Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6624.pdf: 8550248 bytes, checksum: 5ec0bd60b54af457950d157adeb2bc97 (MD5) Previous issue date: 2015-03-13 / Universidade Federal de Sao Carlos / Este trabalho visa a otimização não-linear restrita usando o Método das Tolerâncias Flexíveis (FTM) e na aplicação do mesmo na síntese de sistemas de integração mássica. A integração mássica é uma técnica que permite a compreensão global do fluxo de massa dentro do processo, e emprega tais conhecimentos na identificação de melhorias de desempenho e otimização da geração e mapeamento de espécies ao longo do processo. A integração de massa baseia-se nos princípios fundamentais da engenharia química combinada com a análise do sistema usando ferramentas gráficas e de otimização. Neste contexto, o método direto de otimização foi usado como base para melhorias a fim de tornar possível sua aplicação em problemas de síntese de processo, especialmente a integração de massa. O Método das Tolerância Flexíveis é um método direto de otimização que apresenta algumas vantagens como simplicidade e a capacidade de lidar com igualdade e desigualdade sem empregar o cálculo de derivadas. O método utiliza duas buscas para satisfazer a restrição de viabilidade. A busca externa é uma variação do método de Nelder-Mead (ou o método Poliedro Flexível ou FPM) que minimiza a função objetivo. A busca interna minimiza o valor da função formada pelas restrições de igualdade e/ou desigualdade do problema. Esta busca interna pode ser realizada por qualquer método de otimização não linear irrestrita. Neste trabalho, o método das tolerâncias flexíveis foi hibridizado com diferentes métodos irrestritos para realizar a busca interna: BFGS (Método de Broyden, Fletcher, Goldfarb and Shanno) e Powell modificado. O método estocástico do Enxame de Partículas (PSO) também foi empregado para efetuar a inicialização e geração do ponto de partida viável para sequencial aplicação do método deiii terminístico (FTM e modificações). Outras modificações testadas foram o escalonamento de variáveis, a utilização de parâmetros adaptativos Nelder-Mead e a adição de uma barreira. Os algoritmos propostos neste trabalho foram aplicados a um conjunto de problemas nãolineares restritos que compreende problemas de otimização reais. Os códigos que apresentaram melhor desempenho foram o Método Modificado das Tolerâncias Flexíveis com variáveis escalonadas (MFTMS) e o híbrido FTMS-PSO (o Método das Tolerância Flexíveis com escalonamento de variáveis e hibridizado com PSO). Estes melhores códigos foram aplicados com sucesso na solução de problemas de integração em massa. Os resultados encontrados neste trabalho demonstram a capacidade de métodos simples e diretos em lidar com problemas de otimização complexos, como os problemas de integração mássica. Além disso, um problema inédito de integração mássica proposto neste trabalho, a integração mássica de uma biorefinaria de cana-de-açúcar incluindo 1G, 2G e 3G, foi resolvido com êxito com os métodos propostos neste trabalho (MFTMS e FTMS-PSO). A primeira geração (1G) inclui a produção de etanol utilizando o caldo da cana-de-açúcar e produção de vapor e eletricidade pela cogeração. A segunda geração (2G) utiliza a biomassa lignocelulósica para produção de etanol pela rota bioquímica. A terceira geração (3G) inclui a utilização de algas para produção de biocombustíveis (etanol e biodiesel). Os resultados deste estudo de caso fornecem uma indicação de uma forma economicamente viável de conseguir avanços substanciais em termos de consumo de água e redução da poluição. / This work is focused in constrained nonlinear optimization using the Flexible Tolerance Method (FTM) and in applying in systems synthesis of mass integration. Mass integration is a technique that allows an overall understanding of the mass flow within the process, and employs such knowledge in identification of performance improvements and optimization of the generation and mapping of species throughout the process. The mass integration is based on the fundamental principles of chemical engineering combined with system analysis using graphical and optimization tools. In this context, the direct method of optimization was used as the basis for improvements in order to make possible the application in process synthesis problems, especially mass integration. The Flexible Tolerance Method is a direct method of optimization that present some advantages as simplicity, the ability to lead with equality and inequality constraints without employ derivative calculus. The method uses two searches to satisfy feasibility constraint. The external search is a variation of the Nelder-Mead method (or the Flexible Polyhedron method or FPM). This one seeks to minimizes the objective function. The internal search minimizes the value of the positive function for all equality and/or inequality constraints of the problem. This internal search can be performed by any unconstrained nonlinear optimization method. In this work, the Flexible Tolerance Method was hybridized with different unconstrained methods to perform the inner search: the BFGS (Broyden, Fletcher, Goldfarb and Shanno Method) and the modified Powell. The stochastic PSO method was also employed to perform the initialization and generation of the feasible start point to sequential application of the determination method i (FTM and modifications). Others modifications tested were the scaling of variables, the use of Nelder-Mead adaptive parameters and the addition of a barrier. The algorithms proposed in this work were applied to a benchmark of constrained nonlinear problems that comprises real world optimization problems. The best codes obtained were the Modified Flexible Tolerance Method Scaled (MFTMS) and the hybrid FTMS-PSO (the Flexible Tolerance Method with scaling of variables hybridized with PSO (Particle Swarm Optimization)). These best codes were applied with success in the solution of mass integration problems. The results found in this work demonstrate the capacity of simple and direct methods in deals with complex optimization problems, as the mass integration problems. Additionally an inedited problem of mass integration proposed in this work, the mass integration of 1G, 2G and 3G sugarcane biorefinery was successful solved with the methods proposed in this work (MFTMS and FTMS-PSO). The first generation (1G) includes the ethanol production using the sugarcane juice and production of vapor and electricity throughout cogeneration. The second generation (2G) includes the ethanol production using the lignocellulosic biomass feedstock via the biochemical route. The third generation (3G) includes the algae use for production of biofuels (ethanol and biodiesel). The findings of this study case provide an indication of an economically viable way of achieving substantial advances in terms of water consumption and pollution reduction.

Made available in DSpace on 2016-04-27T19:32:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Agenor Sarraf Pacheco.pdf: 14159317 bytes, checksum: 9189775a02b4073b1b781b5947c2f699 (MD5) Previous issue date: 2009-06-19 / Universidade da Amazônia / This work speaks of travel, routes and roots of populations of oral traditions marajoaras, holders of local knowledge, in contact with Western knowledge learned. Your time is located at the confluence of shared contacts, permitted or denied between fields and forests, surprised in writing and orally to chroniclers, religious, travelers, literary scholars, writers and other storytellers. The original motto of these crossings is part of the 1930s, when the Order of Augustinians Recollects in Madrid, took over direction of the Christian faith and began to address letters of a sacramental Catholicism in areas of large islands. The direction given by the Augustinians, to return to her missionary upset with the expulsion of religious orders at the Pombalino Consulate, enhanced memory of Father Antonio Vieira and brought the challenge to review the documentation produced by the regular features for understanding identity, knowledge and traditions native or in diasporas in the Heart of the Amazon. These discoveries raised the research boat to revisit previous cultural borders, networks of sociability and conflict cobbled by indigenous peoples, African, mixed in with groups intermediations in power this colonial period. Inspired by Cultural Studies with emphasis in Latin American thought, the plots of this text also presents the social place granted by Amazon historiography to the paradisiacal Marajó and the complex differences and similarities in d form of historical Marajós. Inside of chronicles, memories and reports made by the Augustinians in his pastoral experience with residents of the region, is visible buildings, guidelines, negotiations, loneliness and limits of life in that dynamic environments require the unknown island condition human foreign. So, systems of waters, spaces of fields and forests turned into weapons socio-cultural contacts, sometimes uneven, insurgents, involving marajoaras, religious, political and economic elites from the regional between the colony and emerging time today. At the heart of these meetings, and trade disputes in yesterday and today, universes of beliefs, rituals and wisdom are strongly followed in local activities of work, fights against diseases, battles against the adversities of life experiences and cultural practices as party, prayers, songs, dance, without losing sight of gimmicks, transgression, (in) tolerances for men and women agree marajoaras the reconfiguration and reaffirmation of their cultural identities afroindígenas / Este trabalho fala de viagens, rotas e raízes de populações de tradições orais marajoaras, detentoras de saberes locais, em mediações com ocidentais conhecimentos letrados. Seus tempos situam-se na confluência de contatos compartilhados, tolerados ou negados entre campos e florestas, surpreendidos em escritas e oralidades de cronistas, religiosos, viajantes, literatos, narradores e outros escritores. O mote inicial destas travessias insere-se nos anos de 1930, quando a Ordem dos Agostinianos Recoletos de Madri, assumiu rumos da fé cristã e passou a dirigir ofícios de um catolicismo sacramental em territórios do grande arquipélago. O sentido atribuído, pelos agostinianos, para retomar o elã missionário rompido com a expulsão das ordens religiosas no Consulado Pombalino, reforçou a memória de Padre Antônio Vieira e trouxe o desafio de revisão da documentação produzida pelos regulares para apreender traços identitários, saberes e tradições nativas ou em diásporas no Coração da Amazônia. Estas descobertas levaram o barco da pesquisa a revisitar anteriores fronteiras culturais, redes de sociabilidades e conflitos alinhavados por populações indígenas, africanas, mestiças em intermediações com grupos no poder desde o período colonial. Inspirado nos Estudos Culturais com ênfase no pensamento Latino-Americano, os enredos deste texto também problematizam o lugar social concedido pela historiografia Amazônica ao paradisíaco Marajó e às complexas diferenças e semelhanças de constituíres históricos dos Marajós. Por dentro de crônicas, memórias e relatórios confeccionados pelos agostinianos em suas experiências pastorais com moradores da região, vislumbram-se edificações, orientações, negociações, solidões e limites que dinâmicas de vida em ambientes insulares desconhecidos impõem à condição humana estrangeira. Desse modo, regimes de águas, espaços de campos e florestas transformaram-se em arena de contatos sócio-culturais, por vezes desiguais, insurgentes, envolvendo marajoaras, religiosos, elites políticas e econômicas regionais entre a colônia e emergentes tempos atuais. No âmago desses encontros, trocas e litígios de ontem e de hoje, universos de crenças, rituais e sabedorias locais são fortemente acompanhados em atividades de trabalho, lutas contra enfermidades, batalhas por vivências frente a adversidades e práticas culturais como festas, rezas, cantos, danças, sem perder de vista astúcias, transgressões, (in)tolerâncias comungadas por homens e mulheres marajoaras na reconfiguração e reafirmação de suas identidades culturais afroindígenas