Orientador : Rubens Caram Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T02:50:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jaime_MauricioAntonio_D.pdf: 15911235 bytes, checksum: f0f9b8211846278bae6d04c734c91ee2 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A fundição de precisão é considerada com uma das mais antigas técnicas de fabricação envolvendo a conformação de metais e suas ligas. Apesar de ser utilizada há mais de 4.000 anos, esse processo é ainda largamente utilizado na fabricação de inúmeros produtos de engenharia, incluindo componentes de propulsores na industria aeronáutica e partes metálicas de implantes ortopédicos em aços inoxidáveis. O presente trabalho teve como objetivo principal avaliar a etapa de transformação líquido/sólido na fundição de um aço inoxidável austenítico AISI 3l6L através da investigação do modo, da microestrutura e da simulação de sua solidificação. Inicialmente, estudou-se o modo de solidificação através da técnica de solidificação direcional sob baixas taxas de crescimento, bem como através de ensaios de análise térmica diferencial. Constatou-se que o aço AISI 3l6L exibe modo A de solidificação, porém, dependendo do nível de segregação de solutos é possível observar o modo AF. Além disso, observou-se que a maioria dos elementos de liga desse aço exibe coeficiente de distribuição menor que a unidade. Esse estudo foi complementado por experimentos de solidificação direcional sob altas taxas de crescimento, o que permitiu correlacionar dimensões dendríticas com parâmetros do processo de transformação de fase. Em seguida, a fundição de uma haste metálica utilizada na reconstrução artificial de quadril foi implementada experimentalmente e virtualmente através da simulação da transferência de calor no processo, empregando o programa AFS Solidification System. O confronto entre resultados teóricos e experimentais mostrou concordância satisfatória. A partir da simulação do processo e de informações decorrentes do estudo do modo e da microestrutura de solidificação foi possível prever a microestrutura dendrítica ao longo da peça fundida. Tais resultados permitem afirmar que a simulação do processo de fundição apoiada em estudos da evolução microestrutural podem auxiliar a otimização da fundição no tocante a custos e qualidade do produto final / Abstract: Investment casting process is considered one of the oldest techniques of metal processing. Even considering this technique has been utilized for more than 4000 years, it is still extensively used to produce a number of engineering products, including aircraft engines components and artificial implant parts made of stainless steel. The main aim of this work is to evaluate liquid/solid transformation in a casting process of the AISI 316L type austenitic stainless steel by analyzing its mode, microstructure and simulation of solidification. Firstly, solidification mode was studying by using directional solidification at low growth rates as well as using differential thermal analysis. It was found that the AISI 316L type austenitic stainless steel exhibits A mode of solidification and, depending on the solute segregation level, it may present AF mo de of solidification. Also, it was observed that the most part of the steel alloy elements has distribution coefficient less than unity. In addition, directional solidification experiments at high growth rate were utilized to find a correlation between secondary dendrite arm spacing and solidification thermal parameters. Following, the investment casting of a metallic femoral stem used in artificial total hip replacement was experimentally made and virtually analyzed by using simulation of the heat transfer process using the AFS Solidification System software. Comparison between both theoretical and experimental results showed satisfactory agreement. By using simulation process supported by studies on mo de and microstructure of solidification it was possible to predict the dendritic microstructure in such a casting. This result allows one to apply casting simulation in order to optimize the casting process in respect to the costs and the quality of a final product / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador : Denis Jose Schiozer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T14:27:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Prado_RonicePaixaoSilva_M.pdf: 944392 bytes, checksum: 80de4161a82b122e4757a5c1393ee562 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Amauri Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:11:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cheung_Noe_D.pdf: 9027104 bytes, checksum: f402c4572f30f7164f20bf2af1ed439a (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Neste trabalho, é desenvolvido um modelo numérico bidimensional em coordenadas cilíndricas baseado na técnica de diferenças finitas, que permite o mapeamento térmico durante o aquecimento, fusão, solidificação e resmamento ao longo do processo de tratamento superficial a laser. O respectivo modelo é aferido com resultados experimentais e de outros modelos constantes na literatura para os casos de têmpera e refusão superficial a laser. Ensaios experimentais em amostras de aço AIS! 1045 e Al-15%Cu foram realizados no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, utilizandoum laser de C02 CW com potência máxima disponível de I kW. Para efeito comparativo, as trilhas foram feitas variando-se valores de velocidade para um mesmo valor de potência estabelecidos para cada tipo de tratamento. Para as amostras do aço AIS! 1045, os ensaios visaram o estudo do processo de têmpera superficial a laser assim como da resolidificação. Amostras de Al-15%Cu foram submetidas ao tratamento de refusão a laser relação ao aço. Analisou-se as microestruturas resultantes dos tratamentos a laser através de microscopia óptica e eletrônica de varredura, sendo observadas microestruturas refinadas na área tratada a laser refletindo no aumento significativo da dureza confirmado pelos ensaios de microdureza Vickers. Realizou-se a interação entre uma base de conhecimento e o modelo matemático de têmpera superficial a laser através de uma busca heurística de Inteligência Artificial para sugestão de parâmetros operacionais otimizados para a obtenção da máxima profimdidade de martensita a partir da superficie / Abstract: In this work, a two dimensional numerical modei in cylindrical coordinates based on the finite difference technique is developed pennitting the description of the thermal field evolution during heating, fusion, solidification and cooling along the laser surface treatment processo The model predictions are compared to experimental results as well as to those fumished by other models found in literature for the surface quenching and remelting process by laser. AISI 1045 steel and Al-15%wtCu samples were used for the surface treatment by using a 1000W C02 CW laser of the Laboratório Nacional de Luz Síncrotron. For a comparative effect, the laser tracks were performed with different velocities for a fixed value of power established for each treatment type. AISI 1045 steel samples were used for studying the surface quenching and remelting process by laser and the Al-15%wtCu samples were submitted to the laser surface remelting treatment in order to simulate the process with a material of higher therma1 diffusivity than the steel. The microstructures resulting from the laser treatment are analyzed by using optical and electron scanning microscope and a very refined microstructure is observed which reflects significant hardness increase confirmed by the Vickers microhardness tests. An interaction between a knowledge base and the mathematical model is carried out by using a heuristic search of Artificial Intelligence in order to optimize operational parameters which permit to attain the highest martensite depth from the surface / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Luiz Koodi Hotta / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:14:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tsai_Rodrigo_M.pdf: 3968907 bytes, checksum: 2e2506f2a5b89464ff38f3bc0750e722 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado / Mestre em Estatística

Orientador: Armando Zaupa Remacre / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:47:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_RogerioMendes_D.pdf: 6401977 bytes, checksum: ffc01737fe9ca39c9884ae80f9b3b9c8 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Opções Reais é um método utilizado para a avaliação de projetos. Esta técnica é originada da área de Finanças. Na sua forma mais comum, a metodologia incorpora o modelo de Black e Scholes para representar o valor de um projeto como uma equação diferencial. Esta tese descreve os princípios do método de fluxo de caixa descontado (FCD) e apresenta como a metodologia de Opções Reais incorpora incerteza e flexibilidade gerencial na avaliação. Após uma introdução abordando investimentos em múltiplos estágios, são estudados três modelos de investimentos seqüenciais: 1. modelo de investimento irreversível sob incerteza com valor de projeto estocástico, 2. modelo de investimento irreversível sob incerteza com valor de projeto estocástico e consideração de condição de optimalidade, 3. modelo de decisões de investimento irreversível com valor de projeto e investimento estocásticos, e sujeito a dois tipos de incerteza sobre o custo de conclusão (incerteza técnica sobre a quantidade de tempo, esforço, materiais e incerteza econômica sobre preços, quantidades de trabalho e materiais). Esta tese apresenta regras de decisão que calculam o valor de negócios, mostra como os tipos de incerteza têm efeitos diferentes na decisão de investir e como os mesmos afetam o valor da oportunidade de investimento. A magnitude do prêmio de opção derivado da flexibilidade gerencial depende das características fundamentais do ativo subjacente que, nesse caso é a estrutura econômica e financeira da propriedade mineral que será gerenciada. Nos exemplos estudados, obteve-se prêmios de opção oscilando entre os níveis de 20 a 40%. Pode-se observar a possibilidade de obter valores expandidos (incluindo o prêmio de opção) bem superiores aos valores mensurados por VPL. As dispersões de valores de opção obtidas a partir dos modelos de investimentos seqüenciais revelam índices de risco entre 10 e 16%, valores efetivamente muito superiores ao patamar de 5%, capturado pela variação de resultados de VPL / Abstract: Option Pricing is a method used for evaluating projects. This technique comes from the world of finance. In its most common form it incorporates Black and Scholes model for spot prices and expresses the value ofthe project as a stochastic differential equation. Starting out from the NPV (N et Present V alue) method, this thesis shows how Real Options builds uncertainty and managerial flexibility into the evaluation methodology. After an introduction of multiple stage investments, three models of sequential investments are studied: 1. model of irreversible investment under uncertainty with stochastic project value, 2. model of irreversible investment under uncertainty with stochastic project value and consideration of optimality condition, 3. model ofirreversible investment decisions with stochastic project value and investment, and subject to two types ofuncertainty over the cost of completion (technical uncertainty over the amount of time, effort, materiaIs and economical uncertainty over the prices and quantities of labor and materiais). This thesis derives decision roles that calculate the business value and presents how the different types of uncertainty have very different effects on the decision to invest, and how they affect the value of the opportunity to invest. The magnitude of the option premium derived from managerial flexibility depends on the fundamental characteristics ofthe underlying asset that, in this case, is the economical and financial structure of the mineral property that will be managed. In the examples under analysis, it was obtained option premiums varying from 20 to 40%. Those figures show the possibility of obtaining expanded values (including the option premium) higher than the values measured by NPV. The dispersions of option values obtained from sequential investment models reveal risk indexes between 10 and 16%, values indeed higher than the leveI of 5%, captured by NPV variation / Doutorado / Administração e Politica de Recursos Minerais / Doutor em Geociências

Orientadores : Marco Aurelio Cremasco, Henry França Meier / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:11:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ropelato_Karolline_M.pdf: 3593278 bytes, checksum: 1a6dd755239ec9a10ccf68cc2acb4232 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O tema central desta investigação consiste no desenvolvimento de um modelo matemático multifásico (gás-sólido) tridimensional e transiente, como uma aproximação da dinâmica do escoamento em reatores downer de FCC, ampliando horizontes, com a corroboração ou validação do modelo com dados experimentais da literatura, nos estudos de incremento de performance do processo de FCC. Foram testadas quatro configurações geométricas para a validação do modelo proposto: downer com entrada axial anular; downer com entrada radial cruzada; downer com entrada radial tangencial e o downer com entrada transversal. As principais conclusões obtidas a partir de um estudo de verificação, observando a influência do número de elementos da malha numérica para uma geometria 3-D e um modelo matemático multifásico, transiente e turbulento, bem como do esquema de interpolação, determinando o número adequado de elementos para a resolução das equações diferenciais parciais. Além do estudo de validação, avaliando a influência das condições de alimentação na distribuição de partículas, determinando a melhor configuração geométrica entre as estudadas, para um perfil de distribuição uniforme de partículas no leito do reator, validando o modelo matemático multifásico (gás-sólido) tridimensional e transiente, para a predição da dinâmica do escoamento em reatores downer de FCC, com a corroboração a partir de dados experimentais disponíveis na literatura. Convencionalmente a tecnologia de FCC usa reatores de leito móvel ascendente conhecidos por reator riser. Os chineses, fortemente na década de 90, resolveram analisar o processo de "ponta cabeça", ou seja, em vez de fluxos ascendentes de partículas e gás, estudaram esse mesmo contato considerando-o descendente, o downer. Como resultado, verificaram o aumento da produção de gasolina e diminuição de produtos secundários. Eis o exemplo clássico da modificação conceitual sobre o já existente / Abstract: The present work provides an unsteady, three-dimensional, two-phase, inviscid model of the solid phase, as an approach of the flow dynamics inside downer reactors of FCC processes, and the validation of the proposed model against experimental data available on the literature. Four geometrical configurations were evaluated to validate the proposed model: downer with an annular axial inlet, downer with two cross radial inlets, downer with one tangential inlet and a downer with four transversal inlets. The main conc1usions about the grid size analysis for the unsteady, three-dimensional and multi-phase flow shows the correct grid independence results to solve partial differential equations system. Studies involving the advection scheme were also performed. By comparison between the numerical predictions on this work and experimental data from literature it is possible to conc1ude that the results present good agreement against each other. In fact, the inviscid model of the solid phase, despite of its simplicity modeling, with 3D transient features, could reproduce quite well the main phenomenological characteristics of the turbulent gas-solid flow. In the 90's decades, Chinese's started to study the FCC process gravity concurrent1y, studying down flow (downer reactors) instead of upflow behaviors (riser reactors). The experimental studies show fuel increases production and decreases of secondary products formation. This a c1assical example of a change on conceptual between the downer and riser approaches in industrial facilities / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Edevar Luvizotto Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:14:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pizzo_HenriquedaSilva_D.pdf: 4339553 bytes, checksum: 6d83f4266c276c6c087aa73dbfb4a464 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O trabalho situa-se dentro da linha de pesquisa de modelos de simulação hidráulica de redes de distribuição, e aborda especificamente a sua calibração, ou seja, visa desenvolveruma rotina de procedimentos que assegure que os valores de rugosidade das tubulações, de entrada no modelo, sejam representativos dos reais, resultando em simulações confiáveis. O método de calibração foi desenvolvidoatravés do acoplamento de simuladorhidráulico baseado no "time marching approach" - TMA, com o algoritmo otimizador de Nelder-Mead. São apresentados métodos de identificação de estações de monitoramento para a calibração, aplicados a casos específicos,em etapas de verificação e validação, com resultados satisfatórios / Abstract: The thesis discuss about hydraulic networks models simulation, specifically its calibration. In other words, the aim is to develop a routine of procedures that assure that values of pipes roughness, the model input values, be the real ones, resulting in more confident simulations. The calibration model was developed by the joint between a hydraulic simulator based in time marching approach - TMA, and the Nelder-Mead optimization algorithm. Identifying methods of monitoring stations for calibration are presented, and they are applied to specific situations, in verifying and validation stages, and the results were satisfactory / Doutorado / Recursos Hidricos / Doutor em Engenharia Civil

Orientador: Michel Daoud Yacoub / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-24T09:24:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VargasBautista.JoseEdson_D.pdf: 10474884 bytes, checksum: de3c5b86202e3138ca6fcbb52cd2f3eb (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho apresenta os modelos e técnicas necessárias para se implementar uma plataforma de simulação de um sistema DS-CDMA em canais com múltiplos percursos. São apresentados métodos, modelos e resultados de simulação para os transmissores, para os receptores e para o meio de propagação. Entre os modelos utilizados para a simulação do meio de propagação apresenta-se um modelo original para a geração de sinais Nakagami. O modelo proposto permite a geração do desvanecimento Nakagami para m=n/2 onde n é um número inteiro diferente de zero. Baseado nesse modelo apresentam-se fórmulas fechadas para as estatísticas de segunda ordem deste tipo de desvanecimento. Resultados de simulação obtidos usando-se esse modelo se aproximam bastante dos teóricos, o que valida o modelo proposto. Apresentam-se, também, modelos de simulação para as estruturas RAKE coerente e não coerente com modulação ortogonal M-ária. Usando-se esses modelos de simulação e os obtidos para o meio de propagação, apresentam-se avaliações de desempenho do sistema em diversas condições de propagação e de interferência de múltiplos usuários / Abstract: This work proposes practical models and techniques that can be used in the implementation of a simulation platform for multipath channels and CDMA systems. These models and techniques include those for transmitters, receivers and propagation medium. Among the proposed models, that of the Nakagami-m signal is of special interest. A fading model is proposed that leads to a formal, but simple, method to obtain the exact formula of the Nakagami-m distribution for m = n/2, n a non-zero integer number. Based on such a model the joint distribution of the envelope and its time derivative is accomplished and exact formulas for the leveI crossing rate (closed-form formula) and for the average fade duration are derived. Simulation curves and exact formulas are checked against each other and a very good agreement between them is attained; Although derived for discrete values of m (m being an integer multiple of Yz)there are no mathematical constraints for these expressions to be used for any real value of m = n/2. Simulation models for coherent and non-coherent RAKE receivers with M-ary orthogonal modulation are also presented. A simulation platform is then built and the performance of a DS-CDMA system, in a variety of propagation conditions including Nakagami Fading and multi-user interference conditions, is evaluated. / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T08:22:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_CaioAugustoCamargode_M.pdf: 6588270 bytes, checksum: 80a5b72912c3481a7d6d07599851454c (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: : Uma seqüência de destilação tem por finalidade o fracionamento de uma mistura multicomponente de alimentação em produtos que exigem uma determinada composição. No caso estudado, a composição dos produtos visa um único componente cujo grau de pureza pose ser estabelecido inicialmente, sendo então projetada toda a estrutura de separação baseada nesta exigência. Tal característica torna o procedimento de síntese aqui desenvolvido mais flexível do que os propostos em literatura, onde somente um tipo de especificação pode ser utilizado em cada coluna, resultando unicamente em produtos de alta pureza. Neste trabalho, a síntese de uma seqüência de destilação é abordada de modo a incorporar uma análise rigorosa do comportamento de cada separador englobando a otimização de suas variáveis mais importantes. Exigi-se para isto a elaboração de uma metodologia para que um simulador comercial possa ser utilizado, uma vez que a natureza multivariável do problema pode torna-lo extremamente complexo.Assim uma trabalho desenvolvido consiste em obter as especificações para a simulação em cada coluna das seqüências pesquisadas, o numero de estágios, diâmetro, razão de refluxo e prato de alimentação ótimo de cada uma. O resultado é a obtenção de um procedimento que é especialmente indicado para final de uma seqüência de destilação a partir de um grupo pré-selecionado de seqüências iniciais e um projeto final otimizado de cada uma com estimativas reais de custos operacionais e de investimento / Abstract: The main of a distillation sequence is to split a multicomponent feed mixture to products which have a particular composition. In this work only one component has a particular importance in product mixture whose purity may be initially defined making then all the separation structure be designed in accordance with it. This feature allow more flexibility than others procedures proposed in literature where only a unique specification is possible to each column resulting is a high pure products. The synthesis of a distillation sequence is made incorporating a rigorous behavior analysis of each separator including optimization of its more important variables. It demands elaboration of a methodology for use a commercial simulator since the multivariable problem¿s nature may make it extremely complex. So, a critical selection of variables and procedures can be done through analysis. In this context, the work consist in to get the specifications for simulation of each column for searched sequences, the number of stages, diameter, reflux rate, and optimal feed stage. The results is a specially indicated procedure for choice of a final distillation sequence based on a pre-selected group of initial sequences and a final optimal design of each one with realistic estimates of operational and investment costs / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Francisco Maugeri Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-25T17:10:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guerreiro_MarcoAntonio_D.pdf: 12088829 bytes, checksum: f260600e7e1701298f3e7bddd92dc1b7 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Sistema Especialista é o nome dado a um aplicativo de computador que tem como objetivo suprir a necessidade de especialistas humanos em determinadas áreas de conhecimento, simulando o raciocínio do homem e visando dar soluções a problemas bem específicos utilizando, para isto, o conhecimento teórico e prático que é adquirido a partir de dados científicos (literatura, pesquisadores, etc.) e da experiência prática (projetistas, operadores, etc.). Neste trabalho, coletou-se dados práticos e de projetos junto à especialistas da indústria alcooleira, formando uma ampla base de conhecimento na qual fazem parte também modelos matemáticos que simulam o processo. O conjunto dos dados práticos e dos modelos matemáticos produziu um protótipo de um Sistema Especialista, designado por Alcoxpert, que foi idealizado com o objetivo de servir como instrumento de avaliação das condições de operação de unidades existentes e para o projeto e dimensionamento de novas unidades no setor alcooleiro. O sistema pode avaliar as condições de operação de unidades através de simulação e foi desenvolvido utilizando o shell "SMART ELEMENTS" da Neuron Data. Sua base de conhecimentos é estruturada através de regras. Foram desenvolvidas três bases de conhecimento que abordam três unidades de uma usina alcooleira: moagem, fermentação e destilação. O sistema na unidade de moagem simula a extração do tandem de moenda que pode ser de quatro ou seis temos. Através de dados experimentais, calculou-se os coeficientes de embebição e reabsorção, como também através de ajuste foi obtida uma equação para cálculo destes coeficientes. Para utilizar o sistema, são necessários alguns dados de entrada como: número de temo de moendas,valores dos coeficientes de reabsorção, preenchimento e embebição, densidade do caldo no bagaço, brix do bagaço, brix de embebição e fibra nos respectivos temos, brix, fibra e peso da cana. O resultado de uma consulta a esta unidade é o perfil de fibrado bagaço,brixdo caldo,brix do bagaço,umidade e extração em cada moenda, nível e brix de embebição em cada temo e a extração global do processo. Na unidade de fermentação, o algoritmo que simula o processo foi desenvolvido a partir de balanço de massa e energia, equações cinéticas que representam o processo de fermentação pela Saccharomyces cerevisiae. Alguns dados de entrada devem ser fornecidos pelo usuário para a utilização do sistema tais como o tipo de mosto, número de cubas, tempo de tratamento do fermento e vazão de alimentação do caldo. A resposta obtida é o perfil de concentração de substrato, produto, células, volume do reator e área de troca térmica dos trocadores de calor, produtividade do processo e volume de cuba de tratamento ácido. Na unidade de destilação procurou-se adaptar os projetos existentes que utilizam a destilação azeotrópica e o benzeno como solvente para o processo de destilação extrativa utilizando o etilenoglicol como solvente. Do projeto, foram mantidos o número de colunas, número de pratos, temperatura de alimentação, concentração de alimentação, especificação do álcool final. A coluna de destilação extrativa é estável e o solvente etilenoglicol não é cancerigeno, nem tóxico. O sistema permite ao usuário escolher entre produção de álcool anidro ou hidratado. Foi construído um banco de dados da unidade utilizando o simulador Hysim. Foi feito um estudo da razão da vazão de solvente/alimentação e da temperatura de alimentação do etilenoglicol a fim de diminuir o consumo de energia na unidade. Em uma consulta ao sistema para a unidade de destilação, são necessários alguns dados de entrada: concentração de etanol no vinho delevedurado, temperatura de entrada do vinho delevedurado na coluna e temperatura de alimentação de etilenoglicol. O sistema apresenta como resposta o perfil de temperatura, consumo de energia e reciclo em cada coluna e apresenta os melhores pratos de alimentação. Foram feitas consultas a especialistas e à literatura do setor, as informações coletadas estão disponíveis ao usuário nas telas de ajuda ("Help") que contém também figuras obtidas de simulações. Estas informações auxiliam na compreensão de parâmetros do processo e da unidade, indicando também o comportamento de parâmetros frente a alterações em condições do processo. Em alguns casos, o sistema indica e aconselha a melhor opção de escolha com base nas simulações e no conhecimento prático adquirido. As bases de conhecimento foram desenvolvidas para serem independentes entre si, isto dá uma maior flexibilidade ao sistema. O sistema desenvolvido mostrou ser uma eficiente ferramenta na simulação destas unidades e podem auxiliar no gerenciamento destas, bem como ajudar no desenvolvimento de novos projetos. Os desvios entre o previsto pelo sistema e a prática foram mínimos. O consumo de energia para produção de álcool anidro pelo novo processo é da mesma ordem de grandeza do processo de destilação azeotrópica. / Abstract: Expert System is a name given to a software, whose aim is to supply the needs of human experts in some areas of knowledge. It simulates human reasoning and tries to solve specmc problems by using rules of thumb (heuristic rules) which are acquired ftom scientific data (literature, researchers, etc.) and practical experience (designers, operators, etc.). This research work contains rules of thumb for plant design which were collected ftom experts of the alcohol industry as well as mathematical models that simulate the process forming a large knowledge base. The whole set of data obtained both ftom practica1 and theoretical considerations as well as ftom process simulation produced a prototype of an Expert System, called Alcoxpert, which was designed with the purpose of being an instrument for the process control of existent plants and also for the design of new units of alcohol production. Alcoxpert simulates the operation conditions of three different units. Alcoxpert was developed using the "Smart Elements" shell of Neuron Data. Three knowledge basis were developed which are related to three operational units of the alcohol industry: crushing, fermentation and distillation. The System, concerning the crushing unit, simulates the extraction in the crushing train for either four or six trains. The imbibition and reabsorption coefficients were calculated ftom experimental data, through specmed regression and equations for these coefficients were estimated. For the use of Alcoxpert, some entry data are necessary, such as: number oftrains, imbibition and reabsorption coefficients and filling ratio, density of juice in bagasse, brix degree in bagasse, brix degree in imbibition and fibre ftaction in bagasse in each train and also brix degree, ftaction of fibre and weight of cane. The result is a fibre profile in the bagasse, brix degree in juice, brix degree in bagasse, moisture in bagasse, brix extraction and imbibition leveI. Concerningthe fermentationunit, the algorithmthat simulatesthe process was developed ftom mass and energy conservation, kinetic equations that represents the ermentationprocess by Saccharomyces cerevisiae. Some entry data have to be given by the user to start the system: type and composition of input medium, number of tanks for the acid treatment, time required for the acid treatment, input medium flow rate, etc. and the result is the volume profile of reactors, process flow rates, productivity, the surface areas of heatexchangers, the number of centrifuges and the tank volumes for the acid treatment. For the distillation unit, existent projects which use azeotropic distillation with benzene as entrainer and extractive distillation that utilises ethyleneglycol as entrainer were adapted. Column and tray numbers, feed temperature, feed concentration and final alcohol specification were maintened ITomthe original projects. The column of extractive distillation was show to be stable and the in addition ethyleneglycol is not cancerous nor toxic. Alcoxpert allows the user to choose between pure ethanol production or ethanol in the azeotropic composition. A database was created using Hysim simulator which helps Alcoxpert to make decisions. Also, a study about solvent to feed ratio and feed temperature of ethyleneglycol was developed in order to minimise energy use. Some entry data are necessary to start the Alcoxpert distillation unit: wine cell concentration, wine feed temperature and etylhleneglycol feed temperature. The result is a profile of temperature, energy use and recycle in each column as well the best feed trays. Experts and the literature were consulted and collected information are at users disposal in the "Help scream". It also contains figures that illustrate the processo These information can help users to understand the process parameters. They also indicate the behaviour of relating parameters to changes in the process conditions. In some cases, the system can indicate and advise the best condition for a parameter according to simulations and acquired practical knowledge. The knowledge basis were developed independently ITomeach other which gives a higher flexibility to the Expert System. Alcoxpert demonstrated to be an efficient tool simulating these units and it can be useful in the management of the whole plant, as well as in the design of new projects. The system was shown to be reliable since the difference between theoretical calculation and practical results was minimum. The spent energy to produce ethanol by extractive distillation was show to be the same as by azeotropic distillation. / Doutorado