REPRODUÇÃO DO PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL DO ARTIGO: SUGARCANE BAGASSE ASH FOR WASTE COOKING OIL TREATMENT APPLICATIONS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA FRONTEIRA SUL

CAMPUS ERECHIM

CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL

AMANDA LUÍZA DE GRANDI

HECTOR PAULO PERDONCINI

TATIANI ANDRESSA MODKOVSKI

REPRODUÇÃO DO PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL DO ARTIGO:

SUGARCANE BAGASSE ASH FOR WASTE COOKING OIL TREATMENT APPLICATIONS.

ERECHIM – RS

2016

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SUMÁRIO [pic 2]

1        INTRODUÇÃO        2

2        DESENVOLVIMENTO        3

2.1        Matriz experimental        3

2.2        Gráfico de pareto        4

2.3        Coeficientes de Regressão        4

2.4        Análise Estatística        4

3        CONCLUSÃO        5

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        6

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1. INTRODUÇÃO

Segundo Calado e Montgomery (2003), o planejamento de experimentos é uma técnica que atualmente é muito utilizada em pesquisas, dado que, através destas análises determinam-se variáveis que exercem maior e menor influência no processo e resultam em melhor rendimento, menos gastos, redução de tempo para realização do processo, e reduz a variação do processo obtendo melhor concordância entre os valores obtidos e os valores almejados. Possibilita, ainda, segundo Bonduelle (2000), otimizar as grandezas em que se têm interesse, determinar as causas que influenciam nessas grandezas e minimizar as consequências da variabilidade sobre um produto ou um processo.

Bonduelle (2000) afirma que planejamento de experimentos possibilita a melhora na qualidade de processos e também de produtos, com o objetivo de possibilitar a maior sensibilidade em fatores que não são de possível controle, bem como a redução de custos atrelados a isso. Os principais benefícios do planejamento de experimentos são: diminuir a quantidade de ensaios, estudar fatores, detectar a relação entre fatores, encontrar os níveis ótimos, melhorar e otimizar resultados.

        O objetivo do artigo estudado, de título “Sugarcane bagasse ash for waste cooking oil treatment applications” é analisar o potencial de adsorção das cinzas de bagaço de cana de açúcar e carvão ativado para tratar óleo de cozinha usado e posteriormente descartá-lo, através do pré-tratamento e caracterização dos materiais adsorventes, do pré-tratamento do óleo de cozinha usado, dos resíduos de óleo de cozinha e, por último, do planejamento experimetal em software computacional.

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1. DESENVOLVIMENTO

O artigo propôs um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) com 3 variáveis (temperatura, agitação e massa de adsorvente) em 5 níveis (-1,68; -1; 0; +1; +1,68), com planejamento fatorial 2³ completo, 6 pontos axiais e triplicata no ponto central, que resulta em 17 experimentos, para testar a eficácia de dois adsorventes.

As variáveis podem ser independentes, que são aquelas em que se tem inferência, ou dependentes, resultado que é obtido a partir das variáveis independentes. No estudo desse artigo são variáveis independentes a temperatura, agitação e massa de adsorvente e variável dependente a redução da acidez do óleo.

O DCCR é utilizado quando se quer verificar a curvatura da superfície de resposta, ou seja, quando se quer verificar a existência de termos quadráticos no modelo de regressão.

Os pontos centrais aumentam os graus de liberdade do experimento e são realizados em triplicata para que haja o cálculo do erro experimental e, os pontos axiais, além de aumentar os graus de liberdade, tornam o modelo quadrático e melhoram visualização da resposta.

O valor de ∝ (nível dos pontos axiais) foi calculado em função do número de variáveis independentes (n=3) através da Equação 1:  

∝ = (2n)1/4 = 1,68

1. Matriz experimental

No artigo, os autores realizaram o planejamento com base em diferentes condições experimentais  visando obter resultados em relação ao tempo (minutos) e à redução da taxa (%) de ácido do óleo de cozinha usado, como mostra a Figura 1.

Figura 1. Matriz experimental utilizada no artigo.

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Diferente do que foi utilizado pelos autores no artigo, para reprodução do tratamento experimental fez-se uso da matriz com apenas uma resposta, a redução da acidez do óleo e para apenas um adsorvente, a cinza de bagaço de cana de açúcar. A matriz experimental que representa os resultados utilizando esse adsorvente está expressa na Tabela 1.

Tabela 1. Matriz experimental realizada no programa Protimiza Experimental Design, utilizando o adsorvente Cinza do bagaço de cana de açúcar.

Testes	Temperatura (°C) X1	Agitação (rpm) X2	Massa de adsorvente (g) X3	Redução de acidez (%) Y1
1	-1	-1	-1	58
2	1	-1	-1	58
3	-1	1	-1	61
4	1	1	-1	55
5	-1	-1	1	60
6	1	-1	1	46
7	-1	1	1	68
8	1	1	1	53
9	-1,68	0	0	63
10	1,68	0	0	56
11	0	-1,68	0	66
12	0	1,68	0	65
13	0	0	-1,68	48
14	0	0	1,68	61
15	0	0	0	56
16	0	0	0	49
17	0	0	0	51

As faixas de variação entre o limite inferior e o superior de cada variável independente foram estabelecidas de acordo com referenciais bibliográficos. Esses valores estão na tabela da Figura 2.