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Título: Controle SDRE aplicado em reator de fermentação alcoólica
Autor(es): Bressan, Danilo Cordeiro
Orientador(es): Tusset, Angelo Marcelo
Palavras-chave: Fermentação
Álcool
Sistemas não-lineares
Fermentation
Alcohol
Nonlinear systems
Data do documento: 13-Jun-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Referência: BRESSAN, Danilo Cordeiro. Controle SDRE aplicado em reator de fermentação alcoólica. 2018. 45 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2018.
Resumo: Devido ao aumento da poluição pelo uso de combustíveis fósseis, a demanda por etanol vem crescendo. A principal forma de produção do etanol é por fermentação pela levedura Saccharomyces cerevisiae em um reator de tanque continuamente agitado, CSTR. A temperatura é uma variável de grande importância para esse microrganismo, sendo que a sua temperatura ótima de produção de etanol é 32°C. O reator de fermentação em malha aberta demora para estabilizar, e sua temperatura de estabilização é de aproximadamente 39°C. Dessa forma é necessário um sistema de controle para manter o reator na temperatura ideal de fermentação. A estratégia escolhida foi o sistema de controle por realimentação de estados SDRE por ser uma técnica de controle de simples construção e robusta. Após simulações do reator em malha fechada com perturbações de 20, 30, 40°C e uma função de temperatura variável no tempo, Tin(t), o fermentador apresentou um bom desempenho, regulando de forma rápida a temperatura dentro da faixa aceitável de 2 a 5% do valor de setpoint.
Abstract: Due to the increase of the by the use of fossil fuels, the demand for ethanol has been growing. The main form of ethanol production is by fermentation by Saccharomyces cerevisiae in a Continuous-Stirred Reactor, CSTR. The temperature is a variable of great importance for this microorganism, and its optimum temperature is 32°C. The open-loop fermentation rector takes time to stabilize, and its stabilization temperature is approximately 39°C. Therefore, it is necessary a control system to keep the reactor in the ideal fermentation temperature. The chosen strategy for the control system was the SDRE, because it is a simple construction and robust control technique. After the closed-loop reactor simulations with temperature disturbances of 20, 30, 40°C and a temperature time function, Tin(t), the fermenter presented a good performance, quickly regulating of temperature and acceptable range of 2 to 5% of the setpoint value.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9847
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