Projeto de sistema de controle de temperatura e monitoramento da umidade em equipamento de secagem de alimentos.

• Autor(a) principal: BANDEIRA, Jandilson Almeida .
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
• Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/18884
• topic: Sistema de controle de temperatura; Monitoramento da umidade; Equipamento de secagem de alimentos; Controlador PID; Microcontrolador; Transmissão de calor; Trocador de calor; Secagem de alimentos; Modelagem térmica; Temperature control system; Humidity monitoring; Food drying equipment; PID controller; Microcontroller; Heat transmission; Heat exchanger; Drying food; Thermal modeling; Engenharia Elétrica.

Na secagem de alimentos são utilizados sistemas térmicos onde podem existir o armazenamento e/ou o fluxo de calor, apresentando três formas de transmissão, são elas condução, convecção e radiação. Os sistemas de controle de secagem são utilizados em muitos processos industriais que exigem precisão de medidas. Na indústria alimentícia é fundamental que a temperatura, a umidade ou mesmo a pressão de diversos processos estejam dentro dos padrões, pois, variações além da tolerância podem comprometer gravemente o produto final. Pensando nisso foi proposto nesse trabalho desenvolver um sistema de controle de temperatura utilizando um controlador PID para substituir o sistema de controle on-off e realizar o monitoramento da umidade no equipamento de secagem de produtos alimentícios. O sistema de secagem encontra-se acoplado a um secador de leito fixo, um leito fluidizado e um leito de jorro o qual está instalado no Laboratório de Engenharia Bioquímica do Departamento de Engenharia Química da UFCG. Através de experimentos e técnicas de modelagem foi possível encontrar a função de transferência da planta. De posse das especificações de projeto, como variação máxima na temperatura e os pontos onde se deseja aferir umidade foi possível, juntamente com a função de transferência da planta, utilizar métodos de sintonia de controladores PID para obtenção das constantes do controlador. Desse modo, realizou-se as devidas simulações utilizando o software Matlab e a partir da análise das simulações, a escolha do controlador que atendesse as especificações. Os passos seguintes foram a escolha dos componentes que possibilitassem as medições de temperatura e umidade, definição dos instrumentos para comunicação homem-máquina, projeto do circuito de aquisição de sinais de tensão para que fosse possível determinar a passagem pelo zero a cada meio ciclo e definição do atuador. Para o tratamento dos sinais, processamento dos dados e implementação do controlador PID foi escolhido utilizar o microcontrolador ATmega328 da Atmel. Após confecção de toda estrutura física dos circuitos foi então desenvolvido o código utilizando a linguagem de programação C++ no ambiente de desenvolvimento integrado do Arduino. Por fim foram realizados testes para validação do projeto observando o comportamento da temperatura, estes experimentos mostraram-se satisfatórios, visto que os objetivos propostos foram alcançados.