada em 2,3 %. Este resultado ilustra em termos práticos o sucesso da estratégia proposta e implementada. / In order to increase the profitability of processes, many industries have sought to continuously improve their control systems. This paper discusses the application of advanced control techniques in a Propane Recovery Unit, being motivated by factors linked to economic benefits such as improved quality control, energy saving, cost variable savings and maximizing productivity. In this dissertation the development of the control structure associated with the optimal performance of this unit and the use of simple solutions, with advanced control techniques appropriate to the desired performance for the process are studied. Initially, classical techniques were used to re-evaluate the structure of the regulatory control layer, that is the most appropriate choice of the pairing between the inputs and outputs. After that, techniques were used to identify dynamic process models able to infer the contaminant in the Propane Recovered Unit. It was also a compared the models obtained by the technique MLR (Multiple Linear Regression) adapted to obtain dynamic models and the model built from the Pavilion8 software based on the method autoregressive ARX (Autoregressive with Exogenous inputs). The feasibility and potential gains are verified by implementing the new structure of regulatory control, the virtual analyzer and controller in the plant. Based on this implementation, it is estimated propane reduce losses of 2% of the variable cost of the plant of propane and steam consumption by 2.3% in processed production. This result illustrates in practical terms the success of the strategy proposed and implemented.

Orientador: Luiz Roberto Sobreira de Agostini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-27T19:53:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_CarlosEduardo_M.pdf: 11341471 bytes, checksum: b5915cd58fd30f285cf24bbc5ae7b92d (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: A Norma Brasileira [NBR 6118]': Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado, ao tratar de pilares usuais de concreto que serão abrangidos nesta pesquisa, no que se refere à proteção contra flambagem das barras longitudinais prescreve que: "os estribos poligonais garantem contra a flambagem as barras longitudinais situadas em suas quinas e as por eles abrangidas e situadas no máximo à distância de 20rpt da quina, se nesse trecho de comprimento 20rpt não houver mais de duas barras, não contando a da quina; no entanto, quando houver mais de duas barras nesse trecho ou fora dele, deverá haver estribos suplementares, com diâmetro e espaçamento idênticos aos dos estribos poligonais" (item 6.3.4.3). Observado o que prescreve a Norma, e considerando que esta pesquisa enfoca os casos de pilares que possuem apenas uma barra longitudinal a ser protegida junto à mesma extremidade do estribo, surgiu o interesse de se estudar a real necessidade deste estribo suplementar. Foram comparados os resultados obtidos na primeira etapa da pesquisa, com os resultados do trabalho realizado em 1987, na Faculdade de Engenharia de Limeira da Unicamp por [AGOSTINI, L. R. S. e FERNANDES, G. B.]8, trabalho este intitulado "Contribuição ao Estudo de Armaduras Transversais de Pilares Usuais", uma vez que foram utilizados pilares com as mesmas características e os ensaios observaram os mesmos procedimentos executados pelos autores em seu trabalho. Nas etapas seguintes foram ensaiados modelos de pilares contendo ou não estribos suplementares, variando-se os espaçamentos dos estribos poligonais e o traço do concreto para, análise da real colaboração dessa armadura suplementar na proteção contra a flambagem das barras longitudinais / Abstract: The Brazilian Code [NBR 6118]1: Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado where conceming normal strength reinforced concrete columns, which are treated in this investigation, regarding to protection of longitudinal bars against buckling prescribes: "the polygonal stirrups protects against buckling the longitudinal bars placed at the edges and those placed at a distance not greater than 20rpt from the edge, if within this 20rpt length there is no more than two longitudinal bars not included those in the edges; howewer whereas there are more than two bars in this length or beyond it supplementary stirrups will be needed with diameter and spacing equal to those of the polygonal stirrups" (c1ause 6.3.4.3). Considering what the Code prescribes, an interest was raised about the real need of this supplementary stirrups when using on1y one longitudinal bar within those in the edges. This is the subject of this research. The results obtained from the first series of tests was compared with those of an investigation conducted by [AGOSTINI, L.R.S. e FERNANDES, G.B.]8 at Faculdade de Engenharia de Limeira - UNICAMP, during 1987; whose test specimens had the same characteristics of those used in this investigation. In the following series the specimens werw tested with and without supplementary stirrups differing by stirrup spacing and concrete strength, to check the real contribution of this reinforcement regarding to buckling protection of the longitudinal bars / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Orientador : Luiz Roberto Sobreira de Agostini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-28T11:33:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bonaldo_Everaldo_M.pdf: 3945351 bytes, checksum: 864d8a2d98add733ff3772d538e714b9 (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T17:07:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moro_JoseaneRodrigues_M.pdf: 3167683 bytes, checksum: 1b1a07712fbc086745e5a80fcd30575d (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A viabilidade da produção e comercialização de substâncias obtidas por meio de processos biotecnológicos depende das técnicas de separação empregadas na purificação dos compostos desejados. Algumas características das misturas envolvidas nesses processos, tais quais baixa concentração inicial, necessidade de produtos de alto grau de pureza, sensibilidade térmica e necessidade de preservar as propriedades dos compostos, fazem com que a etapa de purificação exija um processo econômico e que seja biologicamente compatível com os produtos envolvidos. Neste sentido, a extração líquido-líquido por micelas reversas se apresenta como uma técnica de separação extremamente interessante. Tendo-se em vista o desenvolvimento de extratores mais eficientes, é fundamental o estudo da hidrodinâmica e dos mecanismos de transferência de massa no interior dos extratores. Este trabalho teve como objetivo principal o estudo de uma micro-coluna agitada por campânulas perfuradas pulsadas que foi usada para extração de proteína. O sistema de agitação formado pelas campânulas pulsadas tem como objetivo promover uma melhor mistura dos líquidos no interior da coluna e assim, aumentar a transferência de massa. O sistema de extração foi formado por proteína modelo (tripsina -que se encontra em meio aquoso), e dioctilsulfossuccinato de sódio (AOT) em isooctano, que formam um sistema de micelas reversas. ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The production and commercialization suitability of substances obtained by means of biotechnologica1processes depend on the separation techniques used for the purification of the desired compounds. Some features of the mixtures involved in these processes, such as low initial concentration, high purity level products desired, thermal sensitivity and the need of preserving the compounds' properties, require a purification step that must be economical and biologically compatible with the chemica1sinvolved. As a matter of fact, liquid-liquid extraction by reversed micelles is presented as an out standing separation technique. The hydrodynamics and the mass transfer mechanismin the interior of the extractors are fundamental for the development of more efficient equipment. The main goal of this work was the study of a micro-column stirred by bell-shaped meshes for the extraction of a protein. The stirring system composed by the bell-shaped meshes promotes a better mixture of the fluids in the inner side of the column and, as a result, increase the mass transfer. The extraction system was composed of a model protein (tripsin, which is in aqueous medium), and sodium dioctilsulfosuccinate (AOT) dissolved in iso-octane, that is a reversed micellar system. The first part of this work was conducted in sampling tubes to find the optimum parameters of the chemical solutions involved, such as pH, ionic strength and AOT concentration, for the column operation. ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

[pt] O Team Orienteering Problem é um problema de roteamento de veículos sobre um grafo com durações associadas aos arcos e prêmios atribuídos à visitação de cada vértice. Neste problema, considera-se que as visitas são realizadas por uma frota com um número fixo de veículos idênticos e que existe uma duração total máxima para as rotas serem finalizadas. Cada vértice pode ser visitado no máximo uma vez, não havendo obrigatoriedade de se visitar todos os vértices, devido à restrição que limita o tempo m´aximo de duração das rotas. O objetivo do problema é maximizar o prêmio total ganho por todas as rotas. Neste trabalho, foram propostas duas abordagens: uma exata e uma heurística. Na abordagem exata, foi desenvolvida uma formulação baseada em arcos e uma formulação estendida na qual cada arco tem um índice extra. Esse índice representa o tempo de partida de um veículo ao percorrer o arco. Através de transformações sobre a formulação estendida, foi obtida uma formulação, cuja relaxação, problema mestre restrito, foi resolvida pela técnica de geração de colunas. O subproblema de geração de colunas foi resolvido por programação dinâmica em tempo pseudo-polinomial. Este algoritmo gera rotas não elementares, que são rotas nas quais subciclos são permitidos. Com o objetivo de eliminar os subciclos das rotas não elementares, uma nova classe de desigualdades denominada min cut foi proposta. Aplicando-se um algoritmo Branch-Cut-and-Price (BCP) foram obtidos alguns novos limites superiores. A abordagem exata obteve resultados competitivos quando comparada ao melhor algoritmo exato já proposto para esse problema. Na abordagem heurística, além de uma vizinhança k-opt, foi explorada também uma busca elipsoidal que adiciona um corte à formulação do algoritmo Branch-Cut-and-Price. Esse novo corte reduz o espa¸co de busca a uma vizinhança em torno de um conjunto de soluções conhecidas. Essa busca é utilizada como um operador de crossover executado em todas as iterações de um algoritmo evolutivo. Essa abordagem converge em um tempo computacional razoável e encontra soluções ótimas ou próximas da ótima para algumas instâncias da literatura. / [en] Team Orienteering Problem is a vehicle routing problem on a graph with durations associated to the arcs and profits assigned to visiting the vertices. In this problem, a fleet with a fixed number of identical vehicles performs the visitations and there is a limited total duration for the routes to be ended up. Each vertex can be visited at most once and the solution does not have the obligation to visit all vertices, due to the constraint that limits the maximum duration of routes. The goal of the problem is to maximize the total profit gathered by all routes. In this work, two approaches have been proposed: an exact and a heuristic one. In the exact approach, we have developed an arc based formulation and an extended formulation where each arc has an extra index. This index represents the departure time of a vehicle using an arc. Through transformations on the extended formulation, we have obtained a formulation, whose relaxation - the restricted master problem - is solved using the column generation technique. A dynamic programming algorithm solves the column generation subproblem in pseudo-polynomial time. This algorithm generates non-elementary routes that allow subcycles. In order to cut off the subcycles, a new class of inequalities called min cut has been proposed.We have applied a Branch-Cut-and-Price (BCP) algorithm. This allowed finding some new upper bounds. The exact approach has achieved competitive results compared to the best exact algorithm has already proposed to this problem. In the heuristic approach, besides a kopt neighborhood, we have also exploited an ellipsoidal search that adds a new cut constraint to the formulation of Branch-Cut-and-Price algorithm. This new cut reduces the space search to a neighborhood around a known set of solutions. This search is used as a crossover operator that runs all iterations of a evolutive algorithm. This approach converges in a reasonable computational time and finds optimal or near optimal solutions for some instances in the literature.

Essa dissertação de mestrado descreve o desenvolvimento de hardwares de colunas para cromatografia líquida capilar. O processo de desenvolvimentos desses dispositivos é descrito gradativamente e os pontos fortes e as limitações de cada modelo de hardware são discutidos. O melhor modelo de hardware desenvolvido apresentou produção simples, fácil conexão ao sistema cromatográfico e resistência a pressões superiores a 900 bar. Sucessivamente ao estabelecimento de um modelo de hardware apropriado, os efeitos dos materiais do hardware na eficiência das colunas foram avaliados. Poucos estudos relatam a influência do hardware nas separações em escala capilar, de forma que essa dissertação contribui para o preenchimento dessa lacuna. Capilares de aço inoxidável e sílica fundida e frits de aço inoxidável e fibra de vidro foram avaliados. Colunas com eficiências superiores a 100.000 pratos por metro foram produzidas. / This master\'s dissertation describes the development of hardware for capillary liquid chromatography columns. The development process of the devices is described gradually and the strengths and limitations of each model of hardware are discussed. The best-developed hardware model presented easy production, practice connection to the chromatographic system and resistance to pressures greater than 900 bar. After the establishment of an appropriate hardware model, the effects of hardware materials on the efficiency of the columns were evaluated. Few studies report the influence of the hardware on capillary scale separations; therefore, this dissertation contributes to fill this gap. Capillaries of stainless steel and fused silica and frits of stainless steel and glass fiber were evaluated. Columns with efficiencies greater than 100,000 plates per meter were produced.

Essa dissertação de mestrado descreve o desenvolvimento de hardwares de colunas para cromatografia líquida capilar. O processo de desenvolvimentos desses dispositivos é descrito gradativamente e os pontos fortes e as limitações de cada modelo de hardware são discutidos. O melhor modelo de hardware desenvolvido apresentou produção simples, fácil conexão ao sistema cromatográfico e resistência a pressões superiores a 900 bar. Sucessivamente ao estabelecimento de um modelo de hardware apropriado, os efeitos dos materiais do hardware na eficiência das colunas foram avaliados. Poucos estudos relatam a influência do hardware nas separações em escala capilar, de forma que essa dissertação contribui para o preenchimento dessa lacuna. Capilares de aço inoxidável e sílica fundida e frits de aço inoxidável e fibra de vidro foram avaliados. Colunas com eficiências superiores a 100.000 pratos por metro foram produzidas. / This master\'s dissertation describes the development of hardware for capillary liquid chromatography columns. The development process of the devices is described gradually and the strengths and limitations of each model of hardware are discussed. The best-developed hardware model presented easy production, practice connection to the chromatographic system and resistance to pressures greater than 900 bar. After the establishment of an appropriate hardware model, the effects of hardware materials on the efficiency of the columns were evaluated. Few studies report the influence of the hardware on capillary scale separations; therefore, this dissertation contributes to fill this gap. Capillaries of stainless steel and fused silica and frits of stainless steel and glass fiber were evaluated. Columns with efficiencies greater than 100,000 plates per meter were produced.

[pt] Esta dissertação estuda formulações, algoritmos e métodos exatos para resolver instâncias do Problema de Alocação Generalizada (PAG) com uma separação de desigualdades (3, 0.5)-SRC que viabilize a enumeração de colunas. Este trabalho é motivado pela perspectiva de alcançar o estado-da-arte com resultados competitivos comparáveis às melhores soluções encontradas na literatura por Avella (2010) e Michelon (2012). A pesquisa abrange métodos exatos e heurísticas, com ênfase no estudo que aborda a decomposição de Dantzig-Wolfe, o algoritmo de geração de colunas, a estabilização de colunas por meio da ponderação de duais proposto por Wentges (1997) e a enumeração de colunas habilitada pela minimização do gap decorrente do algoritmo de price-and-cut. O algoritmo de price-and-cut desenvolvido recorre à geração de colunas (pricing) aliada à separação de (3, 0.5)-SRCs para aumentar o lower bound gerado, assim minimizando o gap. A geração de colunas implementada é inspirada no algoritmo de Savelsbergh (1997); e a separação de (3, 0.5)-SRCs é motivada pelo trabalho de Jepsen (2008) e pelo algoritmo branch-cut-andprice proposto por Poggi e Uchoa (2016) para o CVRP. De acordo com os experimentos computacionais, as desigualdades adotadas são capazes de reduzir o gap suficientemente para viabilizar a enumeração de colunas em diversas instâncias do PAG com até 200 tarefas e 20 máquinas. O método utilizado obteve resultados compatíveis às melhores soluções conhecidas, enumerando todas as colunas necessárias para cobrir o gap determinado pelo price-and-cut. Esse resultado incentiva futuras pesquisas para estender a aplicação do algoritmo a instâncias maiores e mais difíceis. / [en] This dissertation deals with formulations, algorithms and exact methods for solving the well-known Generalized Assignment Problem (GAP) through a price-and-cut approach with the separation of (3, 0.5)-SRC inequalities in order to improve column enumeration feasibility and efficiency. This work is motivated by the perspective of reaching state-of-the-art performance, attaining competitive results which are comparable with the best known solutions found in the literature by Avella (2010) and Michelon (2012). This research was build on exact methods and some heuristics with emphasis on the Dantzig- Wolfe decomposition, the column generation algorithm, the stabilization through weighted Dantzig-Wolfe decomposition proposed byWentges (1997) and finally the column enumeration motivated by the gap minimization reached through the price-and-cut algorithm. The price-and-cut algorithm proposed here resort to column generation (pricing) combined with the separation of (3, 0.5)-SRC cuts in order to increase the generated lower bound, thus minimizing the attained gap. This column generation algorithm follows the work of Savelsbergh (1997); and the separation of (3, 0.5)-SRCs is formulated by Jepsen (2008) and motivated by the branch-cut-and-price algorithm proposed by Poggi and Uchoa (2016) for the CVRP. According to computational experiments, the adopted inequalities are capable of sufficiently reducing the gap, assuring the feasibility of column enumeration for several GAP instances with up to 200 tasks and 20 machines. This method achieved expressive results, compatible with the best known solutions, enumerating all the necessary columns to cover the gap found by the price-and-cut. Therefore, these results motivate future research towards the extension of the method s applicability to larger and more complex instances.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil - Especialização em Estruturas. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-16T18:20:30Z No. of bitstreams: 1 ANGELA LUCÍNIA URTIGA VASCONCELOS - TESE PPGEQ 2015..pdf: 3505212 bytes, checksum: 24fcdf4a2acef884f73f1502723a100d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-16T18:20:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANGELA LUCÍNIA URTIGA VASCONCELOS - TESE PPGEQ 2015..pdf: 3505212 bytes, checksum: 24fcdf4a2acef884f73f1502723a100d (MD5) Previous issue date: 2015-08 / Capes / As operações de processos químicos periodicamente são interrompidas para realização de procedimentos de manutenção preventiva e/ou corretiva nos equipamentos que fazem parte do processo. Após a parada e as etapas do comissionamento dos equipamentos, dá-se início a operação de partida. A operação de partida dos processos químicos, em especial das colunas de destilação, é uma das etapas mais complexas observadas na prática industrial. O procedimento de partida de uma coluna de destilação pode levar desde algumas horas até dias para atingir o estado estacionário. Quanto maior o tempo necessário para que a operação da coluna alcance o regime estacionário, maior será a quantidade de produtos fora de especificação e maior será o consumo de energia, o que eleva os custos da operação. Embora a operação de partida seja uma etapa de extrema importância nas plantas químicas, ainda é pouco o número de pesquisas realizadas com relação a esse tema. Além disso, não foi encontrado na literatura consultada nenhum trabalho sobre a operação de partida dos sistemas de colunas de destilação termicamente acopladas. O sistema estudado consiste de duas colunas de destilação interconectadas por duas correntes, uma corrente no estado vapor e outra no estado líquido, onde uma das colunas é do tipo extrativa, utilizada para a separação da mistura azeotrópica etanol-água, e a outra é uma coluna de recuperação do solvente etilenoglicol. O presente trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de procedimento de partida para o sistema de destilação extrativa termicamente acoplado estudado. Foi avaliado o comportamento dinâmico do sistema durante a operação de partida, bem como o efeito da variação do perfil da vazão do vapor de aquecimento no refervedor sobre o tempo total da partida, do efeito da composição da corrente de alimentação da coluna de recuperação sobre o tempo total da partida e do efeito do instante de alimentação do solvente na coluna extrativa sobre o tempo total da partida. A partir dos resultados e das análises realizadas, foi observado que a coluna de recuperação é quem demanda mais tempo para que a operação de partida do sistema seja concluída, logo quanto menor a quantidade de etanol que é alimentada na coluna de recuperação, menor o tempo total da partida do sistema. Foi observado também, que o solvente deve ser alimentado desde o início da operação de partida, pois quanto mais tardia a alimentação do solvente na coluna extrativa, maior é o tempo total da partida. / Preventive and/or corrective maintenance procedures in equipment’s process operations provoke periodically shut down in the plants. After the maintenance and commissioning step conclusions, initiate the equipment’s startup operation. The start-up operation of chemical processes, in particular distillation columns, is one of the most complex operations in industrial practice. The start-up procedure of a distillation column occurs in few hours or can to wait days to reach steady state. The longer the time required for the operation of the column reaches the steady state, the greater the amount of off-spec product and greater energy consumption. Therefore, the starting operation has a significant impact on operating costs. Although the startup operation is a step of great importance in chemical plants, still is little the number of researches performed with respect to this subject. Moreover, the literature focuses on startup conventional distillation columns. To fill this gap, this work focused startup distillation column thermally coupled. The system studied consists of two distillation columns. One of the columns is extractive distillation type used for separating the azeotropic mixture ethanol-water. The other is a solvent recovery column. The two column is interconnected by two streams. A stream is in vapor phase, and the another stream is in liquid phase. The dynamic behavior of the system was evaluated during the startup operation in a reference configuration. Then was studied the effect of varying the heating steam flow profile in the reboiler, the effect of the feed stream composition of the recovery column and the effect of the start solvent feed extraction column in the total startup time. From the results obtained, it was observed that the recovery column is responsible for most of the time required for completion of the starting. The smaller the amount of ethanol fed to the recovery column, the lower the total time of system startup. It was also observed that the solvent should be fed since the beginning of the start-up operation, because the later the feed of the solvent in the extractive column, the greater the total start-up time.