A Análise de Produto Final no Setor Sucroenergético

Análise de produto final no setor sucroenergético: Etanol

MARIN JUNIOR, Jair A. ¹

CARVALHO, Higor S. ¹

ROSSI, Mateus J. ¹

SILVA JUNIOR, Joao Carlos J. ¹

IZOLA, Dawson T. ²

1. Acadêmicos do curso superior de Engenharia Mecânica do Centro Universitário Hermínio Ometto – FHO – Uniararas. Av. Maximiliano Baruto, 500, Jd. Universitário, Araras-SP. Contato: [e-mail] , [e-mail] , [e-mail] , [e-mail].  

1. Professor orientador. Doutor em Engenharia Aeronáutica EESc - USP. Responsável pela disciplina de Instrumentação e Sistemas de Medidas no Centro Universitário Hermínio Ometto – FHO – Uniararas. Av. Maximiliano Baruto, 500, Jd. Universitário, Araras-SP. Contato: [e-mail]

1. Resumo

Com o objetivo de analisar uma amostra de etanol obtida de um projeto coletivo, usamos o microcontrolador Arduino UNO R3 para fazer uma medição do nível do reservatório. Para que essa medição tivesse um grau maior de precisão foi aplicado uma célula de carga e o amplificador HX711 para se obter o volume através da medição da massa do reservatório.

Palavras chave: análise, etanol, Arduíno.

   

1. Introdução

Nas tentativas de reduzir a dependência do petróleo importado e amenizar as crises do setor açucareiro, o Brasil passou a produzir etanol a partir da cana-de-açúcar no início do século XX, e ele começou a ser usado como combustível em 1925, com a criação do Instituto do Açúcar e Álcool (IAA) e por lei, tornou obrigatória a mistura de etanol na gasolina. O primeiro carro a álcool foi produzido somente em 1978. Nos dias atuais, o nosso país colhe mais de 650 milhões de toneladas de cana por ano e totalizam 32 bilhões de litros de etanol hidratado e anidro, produzidos em 2020. [1, 2]

Segundo Fernandes (2005) ao se fazer a análise final do álcool pode ser detectados sinais da qualidade da matéria prima, sendo possível notar e especificar o local da obtenção daquela safra e qualidade da cana-de-açúcar, podendo assim alterar até mesmo o pH e composição do produto final. [3]

            Vamos apresentar estudos de medicação de pH diferente e variação de temperatura. O pH AEAC (álcool etílico anidro combustível) é especificado em normas internacionais, como há dificuldade em se medir o pH de matrizes não aquosas há necessidade de medições rastreáveis ao sistema internacional de unidade (SI). Concluímos que não houve diferença significativa de valores de pH apresentados pelos eletrodos, para um nível de confiança de 95%. Este resultado faz parte de uma das etapas necessárias ao desenvolvimento do MRC (matérias de referência certificados) e AEAC. [4]

Harmmond (1977) deu uma “moral” para o Brasil pelo fato de ser um país onde tem facilidade e rapidez em produzir combustíveis de origem renováveis, assim melhorando e iniciando a substituição dos combustíveis fósseis. [5]

Para serem comercializados, tanto o etanol hidratado quanto o etanol anidro passam por testes que verificam sua qualidade e classificam suas especificações, permitindo que o produto esteja dentro das normas. Essas normas técnicas atualmente são ditas pela Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustível (ANP), sejam elas nacionais ou internacionais. No regulamento descrito pela instituição, estão presentes as características que o líquido precisa ter quanto ao seu aspecto, cor, densidade, teor alcóolico, potencial hidrogeniônico, condutividade elétrica, presença de minerais e substâncias, entre outros.

1. Metodologia

Para a medição da massa específica, utiliza-se um densímetro digital e um sistema integrado de controle de temperatura da amostra. Ao inserir a temperatura de ensaio no densímetro digital (20ºC), coloca-se a amostra de etanol na célula de medição e se aguarda a estabilização da leitura. Para o teor alcoólico, basta consultar a Tabela Alcoolométrica com a medição da massa específica em mãos (NBR 15639).

Nesse artigo abordou-se um método utilizando arduíno.

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Figura 1: Croqui da montagem abordada. (Fonte: Autores, 2021)

Na figura 1, o fluido é depositado no reservatório (1), os dados sobre ele são colhidos pelo sensor no fundo (2) e são processados pelo arduíno (3). Um sensor mede a carga exercida pelo etanol no fundo do reservatório e o outro sensor mede o pH do líquido.

1. Resultados

Para fazer a medição do nível do reservatório, iremos através do Arduino utilizar a junção do módulo HX711 e da célula de carga de 50kg (representado na Figura 2 por um potenciômetro), montando um sistema de balança, de modo que através da obtenção dos dados de entrada será possível apontar o nível do reservatório.

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Figura 2: Esquema elétrico do projeto montado no TinkerCAD. (Fonte: Autores, 2021)

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Figura 3: Montagem real do nosso setor do projeto coletivo. (Fonte: Autores, 2021)

1. Conclusão

Concluímos ao final do projeto que, o sistema pode medir com precisão em determinadas quantidades de volume, precisando da ajuda de um amplificador para melhorar a medição em determinadas quantidades. Porém o programa ainda necessita da entrada de dados externos para total funcionamento, sendo um destes fatores o valor da densidade do liquido em medição, sendo no caso do projeto o etanol.

1. Bibliografia

1. LEITE, Rogério Cerqueira; CORTEZ, Luís Augusto B. O etanol combustível no Brasil. Revista Biocombustíveis no Brasil: Realidades e Perspectivas, Ministério das Relações Exteriores, 2008. Disponível em:  https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Repositorio/etanol3_000g7gq2cz702wx5ok0wtedt3xdrmftk.pdf. Acesso em: 14 ago. 2021.

1. Moagem de cana-de-açúcar e produção de açúcar e etanol - safra 2020/2021. Observatório da cana, 2021. Disponível em: . Acesso em: 14 ago. 2021.

1. FERNANDES, Oscar W.B. Avaliação de variedades de cana-de-açúcar para a produção de cachaça artesanal e interferência dos resultados no comportamento do produtor da região de Salinas-MG. (Dissertação de Mestrado) - Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Vitória da Conquista, BA, 30 de junho de 2005. Disponível em: http://cursos.ufrrj.br/posgraduacao/ppgea/files/2015/05/Oscar-Willian-Barbosa-Fernandes.pdf. Acesso em: 14 ago. 2021.

1. BORGES, Paulo Paschoal et al. A medição de pH em álcool etílico anidro combustível utilizando diferentes eletrodos. Congresso e Feira da Qualidade em Metrologia, São Paulo, 2007. Disponível em: http://repositorio.bom.org.br:8080/jspui/bitstream/123456789/1493/1/Borgesfragasouza_2007.pdf.pdf. Acesso em: 13 ago. 2021.

1. SALLA, Diones Assis. Análise energética de sistemas de produção de etanol de mandica, cana-de-açúcar e milho. Tese de Doutorado - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciência Agronômicas de Botucatu, 2008. Disponível em: http://hdl.handle.net/11449/101812. Acesso em: 17 ago. 2021.

1. Lipták, B. Instrument Engineers’ Handbook. Volume One – Process Measurement and Analysis. CRC Press. Boca Ratón-FL, USA. 2003. Disponível em: https://nivelco.com.ua/documents/technical%20publications%20docs/Instrument%20Engineers%20Handbook%2C%20Volume%201%20Process%20Measurement%20and%20Analysis%2C%20Fourth%20Edition%20%28Volume%201%29.pdf . Acesso em: 25 ago. 2021.

1. Make Your Weighing Scale Hack Using Arduino and Hx711. Instructables Circuits, 2015. Disponível em: https://www.instructables.com/Make-your-weighing-scale-hack-using-arduino/. Acesso em: 23 set. 2021.

1. Anexos

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Figura 4: Linha Final de produção de álcool. (Fonte: Autores, 2021)

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Figura 5: amplificador HX711. (Fonte: FilipeFlop, 2019)

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Figura 6: Célula de carga. (Fonte: FilipeFlop, 2018)

1. Código montagem da medição de nível com o arduíno.

Observação: ainda há a necessidade de inserir obtendo por outro meio o valor da densidade do álcool para o calculo de maneira mais precisa do volume, também precisasse tirar a tara da massa do recipiente do reservatório.

 <p> // A biblioteca usada para arduino https://github.com/bogde/HX711 <br> // LCD também pode ser usada em vez de serial