dc.creator | Gallon, Roger | |
dc.date.accessioned | 2012-08-30 | |
dc.date.available | 2012-08-30 | |
dc.date.issued | 2011-09-30 | |
dc.identifier.citation | GALLON, 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.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/7952 | |
dc.description.abstract | The 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.format | application/pdf | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Acesso Aberto | por |
dc.subject | Modelagem | por |
dc.subject | Otimização | por |
dc.subject | Adsorção | por |
dc.subject | Mathematical modeling | eng |
dc.subject | Optimization | eng |
dc.subject | Adsorption | eng |
dc.title | Modelagem e estimação de parâmetros da adsorção de
corantes em carvão ativado | por |
dc.title.alternative | Modeling and parameter estimation of dyes adsorption in
activated carbon | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | A 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.advisor1 | Schwaab, Marcio | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4706157Z4 | por |
dc.contributor.referee1 | Foletto, Edson Luiz | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798949D9 | por |
dc.contributor.referee2 | Alberton, André Luís | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4772413P9 | por |
dc.creator.Lattes | http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4214133U2 | por |
dc.publisher.country | BR | por |
dc.publisher.department | Engenharia de Processos | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO | por |