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Modelagem matematica para reator trifasico : modelos deterministicos, neuronais e hibridos

Santana, Pedro Leite de 25 July 2018 (has links)
Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T09:47:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santana_PedroLeitede_D.pdf: 5012531 bytes, checksum: e76624d6d8e3a9f61e563a373c8fc641 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre a modelagem matemática de um reator de lama catalítico trifásico, em regime estacionário, a partir de duas abordagens, a saber considerando sua descrição por meio de equações fenominológicas (modelos matemáticos deterministicos) e ultilizando-se de técinicas de redes neurais para sua representação. É apresentado uma revisão dos trabalhos mais relevantes da literatura sobre a modelagem de processos químicos. Em seguida, faz-se a formulação de um modelo matemático determinístico para a representação de um reator tubular em modo contínuo de operação e em regime estacionário, no qual ocorre uma reação trifásica. Um estudo da aplicabilidade de técnicas de redes neurais à analise destes sistemas, considerando-se duas abordagens é também proporcionada. A partir de simulações computacionais (utilizando programas implementados na linguagem FORTRAN), e tomando-se uma reação de hidrogenação como estudo de caso, são mostrados e analisados, de forma comparativa, os principais resultados obtidos, destacando-se a influência dos principais parâmetros e fenômenos no desempenho do reator trifásico, e evidenciando a aplicabilidade das técnicas de redes neurais na sua modelagem / Abstract: In this work, a study on the mathematical modeling of a three-phase catalytic surry reactor is developed, using two approach. In the first, the reactor is described by their phenomenological equations expressing the mass and energy balances for the system. In the second, artificial neural network techniques is considered in representing the three-phase reactor behavior. Initially, a revision of existing literature on three-phase reactor mathematical modeling and on artificial neural networks application in the chemical process analysis is presented. After, the deterministic mathematical model formulation for a three-phase catalytic slurry reactor, with a tubular configuration and operating in steady-state is developed. In the mathematical model the mass and energy balance equation for the catalytic particle are considered. The mathematical model developed is simulated and the main results are presented and discussed, highlighting the effect of the principal parameter of the process in its performace, and using data obtained by the mathematical model simulation, the applicability of artificial neural networks techniques is shown / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química
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Cinetica e modelagem no reator de HDT

Silva, Raissa Maria Cotta Ferreira da 27 January 1995 (has links)
Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T16:56:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_RaissaMariaCottaFerreirada_M.pdf: 8797102 bytes, checksum: b9ec284157d87a455ad4fa39286676d8 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O hidrotratamento (HDT) de frações do petróleo é feito para remover Compostos de enxofre,nitrogênio,oxigênio e metais pesados,bem como para estabilizar as correntes por hidrogenação de compostos insaturados. Este processo tomou-se extremamente importante para atender a crescente demanda de combustíveis com baixo teor de impurezas, que vem sendo criada pelo desejo da sociedade em melhorar a qualidade do meio ambiente e obter produtos satisfatórios. Em destilados médios como o diesel, a maior parte do enxofre está presente na forma de compostos heterocíclicos condensados tais como benzotiofeno, dibenzotiofeno e benzonaftotiofeno. Quando o corte toma-se mais pesado o percentual de compostos heterocíclicos sulfurados aumenta mais rapidamente do que os compostos mais simples como mercaptans e heterocíclicos de um anel, por exemplo o tiofeno, que são organosulfurados mais fáceis de dessulfurizar. Da mesma forma, a fração de destilados médios. contém nitrogênio na forma de compostos heterocíclicos condensados, que exigem condições de temperatura e pressão mais severas para a remoção do heteroátomo ... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The reason for the hydrotreating of petroleum fractions is to remove sulfur, nitrogen, oxygen and heavy metal, in order to stabilize the fractions by hydrogenation of unsaturated compounds. This process has become extremely important to attend the growing demand of low impurity fuel oils that has been created by society's desire to improve the environment quality and to achieve satisfactory products. In the middle distillates, like diesel, most of the sulfur is present in the form of condensed heterocyclic compounds such as benzothiophenes, dibenzothiophenes and benzonaphthothiophenes.As the feedstocks become heavier, the percentage of condensed sulfur heterocyclics increases faster than simpler compounds such as mercaptans and single-ring heterocyclic, which are relatively easy to desulfurize. In the same way, the fraction of middle distillates has nitrogen in the form of condensed heterocyclics, that requires more severe pressure and temperature conditions to remove that heteroatom ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química
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Modelagem deterministica de reatores de lama cataliticos trifasicos : aplicação para reações de hidrogenação

Mariano, Adriano Pinto, 1978- 03 August 2018 (has links)
Orientadores: Rubens Maciel Filho, Eduardo Coselli Vasco de Toledo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:04:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mariano_AdrianoPinto_M.pdf: 3273115 bytes, checksum: 7578b10a457e163b9f32d529762bc418 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado
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Oxidação parcial do metanol : influencia das relações molares agua/metanol e oxigenio/metanol na seletividade

Oliveira, Lorena Cristina Alves de 25 September 1998 (has links)
Orientador: Jose Claudio Moura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-24T03:22:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_LorenaCristinaAlvesde_M.pdf: 6249393 bytes, checksum: be95471d21c35a291edd3db8de022c66 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: A reação de oxidação parcial do metanol para a produção de formaldeído sobre catalisador de ferro-molibdênio é estudada em um microrreator tubular de leito fixo, com o objetivo de analisar a influência das relações molares água/metanol e oxigênio/metanol na taxa de reação e na seletividade. Já foi demonstrado que o nitrogênio do ar, utilizado no processo convencional de produção de formaldeído como inerte que tem a função de auxiliar o processo convectivo de remoção de calor, pode ser substituído por vapor de água e dessa forma reduzir a emissão de VOCs. na atmosfera. A coleta de dados cinéticos foi conduzida à pressão atmosférica em condições consideradas isotérmicas na faixa de temperatura entre 300 e '340 GRAUS¿C, razão molar oxigênio-metanol (Ro) entre 0,5 e 0,95, razão molar água-metanol (Ra) entre 1.3 e 1.9 e o tempo espacial modificado (W/¿F IND. Ao¿) entre 8,5 e 34,93 'g IND. cat.¿ min/¿¿NL IND. metanol.¿ Um modelo de reação é proposto para gerar a equação da taxa e a partir dos dados cinéticos experimentais realizar o ajuste dos parâmetros. Os resultados experimentais chegam a apresentar conversão total de metanol, com o rendimento praticamente total em formaldeído. Demonstra-se que o efeito das relações água-metanol na reação principal, nestas condições operacionais, é pequeno, e é compensado por um aumento de temperatura em torno de ¿25 GRAUS¿C... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The partial oxidation of methanol to formaldehyde over an iron molybdenum oxide catalyst has been studied in a continuous flow packed bed microreactor. In the present work it was investigated the influence of molar ratios water/methanol and oxygen/methanol over reaction rate and selectivity. The air¿s nitrogen is used at conventional process of production of formaldehyde like inert and remover of heat released by reaction; however it can be replaced by water vapor decreasing the emission of VOCs in the atmosphere. The collect of kinetics data was led in the atmospheric pressure and isothermal conditions between 300 and '340 DEGREES¿C, molar ratio oxygen/methanol (Ra) between 0,5 and 0,95, molar ratio water/methanol between 1,3 and 1,9 and residence time (w/¿F IND. Ao¿) between 8,5 and 34,93 'g IND. cat.¿ min/¿¿NL IND. metanol.¿ A rate model has been proposed for generating the rate expression and as from kinetic data, realize the fit as parameters. The experimental results showed total convertion of methanol, with a pratically total yield in formaldehyde. It is showed that the effect of molar ratios water/methanol over main reaction, in this operation conditions, is very small, and is compensated by an increase of about ¿25 DEGREES¿C in temperature... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Química
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Estrategias de controle de operação de reatores CSTR

Barbosa Junior, Vandoel Pedro 15 December 1992 (has links)
Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T14:58:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BarbosaJunior_VandoelPedro_M.pdf: 4624642 bytes, checksum: 4293773886a1d0c320a0a105b2c3b205 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: : O controle de processos químicos é um fator determinante para o bom desempenho de toda a planta. No entanto, o seu sucesso vai depender do desenvolvimento de estruturas de controle adequadas. Neste trabalho foram propostas e investigadas várias estruturas de controle com o objetivo de obter o controle de reatores químicos ¿off-line¿ e ¿on-line¿. Para tanto foram utilizadas técnicas de controle não convencionais. O sistema considerado é um reator tanque contínuo agitado (CSTR) não isotérmico para reações químicas do tipo A 'seta¿ B ou A 'seta¿ B 'seta¿ C (consideradas exotérmicas, irreversíveis e com cinéticas de primeira ordem), onde pretende-se maximizar o produto B. O estudo deste tipo de sistema tem relevância para muitos processos na indústria química e em processos biotecnológicos. Embora o sistema seja de parâmetros concentrados, o fato de ser multivariável e ter um modelo matemático determinístico não linear, leva-o a ter um comportamento dinâmico complexo. Um estudo dinâmico abrangente do sistema, para perturbações múltiplas nas variáveis de entrada, foi realizado. A metodologia proposta para analisar tais efeitos mostrou-se conveniente na definição de futuras políticas de controle e de operação. Feita a análise dinâmica do sistema iniciou-se os estudos de otimização através de um procedimento visando a definição de ¿set-point¿ para operação ótima do reator, estratégias e implementação de algoritmos de controle... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The control of chemical processes is a determining factor to a good performance of the whole plant. However, its success will be highly restricted to the development of suitable control structures. In this work, it was proposed and investigated several structures of control looking for obtaing suitable off-line and on-line control of chemical reactor. For that some non-conventional techiniques were used. A non-isothermic continuous stirred tank reactor (CSTR) to chemical reactions of the type A 'seta¿ B ou A 'seta¿ B 'seta¿ C (considered exothermic, irreversible with first order kinetics) was used as the system, where the control objective is to maximize product b. the study of this system is of major importance in many process is of the chemical and biotechnological industries. In spite of being a lumped parameter system, the process multivariable and nonlinear so that it has a complex dynamic behaviour. A comprehensive dynamic study for simultaneous perturbations of the inputs was carried out. The proposed methodology to analyse such effects showed out be very convenient in the definitions of control strategies and operational policies. Made the dynamic analyse of the system was began the optimization study through a procedure to define the set-point for the reactor optimum operation, strategies and implementation of control algorithm... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Química
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Modelos matematicos para reator de lama trifasico aplicados a hidrogenação do o-cresol

Santana, Pedro Leite de 12 June 1995 (has links)
Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T17:08:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santana_PedroLeitede_M.pdf: 4831043 bytes, checksum: a60694025a7e8a10f11bc6576d6b6ed0 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Apresentam-se neste trabalho a modelagem e a simulação de tres modelos matemáticos para reator trifasico, aplicados à reação de hidrogenação do o-cresol. Os modelos são unidimensionais e considerados em estado estacionario. É mostrada a formulação matemática dos modelos, considerado como tubular com fluxo "empistonado". No terceiro modelo o reator é considerado como tubular com dispersão axial. A partir de programas computacionais implementados para a simulação de cada um dos modelos, são mostrados os principais resultados (gráficos e tabelas) os quais indicam a influência dos principais parâmetros sob a performance de cada um deles, permitindo uma comparação entre os tres modelos estudados / Abstract: ln this work is presenteel the moeleling anel the simulation for three mathematical models for three-phase catalytic reactor. The models are steadly-state and one-diimensional. The mathematical formulation of the models is shown, by the consieleration of the mass and energy balances. ln the first model the reactor is considered a series of perfectly mixing tanks, in the second the reactor is considered tubular without axial dispersion, and in thelast one consieler the reactor tubular with axial dispersion. By way of the computacional programs has been performed simulations for the three developed models. Are shown the principal results obtained by simulation. The effects of the parameters on the performances are analysed for each type of models / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química
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Modelagem e simulação de um reator continuo com reciclo da enzima para produção "in vitro" de dextrama

Souza, Eliane Aparecida 18 June 1993 (has links)
Orientador: Francisco Maugeri Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-18T09:54:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_ElianeAparecida_M.pdf: 4840900 bytes, checksum: fed961f2013b1c7d78d7d16c13ca3a5f (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Neste trabalho foi proposta uma nova técnica para produção de dextrana, que consiste de um processo contínuo duplo estágio onde a enzima (dextrana-sacarase) é constantemente reciclada por intermédio de resina de troca iônica e o produto é obtido na saída do segundo estágio. O estudo da viabilidade técnica e do comportamento global do reator foi realizado, baseando-se primeiramente no estudo da cinética de adsorção da enzima e posteriormente simulando o processo em computador, variando as concentrações de substrato e enzima, fração de sólidos representada pela massa de resina e as vazões de alimentação e reciclo. De acordo com o modelo proposto para o processo de adsorção, foram obtidos os seguintes valores para as constantes cinéticas: Kd = 4,975 . 10-1 g . l-1 q+ = 519,751 g. l-1 k1= 426,6 l. g-1.h-1 e k2 = 212,22 h-1. A partir dos dados cinéticos de adsorção levantados em experiências de laboratório, do modelo matemático de velocidade de reação segundo a equação de Michaelis-Menten e de balanços de massa foi feita a modelagem do sistema. As simulações foram realizadas dentro das limitações operacionais do processo e os resultados mostraram que o sistema não atinge o estado estacionário pleno devido à perda de enzima no efluente, sendo esta função de diferentes parâmetros de processo, como teor de sólidos nos reatores, tempos de residência hidráulico e de sólidos e concentração de enzima. Mediante os resultados obtidos nas simulações, visando critérios para estudos de otimização do processo em trabalhos futuros, duas constantes cinéticas foram definidas, uma delas, Kc, relacionada com a perda de enzima e a outra, Ks relacionada com a perda de substrato...Observação: O resumo, na íntegra poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: In this work a new approach for dextran production was presented. It consists of a continuous-two-staged reactor in which the enzyme is continuously recycled between stages by means of an ion exchange resin, whereas the product is obtained pratically enzyme-free in the outlet of the 2nd stage. Both the technical viability and the overall behaviour of the system were evaluated by studying firstly the adsorption of the enzyme on the resin and after simulating the process in a computer. Substrate and enzyme concentrations were changed in the simulations, as well as the solid (resin) fraction in the reactor, feed flow and recycling rate.According to the mathematical model for adsorption of lextran-sucrase the following kinetics constants were obtained: Kd = 4,975 . 10-1 g . l-1 q+ = 519,751 g. l-1 k1= 426,6 l. g-1.h-1 e k2 = 212,22 h-1. The mathematical modeling of the reaction was performed taking into account the mass balance and the kinetic equations for adsorption and enzymatic reaction (Michaelis-Menten type). The simulations were carried out within the operational limitations of the process and it has been shown that there is no true steady state, due to the lost of enzyme in the effluent. This lost of enzyme was shown to be function of several process parameters like the solid fraction in the reactors, the hydraulic residence time, the solid residence time and the enzyme concentration. From the results obtained in the simulations, two kinetics constants were defined, one of them, Kc, related to the waste of the enzyme and the other one, Ks, related to the waste of the substrate. They can be useful for optimization studies in future works...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos
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Controle e otimização de um reator de hidrogenação trifasico

Rezende, Mylene Cristina Alves Ferreira 11 March 2003 (has links)
Orientadores: Rubens Maciel Filho, Aline Carvalho da Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-09-11T21:03:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rezende_MyleneCristinaAlvesFerreira_M.pdf: 5006808 bytes, checksum: d8e7aaf8f0cac9cd8620527cfc16a981 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O presente trabalho trata do estudo do controle e otimização de um reator tubular multifásico visando a Integração de Processos Contínuos em Tempo Real. Como caso estudo é considerado um reator de hidrogenação catalítico trifásico, para o qual é utilizado um modelo matemático determinístico representativo do processo. O comportamento dinâmico do processo de produção é estudado a fim de se determinar possíveis estruturas de controle. O controlador implementado é baseado na filosofia do Controle por Matriz Dinâmica (Dynamic Matrix Contrai - DMC), um tipo de Controle Preditivo baseado em Modelo. Para resolver o problema da otimização, são revisadas e implementadas duas técnicas, a saber: a otimização por Programação Quadrática Sucessiva (Successive Quadratic Programming - SQP) e a otimização global por Algoritmos Genéticos. Os resultados obtidos com a otimização por SQP mostram a eficiência desta técnica na otimização do reator trifásico. Os Algoritmos Genéticos são métodos de otimização globais que trabalham com uma população de soluções que evolui ao longo de gerações e converge para um ótimo global. O estudo dos Algoritmos Genéticos mostra que se trata de um algoritmo robusto e eficiente para a otimização do reator trifásico, que pode ser uma alternativa para problemas onde métodos clássicos, como o SQP, não apresentam bom desempenho. Também é feita uma proposta sobre a integração de processos em tempo real e apresentada uma forma de definir e implementar a estratégia em uma camada, com o objetivo de aplicá-la em trabalhos futuros / Abstract: The present work aims to study the control and optimization of a multiphase catalyst slurry reactor, in order to deal with the Real Time Integration of Continuous Process. As the study case is considered a three-phase catalytic hydrogenation reactor, which is represented by a deterministic mathematical model. The dynamic behavior of the production process is studied in order to identify some suitable control structures. The controller implemented is based on Dynamic Matrix Control (DMC) philosophy, which is a type of Predictive Control based on Model. In order to solve the optimization problem are reviewed and implemented two techniques: optimization by Successive Quadratic Programming (SQP) and the global Optimization by Genetic Algorithms. The obtained results by SQP optimization shows the efficiency of this technique to be used for the three-phase reactor. The Genetic Algorithms are optimization methods based on population solution that evoluted through successive generations and converge to a global optimal. The studies of Genetic Algorithms show the powerful and efficiency for the optimization of the three phase reactor, that may be a potential alternative when classical methods do not work well. It is also done a propose on the over a real time integration process and presented a way to determine and to implement a strategy in one layer for the multiphase catalytic reactor / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química
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Estudo experimental do controle de um reator de policondensação. / Experimental study on the control of a polycondensation reactor.

Teixeira, Reinaldo Aparecido 05 September 2008 (has links)
Em geral, nos processos de policondensação há formação de um produto volátil, conhecido como condensado. A remoção deste produto é necessária a fim de favorecer o crescimento das cadeias poliméricas. O controle da temperatura do reator deve ser implementado de modo a favorecer a remoção do condensado e de manter a qualidade do produto. A aplicação experimental do controlador preditivo não linear (NMPC) a um reator de policondensação é apresentada neste trabalho. Devido às restrições de tempo de processamento, foi proposto um modelo simplificado, denominado Modelo A, obtido considerando o reator como sendo bem misturado acoplado a um tanque de condensado em que Etilenoglicol é acumulado. Supõe-se também que o metanol que deixa o reator é removido completamente do sistema, como se houvesse uma separação perfeita. O modelo A foi ajustado a dados experimentais obtidos a partir de ensaios com perturbação degrau e PRBS (Pseudo Random Binary Sequence). Em conclusão dos experimentos em malha fechada verificou-se que o controlador NMPC com o modelo A apresenta dificuldades de controle quando há reações químicas no sistema. Sendo assim, foi proposto um novo modelo, denominado modelo B, em que assume-se que os componentes voláteis, etilenoglicol e metanol, acumulam-se ambos em um tanque de condensado, podendo retornar ao reator. Foram realizados estudos de simulação para verificar como os modelos A e B interferem na viabilidade das trajetórias de temperatura. Os estudos mostraram que a presença de Metanol no reator, mesmo em pequenas quantidades, tem um efeito mais acentuado na temperatura do que a presença de Etilenoglicol. No entanto, o desempenho do controlador NMPC não foi muito bom quando comparado ao desempenho de um controlador PID. Foi proposta uma nova estratégia, com retroalimentação simples de estado. Nesta estratégia, a temperatura inicial do reator no modelo de referência é atualizada com o valor medido desta temperatura. O controlador NMPC com retroalimentação de estado apresentou um desempenho superior aos controladores NMPC anteriores e PID. O controlador NMPC com retroalimentação de estado mostrou-se mais robusto que o PID porque tem um desempenho equivalente para diferentes trajetórias, sem para isto ter que sofrer alterações nos seus parâmetros de sintonia. O controlador PID sofre uma degradação do seu desempenho, dependendo da trajetória a ser seguida. Isto torna o controlador NMPC com retroalimentação simples de estado mais flexível, pois evitam-se correções no modelo ou nos parâmetros de sintonia para diferentes bateladas. Esta flexibilidade é importante para a industria de polímeros, que muitas vezes trabalha com reatores multiproduto em batelada. / In general, in polycondensation processes there is formation of a volatile product known as condensate. The removal of this product is necessary in order to favor the growth of the polymer chains. The reactor temperature control should be implemented in order to favor condensate removal and to keep product quality. The experimental application of nonlinear predictive controller (NMPC) to a polycondensation reactor is presented in this work. Due to processing time requirements, a simplified model of the system, called model A, obtained by supposing the reactor is a perfect stirred tank coupled to a condensate tank, where the ethyleneglycol that exits the system is accumulated. It is supposed also that the entire methanol that leaves the reactor leaves the system too, as if there was a perfect separation column. Model A was adjusted to experimental data obtained from step response and PRBS (Pseudo Random Binary Sequence) disturbance experiments. In conclusion of the closed loop experiments, it was verified that the NMPC controller with model A presents difficulties when chemical reactions take place in the system. Therefore, a new model, called model B, was proposed, in which it is assumed that both methanol and ethylene glycol are accumulated in a condensate tank, and are allowed to return to the reactor. Simulation studies were carried out in order to verify how models A and B interfere in the feasibility of trajectories. The studies showed that the presence of Methanol, even in small amounts, has a very large effect in temperature, when compared to Ethyleneglycol. However, the NMPC controller performance was not very better than that of a PID. A strategy implementing a simple state feedback was proposed. In this strategy, the initial reactor temperature in the reference model is replaced by its measured value. NMPC with state feedback has a performance better than that of the previous NMPC and PID controllers. NMPC with state feedback appears to be more robust than PID because it has a constant performance for different temperature trajectories, without need of changing its tuning parameters. PID controller instead, shows a degradation of its performance, depending on the trajectory to be followed. This makes the NMPC controller with state feedback more flexible because there is no need to correct the model or the tuning parameters for different batches. This flexibility is important for the polymer industry, that often works with multiproduct batch reactors.
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Análise de fluxos metabólicos aplicada à biossíntese do polímero biodegradável poli-3-hidroxi-butirato P(3HB) por Burkholderia sacchari. / Metabolic flux analysis applied to the biosynthesis of the biodegradable polymer poly-3-hydroxybutyrate (P3HB) produced by Burkholderia sacchari.

Sant'Ana, Débora Vieira Parrine 29 November 2013 (has links)
Este trabalho utiliza a Análise de Fluxos Metabólicos para estudar o aumento da eficiência da linhagem Burkholderia sacchari (LFM101) na produção de PHB. Foram avaliadas as eficiências de conversão de açúcares em PHA de LFM101. Esta também foi cultivada em batelada alimentada em reator, apresentando o máximo teórico durante um estado pseudo-estacionário sob oferta de glicose. Estes dados, submetidos ao software Metatool, resultaram em mapa metabólico contendo os fluxos das reações centrais ede PHA ocorrido no experimento. Através do cultivo de LFM101 e C. necator sob oferta de glicose marcada com 13C, determinou-se que estas utilizam as mesmas vias para produção de PHA, não justificando a baixa eficiência de LFM101. Em um projeto paralelo, estudou-se a eficiência da produção de PHB utilizando melaço de cana, glicerol cru e acetato, em produtores de hidrogênio e PHA, onde verificou-se não apenas o aumento de PHA em mutantes nifh- de R. capsulatus mas a interação dos parâmetros luz e nitrogênio a partir das metodologias DOE e RSM. / This work applies Metabolic Flux Analysis to discuss the eficiency of Burkholderia sacchari (LFM101) in PHA production from sugars . Conversion yields of LFM101 and Cupriavidus necator from carbohydrates to PHA were assessed. LFM101 was also grown in reactor fed-batch cultivations, and presented the theoretical maximum in a pseudo-steady stage while grown on glucose. These data were submitted to Metatool and resulted in a metabolic network containing the experimental fluxes of central and PHA metabolism. Cultivation of LFM101 and C. necator under 13C- labeled glucose showed that both species use the same metabolic pathways for the biodegradable polymer synthesis. On a parallel project, the efficiency of biopolymer production from molasses, raw glycerol and acetate in strains producing hydrogen and PHA was tested. Results showed that there was not only an increase in PHA production by R. capsulatus nifH- mutants but also the interaction of light and nitrogen effects were studied by DOE and RSM.

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