Com a disparada dos preços globais do petróleo e a aceleração da transição para energias sustentáveis, a produção e a adoção de combustíveis alternativos como etanol, biodiesel e butanol atingiram níveis sem precedentes. Esses biocombustíveis não só estão remodelando a matriz energética, como também criando uma demanda urgente por tecnologias de sensoriamento avançadas 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 reside em manter a consistência do combustível, otimizar os custos de produção e cumprir as rigorosas normas regulamentares.
A Lonnmeter, líder em inovação em tecnologia de sensores de processo, apresenta uma solução de ponta projetada para enfrentar esses desafios de frente: o sistema patenteadomedidor de densidade em linhaDesenvolvida para atender às necessidades em constante 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 o controle de temperatura para separar as frações de etanol. No entanto, impurezas em matérias-primas como metanol e ésteres frequentemente causam a vaporização prioritária dessas impurezas durante a destilação. Por exemplo, o metanol vaporiza a 64,7 °C, seu ponto de ebulição, antes do etanol, e se mistura à fração de etanol.
Os sistemas de controle de temperatura não conseguem distinguir eficazmente o etanol do metanol e de outras impurezas, o que leva a flutuações significativas na pureza do etanol final e a retrabalho frequente.
Impurezas que levam a erros de pureza
Quando o teor de metanol no líquido 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 fica muito abaixo do valor alvo de 0,80 g/cm³. Os sistemas de controle de temperatura não conseguem identificar essa discrepância e continuam a extração normalmente, resultando em produtos finais com teor excessivo de metanol.
Intervenção manual adiada
A amostragem e os testes manuais de densidade levam 20 minutos para serem concluídos após a coleta da amostra. Durante esse período, de 5 a 8 toneladas de etanol não conforme podem já ter sido extraídas, e o ajuste em tempo real da taxa de refluxo torna-se impossível, resultando em baixa estabilidade do processo.
Soluções Lonnmeter para monitoramento da qualidade de biocombustíveis
Monitoramento em tempo real de alta precisão
A medição de densidade em tempo real, proporcionada pela tecnologia patenteada da Lonnmeter, permite uma análise precisa dos componentes do combustível. O densímetro de massa Coriolis mede a densidade de massa pela frequência de vibração do fluido, atingindo uma precisão de ±0,001 g/cm³. Ele consegue distinguir, em tempo real, as diferenças de densidade entre etanol, água, metanol e outros componentes, evitando erros de avaliação da pureza causados pela vaporização do metanol em métodos tradicionais de controle de temperatura.
O densímetro de diapasão, com precisão de ±0,001 g/cm³, adapta-se a líquidos viscosos com viscosidade inferior a 2000 CP em cenários de alta temperatura e alta pressão. Além disso, 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 dados confiáveis para o controle do processo.
Controle dinâmico em malha fechada
As soluções da Lonnmeter alcançam a otimização dinâmica dos parâmetros do processo por meio de lógica de controle automatizada. Limiares de densidade predefinidos acionam mecanismos de ligação. Por exemplo, aumentam automaticamente a taxa de refluxo quando a densidade da destilação do etanol está muito alta ou ajustam o volume de extração quando a densidade está muito baixa.
Design para desempenho e confiabilidade anti-interferência
Para atender às exigências dos cenários industriais, os equipamentos da Lonnmeter apresentam materiais resistentes à corrosão e designs à prova de explosão. Materiais como Hastelloy e liga de titânio suportam meios altamente corrosivos como metanol e ácido acético, prolongando a vida útil do equipamento para 8 a 10 anos — 2 a 3 vezes mais do que o aço inoxidável tradicional.
Os designs dos canais de fluxo anti-entupimento reduzem os riscos de retenção de fluidos de alta viscosidade. As certificações à prova de explosão são adequadas para ambientes inflamáveis e explosivos, enquanto a 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 densímetros em linha são aplicáveis a toda a cadeia de produção, armazenamento, transporte e distribuição de combustíveis. Na destilação de bioetanol, o monitoramento em tempo real da densidade no topo da coluna permite o fracionamento preciso do etanol com 95% de pureza. Na destilação a vácuo petroquímica, o fracionamento dinâmico por densidade reduz a sobreposição de 15% para menos de 5%, aumentando o rendimento em 8%. No armazenamento e transporte de combustíveis, os dados de densidade convertem a vazão volumétrica em vazão mássica, evitando erros de medição causados pela temperatura e garantindo acordos comerciais justos. No monitoramento de combustíveis de aviação, os alertas de poluição em tempo real asseguram a conformidade com os padrões de densidade.
Integração Inteligente e Gestão de Dados:
Os equipamentos da Lonnmeter suportam a integração da 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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Data da publicação: 06/06/2025
