Predição de produção industrial de celulose kraft com modelos aditivos generalizados e redes neurais artificiais
DOI:
https://doi.org/10.5902/1980509895533Palavras-chave:
Computação estatística, Cozimento de madeira, Estatística multivariada, Modelos preditivos, Química da polpaçãoResumo
No presente trabalho, dados observados em escala industrial, durante alguns anos, foram submetidos à modelagem empregando modelos aditivos generalizados e redes neurais artificiais, como ferramentas para avaliar a influência de algumas variáveis, da madeira e do processo, sobre a produção do digestor e carga alcalina. Os modelos aditivos generalizados foram ajustados utilizando o software R, através da biblioteca “mgcv”. Foram aplicados testes de significância para cada modelo ajustado. De forma complementar, os dados foram ajustados em 100 redes neurais artificiais para relacionar a produção do digestor e a carga alcalina, com diversas variáveis de processo e de polpa de celulose. Nesta etapa do trabalho, foi empregado o software Statistica e os dados resultantes mostraram que o modelo aditivo generalizado constitui uma boa opção para representar os fenômenos da indústria de celulose, com correlação de 88% entre os dados reais e os estimados. Este modelo é adequado para variáveis que apresentam alta variabilidade e em que não há um rigoroso controle, diferentemente do que ocorre em dados provenientes de delineamentos experimentais. A aplicação de redes neurais artificiais para estimar a produção do digestor e para carga alcalina também mostrou-se de moderada a forte, com correlações entre os dados reais e estimados que ficaram acima de 60%.
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Referências
BLANCO, A.; DAHLQUIST, E.; KAPPEN, J.; MANINNEN, J.; NEGRO, C.; RITALA, R. Use of modelling and simulation in the pulp and paper industry. Mathematical and Computer Modelling of Dynamical Systems, v. 5, n. 15, p. 409–423, 2009. DOI: https://doi.org/10.1080/13873950903375387
CARVALHO, D. M.; SILVA, M. R.; COLODETTE, J. L. Estudo da branqueabilidade da polpa kraft de eucalipto. Ciência Florestal, v. 25, n. 1, p. 185-197, jan-mar., 2015, DOI: http://dx.doi. org/10.1590/10.1590/1980-509820152505185
CARVALHO, D. M.; SILVA, M. R.; COLODETTE, J. L. Efeito da qualidade da madeira no desempenho da polpação Kraft. Ciência Florestal, v. 24, n. 3, p. 677-684, jul.-set., 2014, DOI: https://doi. org/10.1590/1980-509820142403015
CORREIA, F. M.; D’ANGELO, J. V. H.; ALMEIDA, G. M.; MINGOTI, S. A. Predicting Kappa Number In A Kraft Pulp Continuous Digester: A Comparison Of Forecasting Methods. Brazilian Journal Of Chemical Engineering. São Paulo, v. 3, n. 35, jul-sep 2018, DOI: https://doi.org/10.1590/0104-6632.20180353s20160678
COSTA, V. M. Análise das variáveis de entrada de uma rede neural usando teste de correlação e análise de correlação canônica. 2011. 110p. (Dissertação de Mestrado em Ciências, Tecnologia Nuclear – Reatores) – USP – IPEN, São Paulo, 2011.
D’ALMEIDA, M. L. O. Celulose e papel: tecnologia de fabricação da pasta celulósica. 2.ed., São Paulo: IPT, p. 45-106, 1988.
FENGEL, D.; WEGENER, G. Wood—Chemistry, Ultrastructure, Reactions. 2nd Edition, Berlin: Walter de Gruyter, 1989.
FOELKEL, C. E. B. Processo kraft. In: Química dos processos de produção de celulose. Belo Oriente: CENIBRA/UFV, 73 p., 1977.
GOMIDE, J. L.; COLODETTE, J. L.; OLIVEIRA, R. C.; SILVA, C. M. Caracterização tecnológica, para produção de celulose, da nova geração de clones de Eucalyptus do Brasil. Revista Árvore, Viçosa, vol 29, nº 1, Jan/Feb 2005. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-67622005000100014
MORAIS, P. H. D. Effect of age of the wood of eucalyptus in its chemical and pulpability, and bleachability and properties of the pulp. 2008. 79 f. Dissertação (Mestrado em Agroquímica analítica; Agroquímica inorgânica e Físico-química; Agroquímica orgânica) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2008.
OKAN, O. T.; DENIZ, I.; TIRYAKI, S. Application Of Artificial Neural Networks For Predicting Tensile Index And Brightness In Bleaching Pulp. Maderas-Ciencia Y Tecnologia. Concepción, v. 3, n. 17, p. 571-584, jul. 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.4067/S0718-221X2015005000051
R DEVELOPMENT CORE TEAM (2010). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN 3-900051-07-0. Available from: http://www.R-project.org, Accessed in: 27 fev. 2026.
RUBINI, B.R.; and YAMAMOTO, C.I. Development of Prediction Oxygen Delignification Models Using Kinetic Expressions and Neural Networks. Tappi Journal, v. 5, p. 3-6, 2006.
SANTOS, S. R.; SANSÍGOLO, C. A. Influência da densidade básica da madeira de clones de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla na qualidade da polpa branqueada. Ciência Florestal, v. 17, n. 1, p. 53–63, 2007. DOI: https://doi.org/10.5902/198050981935
Scandinavian Pulp, Paper and Board Testing Committee - SCAN-CM 43:95 - Basic density - Wood Chips for Pulp Production - Estocolmo: SCAN, 1995.
SHIMOYAMA, V. R. S.; BARRICHELO, L. E. G. – Densidade básica da madeira, melhoramento e manejo florestal – IPEF – Série Técnica – Vol. 6; Piracicaba: IPEF, Nº 20; pag. 1-22, 1990.
StatSoft, Inc. (2007) STATISTICA (Data Analysis Software System), Version 7.0. Available from: http://www.statsoft.com. Accessed in: 26 de fev, de 2026.
TRUGILHO, P. F.; LIMA, J. T.; MENDES, L. M. Influência da Idade nas Características Físico-Químicas e Anatômicas da Madeira de Eucalyptus saligna. Cerne, Lavras, v. 2, p. 94-111, 1996.
VITAL, B. R.; PEREIRA, A. R.; LUCIA, R. M. D.; ANDRADE, D.C. Efeito da idade da árvore na densidade da madeira de Eucalyptus grandis cultivado na região do cerrado de Minas Gerais. Brasília: IBDF, (8): 49 - 52, 1984 (Boletim Técnico).
WOOD, S. N. Generalized Additive Models: An Introduction with R. London: Chapman and Hall/CRC, 2006.
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