Modelagem, simulacao e controle de um processo fermentativo continuo extrativo de producao de butanol.

Resumo

Este projeto de pesquisa, vinculado ao Projeto Temático intitulado “Integração de Processos Químicos em Tempo Real” (Processo n° 1998/14384-3), objetiva o desenvolvimento de um modelo determinístico detalhado e um software capaz de representar uma tecnologia inédita para produção de butanol por fermentação contínua extrativa, uma via de produção que necessita de aperfeiçoamentos para poder se tornar economicamente competitiva em relação à via petroquímica. Os estudos de modelagem, simulação e controle serão baseados no processo de fermentação alcoólica continua extrativa desenvolvido por Atala (2004 e 2006). O modelo determinístico é baseado em equações cinéticas e de conservação de massa, sendo a modelagem feita através da aplicação de conceitos já existentes, inclusive levando-se em conta modelos termodinâmicos para o processo de extração a vácuo. Através da metodologia de planejamento experimental fracionário será avaliada a sensibilidade dos parâmetros do processo, para proposição de estratégias operacionais e também identificar faixas ótimas de operação do processo. Para isso, será utilizada a metodologia de superfície de respostas através de planejamento fatorial completo composto, aplicada ao modelo determinístico desenvolvido neste Projeto. Esta etapa visa encontrar as condições operacionais mais adequadas para a maximização do rendimento, da produtividade e da conversão em butanol. Com estas informações, será possível estabelecer uma estratégia de controle mais apropriada determinando as variáveis manipuladas com seus níveis de atuação e implementar no processo fermentativo extrativo o controlador DMC (Dynamic Matrix Control), avaliando assim, o seu desempenho e robustez.