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dc.creatorGallon, Roger
dc.date.accessioned2012-08-30
dc.date.available2012-08-30
dc.date.issued2011-09-30
dc.identifier.citationGALLON, Roger. MODELING AND PARAMETER ESTIMATION OF DYES ADSORPTION IN ACTIVATED CARBON. 2011. 73 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2011.por
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/7952
dc.description.abstractThe adsorption of dyes on activated carbon has been extensively studied in the past three decades. However, much due to the difficult to implement numerical procedures, these studies have been carried out without the necessary statistical background to make reliable conclusions. The main objective of this work was to perform the early stages of modeling and parameter estimation applied to the process of dyes adsorption on activated carbon, collaborating to the systematization of a computer routines set for the study of such process. The methodology has focused especially on the evaluation of the experimental error influence and linearization of the equilibrium models influence in the values of parameters and its confidence regions. The main routines used are part of a package called ESTIMA (PEQ/COPPE/UFRJ) which uses, basically, a stochastic method (Particle Swarm) together with a Gauss-Newton method in order to minimize the objective function. The parametric uncertainties have been compared by the elliptical approximation, the evaluation of several points obtained during minimization procedure, which are smaller than a determined limit, and an adapted method (SBA) from the Bootstrap method to build the parameters confidence region. Also, a methodology for model discrimination has been used and the effects of model linearization and proper characterization of experimental error have been studied. The realization of several replicates and subsequent error characterization have been shown of extremely importance to the study as the search for an alternative to obtain a more accurate estimate of the error in experimental conditions that have not been performed yet. It has been possible to experimentally show that the error on the amount adsorbed is indeed dependent of the error in the equilibrium concentration of adsorbate solution, a fact that, despite being known a priori, had not been yet demonstrated in other works. The comparison between linear and nonlinear methods also demonstrated how the linearization process negatively influences the correct data analysis and parameter determination. Through de analysis of the probabilities distribution of the equilibrium concentrations of the adsorbate solution (Ce), it has been shown that confidence region methods present a better performance when the dependent variable is transformed to the Log-Normal distribution, using the operation Neperian logarithm of Ce.eng
dc.formatapplication/pdfpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.subjectModelagempor
dc.subjectOtimizaçãopor
dc.subjectAdsorçãopor
dc.subjectMathematical modelingeng
dc.subjectOptimizationeng
dc.subjectAdsorptioneng
dc.titleMODELAGEM E ESTIMAÇÃO DE PARÂMETROS DA ADSORÇÃO DE CORANTES EM CARVÃO ATIVADOpor
dc.title.alternativeMODELING AND PARAMETER ESTIMATION OF DYES ADSORPTION IN ACTIVATED CARBONeng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoA adsorção de corantes têm sido extensivamente estudada nas três décadas passadas. Entretanto, muito devido à dificuldade de se implementarem procedimentos numéricos, estes estudos têm sido realizados sem o respaldo estatístico necessário. O objetivo principal desse estudo foi aplicar técnicas avançadas para o planejamento de experimentos e estimação de parâmetros direcionadas para o estudo de adsorção. Como objetivos específicos, pretende-se demonstrar os efeitos causados na qualidade dos parâmetros obtidos e na avaliação da incerteza desses parâmetros, através da região de confiança dos parâmetros quando comparado com técnicas normalmente utilizadas e contribuir, através dos resultados, para desenvolvimento de ferramentas computacionais para o estudo da adsorção de corantes em sólidos. As principais rotinas utilizadas fazem parte do pacote Estima (PEQ/COPPE/UFRJ) que utiliza um método estocástico (Enxame de Partículas) combinado com um método de otimização do tipo Gauss-Newton para a minimização da função objetivo na estimação dos parâmetros. Foram comparadas as incertezas paramétricas obtidas pela aproximação elíptica, por avaliação de diversos pontos obtidos durante a minimização que possuem valor da função objetivo menor ou igual a um certo limite de corte e um método adaptado (SBA) a partir do método do Bootstrap para construção da região de confiança dos parâmetros. Ainda, foi utilizada uma metodologia para discriminação de modelos e estudado os efeitos da linearização de modelos de isotermas de equilíbrio e da correta caracterização do erro experimental. A realização de várias réplicas e a consequente caracterização do erro experimental mostraram-se de extrema importância para o estudo bem como buscar alternativas para obter uma estimativa do erro experimental em condições onde ainda não foi realizado experimento. Foi possível comprovar experimentalmente que os erros na variável quantidade adsorvida realmente não são independentes dos erros na variável concentração de adsorbato no equilíbrio, fato que apesar de conhecido com antecedência até então não foi encontrado na literatura. A comparação entre os modelos lineares e não lineares também demonstrou como o processo de linearização influencia negativamente a correta análise dos dados e a determinação dos parâmetros. Através da análise da distribuição de probabilidades das concentrações de equilíbrio (Ce), foi mostrado que os métodos para construção da região de confiança apresentam melhor desempenho quando a variável dependente é transformada para a distribuição Log-Normal, fazendo a operação logaritmo neperiano de Ce.por
dc.contributor.advisor1Schwaab, Marcio
dc.contributor.advisor1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4706157Z4por
dc.contributor.referee1Foletto, Edson Luiz
dc.contributor.referee1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798949D9por
dc.contributor.referee2Alberton, André Luís
dc.contributor.referee2Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4772413P9por
dc.creator.Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4214133U2por
dc.publisher.countryBRpor
dc.publisher.departmentEngenharia de Processospor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Processospor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAOpor


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