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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40164Registro completo de metadados
| Campo DC | Valor | Idioma |
|---|---|---|
| dc.creator | Barbosa, Eduardo Ghiraldi | - |
| dc.date.accessioned | 2026-04-16T12:18:48Z | - |
| dc.date.available | 2026-04-16T12:18:48Z | - |
| dc.date.issued | 2025-11-26 | - |
| dc.identifier.citation | BARBOSA, Eduardo Ghiraldi. Análise de sensibilidade global via método sobol aplicada à simplificação de um modelo matemático de fermentação com dois substratos. 2025. Dissertação (Mestrado em Tecnologias em Biociências) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2025. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40164 | - |
| dc.description.abstract | This study aimed to generate a simplified model based on the mathematical model proposed by Tochampa et al. (2005) through the application of global sensitivity analysis using the Sobol method. The original model describes the fermentation process conducted by the yeast Candida mogii, in which xylose is converted into xylitol in the presence of glucose as a co-substrate. Initially, the full model was implemented and evaluated, reproducing the kinetic equations defined by Tochampa et al. (2005). Subsequently, global sensitivity analysis was applied, allowing the identification of the most relevant parameters for the process dynamics, as well as those with minimal influence on the analyzed variables. Based on these results, a model simplification was proposed, reducing the number of parameters from eleven to seven without significantly compromising the system's performance. Comparative results showed that the simplified model maintained high accuracy in predicting biomass production and glucose consumption, achieving R2 values of 0.977 and 0.941 respectively, with low statistical errors. However, for xylose consumption and xylitol formation, the differences from the complete model were more evident, with R2 values decreasing to 0.939 and 0.816, respectively, indicating lower accuracy for these variables. Nevertheless, the simplification represented a significant advancement, reducing both mathematical and computational complexity, while highlighting the robustness of the Sobol method as a tool to guide model simplification. It is concluded that the applied strategy proved effective in maintaining the system's representativeness with fewer parameters, contributing to a better understanding of the fermentation process dynamics and expanding the model’s potential applications in various biotechnological contexts. | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná | pt_BR |
| dc.rights | openAccess | pt_BR |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.en | pt_BR |
| dc.subject | Xilitol | pt_BR |
| dc.subject | Modelos matemáticos | pt_BR |
| dc.subject | Fermentação | pt_BR |
| dc.subject | Xylitol | pt_BR |
| dc.subject | Mathematical models | pt_BR |
| dc.subject | Fermentation | pt_BR |
| dc.title | Análise de sensibilidade global via método sobol aplicada à simplificação de um modelo matemático de fermentação com dois substratos | pt_BR |
| dc.title.alternative | Global sensitivity analysis using the sobol method applied to the simplification of a mathematical model of dual-substrate fermentation | pt_BR |
| dc.type | masterThesis | pt_BR |
| dc.description.resumo | Este trabalho teve como objetivo gerar um modelo simplificado a partir do modelo matemático proposto por Tochampa et al. (2005), por meio da aplicação da análise de sensibilidade global utilizando o método de Sobol. O modelo original descreve o processo fermentativo conduzido pela levedura Candida mogii, no qual a xilose é convertida em xilitol na presença de glicose como co-substrato. Inicialmente, o modelo completo foi implementado e avaliado, reproduzindo as equações cinéticas definidas por Tochampa et al. (2005). Em seguida, aplicou-se a análise de sensibilidade global, que permitiu identificar os parâmetros mais relevantes para a dinâmica do processo e, simultaneamente, aqueles cuja influência era praticamente nula sobre as variáveis analisadas. A partir desse resultado, foi possível propor a simplificação do modelo, reduzindo de onze para sete parâmetros, sem comprometer de forma significativa o desempenho do sistema. Os resultados comparativos mostraram que o modelo simplificado manteve elevada precisão na previsão de produção de biomassa e consumo de glicose, alcançando valores de R2 respectivamente de 0,977 e 0,941, com baixos erros estatísticos. Por outro lado, para o consumo de xilose e a formação de xilitol, as diferenças em relação ao modelo completo foram mais evidentes, com redução no coeficiente de determinação que atingiu respectivamente 0,939 e 0,816, resultando em uma menor acurácia. Ainda assim, a simplificação representou um avanço importante, reduzindo a complexidade matemática e computacional, além de destacar a robustez do método Sobol como ferramenta para orientar a simplificação de modelos. Conclui-se que a estratégia aplicada demonstrou ser eficaz para manter a representatividade do sistema com menor número de parâmetros, contribuindo para a compreensão da dinâmica do processo fermentativo e ampliando o potencial de aplicação do modelo em diferentes contextos biotecnológicos. | pt_BR |
| dc.degree.local | Toledo | pt_BR |
| dc.publisher.local | Toledo | pt_BR |
| dc.creator.Lattes | https://lattes.cnpq.br/1734535832302406 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Schmitz, Jones Erni | - |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000-0002-4337-1480 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1Lattes | https://lattes.cnpq.br/6648403802855421 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor-co1 | Pansera, Wagner Alessandro | - |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | https://lattes.cnpq.br/9083466536550741 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1 | Schmitz, Jones Erni | - |
| dc.contributor.referee1ID | https://orcid.org/0000-0002-4337-1480 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1Lattes | https://lattes.cnpq.br/6648403802855421 | pt_BR |
| dc.contributor.referee2 | Diel, Cristiano Luiz | - |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/9515489082696347 | pt_BR |
| dc.contributor.referee3 | Mikito, Luciana Bill | - |
| dc.contributor.referee3ID | https://orcid.org/0000-0002-8053-6504 | pt_BR |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/1086433655735954 | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Tecnologias em Biociências | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UTFPR | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS | pt_BR |
| dc.subject.capes | Biotecnologia | pt_BR |
| Aparece nas coleções: | TD - Programa de Pós-Graduação em Tecnologias em Biociências | |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| modelagemsensibilidadesobolfermentacao.pdf | 1,67 MB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
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