Sensor de índice de refração para a monitorização de fermentações de vinhos

• Autor(a) principal: Sousa, Ricardo José Gomes
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/38495
• topic: Sensor de índice de refração; Refratometria; Prisma ótico; Dispositivo de carga acoplada

Este trabalho teve como principal objetivo o desenvolvimento de um sensor de índice de refração apto para a monitorização de fermentações de vinhos de forma automática e adaptado para ser inserido em cubas utilizando um tampão DIN50. O sensor foi desenvolvido numa perspetiva de baixo custo e de baixo perfil, visando a sua utilização como um sensor remoto. O sensor é baseado na reflexão total de luz num prisma e o índice de refração é medido através do perfil da luz refletida, detetado por um dispositivo de carga acoplada com 3647 pixéis em linha. O perfil da luz corresponde a variação da intensidade da luz refletida que difere consoante o índice de refração da amostra. Através de um algoritmo desenvolvido, o sensor obtém uma medição do pixel correspondente à posição da transição entre a zona iluminada e não iluminada do perfil da luz refletida. O algoritmo desenvolvido é capaz de ajustar o perfil da luz a uma função sigmoide e a partir desta calcular o ponto de inflexão que corresponderá ao valor do pixel. Todos os cálculos são processados no microcontrolador do sensor (ESP32). O sensor foi calibrado para temperaturas de 12,5; 18; 23; 28 e 33 ◦C e testado sob as condições de cor do liquido, presença de turbidez e presença de bolhas de ar. O sensor demonstrou ser robusto perante as condições mencionadas e obteve uma resolução na ordem dos 6.0×10−5 unidades de índice de refração (UIR). Por fim foi realizado um caso de estudo onde foi monitorizada a fermentação de um vinho tinto e onde a evolução do índice de refração foi comparada com a evolução da densidade, parâmetro utilizado na avaliação de fermentações. O sensor demonstrou ser capaz de avaliar a evolução da densidade do vinho pela medição correta do índice de refração do mesmo.