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Title: Uma proposta de melhoria de produtividade e qualidade na destilação de óleos essenciais baseada em tecnologias digitais inteligentes
Other Titles: A proposal to improve productivity and quality in the distillation of essential oils based on intelligent digital technologies
Authors: Machado, Carlos Alberto Tosta
metadata.dc.contributor.advisor: Lepikson, Herman Augusto
metadata.dc.contributor.advisor-co: Machado, Bruna Aparecida Souza
metadata.dc.contributor.referees: Almeida, Edna dos Santos
Pessoa, Fernando Luiz Pellegrini
Queiroga, Carmen Lucia
Santos Filho, José Valentim dos
Keywords: Tecnologias digitais inteligentes;Óleos essenciais;Destilação;Caminhos preferenciais de vapor;Duração econômica;Controle;Condensação
Issue Date: 21-Nov-2022
Publisher: Centro Universitário SENAI CIMATEC
Citation: MACHADO, Carlos Alberto Tosta. Uma proposta de melhoria de produtividade e qualidade na destilação de óleos essenciais baseada em tecnologias digitais inteligentes. Orientador: Herman Augusto Lepikson. 2022. 170 f. Tese (Doutorado em Gestão e Tecnologia Industrial) – Centro Universitário SENAI CIMATEC, Salvador, 2022.
metadata.dc.description.resumo: Os processos industriais para extração de óleos essenciais por destilação a vapor d’água apoiam-se em sistemas produtivos com significativo potencial de atualização tecnológica. Apresentam variações no ciclo extrativo, incertezas de rendimento mássico e energético e ocorrências operacionais indesejadas, não detectadas e, portanto, não corrigidas. Neste segmento, estudos sobre aplicação de tecnologia não são abundantes, o que oportunizou a presente pesquisa. Grande parte desta indústria é formada por pequenos e médios produtores, com instalações caracterizadas pela falta de instrumentação e sistemas de controle básicos. A presente tese tem por objetivo criar uma proposta para melhoria deste processo extrativo, através da adição de tecnologias digitais inteligentes, tornando-o flexível, adaptativo, autoconfigurável e com uma operação que resulte em melhores rendimentos e menor consumo de água, que gere produtos não degradados por prolongada exposição térmica e que tenha o tempo de extração e tecnicamente determinado. A etapa experimental, realizada em equipamento em escala piloto, na extração de capim-limão (Cymbopogon citratus), com capacidade aproximada para 10 kg de erva, obtiveram melhoria média superior a 24% no rendimento em massa, redução superior a 50% no tempo de processo e no consumo de energia. A qualidade do produto, evidenciada por análises cromatográficas, revelou aumento de até 10% no teor de Citral, componente de maior interesse neste óleo essencial. Sensores instalados de forma a obter dados de temperatura diretamente da massa vegetal, um sistema de processamento de imagem e o controle e monitoramento da condensação permitiram a detecção e correção de caminhos preferenciais de vapor, a finalização automática do processo no ponto econômico e a condensação de maiores teores de Citral, respectivamente. A etapa experimental permitiu um melhor entendimento do processo, possibilitando demonstrar significativos ganhos de produtividade e de melhoria da qualidade. Maiores rendimentos e melhor qualidade são ganhos potenciais para esta indústria com custos de produção reduzidos e maior valor.
Abstract: Essential oil steam distillation extraction processes rely on production systems with significant potential for technological updating. They present variations in the extractive cycle, mass and energy yield uncertainties and undesired operational occurrences, not detected and therefore, not corrected. In this area, studies on the application of technology are not abundant, which provided the opportunity for this research. A large part of this industry is formed by small and medium size producers, with facilities characterized by the lack of instrumentation and basic control systems. The present thesis aims to create a proposal to improve this extractive process, through the addition of intelligent digital technologies, making it flexible, adaptive, self-configurable and that the operation results in better yields, less water consumption, which generates non degraded products by prolonged thermal exposure and have the extraction time technically determined. The experimental activities, carried out in a pilot-scale equipment, having lemongrass (Cymbopogon citratus) as raw material, with an approximate capacity of 10 kg of green matrix, obtained an average improvement greater than 24% in mass yield, a reduction greater than 50% in process duration and energy consumption. The quality of the product, evidenced by chromatography, revealed an increase of up to 10% in the Citral content, a component of greatest interest in this essential oil. Sensors installed in order to obtain temperature data directly from the plant mass, an image processing system and the control and monitoring of condensation allowed the detection and correction of steam channels (channels) through the raw material, the automatic termination of the process at the economic point and the condensation of higher levels of Citral, respectively. The experimental phase allowed a better understanding of the process, making it possible to demonstrate significant gains in productivity and quality improvement. These higher yields and better quality are potential gains for this industry with reduced production costs and higher value.
URI: http://repositoriosenaiba.fieb.org.br/handle/fieb/1812
Appears in Collections:Teses Doutorado (GETEC)

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