Colunas de destilação de alta pureza são sistemas de difícil controle. Apresentam longo tempo de resposta, comportamento altamente não linear e grande interação entre as variáveis. Os controladores preditivos são muito utilizados para o controle de colunas de destilação. Porém, em colunas de alta pureza, a incorporação de um único modelo linear geralmente acarreta em um controle de fraco desempenho. Isto pois, a representação do processo é deficiente, já que não considera variações nos ganhos e nas dinâmicas, típicas de um comportamento não linear. Estas incertezas podem, inclusive, provocar a instabilidade do controle o que resultaria em produtos que não atendam à especificação. Este trabalho tem por objetivo avaliar o desempenho dos controladores de horizonte de predição infinito com um modelo interno e com múltiplos modelos tendo o HYSYS(TM) como simulador de uma coluna de separação benzeno/tolueno e o MATLAB(TM) como ambiente para o controle supervisório. Observa-se que o controlador com apenas um modelo não é capaz de estabilizar o processo para perturbação nos valores de referência das variáveis controladas, ao contrário do controlador com múltiplos modelos. / High-purity distillation columns are systems which are typically difficult to control. The main reason for this is a strongly nonlinear and interactive system associated with a very sluggish response. Model Predictive Control is widely used for control of distillation columns. However, for high-purity columns, the use of a single linear model in the controller usually leads to a poor performance of the control system. The reason for this is the poor system representation, since variation in the system gains and time constants are not taken into account in the computation of the control law. Model uncertainties can produce instability in the control system and consequent deterioration of the product quality. The goal of this work is to evaluate the performance of infinite horizon MPC with a single internal model and with multiple models. HYSYS(TM) is used as simulator for the benzene/toluene column, and MATLAB(TM) is used as a platform for supervisory control. It is observed that the controller with a single model is not capable of stabilizing the process for disturbance in the set point of the controlled variables. Opposite to that behavior the controller with multiple models has a good performance.

Orientadores: Ana Maria Frattini Fileti, Fernando Palu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-05T22:21:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eyng_Eduardo_M.pdf: 616784 bytes, checksum: 5124ded82b67d3d54bfa60a9d0b1a28e (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O etanol perdido por evaporação durante o processo de produção por fermentação pode ser recuperado por uma coluna de absorção, a qual requer um sistema de controle robusto de acordo com sua complexidade. Sendo assim, no presente trabalho foi proposto e testado, o emprego de um controlador feedforward, baseado em um modelo inverso de redes neurais, para realizar a manipulação da vazão de solvente que é alimentado a esta coluna. O desempenho do controlador feedforward proposto foi superior ao proporcionado pelo Controle por Matriz Dinâmica (DMC) (Palú, 2001), para situações nas quais uma perturbação degrau foi inserida na composição do gás à entrada da coluna. Outro teste realizado foi o de implementar um distúrbio não previsto na etapa de treinamento da rede neural, e analisar o comportamento do sistema de controle RNA. Houve uma queda de eficiência, sendo gerado off set. Para solucionar este problema, agregou-se ao sistema de controle, um dispositivo de segurança. Também se procurou testar a tolerância do sistema de controle a distorções nos dados de entrada da rede. Neste sentido, acrescentou-se às variáveis de entrada do tipo concentração, um ruído. O desempenho do controlador RNA foi prejudicado, no entanto, a faixa de oscilação da variável controlada foi reduzida à aproximadamente 50% da faixa de ruído empregada. Aplicando-se um filtro aos dados distorcidos, esta redução foi ainda maior, cerca de 75% / Abstract: Some of ethanol lost by evaporation during its fermentation production process may be recovered using an absorption column, which requires a robust control system. In this work the use of a feedforward controller (NN controller), based on a neural network inverse model, was proposed and tested to manipulate the solvent flow, which was fed in the analyzed column. The feedforward controller performance was better than the Dynamic Matrix Control (Palú, 2001) one, when step disturbances were inserted on the inlet gas composition. Another test done was the insert of a not trained disturbance. The NN controller performance decrease, and a off set could be observed. To solve this problem, a security device was added to the control system. The control system tolerance to modified input neural network data also was tested. In this way, a noise was added to input data. The NN control performance decreased, but the amplitude of the control variable oscillation band was reduced to the half of the noise amplitude employed. When the modified data was filtered the NN control performance decrease was smaller, about 75% of the noise amplitude / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Wagner Caradori do Amaral / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-21T17:47:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Loureiro_RicardoAugustoMartineli_M.pdf: 7426886 bytes, checksum: 665c6b8dbef8581afe4d6c8731e13938 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Este trabalho analisa a utilização de controladores adaptativos no controle do nível do aço no molde de uma máquina de lingotamento contínuo. São utilizados dois tipos de controladores adaptativos: o controlador de variância mínima generalizada (GMV) e o controlador preditivo generalizado (GPC). O desempenho destes controladores são comparados com o controlador proporcional-integral-derivativo (PID) que apresenta parâmetros fixos. É apresentada uma breve explicação sobre o processo de lingotamento contínuo e a importância do controle do nível do aço para a qualidade dos lingotes produzidos, bem como segurança e produtividade do sistema. Apresenta-se as características do processo que motivam a utilização de controladores adaptativos, tais como: não-linearidades, parâmetros variantes no tempo, presenças de ruído e atrasos de transporte. É desenvolvido o modelo do processo e apresentado o simulador desenvolvido neste trabalho para o estudo dos diferentes controladores. São apresentados os controladores GMV e GPC com o desenvolvimento matemático de cada um, bem como os algoritmos implementados. São apresentados os resultados de simulações para diferentes situações que ilustram as características dos controladores perante fatores importantes ao sistema controlado, tais como: sobre-elevação inicial, variância do nível de aço no molde, efeito do rompimento de escória nas válvulas de controle, variação do sinal de controle, presença de ruído no sistema de controle, etc / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T16:01:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hervella_Cassio_M.pdf: 6637417 bytes, checksum: a9b3d4d37dcc1eba14ccf5bd3013af19 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho foi projetado, desenvolvido e implementado um sistema de controle programável flexível, para aplicação principal no controle de manipuladores e robôs industriais. Como método de abordagem global de um problema de controle automático, podemos dividí-lo em quatro partes principais, a primeira sendo a medição, aquisição e tratamento das grandezas a controlar, a segunda sendo o algoritmo de controle e o sistema de acionamento, a terceira sendo a automatização via programação e simulação de trajetórias e tarefas, e finalmente, a quarta parte sendo a interface homem-máquina. Sendo assim, subdividiu-se o sistema de controle desenvolvido em quatro módulos principais, sendo eles, o módulo de Monitoramento e Supervisão, o módulo de Controle e Acionamento, o módulo de Programação e Simulação e o módulo de Interface com o Usuário; por sua vez, estes módulos são compostos por vários sub-sistemas modulares, que foram projetados, desenvolvidos e testados separadamente, para que fossem flexíveis e confiáveis, tendo sido integrados em seguida, de várias maneiras, de modo a atender às características específicas de cada aplicação. Dentre os sistemas desenvolvidos, temos, por exemplo, interfaces de interface de entrada e saída de dados digitais, interfaces de supervisão de posição, interfaces de acionamento de potência, interfaces de decodificação de sinais de encoders; programas de testes para as interfaces desenvolvidas, programa de interface gráfica para utilização pelo usuário, e outros. Numa aplicação típica, no controle de um robô industrial, podemos ter diversos tipos de atuadores, sensores, mecanismos e arquiteturas do sistema mecânico a controlar, assim, com a substituição de alguns módulos, obtêm-se uma integração flexível que atende as necessidades de cada caso, sem que seja necessário um sistema de controle completamente novo, tomando a automação mais simples, eficiente e rápida. Por exemplo, na automação de um robô, podem ser necessários dois computadores, para que as cargas de processamento de dados de controle e a carga de processamento da interface gráfica com o usuário possam ser divididas entre estes; porém, numa aplicação, como o posicionamento de uma câmera de vídeo, a simplicidade do sistema mecânico, permite a utilização de um único computador, ou mesmo, uma interface dedicada, sendo mantida toda a estrutura global do sistema de controle / Abstract: In this work, it has been designed, developed and implemented a programmable flexible control system, for main application in the control of manipulators and industrial robots. As a global approaxing method for an automatic control problem, we can divide it in four main parts, the first beeing the measument, aquisition and treatment of the variables to control, the second beeing the control algorithm and the actioning system, the third beeing the automation throw programming and simulating of jobs and trajectories, and finally,the fourth beeing the man-machineinterface. Thus, we divided the developed control system in four main modules, which are, the Monitoring and Supervising module, the Actioning and Control module, the Simutation and Programming module and the User's Interface; which are compound by various modular subsystems, that were designed, developed and tested separately, so that they would be dependable and flexible, beeing then integrated, in many ways, to full-fill the specific caracteristics of each application. Within the developed systems, we have, for example, digital data input and output interface boards, position supervising boards, power driving boards, encoder sinal decodifying boards; test programs for the developed boards, graphics interface program to be utilized by the user, and others. In a tipical application, in controlling an industrial robot, we can have many diferent types of actuators, sensors, mechanisms and architectures of the mechanical system to control, thus, by substituting a few modules we can obtain a flexible integration that answers to the needs of each case, without the need of a completely new control system, making the automation more simple,eficient and fast. As an example, in the automation of a robot, may be neccessary two computers, so that the data processing loads of control and the user's graphics interface processing load can be divided between these, but, in an application, like a vídeo camera positioning, the simplicity of the mechanical system, enables the use of only one computer, or even, a dedicated board, beeing keept the global structure of the control system / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Ettore Bresciani Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T15:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_IrisBentoda_D.pdf: 12670398 bytes, checksum: b8094c576b44042cdf6112d4950c4bb6 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: A emergência da microeletrônica e da transmissão de informação propiciou uma maior integração entre o desenvolvimento do produto e do processo de fabricação no setor de forjados. Além disso, a reorientação desse setor, sobretudo no ramo das autopeças, levou-nos a pensar, como Taylor e Ford o fizeram em sua época, sobre a forma na qual se deve pautar a organização do trabalho nas forjarias, a fim de garantir a qualidade e a competitividade. No entanto, o desafio hoje é diferente, principalmente no que diz respeito ao elemento humano. Nossa proposta do modelo de sistema integrado de produto e processo com melhoria contínua da qualidade surgiu dessa reflexão e traz algumas propostas que pudemos desenvolver. Desde 1990, com a abertura da economia, a forjaria, no Brasil, passou a enfrentar mudanças e desafios agravados pela redução progressiva das tarifas alfandegárias. Tal fato permitiu a vinda de produtos estrangeiros com preço e qualidade mundiais, influenciando o perfil do mercado consumidor, que se tornou mais exigente tendo em vista os parâmetros internacionais. As forjarias brasileiras depararam-se com uma concorrência acirrada, principalmente com as forjarias da índia, Turquia e China em razão do preço e com as forjarias do Japão, Alemanha e Estados Unidos, que além disso possuem tecnologia. Ante tal contexto, em que a competitividade é fator essencial para a sobrevivência de nossas forjarias, o que implica a obtenção de qualidade e baixo custo, faz-se necessário um modelo de melhoria contínua da qualidade cujo principal ponto de apoio seja a mudança no gerenciamento que, como vimos, tem aparecido historicamente como fator essencial no desenvolvimento da indústria. Para enfrentar tal desafio, no nosso modelo, o projeto do produto e do processo é mais integrado e, por meio do treinamento, procuramos qualificar os colaboradores para que acompanhem o constante processo de mudança organizacional, absorvam novas tecnologias e possam implementar o processo de melhoria contínua. O ponto central deste trabalho consiste em desenvolver um modelo de qualidade em uma forjaria pertencente a uma empresa do setor metalo-mecânico. Partimos, assim, do princípio de que o fator mais importante na operação de uma forjaria é o conhecimento dos sistemas que se relacionam com as variáveis e os parâmetros do nível de qualidade. Por intermédio da análise desses sistemas, pode-se estabelecer condições para um modelo adequado a um fabricante "classe mundial", buscando-se satisfazer o cliente. O modelo de qualidade proposto foi desenvolvido por meio de pesquisa, de análise e de desenvolvimento de três sistemas: processo de negócios, sistema de qualidade (SQ) e melhoria contínua. O estudo desses processos foi apoiado na teoria do sistema geral. Considerando o processo de negócios e o sistema de qualidade da forjaria (SQF) foi desenvolvido, neste trabalho, o modelo inicial de qualidade (MIQ). A implantação do MIQ mostrou que o resultado do nível de qualidade, quando comparado com o sistema de qualidade anterior da forjaria, apresentou melhor desempenho, porém, ainda aquém dos valores encontrados nas forjarias chamadas de ponta. Observando o modelo MIQ e considerando o sistema de melhoria contínua, foi desenvolvido o modelo de qualidade (MQ) da forjaria. A análise da implantação do MQ deu-se por intermédio do indicador de qualidade, do custo de qualidade, da avaliação da satisfação do cliente e da evolução do modelo com base na teoria do sistema geral. Os resultados obtidos com essa implantação foram comparados com os valores encontrados anteriormente na forjaria e pôde-se notar que houve uma melhoria do nível de qualidade compatível com as forjarias de primeiro mundo / Abstract: The advent of microelectronics and of the transmission of information has created a greater integration between the development of the product and the fabrication process in the sector of forge. Besides, the orientation of this sector, especially in the branch of the auto parts, caused us to think, as Taylor and Ford had already done at their time, about the way whereby the organization of labor should be done in the forges to assure quality and competitiveness. However, the challenge is different today, mainly as regards the human resource. Our proposal of the model for a product and process integrated system with continuous improvement of the quality arose from this thought and brings some propositions that we could develop. Since 1990, with the lifting of the economy barriers, the forge, in the Brazil, began to face changes and challenges on top of which there was the factor of the reduced import taxes. This brought about the importation of products at worldwide quality and price levels, thus influencing the profile of the consumer market, which became more demanding in face of the international parameters. The Brazilian forges faced a strong competition mainly from India, Turkey and China with reference to price, and from Japan, Germany and United States with reference to technology on top of price. In this industrial and commercial environment, in which competitiveness is the essential facto r for the survival of the Brazilian forges - because it demands quality and low cost - a model of continuous improvement of the quality became necessary. The core point of this model is the change in the management that, as we have seen, has historically been present as the essential factor in the development of the industry. To face this challenge, our model proposes a closer integration between the project of the product and that of the processo By means of training, we have searched to qualify the employees to interact with the constant process of organization change. They should also be prepared to absorb new technologies and to. be able to implement the process of continuous improvement. The central point of this work consists in the development of a quality model in a forge of the auto parts sector. We started from the principie that the most important factor in the operation of a forge is the knowledge of systems that interrelate themselves with the variables and the parameters of the quality leveI. Through the analysis of these systems, conditions may be established for a model adequate for a world class manufacturer and at the same time looking forward, to the satisfaction of the customer. The quality model proposed was developed through the research, analysis and development of three systems: business process, quality system (QS) and continuous improvement. The study of these processes was based on the theory of the general system. Taking into consideration the business process and the quality system of the forge, we developed the FQS (Forge Quality System) and the initial IQM (Initial Quality Model). The implementation of the IQM revealed that the results of the quality level, when compared to previous quality system of the forge, presented better performance, even if not to the full expectation of the values that are present in the state-of-the-art forges. Observing the IQM and considering the continuous improvement system, we developed the QM (Quality Model) of the forge. The analysis of the implementation of the QM was made through the indicator of quality, the cost of quality, the assessment of the customer satisfaction and the evolution of the model with base on the theory of the general system. The results obtained with this implementation were then compared with the values that existed before in the forge and the outcome was an improvement of the level of quality compatible with that of forges in the developed countries / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação

Orientadores: Osvaldir Pereira Taranto, Maria Regina Parise / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T00:14:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CarlosAlexandreMoreirada_M.pdf: 7935958 bytes, checksum: a7eaf2f609aaa80966fa3a763933b3cf (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo:A operação de fluidização tem sido muito utilizada em inúmeros processos industriais nos setores químicos, alimentício e farmacêutico em função das suas características vantajosas, que possibilitam um contato bastante efetivo entre a fase sólida e a fase fluida. No entanto, as condições de operação destes processos freqüentemente podem conduzir ao fenômeno de defluidização ou até ao colapso total do leito. A manutenção de condições estáveis do regime de fluidização durante processos de recobrimento de partículas em leitos fluidizados também é de fundamental importância, pois o excesso de umidade dentro do leito acaba levando à defluidização. O presente trabalho objetiva aplicar a metodologia de análise espectral Gaussiana dos sinais de flutuação de pressão para monitorar e controlar o fenômeno de defluidização do processo de recobrimento de celulose microcristalina em um leito fluidizado gás-sólido. O trabalho foi realizado em duas etapas: 1) monitoramento dos regimes de fluidização operantes durante a evolução do processo de recobrimento e 2) controle da vazão de ar e da vazão de suspensão utilizando-se controladores PI. Diferentes condições experimentais de massa de celulose, vazão de suspensão polimérica e excesso de velocidade do ar em relação à mínima fluidização na temperatura de 70°C foram estudadas. A evolução da freqüência média Gaussiana mostrou claramente as transições de regimes de fluidização durante o processo e possibilitou a definição de uma faixa de regime estável de 6,0 a 7,0 Hz, que foi empregada como setpoint range dos controladores para manipular os sinais de comando para o inversor de freqüência e para a bomba peristáltica. A aplicação do método de Åström e Hägglund permitiu a obtenção dos parâmetros do controlador PI para o inversor e o método da curva de reação proporcionou uma estimativa preliminar dos parâmetros do controlador PI para a bomba. Ensaios de recobrimento da celulose em malha fechada mostraram que a utilização de um sistema de controle permitiu obter melhores condições fluidodinâmicas do leito em relação ao processo sem controle. Embora quantidades equivalentes de suspensão tenham sido adicionadas em ambos os processos, o regime de fluidização operante com controle era do tipo borbulhante estável, enquanto que sem controle o regime era de leito fixo, mostrando que o objetivo do trabalho em manter condições mais estáveis de fluidização durante o processo foi atingido. / Abstract: The fluidization operation has been used extensively in many industrial processes in chemical, food and pharmaceutical branches, because of its advantageous characteristics that promote an effective contact between the solid and the fluid phases. However, the operational conditions of these processes frequently lead to the defluidization phenomenon or to the total collapse of the particles in the bed. The handling of stable conditions in the fluidization regime during fluidized bed coating processes is very important, because the moisture content excess can cause the defluidization of the bed. The objective of this present work is to apply the Gaussian spectral pressure distribution to monitor and to control the defluidization phenomenon in a fluidized bed coating process using microcrystalline cellulose as fluidizing particles. The work was performed in two stages: 1) monitoring of the fluidization regimes during the development of the coating process and 2) control of the airflow rate and of the coating suspension flow rate using PI controllers. The experiments were carried out varying solid particle mass, coating suspension flow rate and excess air velocity in relation to the minimum fluidization velocity in the temperature of 70ºC. The Gaussian mean frequency evolution showed the fluidization regime transitions and it allowed to define a band of stable regime (6.0 Hz to 7.0 Hz), which was used as a set-point range of the controllers to manipulate the signal of command for frequency inverter and for the peristaltic pump. The application of Åström e Hägglund method allowed obtaining the PI controller parameters to the inverter and the reaction curve method provided an initial guess of the PI controller parameters to the pump. The experiments of microcrystalline cellulose coating in closed-loop showed that the use of a control system allowed obtaining better fluid-dynamic conditions of the bed in relation to the without process control. Although equivalent amounts of suspension have been added to both processes, the fluidization regime with control was kept under bubbling stable, while without control the regime was that of a fixed bed, showing that in order to maintain more stable fluidization during the process was reached. / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T04:05:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lunelli_BetaniaHoss_D.pdf: 3246538 bytes, checksum: 66490737479c3e4a908963c18fd48b3c (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A síntese de ácido acrílico via processo fermentativo é um assunto recente, com poucas informações disponíveis na literatura e, tem despertado cada vez mais interesse de pesquisadores. Através da modelagem matemática, é possível obter uma melhor compreensão de um processo em sua totalidade, através de analogias abstratas que possibilitam a predição de um fenômeno. O objetivo deste trabalho consiste no desenvolvimento de modelos determinísticos para representar o processo biotecnológico de síntese de ácido acrílico a partir de uma rota metabólica alternativa, visando estudos do comportamento estacionário/dinâmico do processo, aplicação de técnicas de planejamento experimental para identificação dos parâmetros mais relevantes e otimização dos parâmetros operacionais, com a finalidade de compreender o processo e apresentar uma metodologia alternativa para a sua produção. A partir dos modelos desenvolvidos foi possível obter perfis de concentração dos principais componentes do processo. Depois de identificadas as influências dos parâmetros operacionais, cinéticos e de projeto sobre o processo, os parâmetros operacionais de cada modelo foram otimizados através da aplicação da metodologia de superfície de resposta e do método de otimização por programação quadrática sucessiva. Com a otimização dos parâmetros foi possível encontrar condições de operação que aumentaram a concentração e o rendimento final de ácido acrílico, como também, perceber as limitações dos métodos de otimização usados. Nos modelos com cinética estruturada foram aplicadas estratégias de controle, através das quais foi possível encontrar condições ótimas, podendo com isso operar o biorreator de forma eficiente e segura, além de aumentar o rendimento final de ácido acrílico. Através da realização deste trabalho, pode-se concluir que os modelos desenvolvidos constituem um conjunto de ferramentas interessantes para predizer e investigar o comportamento do processo de síntese de ácido acrílico via processo fermentativo, uma vez que, a literatura ainda não dispõe de trabalhos de modelagem para a síntese de ácido acrílico via rotas fermentativas. Também, servir de apoio para estudos de manipulação genética visando obter microrganismos com capacidade de produzir ácido acrílico em condições economicamente competitivas / Abstract: The acrylic acid synthesis by fermentative process is a recent subject, with few available information in literature and it has demonstrated each time more interest of researchers. Through the mathematical modeling, it is possible to obtain a better understanding of the process behavior if mechanistic models are developed. The purpose of this work is the deterministic model development for the biotechnological process of acrylic acid synthesis through an alternative metabolic route, aiming the studies of both the steady state and dynamic behavior of the process. To investigate the parameters interactions as well as to identify the parameters with the most significant impact on the model experimental design was used and operational parameters were optimized. The purpose is to understand the process and to present an alternative methodology for its production. From of the developed models was possible to obtain the concentration profiles of the process components main. After identified the influence of the operational, kinetic and design parameters about the process, the operational parameters were optimized through the application of the response surface methodology and the successive quadratic programming optimization method. With the optimization of parameters was possible to find out the optimal operational conditions and thus to increase the yield and acrylic acid concentration as well as to perceive the limitation of optimization methods used. In the models with structured kinetic were applied control strategies, where was possible to operate the bioreactor safe and efficiently as well as to increase the acrylic acid final yield. With the realization of this work, it follows that the models developed consist of a set of interesting tools to predict and investigate the behavior of the acrylic acid synthesis by fermentative process, whereas in the literature are not yet available works about modeling of the acrylic acid synthesis from fermentative routes, as well as can to serve as support for studies of genetic manipulation aiming at to obtain microorganisms with capacity to produce acrylic acid in competitive economically conditions / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Flávio Vasconcelos da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T03:09:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Frias_AlessandroRodrigues_M.pdf: 5596398 bytes, checksum: df7498d6968158f9178e007fdd72c6ff (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A Gestão de Malhas de Controle ou CLM (Control Loop Management) tem-se mostrado uma ferramenta importante para monitorar o funcionamento das malhas de controle nas indústrias, permitindo aumentar a produtividade e a qualidade por meio da redução no consumo de insumos e estabilidade da planta. Com isso, têm-se as justificativas necessárias para se pesquisar e aprimorar as técnicas existentes para gestão de malhas de controle nas indústrias. Este trabalho apresenta um estudo de caso sobre Gestão de Malhas de Controle em ambiente industrial por meio de um procedimento prático utilizando a metodologia DMAIC (Definir, Medir, Analisar, Implementar e Controlar) e também os principais índices de desempenho utilizados no software Sindus OPP como: Variabilidade, Erro Médio, Integral do Erro Absoluto (IAE), Índice de Capabilidade do Processo (CPK), Cruzamento de Setpoint (SP), Percurso da Válvula, Reversão e Saturação da Válvula na gestão on-line de malhas de controle. A revisão bibliográfica abrange os principais conceitos de gestão de malhas de controle, fundamentação teórica sobre a metodologia proposta para gestão de malhas, indicadores de desempenho e também sobre o processo de fabricação de papel, pois o estudo de caso apresentado neste trabalho foi realizado em malhas de controle do sistema de preparação de massa para fabricação de papel. Dentre os resultados obtidos destaca-se a redução de variabilidade das malhas de controle de nível do tanque de água fresca (96,9% menor), do tanque de massa refinada (98,6% menor) e do tanque de mistura (98,3% menor). A redução dos KPIs Técnicos das malhas de controle mostra que as ferramentas de gestão on-line de malhas de controle utilizadas no software Sindus OPP são práticas e eficazes, pois, permitiram fazer a gestão das malhas com foco em redução de variabilidade e melhoria contínua do processo de fabricação de papel / Abstract: The Control Loop Management (CLM) has been an important tool to monitoring the operation of the control loops in industry, allowing to increase productivity and quality through reducing the consumption of raw materials and plant stability. With this, there are the necessary justifications to research and improve the existing techniques for managing control loops in industry. This paper presents a case study on Control Loop Management in industrial environment by a practical procedure using the DMAIC methodology (Define, Measure, Analyze, Improve and Control) and the key performance indicators used in software Sindus OPP: Variability, Average Error, Integral of Absolute Error (IAE), Process Capability Index (CPK), Setpoint (SP) Crossing, Valve Travel, Valve Reversals and Valve Out Limit in online control loop management. The literature review includes the major concepts of Control Loop Management, the theoretical foundation of the proposed methodology for managing loops, performance indicators and also about the papermaking process, because the case study presented in this paper was performed on control loops of the stock preparation system for papermaking. Among the results highlight the variability reduction of control loops of the level of fresh water tank (96.9% less), of the refined pulp tank (98.6% less) and mixing tank (98.3% less). The reduction of Technical KPIs of control loops shows that the online management tools of control loops used in software Sindus OPP is practical and effective, because it allowed to manage the loops with focus on reducing variability and continuous improvement of papermaking process / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

[pt] Na indústria do petróleo, a passagem de pigs em dutos tem sido largamente aplicada com diferentes propósitos: limpeza do tubo, inspeção, remoção de líquido e separação de produtos, entre outros. A eficiência e segurança de uma operação com pig demandam que diversos parâmetros operacionais, tais como pressões máximas e mínimas no duto e velocidade de movimentação do pig, sejam bem avaliados durante a etapa de planejamento e mantidos dentro de determinados limites durante o acompanhamento da operação. Tendo como objetivo a obtenção de uma ferramenta eficiente para ajudar no controle e projeto das operações de passagem de pigs, desenvolveu-se um código numérico baseado no método de diferenças finitas para a simulação de escoamentos transientes de dois fluidos, podendo estes ser líquido-líquido, gás-gás ou líquido-gás. Módulos para controle automático das variáveis do processo foram incluídos, visando à previsão do escoamento mediante diferentes estratégias para alcançar uma operação eficiente. Problemas teste foram realizados, validando a metodologia. Por fim, os resultados obtidos com o simulador são comparados com um caso real de esvaziamento de um trecho do oleoduto OSPAR, pertencente à Petrobras, com 30`` de diâmetro e extensão de 60 km. / [en] In the oil industry, pigging operations in pipelines have been largely applied for different purposes: pipe cleaning, inspection, liquid removal and product separation, among others. Pigging operations to be efficient and safe require a number of operational parameters, such as maximum and minimum pressures in the pipeline and pig velocity, to be well evaluated during planning stage and maintained within stipulated limits while the operation accomplishment. With the objective of providing an efficient tool to assist in the controlling and designing of pig operations through pipelines, a numerical code based on a finite difference scheme for a two-fluid transient flow simulation was developed. The model accounts for liquid-liquid, gas-gas and liquid-gas products in the pipeline. Automatic control modules for some process variables were included to permit the flow prediction by means of different strategies to reach an efficient operation. Test problems were performed to validate the methodology. At last, simulation results were compared with an actual liquid displacement operation at a 60 km segment of the 30`` diameter OSPAR pipeline, owned by Petrobras.

Orientador: Carlos Eduardo Angeli Furlani / Coorientador: Rouverson Pereira da Silva / Banca: Carlos Alessandro Chioderoli / Banca: Paulo Roberto Arbex Silva / Resumo: O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, devido a expansão de áreas cultivadas, a adubação mecanizada torna-se muito importante para o aumento do desempenho operacional nesta cultura, porém esta adubação pode demonstrar alguns problemas na distribuição de fertilizantes, como a não realização da caracterização dos fertilizantes por meio do ângulo de repouso, granulometria e densidade dos nutrientes, entre outros. Dessa forma, torna-se necessário o desenvolvimento de novas tecnologias que possibilitem uma melhora na aplicação de fertilizantes na cultura da cana-de-açúcar. À vista disso, um novo conceito de adubadora está em desenvolvimento considerada como protótipo, pois esta realiza aplicação individualizada de nitrogênio, fósforo e potássio proporcionando maior eficiência na distribuição destes em relação às outras adubadoras. Com este trabalho o objetivo foi avaliar aplicação mecanizada de N-P-K individualizada na cultura da cana-de-açúcar. O experimento foi desenvolvido no município de Matão em área de cana-de-açúcar pertencente à Fazenda Cascavel, possuindo 1,66 ha aproximadamente de área experimental. O delineamento experimental foi Inteiramente Casualizado (DIC), com três tratamentos e trinta repetições por tratamento. Este delineamento foi estabelecido conforme os critérios do controle de qualidade, sendo o monitoramento das variáveis realizado durante a operação de adubação. Ao final do período de avaliação foram coletados 90 pontos amostrais no total, sendo 30 pontos por tratamento. Os tratamentos foram: 1- Adubação mecanizada, sem aplicação de herbicida; 2- Operação conjugada (aplicação simultânea de herbicida e adubação); e 3- Duas operações (aplicação separada de herbicida e adubo). Concluiu-se que a melhor qualidade operacional por meio das cartas de controle foi o tratamento 3, sendo duas operações (aplicação separada de herbicida e adubo)... / Abstract: The Brazil is the largest producer of sugarcane, due to expansion of cultivated areas, mechanized fertilizer becomes very important for the increase in operating performance in this culture, but this fertilization may show some problems in the distribution of fertilizers, so that when not performing the characterization of fertilizers through the angle of repose, particle size and density of nutrients, among other. Thus, it becomes necessary to develop new technologies that enable an improvement in the application of fertilizers in the cultivation of sugarcane. In view of this, a new concept of fertilizer in development considered as a prototype because this performs individualized application of nitrogen, phosphorus and potassium, providing greater efficiency in the distribution of these over other fertilizer machine. With this work the objective was to evaluate the mechanical application of NPK individualized culture of sugarcane. The experiment was conducted in the Matão municipality in the area of sugarcane belonging to the Fazenda Cascavel, possessing approximately 1.66 ha experimental area. The experimental design was completely randomized (DIC), with three treatments and thirty replications for treatment. This design was established according to the criteria of quality control, and monitoring of variables held during fertilization operation. At the end of the evaluation period were collected 90 sample points in total, with 30 points per treatment. The treatments were: 1- mechanized fertilized, without herbicide; 2- Operation combined (simultaneous application of herbicide and fertilizer); and 3- Two operations (separate application of herbicide and fertilizer). It was concluded that the best operational quality through control charts was the third treatment, two operations (separate application of herbicide and fertilizer) for presenting less variability. The right side of fertilizer machine was the best for having applied ... / Mestre