Resumo: No processo de fabricação de cerveja, especificamente em sua fermentação, quando o dióxido de carbono (CO2 – gás carbônico) é gerado, a cerveja fica vários dias dentro de um tanque. Após o esvaziamento desses tanques, diversos resíduos, como cerveja e leveduras, entre outras sujidades, ainda permanecem nos tanques e em tubulações, o que dificulta a limpeza. Para remover sujidades mais resistentes, utiliza-se hidróxido de sódio (NaOH – soda cáustica) devido ao seu alto poder de limpeza contra materiais orgânicos. Quando a cerveja é retirada do tanque, ele fica preenchido com dióxido de carbono, que, em contato com o hidróxido de sódio da limpeza, pode resultar em vácuo dentro do tanque. Por isso, o dióxido de carbono é retirado do tanque utilizando ar ambiente esterilizado, que é injetado pela parte superior do tanque, por compressores de ar que empurram o CO2 para fora do tanque, por uma tubulação na parte inferior, até que o tanque esteja com a concentração de dióxido de carbono bem baixa. São realizados dois tipos de expulsões, manual e automática que buscam diminuir a concentração de CO2 no tanque. É utilizado um compressor de ar de 186,5 kW para a injeção do ar ambiente esterilizado no sistema e, utilizá-lo por um período menor pode diminuir os gastos com energia elétrica na atividade. Este trabalho propõe desenvolver um equipamento de medição de concentração de dióxido de carbono, temperatura e umidade do ar de expulsão do tanque, visando delimitar valores na liberação do tanque para limpeza nos dois tipos de expulsões. Tendo como objetivo reduzir o tempo da expulsão automática, que apresenta tempos mínimos definidos conforme o tanque. Se, ao final desse período, o cervejeiro identificar uma concentração de CO2 no tanque que ele considera prejudicial, o tempo de expulsão precisa ser estendido. Isso pode resultar em avaliações menos frequentes do tanque e, como consequência, o compressor de ar pode continuar funcionando por vários minutos além do necessário. Além de apresentar delimitações de concentração e tempo para expulsões manuais, que não tem tempo definido. Isso visa dar segurança de que a expulsão foi realizada com sucesso e possa ser replicada. O desenvolvimento deste sistema é possível com base em sensores de concentração de CO2 de tecnologia Non-Dispersive Infrared (NDIR). Esses sensores, em conjunto com um ESP32, enviam dados via Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) para um Raspberry Pi. Esses dados podem, então, ser armazenados pelo InfluxDB e acessados pelo Grafana para visualização. Foi possível observar pelas medições que temperatura e umidade não são parâmetros para a liberação dos tanques. Pelos dados de concentração de CO2, é possível delimitar valores de concentrações nos dois tipos de expulsões e reduzir seus tempos. |
