Sistema Automatizado de Sensoriamento à Fibra Óptica para Determinação da Concentração em Misturas Água-Etanol

• Processo: 09/09767-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2010
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2012
• Área de 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
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: álcool | Automação | Fibras Ópticas Especiais | Sensoriamento à fibra óptica | Automação de sistemas

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 Campinas, SP.