Setembro 2015 vol. 2 num. 1 - VI Encontro Científico de Física Aplicada

Artigo Completo - Open Access.

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Influência da réplica experimental nos parâmetros estimados para os modelos cinéticos da produção de etanol em batelada

Zanardi, M. S. ; Costa Jr., E.F. ;

Artigo Completo:

Modelos matemáticos são importantes para analisar o comportamento do processo para diferentes condições operacionais. A modelagem do processo fermentativo é complexa e os modelos cinéticos podem conter diversos parâmetros. Os parâmetros podem ser obtidos na literatura ou estimados por meio da resolução de um problema de otimização, cuja função objetivo é, por exemplo, o somatório dos quadrados dos resíduos (diferença entre o valor simulado e experimental). Todo experimento está sujeito a erros de medida e estes erros podem influenciar, em maior ou menor grau, os valores dos parâmetros estimados. Este trabalho tem como objetivo determinar o efeito dos erros experimentais nos parâmetros dos modelos cinéticos para o processo de produção de etanol. Os parâmetros foram estimados empregando-se a implementação do método Simplex Nelder-Mead no Matlab. Os dados utilizados na investigação foram resultantes de ensaios experimentais em batelada com diferentes amostras de substratos, obtidos da literatura. As amostras de substratos foram obtidas em duplicata de diferentes empresas. Como resultado, além da esperada diferença nos parâmetros cinéticos, obtidos para as amostras de diferentes empresas, também foram observadas diferenças para os parâmetros da mesma empresa, ao se empregar réplicas.

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Mathematical models are important to analyze the process behavior for different operational conditions. The modeling of the fermentation process is complex and kinetic models can contain different parameters. The parameters can be obtained from the literature or can be estimated by solving an optimization problem whose objective function is for example the sum of squares of the residuals (difference between the simulated and experimental value). All experiments are subject to measurement error and these errors may affect, to a greater or lesser extent, the values of estimated parameters. The proposal of this paper is to determine the effect of experimental errors on the parameters of kinetic models for the ethanol production process. The parameters were estimated using the Matlab implementation of the Nelder-Mead Simplex. The data used in this work are from the literature and are related to batch experiments with different substrates. Samples of substrates were obtained in duplicate from different companies. As a result, in addition to the expected difference in the kinetic parameters obtained for samples of different companies, differences were also observed between the parameters estimated for each replica of the samples of same company.

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Palavras-chave: modelagem, otimização, estimação de parâmetros.,

Palavras-chave: ,

DOI: 10.5151/phypro-vi-efa-021

Referências bibliográficas
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Como citar:

Zanardi, M. S.; Costa Jr., E.F.; "Influência da réplica experimental nos parâmetros estimados para os modelos cinéticos da produção de etanol em batelada", p. 86-90 . In: Anais do VI Encontro Científico de Física Aplicada [=Blucher Physics Proceedings, v.2, n.1].. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 2358-2359, DOI 10.5151/phypro-vi-efa-021

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