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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/24939| Tipo: | TCC |
| Título: | Desenvolvimento de um reator automatizado em escala de laboratório de baixo custo microcontrolado por ESP32 |
| Autor(es): | Caminha, Lucas Ryhan Formiga |
| Primeiro Orientador: | Silva, Giovanilton Ferreira Da |
| Resumo: | O projeto de reatores químicos é uma das principais áreas de trabalho na engenharia química. O reator químico é um recipiente onde ocorrem reações químicas, transferências de massa e calor. O projeto de um reator químico trata com múltiplos aspectos de engenharia química, sobre os quais os engenheiros químicos trabalham para obter a maximização de produtos para a reação dada. Existem diversos tipos de reatores químicos, dentre eles os principais são os reatores em batelada, no qual assume-se que não há entrada ou saída de material e que o reator está bem misturado. Reatores do tipo CSTR (Continuous Stirred Tank Reactors) que são constituídos de tanques de agitação interligados em série sendo um processo contínuo. Outro reator importante é o reator de fluxo em pistão (PRF), no qual a mistura reacional passa continuamente por um reator tubular. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um reator químico em escala de laboratório implementando estratégia de automação e controle. A utilização de uma interface homem-máquina proporciona ao processo um melhor monitoramento e otimização. O microcontrolador utilizado foi o ESP32, que é o responsável pela aquisição de dados em tempo real dos sensores e pelo controle do aquecimento do reator através da técnica de controle PID, os quais podem ser gerenciados pela dashboard da plataforma Arduino IOT Cloud. A montagem do reator em escala de laboratório foi realizada com sucesso sem maiores percalços. Em seguida foi realizado um teste de validação para que o reator seja considerado funcional. O teste foi realizado com água, a agitação e a temperatura do reator foram controladas. Os resultados demonstram que o reator é funcional devido não haver gradiente de temperatura considerável. |
| Abstract: | The design of chemical reactors is one of the main areas of work in chemical engineering. The chemical reactor is a vessel where chemical reactions, mass and heat transfers take place. The design of a chemical reactor deals with multiple aspects of chemical engineering, which chemical engineers work on to obtain the maximization of products for the given reaction. There are several types of chemical reactors, among them the main ones are the batch reactors, in which it is assumed that there is no input or output of material and that the reactor is well mixed. CSTR (Continuous Stirred Tank Reactors) type reactors that are made up of agitation tanks interconnected in series being a continuous process. Another important reactor is the piston flow reactor (PRF), in which the reaction mixture continuously passes through a tubular reactor. The present work had as objective to develop a chemical reactor in laboratory scale implementing automation and control strategy. The use of a human-machine interface provides the process with better monitoring and optimization. The microcontroller used was the ESP32, which is responsible for real-time data acquisition from the sensors and for controlling the reactor heating through the PID control technique, which can be managed by the dashboard of the Arduino IOT Cloud platform. The assembly of the reactor on a laboratory scale was carried out successfully without major problems. Then, a validation test was performed so that the reactor is considered functional. The test was carried out with water, agitation and reactor temperature were controlled. The results demonstrate that the reactor is functional because there is no considerable temperature gradient. |
| Palavras-chave: | Reatores químicos Automação IoT |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
| Sigla da Instituição: | UFPB |
| Departamento: | Engenharia Química |
| Tipo de Acesso: | Acesso aberto |
| URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/24939 |
| Data do documento: | 13-Dez-2021 |
| Aparece nas coleções: | TCC - Engenharia Química |
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