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dc.creatorShing, Layo Ronden-
dc.date.accessioned2025-04-08T18:58:18Z-
dc.date.available2025-04-08T18:58:18Z-
dc.date.issued2025-02-28-
dc.identifier.citationSHING, Layo Ronden. Aplicação de redes neurais artificiais na modelagem de processos de separação. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Apucarana, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36425-
dc.description.abstractThis study investigates the application of Artificial Neural Networks (ANNs) in the modeling of separation processes, with a practical focus on predicting the drying kinetics. The bibliometric analysis, based on data collected from Web of Science and processed using Bibliometrix and VOSviewer, revealed the main trends in the field, highlighting Feedforward and Radial Basis Function (RBF) models as the most commonly used, along with optimization algorithms such as Backpropagation (BP), Levenberg-Marquardt (LM), and Genetic Algorithm (GA). To validate the efficiency of ANNs, models were developed in MATLAB and their predictive capability was compared to traditional and fractional-order models using statistical metrics such as Mean Squared Error (MSE), Root Mean Squared Error (RMSE), and Fit Efficiency (EF). The training process was conducted with experimental moisture content data at 40°C and 70°C, and subsequently, the networks were tested for prediction at 55°C. The results demonstrated that Multilayer Perceptron (MLP) architectures with Tanh and Log-Sigmoid activation functions outperformed conventional models, achieving high precision and better fit to experimental data. Among the developed ANNs, the best models exhibited EF values close to 0.999, RMSE below 0.001, and MSE in the order of 10-6, indicating greater accuracy in moisture content prediction compared to conventional mathematical models. The effectiveness of ANNs in process modeling lies in their ability to learn from data, eliminating the need for complex mathematical equations and dynamically adjusting to different operating conditions. Their application reduces the need for extensive laboratory experiments, optimizes time and costs, and provides a more robust and adaptable approach for forecasting and controlling industrial processes.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.pt_BRpt_BR
dc.subjectRedes neurais (Computação)pt_BR
dc.subjectSecagempt_BR
dc.subjectModelos matemáticospt_BR
dc.subjectNeural networks (Computer science)pt_BR
dc.subjectDryingpt_BR
dc.subjectMathematical modelspt_BR
dc.titleAplicação de redes neurais artificiais na modelagem de processos de separaçãopt_BR
dc.title.alternativeApplication of artificial neural networks in the modeling of separation processespt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoO presente trabalho investiga a aplicação de Redes Neurais Artificiais (RNA) na modelagem de processos de separação, com uma aplicação prática na previsão da cinética de secagem. A análise bibliométrica, baseada em dados coletados na Web of Science e processados pelos softwares Bibliometrix e VOSviewer, revelou as principais tendências da área, destacando os modelos Feedforward e Radial Basis Function (RBF) como os mais utilizados, com algoritmos de otimização como Backpropagation (BP), Levenberg-Marquardt (LM) e Genetic Algorithm (GA). Para validar a eficiência das RNA, foram desenvolvidos modelos no MATLAB, comparando sua capacidade preditiva com modelos tradicionais e de ordem fracionária utilizando métricas estatísticas como o erro quadrático médio (MSE), raiz do erro quadrático médio (RMSE) e eficiência de ajuste (EF). O treinamento foi realizado com dados experimentais do teor de umidade a 40 °C e 70 °C e, posteriormente, as redes foram testadas na previsão a 55 °C. Os resultados demonstram que as arquiteturas Multilayer Perceptron (MLP) com funções de ativação Tanh e Log-Sigmoid superaram os modelos convencionais, apresentando alta precisão e melhor ajuste aos dados experimentais. Entre as RNA desenvolvidas, os melhores ajustes apresentaram valores de EF próximos a 0,999, RMSE inferiores a 0,001 e MSE na ordem de 10-6, indicando maior precisão na predição do teor de umidade em comparação aos modelos matemáticos convencionais. A eficácia das RNA na modelagem de processos reside em sua capacidade de aprendizado a partir de dados, dispensando equações matemáticas complexas e ajustando-se dinamicamente a diferentes condições operacionais. Sua aplicação reduz a necessidade de extensos experimentos laboratoriais, otimizando tempo e custos e oferecendo uma abordagem mais robusta e adaptável para previsão e controle de processos industriais.pt_BR
dc.degree.localApucaranapt_BR
dc.publisher.localApucaranapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0009-0003-2315-3982pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5857398475850134pt_BR
dc.contributor.advisor1Defendi, Rafael Oliveira-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-6983-7317pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7640642191763213pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Sipoli, Caroline Casagrande-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-7458-2192pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8845341087624651pt_BR
dc.contributor.referee1Sipoli, Caroline Casagrande-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-7458-2192pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8845341087624651pt_BR
dc.contributor.referee2Matias, Gustavo de Souza-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8658951144881109pt_BR
dc.contributor.referee3Jorge, Luiz Mario de Matos-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0003-1869-1957pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4636207655078294pt_BR
dc.contributor.referee4Menezes, Maraisa Lopes de-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0003-2658-6532pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8654977477455163pt_BR
dc.contributor.referee5Defendi, Rafael Oliveira-
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0001-6983-7317pt_BR
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/7640642191763213pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Químicapt_BR
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