Banca de QUALIFICAÇÃO: BRUNO HENRIQUE DA SILVA MELO

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: BRUNO HENRIQUE DA SILVA MELO
DATA : 13/12/2023
LOCAL: Defesa remota
TÍTULO:

 

DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO DE SENSORES VIRTUAIS NA INDÚSTRIA SUCROALCOOLEIRA

PALAVRAS-CHAVES:
PÁGINAS: 59
RESUMO:

 

O monitoramento de um processo industrial envolve quase sempre a avaliação contínua de
parâmetros de qualidade, que são, em geral, medidas offline que demandam tempo e preparo
de amostra até a análise dos resultados. Tendo isso em vista, o emprego da espectroscopia no
infravermelho próximo (NIRS) na quantificação de diversos analitos e propriedades tem
ganhado notoriedade em aplicações industriais por suas diversas vantagens em comparação a
metodologias clássicas: é uma técnica rápida e que demanda pouco ou nenhum preparo prévio
de amostra, agilizando a obtenção de resultados e por consequência, o controle de processos.
Dentre as possibilidades que a técnica e a instrumentação oferecem, os espectrômetros portáteis
se destacam nas determinações em campo, diretamente no local de coleta das amostras e, a
depender do aparelho, ainda oferecem conectividade, facilitando medidas on-line e in-line, e,
assim, trazendo mais benefícios para as aplicações na indústria. Nesse
contexto, o presente trabalho direcionou-se em avaliar e comparar o desempenho de dois
espectrômetros NIR portáteis, o MicroNIRTM (faixa espectral de 950 a 1650 nm) e o
NeoSpectra ScannerTM (faixa espectral de 1350 a 2500 nm), na construção de modelos de
regressão por máquinas de vetores de suporte (Support Vector Machines - SVM), para
quantificação de sólidos solúveis totais (brix), sacarose aparente (pol) e açúcares redutores (AR)
em diversas etapas e substratos da fabricação de açúcar de uma usina situada no estado de
Pernambuco, visando maior eficiência no controle do processo e rapidez na obtenção de
resultados. Essa técnica de calibração foi selecionada a fim de remover e/ou minimizar os
possíveis efeitos não-lineares presentes nos dados. Para a etapa de construção dos modelos,
medidas por transflectância utilizando os espectrômetros portáteis e as análises de referência
(refratometria, polarimetria e cromatografia líquida para brix, pol e AR, respectivamente) foram
realizadas nas amostras provenientes dos processos de extração e tratamento do caldo,
evaporação, cristalização e cozimento, centrifugação e refinamento do açúcar bruto. No total,
554 amostras para o MicroNIR e 407 amostras para o NeoSpectra foram coletadas em 2 safras
de trabalho (2021/2022 e 2022/2023). Modelos globais foram desenvolvidos incluindo todas as
amostras coletadas no processo. Os modelos construídos com os dados adquiridos com o
MicroNIR apresentaram em geral melhores resultados comparados ao NeoSpectra,
evidenciados pelos menores valores de RMSEP (Root Mean Square Error of Prediction)
observados: 0,75, 2,03 e 0,79 %(m/m) para brix, pol e AR, respectivamente. Os valores obtidos
para brix e pol foram, inclusive, comparáveis a valores de RMSEP encontrados na literatura em
que se utilizou um equipamento NIR de bancada para a obtenção dos modelos. Vale ressaltar
que o emprego de espectrômetros portáteis e calibração multivariada no setor sucroalcooleiro
mostra uma melhor relação custo/benefício comparado aos espectrômetros de bancada que são
em geral mais caros. Dessa forma, o trabalho mostra a viabilidade de se utilizar a estratégia de
modelagem sugerida para o monitoramento dos parâmetros de qualidade do processo.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - JOSÉ FRANCIELSON QUEIROZ PEREIRA - UFRPE
Presidente - 1286807 - MARIA FERNANDA PIMENTEL AVELAR
Externo à Instituição - NEIRIVALDO CAVALCANTE DA SILVA
Interno - 2199064 - RICARDO OLIVEIRA DA SILVA