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Controle "DMC" de um processo de fermentação alcoolica continua em escala industrial

Dechechi, Eduardo Cesar 07 October 1996 (has links)
Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T03:07:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dechechi_EduardoCesar_M.pdf: 3893826 bytes, checksum: 8667d9cd12409e9e17eac0b09dc989de (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: o assunto principal deste trabalho é o desenvolvimento e a aplicação da técnica de controle avançada preditiva DMC (Dynamic Matrix ControI) a um processo fermentativo contínuo de múltiplo estágios com reciclo de microorganismos, de porte industrial. O processo fermentativo considerado neste trabalho apresenta fortes não linearidades, características de sistemas distribuídos, as quais juntamente com a presença de atraso nos instrumentos de medida da concentração de açúcares dificultam muito a qualidade das ¿ações do controlador. Não se verifica na literatura trabalhos aplicando esta técnica de controle avançado (DMC) a esta importante classe de processos encontrados na Engenharia Química. A motivação para o emprego dos controladores DMC deu-se pela grande potencialidade apresentada por este algoritmo para os mais variados sistemas, inclusive considerando-o como um dos mais populares para aplicações industriais. Desta forma o presente trabalho objetivou analisar o comportamento dinâmico deste processo, definir malhas de controle, estudar e aplicar a estratégia de controle avançado preditivo DMC, tanto na forma regulatória como supervisória e comparar o desempenho deste com os obtidos utilizando-se a estratégia de controle clássica PID. O conjunto de atividades realizadas, que possibilitaram o desenvolvimento e a implementação do algoritmo preditivo DMC, pode ser considerado como um procedimento metodológico para o projeto e sintonia desta classe de controladores / Abstract: The main subject of this work is the application and development of the advanced predictive control strategy, DMC 'Dynamic Matrix ControI', to an industrial continuous fermentation process in multiple stages with cells recyc1e. This fermentation process presents higher nonlinearities (a characteristics of distributed systems) and time-delay in the measurement analysis of TRS 'Total Reductor Sugars'. These facts make very difficult for the controller to define an efficient action to be taken. It is not easily found in the available literature application of predictive controLlaws for this complex and very important c1ass of chemical process. The motivation to work with DMC controllers is directly linked to the high potentiality shown by this algorithm for various systems, specially considering that this is one of the most popular control strategies in industrial applications. Concluding, the objective was to analyze the dynamic behavior of this process, to define control loops, to study and to apply this advanced predictive control strategy, DMC, to an industrial fermentation processo This was performed in two fashions: in the regulatory way and in the supervisory way. A comparison with the c1assic PID strategy is also presented. The set of the activities, that made possible the implementation of the predictive algorithm DMC, can be considered as a methodology for the design and tuning of this kind of controllers / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química
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Modelagem e simulação de um escoamento multicamadas no processo de fabricação de filmes planos de poli (etileno tereftalato)

Witkoski, Nilson Andreis 07 May 1996 (has links)
Orientadores: Cesar Augusto Moraes de Abreu, Chang Tien Kiang / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T08:14:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Witkoski_NilsonAndreis_M.pdf: 11915383 bytes, checksum: 452fe9dd3e457729cf1bff9db82eb096 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Realizamos o estudo de um escoamento multicamadas em processos de fabricação de filmes planos à base de polímeros de Poli (Etileno Tereftalato). As soluções numéricas das equações do modelo foram obtidas pelo Método dos Elementos Finitos, utilizando-se o pacote computacional POLYFLOW. As propriedades reológicas dos polímeros foram determinadas em fluxo de cisalhamento e ajustadas a modelos de Bird-Carreau. Estudamos o processo de formação das interfaces entre as camadas através da simulação bidimensional de escoamentos bicomponentes em desenvolvimento. Investigamos a influência de diversos fatores, tais como, os ângulos e as velocidades de introdução das camadas, a razão das viscosidades dos polímeros e a geometria do canal no ponto de confluência. A partir dos valores das deformações elongacionais sofridas pelos fluidos na interface, fazemos considerações sobre os comportamentos que podem levar à ocorrência de instabilidades interfaciais nesta região. Por meio de simulações em duas dimensões, estudamos o comportamento do escoamento de 4 camadas assimétricas dentro da caixa de coextrusão quanto à distribuição das espessuras e dos tempos de residências das camadas, à uniformidade das espessuras das camadas, às perdas de cargas do escoamento e aos efeitos térmicos. Realizamos a simulação em três dimensões do escoamento em uma fieira do tipo cabide, porém, limitada a um único polímero passando através dela. Estudamos a uniformidade da vazão na saída da fieira em função de diversos parâmetros do processo, das propriedades do polímero e da sua geometria. Fazemos considerações sobre o comportamento de um escoamento multicamadas na mesma fieira. A comparação dos resultados do modelo com os dados obtidos em uma planta industrial foi satisfatória, consistindo, pois, em um instrumento valioso na compreensão do processo de coextrusão, bem como no desenvolvimento de novos equipamentos / Abstract: Nmnerical simulations of a multilayer flow has been undertakenin a process for producing Poly (Ethylene Terephtalate) flat films. Viscosity functions are fitted by Bird-Carreau models. The temperature dependence of viscosity follows the Arrhenius equations. The motion equations are solved by POLYFLOW, a Finite ElementMethod program for viscous and viscoelastics flow simulations. Bidimensional numerical simulations of the entry flows in a bicomponent coextrusion are carried out to study the interface development. The effects of the layers entry velocity matching, layer viscosity ratio and channel geometry are investigated based on the interface shear and extensional deformations. Correlations of the interface behaviour with the occurence of interface instabilities are proposed. Bidimensional numerical simulations of a 4-layer assymmetric parallel coextrusion are made to investigate the residence time distribution, the role of viscous and conductive heat-transfers i11the flow and the layers thickness variations due to opera6ng conditions changes. Three dimensional simulations of the flow inside a linearly tapered coathanger fiat die are carried out, but limited to one fluid only. These simulations are aimed at studying the effects of the process parameters and the die geometry on the trhoughput uniformity along the die width. Considerations are made about the behaviour of the multilayer flow in the same die. The calculated results have correlated well with experimental values obtained in the industrialline, so, the proposed model may be applied to improve the understanding of the coextrusion flows as well as to the design of new equipments / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química
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Algoritmos geneticos para minimização de makespan em um flowshop flexivel

Sacchi, Luís Henrique 12 September 1997 (has links)
Orientador: Vinicius Amaral Armentano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T02:02:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sacchi_LuisHenrique_M.pdf: 7567752 bytes, checksum: 7824c0b8e2f8e9bcfbc63ee5eb48371e (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho aborda o problema de programação de tarefas no ambiente de produção ftow Shop flexível,também conhecido comoftow shop com máquinas paralelas. Algoritmos genéticos são utilizados para minimizar o tempo de processamento de todas as tarefas, isto é, o makespan. Implementações clássicas, baseadas em conhecimento e híbridas são apresentadas. Os algoritmos genéticos são comparados com as principais heurísticas da literatura e com um limitante inferior. Estratégias de busca local também são analisadas / Abstract: This work addresses the scheduling of jobs in a flexible flow shop or flow shop with parallel machines. The problem of minimizing the makespan is tackled by genetic algorithms. Classical, knowledge based and hybrid implementations are presented. The genetic algorithms are compared with the main heuristics from the literature and also with a lower bound. Local search strategies are also analysed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica
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Modelagem matematica e simulação do perfil de temperatura num extrusor de rosca dupla corotacional entrelaçada

Matos Chamorro, Rodrigo Alfredo 20 March 1998 (has links)
Orientador: Florencia Cecilia Menegalli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-23T11:05:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MatosChamorro_RodrigoAlfredo_D.pdf: 5645239 bytes, checksum: c12e05a496e2e50df9dfefdba15bbfd2 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O objetivo do trabalho foi desenvolver um modelo matemático baseado nas equações de balanço de energia térmica e de continuidade, às condições internas do extrusor de rosca dupla co-rotacional, para predizer os perfis de temperatura da farinha de soja desengordurada ao longo do extrusor. Para desenvolver o modelo matemático fizeram-se as seguintes considerações: as propriedades termo físicas do produto (conductividade térmica e calor especifico) são dependentes da temperatura e do conteúdo de umidade do produto; da configuração geométrica do extrusor; e das condições de processamento. O material fundido é considerado como fluido não newtoniano e a viscosidade aparente é dependente da temperatura, da taxa de deformação e do conteúdo de umidade do produto. Com esse modelo matemático foi escrito um programa de computador em C++, que permitiu simular o perfil de temperatura do produto ao longo do extrusor, Através das simulações foram determinados os valores de velocidade rotacional da rosca, velocidade de alimentação do produto, a distribuição de temperatura do cilindro e os parâmetros de ajuste (Nu, f, p), que influenciam o perfil de temperatura do produto ao longo do extrusor. O conteúdo de umidade não influencia o perfil de temperatura, mas tem se mostrado que afeta na geração de energia por dissipação viscosa e na viscosidade aparente. O modelo teórico mostrou uma boa capacidade de predição do perfil de temperatura de amido extrusado, comparado com dados experimentais encontrados na literatura para a mesma configuração geométrica do extrusor / Abstract: The aim of this work was the development of a mathematical model from the thermal energy balance equation and of continuity to predict the temperature profile of soy flour defatted in a co-rotational twin screw extruder. The following considerations were made for the development of the mathematical model; the physical thermal properties of the product depend on its temperature and moisture content, geometrical form of screw and processing conditions. The melted material is considered as non-Newtonian fluid and the apparent viscosity is dependent on temperature, shear rate and moisture content. A computer program written in C++ language was developed with this mathematical model. It permits to simulate the temperature profile of the material in the extruder. Through this simulation, screw rotational speed, material feeding speed, barrel temperature and the parameters fitting (Nu, f, p), to influence the temperature profile of material, was observed. The moisture content does not influence the temperature profile, but this affects energy generation by viscous dissipation and apparent viscosity. This mathematical model has a good ability to predict the profile temperature of starch, when compared with experimental result found in the literature for the same geometrical twin screw configuration / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos
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Uso do Drypak para simular processos de pneumatica

Correa, Jefferson Luiz Gomes 19 June 1998 (has links)
Orientador: Maria Aparecida Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T20:18:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Correa_JeffersonLuizGomes_M.pdf: 3696982 bytes, checksum: 3fce1222232deb94369d23f01a491a16 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho foi testada a eficiência do software DryPak para projetos de secadores pneumáticos. Para isto, foram utilizados dados experimentais da literatura relativos a dois materiais, a saber: amido de mandioca e areia, higroscópio e não-higroscópio, respectivamente. Como o software trabalha com coeficientes de transferência de calor e massa constantes, foi desenvolvida uma metodologia em que se determinava o comprimento de pequenas divisões do secador com estes coeficientes constantes, fixando-se o valor final do teor de umidade do sólido em cada uma destas divisões.Assim, o comprimento total do secador era determinado pela soma dos comprimentos das divisões. Foi observado que o teor de umidade perdida no trecho com variação de porosidade e o comprimento deste trecho com variação de porosidade e co comprimento das divisões. Foi observado que o teor de umidade perdida no trecho com variação de porosidade e o comprimento deste trecho são funções do teor de umidade inicial do sólido e da razão entre as vazões das correntes sólidas e gasosa. Fez-se a comparação de correlações para números de Nusselt e de analogias de transferência de calor e massa. A correlação de Frossling e a analogia de Lewis conduziram aos melhores resultados para simulados simulados o Dry Pak / Abstract: The efficiency of the software DryPak was tested in this work using experimental data from the literature, The used data refer to two kinds of products: cassava starch and sand, hygroscopic and non-hygroscopic, respectively. As the software works with constant heat and mass transfer coefficients, an apropriate methodology was developed to simulate the pneumatic drying. It was made by dividing the dryer in sections where the finaI moisture content was fixed and the section lenght determined. Total dryer lenght was the correspondent sum of the sections lenght. It was observed that the withdrawn moisture content tn the variable voidage lenght and the value of this lenght were functions of the initial moisture content and the solid/gas mass flow ratio. A comparison among different Nusselt number correlations and heat and mass transfer analogies were made. Frossling correlation and Lewis analogy presented the best results for the DryPak simulated data. The Ackermann correction was also tested and did notproduce different results from those obtained without the correction / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química
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A teoria espectral e doenças infecciosas de transmissão direta

Dezotti, Cláudia Helena 30 June 2000 (has links)
Orientador: Hyun Mo Yang / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-26T16:43:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dezotti_ClaudiaHelena_D.pdf: 2156359 bytes, checksum: e1cb5ac7a1696303a5b99aa4c2c610f2 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: No estudo de doenças infecciosas de transmissão direta, um parâmetro epidemiológico de interesse é o Número de Reprodutibilidade Basal . Ele representa a capacidade intrínseca que um microorganismo tem de invadir e se estabelecer em uma comunidade, podendo ser definido como o número total de infecções secundárias que um único indivíduo infeccioso primário é capaz de produzir em uma população totalmente suscetível durante o período de infectividade. Por sua própria definição, pode-se ver a impossibilidade do cálculo direto deste parâmetro epidemiológico, sendo que o mesmo deve ser obtido de forma indireta. Outro parâmetro útil no estudo epidemiológico da disseminação de uma doença em uma população é a força de infecção, que é definida como a incidência per capita, ou seja, o número de novos casos por unidade de tempo per capita, e representa a "velocidade" com que uma doença se propaga em uma comunidade. A partir de um modelo idade-estruturado, caracterizamos o Número de Reprodutibilidade Basal como o raio espectral da derivada de Fréchet de um operador integral, e estabelecemos limites inferior e superior para o mesmo. Além disto, da equação integral obtemos condições para que a força de infecção tenha uma solução distinta de zero e única, sendo esta obtida via uma seqüência recursiva. Também estudamos o comportamento dos resultados obtidos frente a diferentes taxas de contato. Usamos para tanto a Teoria Espectral e a teoria de Análise Funcional Não-linear em espaços de Banach com cones / Abstract: In order to analyze the spread out of directly transmitted infectious diseases, we must obtain a significant epidemiological parameter, which is the Basic Reproductive Number. It represents whether if a parasite is capable of invading, and establishing itself within, a host population, and can be defined as the number of secundary infections produced when one infected individual is introduced into a host population totaly susceptible. By its definition, it is difficult to assess this epidemiological parameter directly, then it must be indirectly measured. Other use fuI parameter in the epidemiological study is the force of infection, which is defined as the per capita incidence rate, that is, the per capita number of the new cases of the infection in a population per period of time, and it represents the "velocity" of spread out of disease in a community. Considering an age-structured model we obtained a characterization for the basic reproductive ratio as the spectral radius of a Fréchet derivative of an integral operator and estimations for the upper and lower bounds. Moreover, we stablish conditions for the uniqueness of the non-trivial solution, which can be attained by successive approximations. Also, we analysed different kinds of contact rates. We used the Spectral Theory and results from Nonlinear Functional Analysis on Banach spaces with cone / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada
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Modelagem, implementação e controle de sistemas biomecanicos envolvendo aspectos cinematicos

Hermini, Helder Anibal, 1968- 08 July 2000 (has links)
Orientador: João Mauricio Rosario / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T03:02:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hermini_HelderAnibal_D.pdf: 30716600 bytes, checksum: c80a2e1e3787b90af62571ab758131c6 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho, a partir de considerações anatômicas, fisiológicas, cinesiológicas e robóticas, foi desenvolvida uma metodologia de modelagem cinemática usada na elaboração de programas computacionais com a finalidade de simulação e controle de movimentos típicos das articulações tanto de membros superiores quanto inferiores, visando o controle de próteses de membros artificiais, como também monitorar o tratamento de plegias em geral, no processo de reabilitação motora artificial. Além disso, para validar parte da modelagem teórica desenvolvida, foram elaborados dois experimentos que objetivam a implementação de próteses, enfatizando a aplicação de sistemas de controle, acionamento e transmissão análogos ao mecanismo natural / Abstract: In this work, starting from anatomical, physiological, cinesiological and robotics considerations, was developed a cinematic modeling methodology used in the elaboration of computational programs with the purpose of simulation and control of typical movements of the articulations so much of superior as inferior limbs, seeking the control of prostheses of artificial limbs, as well as to monitor the plegias treatment in general, in the process of artificial motive rehabilitation. Besides, to validate part of the developed theoretical modeling, were elaborated two experiments that objectify the prostheses implementation, emphasizing the application of control, activation and transmission systems similar to the natural mechanism / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica
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Otimização de parametros de corte na usinagem de roscas em tornos CNC

Lira, Valdemir Martins 26 October 2000 (has links)
Orientador: Geraldo Nonato Telles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T03:17:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lira_ValdemirMartins_M.pdf: 4274263 bytes, checksum: c729a4cbe9cd26d63d9b11e332389dfd (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Nesta pesquisa determinou-se modelo matemático para distribuição racional das diversas "passadas" para corte de roscas em tomos à CNC. Através de ensaios tecnológicos avaliou-se o modelo e os diferentes métodos de corte de roscas (mergulho radial, de flanco e flanco alternado) de forma a possibilitar proposta para otimização dos parâmetros geométricas para essa operação. Essa otimização permite, com sua racionalização, além da redução de custos operacionais, melhor controle dos esforços de corte e conseqüente melhoria da qualidade / Abstract: A mathematical model for rational "infeed" distribution for threading in CNC lathes was determined, in this research. By means of technological experiments the model proposed and threading cutting methods (radial, flank and changing flank "infeed") were analyzed in such a way to obtain the otimization of geometrical parameters setting for threading. The otimization allowas, through rationalization not only the reduction cost , but also improved cutting force control in threading operations and consequently an increase in quality / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica
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Modelo para o comportamento de microesferas combustiveis de torio e uranio na peletização

Ferreira, Ricardo Alberto Neto 22 November 2000 (has links)
Orientador: Elizabete Jordão / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-28T11:54:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_RicardoAlbertoNeto_D.pdf: 7772929 bytes, checksum: f5eb1f811ed61e9ff38bdc723987287c (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho é apresentado um modelo para o comportamento de microesferas de óxido misto de tório e urânio na fabricação de pastilhas combustíveis. Este modelo foi desenvolvido em um programa cuja meta era demonstrar a viabilidade de produzir material físsil por meio da utilização do tório em reatores a água pressurizada. Isto é importante porque leva a uma economia das reservas estratégicas de urânio e possibilita o uso nuclear das imensas reservas brasileiras de tório. O objetivo foi desenvolver um modelo para otimização das propriedades físicas das microesferas, densidade, resistência à fratura e superfície específica, de modo a produzir pastilhas combustíveis que satisfaçam a especificação do combustível quanto a microestrutura, densidade, porosidade aberta e teores de impurezas. E desta forma ajustar os parâmetros a serem utilizados no processamento sol-gel das microesferas para se obter estas propriedades e produzir pastilhas com microestruturas otimizadas, adequadas a um comportamento estável sob irradiação. O modelo indicou que, para atingir este objetivo, é necessário produzir microesferas possuindo simultaneamente densidade e superfície específica o mais reduzidas possível. Através de alterações nos parâmetros do processamento sol-gel, microesferas com as propriedades desejadas foram produzidas e o modelo foi corroborado experimentalmente, com a obtenção de pastilhas com microestruturas otimizadas, densidade, porosidade aberta e teores de impurezas, cumprindo todas as especificações deste novo tipo de combustível nuclear. Além disso foi possível obter expressões matemáticas que permitem calcular, a partir das propriedades das microesferas e da pressão de compactação utilizada,. a densidade que será obtida na pastilha sinterizada, bem como a pressão de compactação necessária para se atingir a densidade sinterizada especificada para o combustível / Abstract: In this work, a model for the behaviour of thorium-uranium-mixed oxide microespheres in the pelletizing process is presented. This model was developed in a program whose objective was to demostrate the viability of producing fissile material through the utilization of thorium in pressurized water reactors. This is important because it allows the saving of the strategic uranium reserves, and makes it possible the nuclear utilization of the large brazilian thorium reserves. The objective was to develop a model for optimizing physical properties of the microespheres, such as density, fracture strength and specific surface, so as to produce fuel pellets with microstructure, density, open porosity and impurity content, in accordance with the fuel specification. And, therefore, to adjust the sol-gel processing parameters in order to obtain these properties, and produce pellets with an optimized microstrucuture, adequate to a stable behaviour under irradiation. The model made it clear that to achieve this objective, it is necessary to produce microspheres with density and specific surface as small as possible. By changing the sol-gel processing parameters, microspheres with the desired properties were produced, and the model was experimentally verified by manufactoring fuel pellets with optimized microstructures, density, open porosity and impurity content, meeting the specifications for this new nuclear fuel for pressurized water reactors. Furthermore it was possible to obtain mathematical expressions that enables to calculate from the microspheres properties and the utilized compactation pressure, the sinter density that will be obtained in the sintered pellet and the necessary compactation pressure to reach the sintered density specified for the fuel / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química
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Modelagem e desenvolvimento de estrategia de controle para o reator de sintese de dextrana

Florido, Camile 02 May 2001 (has links)
Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-28T11:58:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Florido_Camile_M.pdf: 5813413 bytes, checksum: 855765ae1c9917bf3b30c36df4e3373c (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho tem como enfoque a modelagem e o desenvolvimento de uma estratégia de controle para um reator de síntese de dextrana. A dextrana é um biopolímero, com grande potencial de utilização em indústria cosmética e área médica; a cada faixa de peso molecular se associa uma utilidade à dextrana. Ela pode ser obtida por via enzimática, com a reação ocorrendo "in vivo" ou "in vitro". Esta é normalmente mais empregada porque é mais fácil de controlar, se comparada com a técnica "in vivo". O reator de síntese de dextrana é constituído de dois estágios, dois recipientes preenchidos com uma mistura bifásica. A reação enzimática e a dessorção da enzima ocorrem no primeiro estágio, enquanto a adsorção da enzima acontece no segundo. A enzima dextrana-sacarase e o substrato não consumido - sacarose - são reciclados continuamente. Diante destas considerações foi desenvolvido um modelo dinâmico para o processo, cujas características principais foram tomadas para tomar a representação tão real quanto possível. O modelo matemático se baseou em balanços de massa envolvendo as distribuições de enzima e de substrato entre as fases sólida e líquida; não se utilizou balanços de energia porque os efeitos térmicos foram desprezados. Os resultados obtidos através da simulação do modelo matemático, na qual se empregou o algoritmo LSODAR para a integração numérica, revelam o comportamento dinâmico natural ou "pseudo-estacionário" do sistema. Como as variáveis não atingem um valor estacionário, foi necessário desenvolver controladores capazes de manter a variável de interesse em um nível satisfatório. Tal variável - a concentração de substrato no segundo estágio - é usada para calcular a produtividade e o rendimento do processo. Foram desenvolvidos e comparados dois tipos de algoritmos de controle: um PID convencional e o algoritmo DMC para a malha SISO, utilizando o fluxo de alimentação no primeiro reator como variável manipulada. Os resultados mostram que o algoritmo DMC apresenta melhor robustez se comparado ao PID, para a maior parte dos resultados. Conclui-se, portanto, que o algoritmo de DMC convencional pode ser usado com sucesso em controle de processos com um comportamento dinâmico natural contanto que os parâmetros sejam cuidadosamente escolhidos / Abstract: This work is focused on modeling and development of a control strategy for a dextran reactor. Dextran is a biopolymer, with great potential of utilization in cosmetic industry and medica1 area. For each specific purpose, it must have suitable molecular weight. Dextran can be obtained by enzymatic path, with the reaction occurring "in vivo" or "in vitro". The latter has been chosen because it is easier to control, if compared with "in vivo" technique. The dextran reactor is constituted by two stages, two vessels filled with a two-phase mixture. Enzymatic reaction - desorption of the enzyme carries out the first stage; meanwhile, the adsorption of the enzyme takes place in the second stage. Enzyme dextran-sucrase and non-consumed substrate - sucrose - are continuously recycled. From these considerations, it was developed a dynamic model for the process, whose main characteristics were considered to make the representation as real as possible. Mathematical models were based on mass balances involving enzyme and substrate distributions between solid and liquid phases; eoergy balances were not considered because the thermal effects are oegligible. The results obtained ftom the simulation of mathematical model, using LSODAR algorithm for numerica1 iotegration, revealed the natural dynamic behavior - also called pseudo stationary behavior - of the system. The variables did not reach a stationary value, so it was necessary to develop controllers which were capable to maintain the variable of interest in a suitable leveI. This variable was the substract concentratioo on the second stage, which is used to ca1culate the productivity and the yield of the processo Two types of control algorithms were performed and compared: a conventional feedback PID and the DMC-SISO, utilizing the feed flow 00 the fIrst reactor as manipulated variable. The results showed that DMC algorithm presents a better robustness if compared to the PID, for the most part of results. It was concluded that the conventional DMC algorithm can be used successfully in control of processes with a natural dynamic behavior as long as the parameters are chosen carefully / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos

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