Determinação Dos Parâmetros De Interação Do Sistema Ternário Acetato De Etila/Água/Açúcar Usando O Algoritmo De Evolução Diferencial

Abstract

Resumo: O conhecimento do comportamento termodinâmico de misturas é uma informação relevante durante o projeto de equipamentos empregados em processos de separação. Tradicionalmente para a representação do equilíbrio de fases de misturas envolvidas nestes processos são empregados modelos de coeficiente de atividade. Esses por sua vez possuem parâmetros de interação intermoleculares que precisam ser determinados a partir de dados experimentais de equilíbrio. A determinação destes parâmetros caracteriza um problema inverso, isto é, um problema de estimação de parâmetros. Neste cenário, o presente trabalho tem por objetivo a determinação dos parâmetros de interação do sistema ternário acetato de etila/água/açúcar usando o Algoritmo de Evolução Diferencial com subpopulações. Para essa finalidade utilizou-se dados experimentais de equilíbrio para sistemas ternários e modelos tradicionais de coeficiente de atividade em temperaturas distintas. Foram estimados parâmetros dos modelos de Wilson, NRTL e UNIQUAC. Os resultados obtidos indicam que metodologia proposta configura-se como uma interessante alternativa para a resolução do problema inverso proposto.Palavras-chave: Problema Inverso, Parâmetros de Iteração, Algoritmo de Evolução Diferencial, Sub-Populações. INTRODUÇÃONos últimos anos, a análise inversa tem-se caracterizado como uma ferramenta de grande aplicabilidade em vários campos da ciência e da engenharia. Esta tem como fundamentação básica a formulação e a resolução de um problema de otimização através do uso de dados experimentais. No contexto dos projetos de sistemas de engenharia, esta tem-se configurado como uma boa alternativa para a determinação de parâmetros de equações constitutivas utilizados nas equações de balanços de massa, energia e quantidade de movimento, de modo que os modelos possam ser utilizados para simular o comportamento do sistema de interesse em diferentes condições de operação. Na engenharia química, o conhecimento do comportamento termodinâmico de misturas constitui uma informação de grande relevância para o projeto de equipamentos de separação, tais como colunas de destilação. Tradicionalmente, a representação do equilíbrio de fases de misturas de componentes envolvidos nestes processos é caracterizado por modelos que fazem uso de coeficientes de atividade (Walas, 1995;Reid et al., 1988;Smith et al., 2007). Estes por sua vez possuem parâmetros de interação intermoleculares que precisam ser determinados a partir de dados experimentais de equilíbrio. A determinação destes parâmetros caracteriza um problema inverso. Conceitualmente, define-se problema inverso como sendo aquele que, de posse de informações da saída do processo, pode-se formular um problema de otimização de modo a resgatar informações sobre a entrada e/ou sobre o modelo que gerou a respectiva saída considerada.Tradicionalmente, a resolução dos problemas inversos tem sido tratada via aplicação de métodos fundamentados no uso de derivadas (Métodos Determinísticos). Estes apresentam como principais vantagens (Vanderplaats, 1...