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Previous issue date: 2016-02-26 === O etanol está ganhando cada vez mais atenção, principalmente devido aos
seus benefícios ambientais. A utilização desse combustível permite a redução
da emissão de gases poluentes e proporciona uma alternativa para a redução
do consumo de combustíveis de fontes não renováveis. No Brasil, segundo
maior produtor mundial, praticamente toda a produção de etanol é proveniente
da fermentação da sacarose, originária principalmente da cana-de-açúcar, por
ação de microrganismos em condições de anaerobiose. A modelagem
matemática e simulação são importantes para prever o comportamento
dinâmico e as respostas do sistema às mudanças nas variáveis do processo.
Nesse contexto, esse trabalho tem por objetivo propor um modelo matemático
para a fermentação contínua em tanques em série de uma usina de etanol.
Para esse objetivo ser alcançado é preciso definir dentro dos modelos cinéticos
na literatura, aquele que melhor descreve a cinética fermentativa. Tendo-se a
equação que descreve a cinética de reação, a modelagem dos biorreatores
consiste nos balanços dinâmicos de massa em cada reator, para cada
componente considerado, a saber: o substrato, a células de levedura e o etanol produzido. Estes balanços dinâmicos compõe um sistema de equações
diferenciais ordinárias, EDOs, que deve ser integrado. Na metodologia
proposta neste trabalho, estas EDOs são integradas pelo método de Runge-
Kutta de 4ª ordem do Matlab. Para a estimação de parâmetros propõe-se
empregar dados da literatura num primeiro momento e posteriormente dados
reais de uma usina de álcool. A partir destes dados, um problema de
otimização, cuja função objetivo é o somatório dos quadrados dos erros do
modelo (em relação aos dados experimentais) é resolvido. No término desse
trabalho espera-se encontrar um modelo capaz de predizer o comportamento
da concentração dos componentes nos reatores.
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