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http://hdl.handle.net/1843/30120| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Análise e modelagem do processo industrial de pré-branqueamento com oxigênio da polpa celulósica produzida pelo processo kraft |
| Autor(es): | Bruno César Masson Miguel |
| primer Tutor: | Esly Ferreira da Costa Junior |
| primer miembro del tribunal : | Esly Ferreira da Costa Junior |
| Segundo miembro del tribunal: | Andréa Oliveira Souza da Costa |
| Tercer miembro del tribunal: | Marcelo Cardoso |
| Resumen: | Este trabalho apresenta uma metodologia para a determinação das expressões mais adequadas dentre um conjunto de equações cinéticas empíricas possíveis para descrever a taxa de deslignificação e apresenta modelos híbridos a parâmetros concentrados para quantificação e previsão do número Kappa na saída do reator da etapa de pré-branqueamento de uma planta industrial Kraft de obtenção de celulose. Uma vez que o Número Kappa está relacionado proporcionalmente com a quantidade de lignina presente na polpa celulósica, os modelos propostos se baseiam no balanço de massa dinâmico diferencial do número Kappa e na equação cinética empírica do consumo do número Kappa que foi proposta em função de variáveis de processos. Tais variáveis são: vazão de polpa celulósica, vazão de oxigênio, pressão do reator, vazão de solução de 𝑁𝑎𝑂𝐻, vazão de licor branco oxidado, consistência, número Kappa de entrada, número Kappa de saída e temperatura, totalizando 9 variáveis de processo. A equação que relaciona estas variáveis contém parâmetros a serem estimados por meio da minimização da função desvio através de uma rotina otimização. Foram utilizados 46080 dados (de cada variável de processo) provenientes da indústria para estimar os parâmetros, com exceção do número Kappa que foram realizadas o total de 1295 medidas. Com 9 variáveis de processo disponíveis é possível a proposição de 512 modelos diferentes. Neste trabalho, há uma proposta de uma metodologia para diminuir a quantidade de modelos analisados de 512 para 46. A determinação do modelo mais adequado dentre os 46 modelos analisados foi baseada no valor do coeficiente de determinação de validação apresentados pelos modelos. O modelo mais adequado apresentou 5 variáveis, 6 parâmetros e coeficiente de determinação de regressão igual a 0,8765. Para validar o modelo foram utilizados 4021 dados de cada variável de processo, com exceção do número Kappa que foram realizadas 115 medidas. O Coeficiente de determinação da validação foi igual a 0,8610. Os resultados evidenciam que o modelo é adequado para predizer o número Kappa na saída do reator de deslignificação. |
| Abstract: | This work presents a methodology for determining the most appropriate expressions among a set of possible empirical kinetic equations to describe the rate of delignification and presents hybrid models to concentrated parameters for quantification and prediction of Kappa number at the exit of the reactor of the pre-bleaching stage of a Kraft pulp mill. Since the Kappa number is proportionally related to the amount of lignin present in the cellulosic pulp, the proposed models are based on the differential dynamic mass balance of the Kappa number and the empirical kinetic equation of the Kappa number consumption that was proposed as a function of variables of processes. These variables are: cellulose pulp flow, oxygen flow, reactor pressure, 𝑁𝑎𝑂𝐻 solution flow, oxidized white liquor flow, consistency, Kappa input number, Kappa number of output and temperature, totalling 9 process variables. The equation that relates these variables contains parameters to be estimated by minimizing the deviation function through a routine optimization. We used 46080 data (from each process variable) from the industry to estimate the parameters, with the exception of the Kappa number that were performed the total of 1295 measurements. With 9 process variables available it is possible to propose 512 different models. In this work, there is a proposal of a methodology to reduce the number of analyzed models from 512 to 46. The determination of the most suitable model among the 46 models analyzed was based on the value of the coefficient of determination of validation presented by the models. The most appropriate model presented 5 variables, 6 parameters and a regression coefficient of 0.8765. To validate the model, 4021 data of each process variable were used, with the exception of the Kappa number that 115 measurements were performed. The coefficient of determination of the validation was equal to 0.8610. The results show that the model is adequate to predict the Kappa number at the exit of the delignification reactor. |
| Asunto: | Engenharia química |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Sigla da Institución: | UFMG |
| Departamento: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA |
| Curso: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
| Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/30120 |
| Fecha del documento: | 31-jul-2018 |
| Aparece en las colecciones: | Dissertações de Mestrado |
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