Desenvolvimento de aparato de baixo custo para medição do amargor de cervejas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Calado, Lucas Silva
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/15188
Resumo: Uma metodologia de baixo custo para medição de amargor de cervejas baseada em ab- sorção de luz ultravioleta e emissão de luz visível por fluorescência é apresentada. Para tal, foi construído um equipamento constituído de um diodo emissor de luz (LED, na sigla inglesa), um material fluorescente e uma câmera do tipo Digital single-lens reflex (DSLR) para capturar imagens da fluorescência do material. O processamento das imagens obtidas foi feito por meio de software desenvolvido em Scilab. A calibração do aparato foi realizada utilizando soluções aquosas de iso-alfa-ácidos(i-α-a), principais contribuintes no amargor da cerveja e presentes no lúpulo, utilizado durante a etapa de fervura do mosto cervejeiro. As medidas feitas pelo equipa- mento foram comparadas às medidas tradicionais de Unidades Internacionais de Amargor (IBU na sigla inglesa), obtidas em um espectrofotômetro, sendo os dados ajustados por estimação de parâmetros com critério de máxima verossimilhança. Inicialmente, foram utilizadas 46 solu- ções de i-α-a em água para calibrar o equipamento, relacionando os 3 valores tristimulares (R,G e B) obtidos no processamento de imagens com o IBU medido pelo método tradicional, resul- tando num ajuste polinomial de segunda ordem. Após modificações no método, a calibração foi refeita utilizando apenas 10 soluções de i-α-a, sendo a medida baseada somente na componente azul (B) obtida no processamento de imagens, resultando num ajuste linear. Nesta nova abor- dagem, as configurações de disparo da câmera tabém foram otimizadas de modo a encontrar a abertura do diafragma e tempo de exposição ideais para a realização das medições. Diversas amostras de mosto cervejeiro e cervejas comerciais foram analisadas para testar o equipamento. Inicialmente, as medidas feitas pelo método novo mostrou desvios máximo em relação ao mé- todo tradicional inferior a 5 IBU’s, e após algumas modificações e melhorias apresentou desvio máximo inferior a 3 IBU’s. Também foram avaliadas as possíveis interferências causadas pela fermentação do mosto, uso de material plástico na metodologia tradicional de medida de IBU e o efeito do tempo de fervura do lúpulo em contato com o mosto cervejeiro
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As medidas feitas pelo equipa- mento foram comparadas às medidas tradicionais de Unidades Internacionais de Amargor (IBU na sigla inglesa), obtidas em um espectrofotômetro, sendo os dados ajustados por estimação de parâmetros com critério de máxima verossimilhança. Inicialmente, foram utilizadas 46 solu- ções de i-α-a em água para calibrar o equipamento, relacionando os 3 valores tristimulares (R,G e B) obtidos no processamento de imagens com o IBU medido pelo método tradicional, resul- tando num ajuste polinomial de segunda ordem. Após modificações no método, a calibração foi refeita utilizando apenas 10 soluções de i-α-a, sendo a medida baseada somente na componente azul (B) obtida no processamento de imagens, resultando num ajuste linear. Nesta nova abor- dagem, as configurações de disparo da câmera tabém foram otimizadas de modo a encontrar a abertura do diafragma e tempo de exposição ideais para a realização das medições. Diversas amostras de mosto cervejeiro e cervejas comerciais foram analisadas para testar o equipamento. Inicialmente, as medidas feitas pelo método novo mostrou desvios máximo em relação ao mé- todo tradicional inferior a 5 IBU’s, e após algumas modificações e melhorias apresentou desvio máximo inferior a 3 IBU’s. Também foram avaliadas as possíveis interferências causadas pela fermentação do mosto, uso de material plástico na metodologia tradicional de medida de IBU e o efeito do tempo de fervura do lúpulo em contato com o mosto cervejeiroCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESA low-cost methodology for measuring beer bitterness based on UV light absorbance and visible light emission is presented. For that purpose, an equipment composed of a light emitting diode (LED), a fluorescent material and a Digital single-lens reflex (DSLR) camera, which captures images from the fluorescent material was constructed. The processing of the captured images was made by a software developed in Scilab. The calibration of the device was made using aqueous solutions of iso-alpha-acids (i-α-a), the main contributors in beer bitterness, which are present in hops, used in the wort boiling step of beer brewing. The mea- surements made by the equipment were compared to traditional measurements in International Bitterness Units (IBU), which are made by a spectrophotometer, while the data was adjusted by means of maximum likelihood method for parameter estimation. Initially, 46 solutions of i-α-a in water were used, associating the tristimulus values (R, G and B) obtained by image processing with the IBU measured by the traditional method, yielding a second order polyno- mial regression. After some modifications in the method, the calibration was remade using only 10 i-α-a solutions, being the measurement based only on the blue (B) component of the tristi- mulus values, yielding a linear regression. With this new approach, the camera settings were optimized in order to find the ideal aperture and shutter speed for the measurements. Several beer wort and commercial beer samples were analyzed in order to test the equipment. Initi- ally, the measurements made by the new equipment yielded maximum deviation lower than 5 IBU’s, while after some modifications and improvements the maximum deviation was lower than 3 IBU’s. Some interferences caused by wort fermentation, use of plastic material in the traditional methodology and hop contact time during wort boiling was also investigatedPeixoto, Fernando CunhaSphaier, Leandro AlcoforadoPereira, Karen SignoriSilva, Vinicius Nunes HenriqueCalado, Lucas Silva2020-10-09T14:42:11Z2020-10-09T14:42:11Z2019info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCALADO, Lucas Silva. Desenvolvimento de aparato de baixo custo para medição do amargor de cervejas. 2019. 68 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2019.https://app.uff.br/riuff/handle/1/15188Aluno de mestradohttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2022-12-08T22:54:31Zoai:app.uff.br:1/15188Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T11:05:00.405317Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
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