A utilização de phyton para a resolução de problemas aplicados à Engenharia Química: implementação no ensino de cinética de processos fermentativos

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Main Author: Carvalho, Pâmela Oliveira de
Publication Date: 2025
Format: Bachelor thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
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Summary: The use of computational tools in teaching Chemical Engineering has proven to be increasingly relevant for understanding complex phenomena, in addition to being essential for process optimization and innovation in the field. Therefore, it is essential that Chemical Engineering courses offer a curriculum aligned with technological transformations and innovations, in order to prepare students for this new scenario. The objective of this work is to analyze how Python can be applied in the Chemical Engineering course at the Federal University of Ceará (UFC), focusing on the implementation of a practical class for teaching fermentation process kinetics in the Biochemical Processes and Reactors discipline. The analysis began with a brief discussion on Python applications in fundamental course concepts, such as mathematical methods, enzymatic kinetics, and chemical thermodynamics. The study then focused on the kinetics of fermentation processes, with the development and implementation of a practical class that allowed students to change variables and observe their effects on the system. The methodology involved conducting a bibliographical research on the use of the language in Chemical Engineering, followed by the application of the class and the collection of students' perceptions through a questionnaire. The results indicated that 70.6% of the students reported a significant improvement in their understanding of Monod kinetics concepts, and 82.4% strongly agreed that the Python approach could be useful in other disciplines. The experience demonstrated the potential of the language as a teaching tool, highlighting the need for a more structured integration of programming throughout the undergraduate course.
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spelling Carvalho, Pâmela Oliveira deGonçalves, Luciana Rocha Barros2025-05-12T21:42:23Z2025-05-12T21:42:23Z2025CARVALHO, Pâmela Oliveira de. A utilização de Python para a resolução de problemas aplicados à Engenharia Química: implementação no ensino de cinética de processos fermentativos. 2025. 51 f. TCC (Graduação em Engenharia Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80818The use of computational tools in teaching Chemical Engineering has proven to be increasingly relevant for understanding complex phenomena, in addition to being essential for process optimization and innovation in the field. Therefore, it is essential that Chemical Engineering courses offer a curriculum aligned with technological transformations and innovations, in order to prepare students for this new scenario. The objective of this work is to analyze how Python can be applied in the Chemical Engineering course at the Federal University of Ceará (UFC), focusing on the implementation of a practical class for teaching fermentation process kinetics in the Biochemical Processes and Reactors discipline. The analysis began with a brief discussion on Python applications in fundamental course concepts, such as mathematical methods, enzymatic kinetics, and chemical thermodynamics. The study then focused on the kinetics of fermentation processes, with the development and implementation of a practical class that allowed students to change variables and observe their effects on the system. The methodology involved conducting a bibliographical research on the use of the language in Chemical Engineering, followed by the application of the class and the collection of students' perceptions through a questionnaire. The results indicated that 70.6% of the students reported a significant improvement in their understanding of Monod kinetics concepts, and 82.4% strongly agreed that the Python approach could be useful in other disciplines. The experience demonstrated the potential of the language as a teaching tool, highlighting the need for a more structured integration of programming throughout the undergraduate course.A utilização de ferramentas computacionais no ensino da Engenharia Química tem se mostrado cada vez mais relevante para a compreensão de fenômenos complexos, além de serem essenciais para a otimização de processos e inovação na área. Desse modo, é fundamental que os cursos de Engenharia Química ofereçam uma grade curricular alinhada às transformações e às inovações tecnológicas, de forma a preparar os alunos para esse novo cenário. O objetivo deste trabalho é analisar como o Python pode ser aplicado no curso de Engenharia Química da Universidade Federal do Ceará (UFC), com foco na implementação de uma aula prática para o ensino de cinética de processos fermentativos da disciplina de Processos e Reatores Bioquímicos. A análise iniciou com uma breve discussão sobre aplicações do Python em conceitos fundamentais do curso, como métodos matemáticos, cinética enzimática e termodinâmica química. Em seguida, o estudo concentrou-se na cinética de processos fermentativos, com o desenvolvimento e a aplicação de uma aula prática que permitiu aos alunos alterarem variáveis e observar seus efeitos no sistema. A metodologia envolveu a realização de uma revisão bibliográfica sobre o uso da linguagem em Engenharia Química, seguida da aplicação da aula e da coleta de percepções dos estudantes por meio de um questionário. Os resultados indicaram que 70,6% dos alunos relataram uma melhora significativa na compreensão dos conceitos de cinética de Monod, e 82,4% concordaram totalmente que a abordagem com Python pode ser útil em outras disciplinas. A experiência demonstrou o potencial da linguagem como ferramenta de ensino, destacando a necessidade de uma integração mais estruturada da programação ao longo da graduação.A utilização de phyton para a resolução de problemas aplicados à Engenharia Química: implementação no ensino de cinética de processos fermentativosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisEngenharia químicaPythonEnsino tecnológicoChemical engineeringPythonTechnological educationCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFChttp://lattes.cnpq.br/1364670613049394http://lattes.cnpq.br/25776576900215662025-05-12LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/80818/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINAL2025_tcc_pocarvalho.pdf2025_tcc_pocarvalho.pdfapplication/pdf1895369http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/80818/3/2025_tcc_pocarvalho.pdf0e2f493184ea8402a11c296d8e36b0b1MD53riufc/808182025-05-12 18:47:21.779oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2025-05-12T21:47:21Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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