Desenvolvimento de uma rede neural artificial para a produção de um hidromel com adição de extrato de casca de jabuticaba em altas concentrações de células

• Processo: 24/06851-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Rafael Ramos de Andrade
• Beneficiário: Voluspa Michelle Jarpa Ramos
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas (ICAQF). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus Diadema. Diadema , SP, Brasil
• Assunto(s): Bebidas Fermentação Inteligência artificial Sensores virtuais Redes neurais (computação)
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bebidas | fermentação | Inteligência Artificial | sensores virtuais | Redes neurais artificiais

Resumo

O hidromel é uma bebida alcoólica fermentada à base de água e mel, produzida pela ação de leveduras, normalmente linhagens de Saccharomyces cerevisiae, sobre açúcares como glicose e frutose. O produtor, muitas vezes, se depara com empecilhos derivados da falta de controle dos parâmetros importantes do processo. Pensando nisto, o presente trabalho tem como objetivo a elaboração de um sensor virtual baseado em Redes Neurais Artificiais que seja capaz de predizer as concentrações de células (X), de substrato (S), etanol (P) durante a fermentação para o fabrico de hidromel com adição extrato de casca de jabuticaba. Para que isto fosse possível, escolheu-se como variáveis de entrada o pH do meio, a concentração de sólidos solúveis, SS (°Brix) e a densidade óptica (D.O.). Para a obtenção e simulação da rede feedforward com treinamento supervisionado, serão utilizados dados experimentais de cinco fermentações. As redes neurais serão testadas em diversas configurações e será feita a identificação de quais são os melhores algoritmos de treinamento (Levenberg-Marquardt, Levenberg-Marquardt com regularização Bayesiana e Powell), funções de ativação, número de camadas intermediárias e quantidade de neurônio em cada camada, a fim de otimizar a prediçãodas variáveis de saída pela rede. Acredita-se que o sensor virtual poderá ser utilizado para monitoramento e otimização da produção da bebida, podendo identificar as variáveis de interesse, e possibilitando a atuação no processo quando necessário, para melhorar o desempenho da fermentação, e a qualidade do produto final. A rede neural poderá ser aplicada para outras bebidas fermentadas, variações de hidromel e condições de processo, desde que a rede seja retreinada.