Online floating densimeter to monitor alcoholic beverages fermentation

• Grant number: 21/08284-4
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Innovative Research in Small Business - PIPE
• Start date: June 01, 2021
• End date: February 28, 2022
• Field of knowledge: Interdisciplinary Subjects
• Principal Investigator: Nícolas Gonçalves Borrego
• Grantee: Nícolas Gonçalves Borrego
• Company: Wisersoft Tecnologia em Sistemas Ltda. - ME
• CNAE: Fabricação de máquinas e equipamentos para as indústrias de alimentos, bebidas e fumo
• Associated research grant: 20/13745-8 - Online floating densimeter to monitor alcoholic beverages fermentation, AP.PIPE

Abstract

A indústria de bebidas alcoólicas representa uma grande parcela do PIB brasileiro, obtendo um faturamento total de 137 bilhões em 2019. Vinho, cerveja e cachaça são os responsáveis pelo maior volume de consumo. Consequentemente, a busca pela padronização do produto, a garantia da qualidade, a segurança alimentar, a otimização dos processos e a redução de custos são preocupações constantes deste setor. Recentemente, uma cervejaria artesanal de Minas Gerais, devido a uma falha em seu processo, alarmou o setor por vender cervejas contaminadas que resultaram na morte de alguns clientes. A indústria 4.0 prevê a digitalização dos controles nas indústrias a partir do uso de tecnologias emergentes para a análise de um grande volume de dados. Seus princípios tornam as indústrias mais flexíveis, uma vez que permitem a conexão de seus processos, aumentam sua eficiência e as tornam mais sustentáveis. A fermentação é o processo comum por qual toda bebida alcoólica passa e um ponto crítico da sua fabricação. Automatizá-la, portanto, é uma forma de melhor controlá-la e reduzir o fator erro humano. O parâmetro fundamental para o controle da fermentação é a densidade e a principal forma de modular a fermentação é através da variação da temperatura do processo. Atualmente, as indústrias de pequeno e médio porte já contam com um controle digital de temperatura, porém a densidade ainda é medida por meio de equipamentos analógicos com coletas manuais de amostras. Ademais, não existe uma integração automática desses dados. A oferta de soluções comerciais com esta finalidade é escassa e as existentes, em sua maioria, são dimensionadas para a produção caseira. No mercado brasileiro, a situação é mais crítica por conta da ausência de soluções desse tipo. Mostra-se necessário o desenvolvimento de uma tecnologia nacional voltada para o controle da fermentação e temperatura em escala industrial. A ideia é validar tecnicamente a construção de um densímetro flutuante online com medição de temperatura. Através do uso de um acelerômetro, é possível determinar a densidade do líquido em processo de fermentação relacionando a variação da sua inclinação com a variação da densidade. Um sensor de temperatura será utilizado tanto para uso primário, como para corrigir o valor da densidade em relação temperatura variável de cada processo. A comunicação do equipamento com a central será feita através de tecnologia sem fio. A capacidade de monitorar a fermentação em tempo real e sem a necessidade de coleta de amostras permitirá o melhor entendimento das particularidades do processo de fermentação de cada produtor, uma melhor e mais rápida capacidade de ação em face aos eventuais imprevistos, economia de custos - uma vez que permitirá uma liberação mais rápida dos tanques de fermentação para um novo processo - e a redução de uma possível contaminação do produto no momento da coleta da amostra. (AU)