Implementação de algoritmo de otimização multiobjetivo com enxame de partículas à biorrefinaria de cana-de-açúcar em ambinete EMSO

• Processo: 11/02068-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2011
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Caliane Bastos Borba Costa
• Beneficiário: Leonardo Calabrez Gloeden Gonçales
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 08/56246-0 - Bioprocess Systems Engineering (BSE) applied to the production of bioethanol from sugarcane bagasse, AP.BIOEN.TEM
• Assunto(s): Bioetanol Biomassa Cana-de-açúcar Biorrefinaria Virtual de Cana-de-Açúcar (BVC) Algoritmos Otimização multiobjetivo Estudos de viabilidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biorrefinaria de cana-de-açúcar | Emso | Enxame de Partículas | otimização multiobjetivo | Simulação e Otimização

Resumo

Estudos atuais buscam a maximização do aproveitamento da biomassa de cana-de-açúcar para produção do chamado etanol de segunda geração, que deve estar integrada ao processo produtivo do etanol de primeira geração (produzido exclusivamente a partir do caldo da cana-de-açúcar). Deve-se buscar garantir a viabilidade operacional, econômica e ambiental do processo, o que envolve a otimização do processo integrado. O Departamento de Engenharia Química (DEQ) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) vem desenvolvendo uma biorrefinaria virtual de cana-de-açúcar, envolvendo a modelagem, a otimização e a avaliação econômica e ambiental de processos integrados de produção de bioetanol (projetos BIOEN FAPESP 2008/56246-0 e Mestrado FAPESP 2009/13325-0). O software, em atual fase de desenvolvimento, está baseado na plataforma EMSO, e dispõe de modelos de todas as etapas produtivas e de algoritmos local e global de otimização, de modo a que se possa simular diversos cenários operacionais, bem como otimizar o processo com um todo e seus sub-processos. O algoritmo de Enxame de Partículas (PSO) foi implementado na plataforma EMSO para otimização mono-objetivo do processo integrado. Entretanto, busca-se, com a biorrefinaria, encontrar cenários operacionais que otimizem várias funções objetivo, que reflitam critérios de processo aliados a critérios econômicos (custo, lucro, associados inclusive à integração energética e co-geração e ao custo da água) e ambientais (balanço de carbono e minimização de produção de resíduos, como a vinhaça). O interessante é que se disponham de alternativas de processo que reflitam condições não-dominadas, segundo o conceito de otimalidade de Pareto. Nesse sentido, é necessário implementar, no EMSO, um algoritmo PSO multiobjetivo que se utilize da abordagem de Pareto, de modo a que a biorrefinaria possa se utilizar dessa funcionalidade. A implementação desse algoritmo é o objetivo deste projeto de Iniciação Científica. (AU)