| Campo DC | Valor | Idioma |
| dc.creator | Santos, Vivian Lima dos | - |
| dc.date.accessioned | 2026-02-27T18:00:58Z | - |
| dc.date.available | 2026-02-27T18:00:58Z | - |
| dc.date.issued | 2026-01-14 | - |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/44130 | - |
| dc.description.abstract | The global demand for energy and the environmental impacts associated with fossil fuels have
driven the search for renewable sources, with a highlight on biodiesel. Castor oil (Ricinus
communis L.) is a promising raw material because it is non-edible and has adaptable cultivation,
although its transesterification faces common process challenges. In this context, machine
learning (ML) emerges as a tool to model and optimize this complex and non-linear process.
The general objective of this work was to develop and compare the performance of different
ML architectures for the predictive modeling and optimization of the operational parameters of
the homogeneous transesterification of castor oil, aiming to maximize biodiesel yield. Six
architectures were analyzed: Multilayer Perceptron (MLP-logsig and MLP-tansig), Radial
Basis Function Network (RBF), a hybrid model (RBF+MLP), Random Forest (RF), and
Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS), using a database of 406 labeled experimental
sets from the literature. The models were evaluated using metrics such as the correlation
coefficient (R), mean square error (MSE), and root mean square error (RMSE). The MLP-tansig
model demonstrated the best predictive performance, with R > 0.98 in all phases and a test
RMSE of 3.03%. For the reverse optimization stage, a Genetic Algorithm (GA) was coupled to
the models, and the GA-RBF combination yielded the operational conditions most consistent
with the literature, despite the superior point prediction performance of the MLP-tansig model:
basic catalyst, alcohol/oil molar ratio of 19.35:1, catalyst concentration of 1.13% (w/w),
temperature of 49.91 °C, reaction time of 70.44 min, and stirring at 548.32 rpm, achieving a
predicted yield of 100% methyl esters. It is concluded that the proposed methodology is robust
and effective, integrating artificial intelligence into process engineering to optimize biodiesel
production, with potential application to other biomasses. | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal da Bahia | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.subject | Biodiesel | pt_BR |
| dc.subject | Óleo de rícino | pt_BR |
| dc.subject | Aprendizagem de máquina | pt_BR |
| dc.subject | Transesterificação | pt_BR |
| dc.subject | Algoritmo genético | pt_BR |
| dc.subject.other | Biodiesel | pt_BR |
| dc.subject.other | Castor oil | pt_BR |
| dc.subject.other | Machine learning | pt_BR |
| dc.subject.other | Transesterification | pt_BR |
| dc.subject.other | Genetic algorithm | pt_BR |
| dc.title | Otimização da transesterificação do óleo de rícino utilizando aprendizagem de máquina | pt_BR |
| dc.type | Dissertação | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Quimica (PPEQ) | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFBA | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Santos, Luiz Carlos Lobato dos | - |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8891045064075199 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor2 | Simonelli, George | - |
| dc.contributor.advisor2Lattes | http://lattes.cnpq.br/3421092159521710 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1 | Santos, Luiz Carlos Lobato dos | - |
| dc.contributor.referee2 | Simonelli, George | - |
| dc.contributor.referee3 | Santos, João Paulo Lobo dos | - |
| dc.contributor.referee4 | Pereira, Kleberson Ricardo de Oliveira | - |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/7574962827474718 | pt_BR |
| dc.description.resumo | A demanda global por energia e os impactos ambientais associados aos combustíveis fósseis
têm impulsionado a busca por fontes renováveis, com destaque para o biodiesel. Dentre os óleos
utilizados para obtenção deste combustível, têm-se o óleo de rícino (Ricinus communis L.), que
se apresenta como matéria-prima promissora por ser não comestível e de cultivo adaptável,
embora sua transesterificação enfrente desafios comuns ao processo. Neste contexto, a
aprendizagem de máquina (ML, do inglês machine learning) surge como ferramenta para
modelar e otimizar esse processo complexo e não linear. O objetivo geral deste trabalho foi
desenvolver e comparar o desempenho de diferentes arquiteturas de ML para a modelagem
preditiva e a otimização dos parâmetros operacionais da transesterificação homogênea do óleo
de rícino, visando a maximização do rendimento de biodiesel. Foram analisadas seis
arquiteturas: Multilayer Perceptron (MLP-logsig e MLP-tansig), Radial Basis Function
Network (RBF), modelo híbrido (RBF+MLP), Random Forest (RF) e Adaptive Neuro-Fuzzy
Inference System (ANFIS), utilizando um banco de dados de 406 conjuntos experimentais
rotulados da literatura. Os modelos foram avaliados por métricas como coeficiente de
correlação (R), erro quadrático médio (MSE) e raiz do erro quadrático médio (RMSE). O
modelo MLP-tansig demonstrou o melhor desempenho preditivo, com R > 0,98 em todas as
fases e RMSE de teste de 3,03%. Para a etapa de otimização reversa, um Algoritmo Genético
(AG) foi acoplado aos modelos, sendo a combinação AG-RBF a que gerou as condições
operacionais mais consistentes com a literatura, apesar da predição pontual do MLP-tansig ser
superior: catalisador básico, razão molar álcool/óleo de 19,35:1, concentração de catalisador de
1,13% (m/m), temperatura de 49,91 °C, tempo de reação de 70,44 min e agitação de 548,32
rpm, alcançando um rendimento previsto de 100% de ésteres metílicos. Conclui-se que a
metodologia proposta é robusta e eficaz, integrando inteligência artificial à engenharia de
processos para otimizar a produção de biodiesel, com potencial de aplicação a outras biomassas. | pt_BR |
| dc.publisher.department | Escola Politécnica | pt_BR |
| dc.type.degree | Mestrado Acadêmico | pt_BR |
| Aparece nas coleções: | Dissertação (PPEQ)
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