Com a alta dos preços globais do petróleo e a aceleração da transição para a energia sustentável, a produção e a adoção de combustíveis alternativos como etanol, biodiesel e butanol atingiram níveis sem precedentes. Esses biocombustíveis não estão apenas remodelando a matriz energética, mas também criando demandas urgentes por tecnologias avançadas de sensoriamento para garantir precisão na mistura de combustíveis, controle de qualidade e eficiência operacional.
Tomando como exemplo os fabricantes e fornecedores de etanol, um enorme desafio está em manter a consistência do combustível, otimizar os custos de produção e atender aos rigorosos padrões regulatórios.
Entra em cena a Lonnmeter, uma empresa inovadora líder em tecnologia de detecção de processos, com uma solução de ponta projetada para enfrentar esses desafios de frente: o patenteadomedidor de densidade em linha. Desenvolvida para atender às necessidades em evolução dos mercados petroquímico e de combustíveis alternativos, essa tecnologia inovadora oferece uma maneira robusta e econômica de monitorar a qualidade do combustível em tempo real.
Desafios na fabricação tradicional de etanol
Os fabricantes de biocombustíveis que produzem etanol combustível a partir de palha de milho empregam a destilação tradicional, utilizando controle de temperatura para reduzir as frações de etanol. No entanto, impurezas em matérias-primas como metanol e ésteres frequentemente causam vaporização prioritária de impurezas durante a destilação. Por exemplo, o metanol vaporiza no ponto de ebulição de 64,7 °C antes do etanol e se mistura à fração de etanol.
Os sistemas de controle de temperatura não conseguem distinguir efetivamente o etanol do metanol e outras impurezas, o que leva a flutuações significativas na pureza do etanol acabado e retrabalho frequente.
Impureza que leva a erros de pureza
Quando o teor de metanol no licor de fermentação bruto é superior a 1,5%), a mistura de etanol-metanol-água vaporiza antes do etanol puro, enquanto a temperatura no topo da coluna de destilação atinge 78,3 °C. Portanto, a densidade da mistura ternária está muito abaixo do valor alvo de 0,80 g/cm³. Os sistemas de controle de temperatura não conseguem identificar essa discrepância e continuar a extração normalmente, resultando em produtos acabados com teor excessivo de metanol.
Intervenção Manual Adiada
A amostragem e o teste de densidade manual levam 20 minutos após a coleta. Durante esse período, de 5 a 8 toneladas de etanol não conforme podem já ter sido extraídas, impossibilitando o ajuste em tempo real da taxa de refluxo, o que leva à baixa estabilidade do processo.
Soluções Lonnmeter para monitoramento da qualidade de biocombustíveis
Monitoramento de alta precisão em tempo real
A medição de densidade em tempo real, com a tecnologia patenteada da Lonnmeter, permite uma análise precisa dos componentes do combustível. O medidor de densidade de massa Coriolis mede a densidade de massa pela frequência de vibração do fluido, alcançando uma precisão de ±0,001 g/cm³. Ele consegue distinguir diferenças de densidade entre etanol, água, metanol e outros componentes em tempo real, evitando erros de avaliação de pureza causados pela vaporização do metanol no controle de temperatura tradicional.
O densímetro com diapasão, com precisão de ±0,001 g/cm³, adapta-se a líquidos viscosos com menos de 2000 CP em cenários de alta temperatura e alta pressão. A compensação de temperatura integrada corrige os impactos causados pela flutuação da densidade com a temperatura e emite alarmes antecipadamente, monitorando o desvio padrão (σ) da flutuação da densidade, fornecendo suporte de dados confiável para o controle do processo.
Controle dinâmico de malha fechada
As soluções da Lonnmeter alcançam a otimização dinâmica dos parâmetros do processo por meio de lógica de controle automatizada. Limites de densidade predefinidos acionam mecanismos de ligação. Por exemplo, aumente a taxa de refluxo automaticamente quando a densidade da destilação de etanol estiver muito alta ou ajuste o volume de extração quando a densidade estiver muito baixa.
Design para desempenho e confiabilidade anti-interferência
Atendendo aos rigores dos cenários industriais, os equipamentos Lonnmeter contam com materiais resistentes à corrosão e designs à prova de explosão. Materiais como Hastelloy e liga de titânio resistem a meios corrosivos fortes, como metanol e ácido acético, estendendo a vida útil do equipamento para 8 a 10 anos — 2 a 3 vezes mais do que o aço inoxidável tradicional.
Os projetos de canais de fluxo antientupimento reduzem os riscos de retenção de fluidos de alta viscosidade. As certificações à prova de explosão são adequadas para ambientes inflamáveis e explosivos, enquanto uma ampla faixa de temperatura (-40 °C a 150 °C) abrange condições extremas, do frio ártico ao calor tropical, garantindo uma operação estável.
Aplicação versátil
Os medidores de densidade em linha são aplicáveis a toda a cadeia de produção, armazenamento, transporte e aplicação de combustível. Na destilação de bioetanol, o monitoramento em tempo real da densidade do topo da coluna permite o corte preciso de etanol com 95% de pureza. Na destilação a vácuo petroquímica, o corte dinâmico de frações por densidade reduz a sobreposição de 15% para menos de 5%, aumentando o rendimento em 8%. No armazenamento e transporte de combustível, os dados de densidade convertem o fluxo volumétrico em fluxo mássico, evitando erros de medição causados pela temperatura e garantindo acordos comerciais justos. No monitoramento de combustível de aviação, alertas de poluição em tempo real garantem a conformidade com os padrões de densidade.
Integração Inteligente e Gerenciamento de Dados:
Os equipamentos Lonnmeter suportam integração com IIoT (Internet Industrial das Coisas), permitindo monitoramento remoto, rastreabilidade de dados e manutenção preditiva por meio de plataformas em nuvem. O controle preciso da qualidade do combustível é fundamental para aumentar a eficiência da produção e a competitividade no mercado.
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Horário da publicação: 06/06/2025
