Produção de Biodiesel

...

1.6 OTIMIZAÇÃO

Todo problema que admite mais de uma solução viável dispara, a busca da melhor das soluções: a solução ótima. O problema se torna, um problema de otimização. O projeto é um problema típico de otimização. Um problema muito complexo, por sinal, porque compreende em seu bojo dois subproblemas também de otimização, em níveis estrutural e paramétrico, que devem resolvidos conjuntamente do seguinte modo:

- No nível estrutural ( Síntese), são geradas sucessivamente as estruturas viáveis do sistema, em busca da estrutura ótima;

- No nível paramétrico ( Análise), determina-se o desempenho ótimo de cada uma das estruturas.

O desemprenho ótimo é caracterizado pelos valores das variáveis correspondentes ao lucro máximo ou ao custo mínimo daquela estrutura.

-

AVALIAÇÃO ECONÔMICA

O desempenho econômico previsto para um processo em fase de projeto e o desempenho econômico real de um processo em operação podem ser medidos através de critérios expressos por funções do tipo lucro ou custo. Esses critérios são utilizados tanto em problemas de simulação como de dimensionamento.

O custo total é a soma dos custos diversos em que incorre o empreendimento. Incluem os custos de produção (Cprod.) e os custos Gerais (Cgerais). Os custos de produção incluem os Custos Diretos e os Custos Fixos. Os custos Diretos são os custos diretamente proporcionais à produção. Incluem custos com matéria-prima, com utilidade, com manutenção, com suprimentos operacionais, com mão-de-obra operacional e de supervisão, com administração, com a utilização de laboratórios, com patentes e “royalties” (Royalties é uma palavra em inglês que significa regalia ou privilégio).

-

INTRODUÇÃO À SINTESE DE PROCESSOS

A finalidade deste capitulo é apresentar a Síntese de processos como parte nobre do projeto, a sua etapa criativa, na qual se definem os equipamentos e a forma como eles são interligados no fluxograma. O capítulo começa demostrando a natureza combinatória do problema de síntese e a necessidade de se utilizar ferramentas até então inexistentes na Engenharia Química. Em seguida, são abordadas as contribuições inestimáveis da Inteligência Artificial: a decomposição, a representação e alguns métodos intuitivos de resolução de problemas complexos.

3.1 NATUREZA COMBINATÓRIA DO PROBLEMA DE SÍNTESE

Quando o projeto foi definido com um problema complexo de otimização com inúmeras soluções. O problema de síntese consiste em gerar todos os fluxogramas possíveis para que a analise determine aquele que exibe o de maior lucro, ou de menor custo no caso de a produção ser especificada. Os elementos do problema são os equipamentos mostrados na figura 2.

[pic 4]

Figura 2

Esses equipamentos podem ser combinados de diversas maneiras, gerando o fluxograma alternativo, mostrado na figura 3.

[pic 5]

Figura 3

O problema agora consiste em analisar cada um desses fluxogramas para encontrar o de maior lucro. Esta tarefa é relativamente simples quanto ao número de soluções possíveis é pequeno. No entanto, à medida que aumenta a complexidade do processo, o número de fluxogramas plausíveis pode chegar a centenas de milhares, o que dificulta a busca do fluxograma ótimo.

3.2 DECOMPOSIÇÃO DE PROBLEMAS

Na Engenharia de Processos, o problema complexo é o projeto, que pode ser decomposto nos subproblemas tecnológico ( rotas químicas), estrutural( síntese) e paramétrico ( análise). O subproblema de síntese, também pode ser decomposto em subproblemas.

- Reação: responsável pela modificação do conjunto de espécies químicas, transformando-as no produto principal.

- Separação: responsável pelo ajuste de composição das correntes, separando o produto dos subprodutos e do excesso de reagentes.

- Integração: responsável pela movimentação da matéria e pelos ajustes de temperatura das correntes.

- Controle: responsável pela operação segura e estável do processo.

Cada uma dessas subtarefas é executada por um sistema de mesmo nome. Os subsistemas, formam o processo.

- Síntese do subsistema de reação, que consiste na escolha e na interligação dos reatores, o que ditará a composição da corrente do produto;

- Síntese do subsistema de separação, que consiste na escolha e no sequenciamento dos equipamentos que realizarão a separação do produto principal, dos co-produtos, dos subprodutos, excesso de reagentes e dos inertes

- Síntese do subsistema de integração material e energética, que consiste na escolha e no sequenciamento dos equipamentos que permitirão que as diversas correntes cheguem à entrada e à saída dos reatores e dos separadores, bem como do processo global, nas condições desejadas

- Síntese do subsistema de controle, que consiste na escolha da malha de controle que propiciará a operação estável e segura do processo completo.

3.3 INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL NA SÍNTESE DE PROCESSOS

A inteligência artificial é o ramo da computação que estuda a forma como o homem utiliza intuitivamente inteligência e raciocino na solução de problemas complexos, implementando-as em máquinas. São muitas as aplicações da inteligência artificial:

- Resolução de problemas complexos;

- Processamento de linguagem natural;

- Percepção e reconhecimento de padrões;

- Logica computacional;

- Sistemas com aprendizado

A aplicação de interesse é a resolução de problemas complexos, como os de síntese de processos, a valiosa contribuição da inteligência artificial está na decomposição e na representação de problemas e em alguns métodos intuitivos de resolução.

3.3.1