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dc.contributor.advisorCorazza, Marcos Lúcio, 1977-pt_BR
dc.contributor.authorBonilha, Laís Koop, 1988-pt_BR
dc.contributor.otherVoll, Fernando Augusto Pedersenpt_BR
dc.contributor.otherUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentospt_BR
dc.date.accessioned2019-08-28T17:19:18Z
dc.date.available2019-08-28T17:19:18Z
dc.date.issued2018pt_BR
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1884/56417
dc.descriptionOrientador: Prof. Dr. Marcos Lúcio Corazzapt_BR
dc.descriptionCoorientador: Prof. Dr. Fernando Augusto Pedersen Vollpt_BR
dc.descriptionTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa : Curitiba, 25/05/2018pt_BR
dc.descriptionInclui referências: p.105-113pt_BR
dc.description.abstractResumo: Diferentes modelos de glicerólise enzimática foram utilizados no estudo de controle ótimo da alimentação de substrato para a otimização da produção de monoacilgliceróis (MAG) e diacilgliceróis (DAG) a partir de óleos vegetais. Considerando a complexidade dos modelos de comportamento dinâmico selecionados, optou-se pela aplicação de estratégias de otimização estocástica. A partir de um estudo preliminar demonstrou-se que o algoritmo Evolução Diferencial é um método confiável para a otimização dinâmica da produção de xilitol em um processo de fermentação em sistema batelada alimentada. O mesmo superou os algoritmos Otimização por Enxame de Partículas e Colônia Artificial de Abelhas em termos de maior robustez, melhor performance para minimização global da função objetivo, menor esforço numérico e/ou melhor desempenho para lidar com a restrição de volume. Sendo assim, o mesmo foi escolhido como ferramenta de otimização para os estudos de maximização da produção de MAG e DAG. O primeiro modelo cinético selecionado teve seus parâmetros cinéticos ajustados a partir de dados experimentais da literatura para a glicerólise enzimática do óleo de oliva na presença de solvente n-butano e surfatante AOT. O controle ótimo da alimentação de glicerol aplicado neste modelo ajustado resultou em um aumento de 49,30 % da concentração final de MAG (g/ g de substrato) em relação ao processo em batelada com quantidades mássicas iniciais de glicerol e de enzima equivalentes às inseridas no reator de batelada alimentada. Percebe-se, portanto, que este processo é muito afetado pela atividade enzimática e que, a inibição da mesma gerada pela adição do glicerol, é menor num processo em que a alimentação de substrato é controlada. Em contrapartida, o controle ótimo aplicado na glicerólise enzimática do óleo de oliva na presença de solvente orgânico terc-butanol para produção de DAG não resultou em diferença significativa no rendimento comparado à um processo batelada nas mesmas condições de concentrações de substratos (água e glicerol) e de enzima. Isso se deve ao fato desta reação entrar em equilíbrio com atividades enzimáticas ainda elevadas, e que, pequenas diferenças na atividade das mesmas em um processo batelada ou batelada alimentada, não resultam em impactos significativos no rendimento final de DAG. Desta forma, conclui-se que o controle ótimo pode ser utilizado como uma ferramenta alternativa para maximizar o componente de interesse da reação de glicerólise nos processos em que a reação é grandemente afetada pela atividade enzimática e esta, por sua vez, inibida pela adição do substrato. Palavras-chave: Controle ótimo, glicerólise, diacilgliceróis, monoacilgliceróis.pt_BR
dc.description.abstractAbstract: Different models of enzymatic glycerolysis were used in the study of substrate feed optimal control to optimize the production of monoacylglycerols (MAG) and diacylglycerols (DAG) from vegetable oils. Considering the complexity of the dynamic behavior models selected, there was opted for the application of stochastic optimization strategies. From a preliminary study, it was demonstrated that the Differential Evolution algorithm is a reliable method for the dynamic optimization of xylitol production in a fermentation process in a batch system. It also outperformed the algorithms Particle Swarm Optimization and Artificial Bee Colony in terms of grated robustness, better performance for global minimization of objective function, less numerical effort and/or better performance to deal with volume restriction. Therefore it was chosen as an optimization tool for the studies to maximize the production of MAG and DAG. The first kinetic model selected had is kinetic glycerolysis of olive oil in the presence of n-butane and AOT surfactant. The optimal control of the glycerol feed applied in this adjusted model resulted in an increase of 49.30% of the final concentration of MAG (g/g substrate) compared to the batch process with initial mass quantities of glycerol and enzyme equivalent to those added to the feed batch reactor. It is thus realized that this process is greatly affected by the enzymatic activity and that the inhibition thereof generated by the addition of glycerol is less in a process in which the substrate fees is controlled. In contrast, the optimum control applied in the enzymatic glycerolysis of olive oil in the presence of organic solvent tert-butanol for DAG production did not result in a significant difference in yield compared to a batch process under the same conditions of substrate concentrations (water and glycerol) and enzyme. This is because this reaction enters into equilibrium with still high enzymatic activities and that, small differences in their activities in a batch or feed batch processes do not result in significant impacts on the final yield of DAG. In this way, it is concluded that the optimal control can be used as an alternative tool to maximize the component of interest of the glycerolysis reaction in the processes in which the reaction is greatly affected by the enzymatic activity and this, in turn, inhibited by the addition of substrate. Keywords: Optimal control, glycerolysis, diacylglycerols, monoacylglycerols.pt_BR
dc.format.extent113 p. : il., tabs.pt_BR
dc.format.mimetypeapplication/pdfpt_BR
dc.languagePortuguêspt_BR
dc.subjectTecnologia de Alimentospt_BR
dc.subjectOtimização combinatoriapt_BR
dc.subjectEnxame de eletronspt_BR
dc.subjectOleos vegetaispt_BR
dc.subjectTesespt_BR
dc.titleAplicação de otimização dinâmica para produção enzimática de acilgliceróispt_BR
dc.typeTese Digitalpt_BR


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