Controle Ótimo da Fermentação Alcoólica em Reator Batelada Alimentada usando Computação Bio-Inspirada

Abstract

Recebido em 15 abril, 2013 / Aceito em 24 janeiro, 2015 RESUMO. O modo de operação batelada alimentadaé reconhecido por amenizar os efeitos de inibição causados pelo produto e pelo substrato no processo de fermentação alcoólica. A otimização dinâmica deste processo para fins de maximização da sua produtividade, através do controle da vazão de alimentação do substrato, caracteriza um problema de controleótimo singular de difícil solução devido a flutuação dó ındice diferencial. Neste trabalho, este problema de otimizaçãoé resolvido usando o Algoritmo de Colônia de Morcegos, técnica bio-inspirada na natureza que se fundamenta no comportamento social de colônias de morcegos. Os resultados obtidos com este algoritmo são comparados a uma estratégia utilizada para a transformação do problema original em um de identificação de fases deíndice diferencial flutuante e de tempos de transição entre elas. Na aplicação proposta são consideradas restrições na produtividade, na variável de controle e no volume do fermentador, para operação com tempo livre. São analisadas o efeito das restrições operacionais e das condições iniciais sobre os perfisótimos.Palavras-chave: controleótimo singular, fermentação alcoólica, algoritmo de colônia de morcegos.