Desenvolvimento de um Densímetro Eletrônico para Produção de Cerveja
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Resumo
A fermentação é uma etapa da produção da cerveja que define parte de suas características, por exemplo seu sabor. Os cervejeiros artesanais monitoram o processo de fermentação com método do densímetro de vidro. Esse método apresenta algumas limitações (e.g., depende de operador e desperdiça produto). Nesse trabalho realizou-se desenvolvimento de um densímetro eletrônico para aprimorar o monitoramento da fermentação. Foram utilizados métodos de desenvolvimento de produto (i.e., planejamento do produto, projeto conceitual, projeto preliminar e projeto detalhado) e estudo de viabilidade com protótipo. Foram abordados aspectos de legislação, simulações computacionais e boas práticas em desenvolvimento de hardware. O trabalho resultou em projeto de densímetro eletrônico susceptível à produção industrial que pode facilitar a monitoração da fermentação. O equipamento cumpre com aspectos de segurança em alimentos e pode permanecer inserido no fermentador durante todo processo de fermentação. O equipamento é de instalação imediata e usa infraestrutura de Wi-Fi do cliente. O equipamento é automático, com bateria interna, sem fios e disponibiliza dados em servidor online.
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Referências
ANVISA ‒ AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Resolução de Diretoria Colegiada N° 91, de 11 de maio de 2001. Brasil, 2001.
ABRACERVA ‒ ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CERVEJA ARTESANAL. Número de cervejarias artesanais no Brasil cresce 37,7% em 2017. Disponível em: <http://abracerva.com.br/numero-de-cervejarias-artesanais-no-brasil-cresce-377-em-2017/>. Acesso em: 22 abr. 2018.
ABNT ‒ ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5992 - Etanol combustível - Determinação da massa específica e do teor alcoólico por densímetro de vidro. [s.l: s.n.], 2016.
BARON BREW EQUIPMENT. TILTTM Wireless Hydrometer and Thermometer. Disponível em: <http://www.tilthydrometer.com>. Acesso: 2019.
BETTS, B. Brewing up: A technology revolution. Engineering & Technology, v. 11, n. 2, p. 54–57, 1 mar. 2016.
BNDES. Produto 8: Relatório do Plano de Ação para o Desenvolvimento de IoT no Brasil. [s.l: s.n.], 2017.
BURATTI, S.; BENEDETTI, S. Alcoholic Fermentation Using Electronic Nose and Electronic Tongue. [s.l.]: Elsevier Inc., 2016.
CARPES JR, W. P. Introdução ao Projeto de Produtos. 1a ed. Florianópolis: Editora Bookman, 2014.
CASALS, L.; MIR, B.; VIDAL, R.; GOMEZ, C. Modeling the Energy Performance of LoRaWAN. Sensors, v. 17, n. 10, p. 2364, 16 out. 2017.
CERVEJARIA KAIRÓS. Cervejaria Kairós. Disponível em: <http://www.cervejariakairos.com.br>. Acesso em: 2019.
DAOUD, I. S.; SEARLE, B. A. On-Line Monitoring of Brewery Fermentation by Measurement of CO2 Evolution Rate. Journal of the Institute of Brewing, v. 96, n. 5, p. 297–302, 10 set. 1990.
ELMEHDI, H. M.; PAGE, J. H.; SCANLON, M. G. Evaluating Dough Density Changes During Fermentation by Different Techniques. Cereal Chemistry Journal, v. 84, n. 3, p. 250–252, maio 2007.
GIBSON, B. R.; LAWRENCE, S. J.; LECLAIRE, J. P. R.; POWELL, C. D.; SMART, K. A. Yeast responses to stresses associated with industrial brewery handling. FEMS Microbiology Reviews, v. 31, n. 5, p. 535–569, set. 2007.
GITHUB. iSpindel. Disponível em: <http://www.github.com/universam1/iSpindel>. Acesso: 2019.
GUBBI, J.; BUYYA, R.; MARUSIC, S.; PALANISWAMI, M. Internet of Things (IoT): A vision, architectural elements, and future directions. Future Generation Computer Systems, v. 29, n. 7, p. 1645–1660, set. 2013.
IEEE. Towards a Definition of the Internet of Things (IoT). [s.l: s.n.], 2015. Disponível em: <https://iot.ieee.org/definition.html>. Acesso em: 4 nov. 2018.
ISO ‒ INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 649 - Laboratory glassware - Density hydrometers for general purposes. [s.l: s.n.], 1981.
MAPA ‒ MINISTÉRIO DA AGRICULTURA PECUÁRIA E ABASTECIMENTO. Instrução Normativa No 5, de 31 de março de 2000, 2000.
MARTINS, M. R. Hidrostática e Estabilidade, Notas de Aula PNV2341, USP. [s.l: s.n.], 2010.
MCKINSEY & COMPANY. The Internet of Things: mapping the value beyond the hype. [s.l: s.n.], 2015.
MUMTAZ, S.; ALSOHAILY, A.; PANG, Z.; RAYES, A.; TSANG, K. F.; RODRIGUEZ, J. Massive Internet of Things for Industrial Applications: Addressing Wireless IIoT Connectivity Challenges and Ecosystem Fragmentation. IEEE Industrial Electronics Magazine, v. 11, n. 1, p. 28–33, mar. 2017.
NSC ‒ NOSSA SANTA CATARINA. Mercado das cervejas artesanais triplicou em Santa Catarina - A Notícia. Disponível em: <http://www.anoticia.clicrbs.com.br/sc/geral/joinville/noticia/2017/07/mercado-das-cervejas-artesanais-triplicou-em-santa-catarina-9842002>. Acesso em: 22 abr. 2018.
OECD. Test No. 109: Density of Liquids and Solids. OECD Guidelines for the Testing of Chemicals, v. Section 1, out. 2012.
OLIVEIRA, B. D. M.; MELO FILHO, J. M.; AFONSO, J. C. A densidade e a evolução do densímetro. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 35, n. 1, p. 1–10, mar. 2013.
OSTERTAGOVÁ, E. Modelling using Polynomial Regression. Procedia Engineering, v. 48, p. 500–506, 2012.
PAHL, G.; BEITZ, W.; FELDHUSEN, J.; GROTE, K.-H. Engineering Design. London: Springer London, 2007.
PANG, Z.; CHEN, Q.; HAN, W.; ZHENG, L. Value-centric design of the internet-of-things solution for food supply chain: Value creation, sensor portfolio and information fusion. Information Systems Frontiers, v. 17, n. 2, p. 289–319, 29 abr. 2015.
REDDY, T. B.; LINDEN, D. Linden’s handbook of batteries. 4. ed. [s.l.]: McGraw-Hill, 2011.
ŠAVEL, J.; KOŠIN, P.; BROŽ, A.; SIGLER, K. Convenient Monitoring of Brewery Fermentation Course by Refractometry. Kvasny Prumysl, v. 55, n. 4, p. 94–99, 1 abr. 2009.
SCHMIDT, R. H.; ERICKSON, D. J. Sanitary Design and Construction of Food Equipment (FSHN0409) University of Florida. [s.l: s.n.]. Disponível em: <http://edis.ifas.ufl.edu/pdffiles/fs/fs11900.pdf>.
SIGFOX. Sigfox Coverage. Disponível em: <http://www.sigfox.com/en/coverage>. Acesso em: 17 mar. 2019.
STEWART, G. G. Brewing and Distilling Yeasts. Cham: Springer International Publishing, 2017.
THE THINKS NETWORK. The Thinks Network Map. Disponível em: <http://www.thethingsnetwork.org/map>. Acesso em: 17 mar. 2019.
VEJLGAARD, B.; LAURIDSEN, M.; NGUYEN, H.; KOVACS, I. Z.; MOGENSEN, P.; SORENSEN, M. Coverage and Capacity Analysis of Sigfox, LoRa, GPRS, and NB-IoT. [s.l.]: IEEE, 2017, p. 1–5.
VERBELEN, P. J.; DEKONINCK, T. M. L.; SAERENS, S. M. G.; VAN MULDERS, S. E.; THEVELEIN, J. M.; DELVAUX, F. R. Impact of pitching rate on yeast fermentation performance and beer flavour. Applied Microbiology and Biotechnology, v. 82, n. 1, p. 155–167, 19 fev. 2009.
WANG, J.; YUE, H. Food safety pre-warning system based on data mining for a sustainable food supply chain. Food Control, v. 73, p. 223–229, mar. 2017.
WHITE, C.; ZAINASHEFF, J. Yeast: the practical guide to beer fermentation. [s.l.]: Brewers Publications, 2010.
WHITMORE, A.; AGARWAL, A.; DA XU, L. The Internet of Things — A survey of topics and trends. Information Systems Frontiers, v. 17, n. 2, p. 261–274, 12 abr. 2015.
XU, M.; DAVID, J. M.; KIM, S. H. The Fourth Industrial Revolution: Opportunities and Challenges. International Journal of Financial Research, v. 9, n. 2, p. 90, 5 fev. 2018.