Aplicação de lógica Fuzzy no controle de pH de sacarificador usado na produção de bioetanol a partir do amido da batata

Resumo

A demanda energética global e o efeito do consumo de combustíveis fósseis na crise climática, impulsiona a busca por energias renováveis. Assim, o bioetanol emerge como alternativa viável. A complexidade operacional inerente ao processo não-linear de produção de bioetanol demanda a aplicação de técnicas avançadas de controle para assegurar segurança e eficiência no processo. Deste modo, este trabalho descreve o desenvolvimento e a avaliação de um controlador híbrido Fuzzy-PID para o controle de pH na etapa de sacarificação do processo de produção de bioetanol a partir do amido de batata, em comparação com controladores PI e PID. A modelagem matemática envolveu o balanço de íons H⁺ e OH^- e a dinâmica da atividade enzimática em função do pH, implementados no ambiente de simulação. Foram simulados três cenários operacionais, os quais foram avaliados com base na análise dos indicadores de desempenho. Os resultados demonstraram que o controlador Fuzzy-PID superou o PI e o PID em todas as condições, apresentando menores valores de IAE e ISE, além de respostas mais rápidas e suaves a distúrbios, obtendo um esforço no atuador da linha de solução básica 27,67% menor em relação ao PI e no atuador da linha de solução ácida um valor 57385 vezes menor em relação ao PID no cenário com ruído na medição do pH. Assim, conclui-se que a lógica Fuzzy é uma abordagem eficaz para o controle avançado de processos não lineares, principalmente na presença de ruído, contribuindo para qualidade e eficiência operacional em bioprocessos industriais.