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Sistema automatizado de sensoriamento à fibra óptica para determinação da concentração em misturas água-etanol

Processo: 09/09767-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2010
Vigência (Término): 31 de julho de 2012
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica
Pesquisador responsável:Carlos Kenichi Suzuki
Beneficiário:Eric Fujiwara
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Automação   Álcool

Resumo

Nos processos de destilação de etanol em usinas sucroalcooleiras, é preciso controlar rigorosamente e em tempo real o teor alcoólico do produto. Entretanto, as metodologias para determinação de concentração atualmente aplicadas consistem de técnicas laboratoriais, demandando um longo tempo de análise, e acarretando em prejuízos na cadeia produtiva. Em uma usina de grande porte, cuja produção atinge 2 milhões de litros/dia, o tempo necessário para monitoramento e re-destilação do etanol pode acarretar em um prejuízo de R$200.000,00 diários. Acerca destes problemas, foi desenvolvida uma metodologia de sensoriamento à fibra óptica baseado no princípio de refletometria de Fresnel, com capacidades para detecção de pequenas concentrações de álcool. Entretanto, as etapas de aquisição e processamento das medições são realizadas manualmente, mediante intervenção do usuário, resultando em um processo laborioso e sujeito aos erros experimentais por parte do operador. Ademais, o algoritmo para determinação da concentração alcoólica implementado não possui robustez suficiente, prejudicando a precisão e a reprodutibilidade do sistema de medição. Deste modo, este projeto tem como objetivo a automação e aprimoramento da metodologia de sensoriamento, visando a identificação da amostra de forma precisa e em tempo real. A automação será realizada utilizando um módulo de aquisição de dados da National Instruments, com a implementação de algoritmos, e o desenvolvimento de interfaces em ambiente LabVIEW. Também serão realizados estudos para o aprimoramento da sensibilidade e precisão do refletômetro, através da utilização de fibras ópticas especiais de elevado índice de refração. A otimização desta tecnologia proporcionará melhorias significativas para o monitoramento de processos de destilação em usinas sucroalcooleiras, através de uma medição com alta sensibilidade, rápido tempo de resposta, e baixo custo de fabricação e implementação, abrindo fronteiras para novos desenvolvimentos em fibras ópticas e dispositivos fotônicos no país.

Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
FUJIWARA, Eric. Sistema de sensoriamento a fibra óptica para determinação da concentração de sacarose e etanol aplicado a amostras de usinas sucroalcooleiras. 2012. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica.

Por favor, reporte erros na lista de publicações científicas escrevendo para: cdi@fapesp.br.

Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa

SISTEMA E PROCESSO PARA MONITORAMENTO DE PROCESSOS DE FERMENTAÇÃO BR1020130068640 - Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) ; Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) . Eduardo Ono; Carlos Kenichi Suzuki; Carlos Eduardo Vaz Rossell; Celina Kiyomi Yamakawa; Jaciane Lutz Ienczak; Eric Fujiwara - 25 de março de 2013