Otimização do processo de produção contínua de etanol através de modelos estruturados

• Processo: 00/10451-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2001
• Data de Término da vigência: 08 de agosto de 2005
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Rubens Maciel Filho
• Beneficiário: Patrícia Candioto Migliari
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Etanol Fermentação alcoólica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Etanol | Otimizacao

Resumo

O etanol, seja puro ou misturado à gasolina, é uma importante fonte alternativa de combustível do nosso país. Sendo assim, no presente trabalho, um processo de fermentação alcoólica contínua para produção de etanol será otimizado. O processo inicialmente a ser otimizado consiste de quatro reatores CSTR ligados em série com reciclo de células. Um modelo determinístico validado com dados industriais já foi desenvolvido e será usado como referência neste estudo. O que se pretende neste trabalho é considerar além da cinética de fermentação alcoólica, o metabolismo do microrganismo responsável pelo processo de transformação. Para isto será feito uma aproximação para modelos estruturados, ou seja, considerando descrições simples do metabolismo microbiano. O sistema será otimizado através das técnicas do fatorial "design" e superfície de resposta, programação quadrática sucessiva (SQP) e programação mista-inteira não-linear (MINLP). Para tanto serão desenvolvidas funções objetivo que visam maximizar a produção de etanol com um consumo mínimo de substrato levando-se em consideração as condições operacionais que maximizam o tempo de vida das células. Consideração será dada pela busca da melhor configuração (número de dornas) partindo-se do sistema composto de quatro dornas que opera em escala comercial, para o qual já existe um modelo matemático não estruturado já validado (DECHECHI, 1998). (AU)