DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE MONITORAMENTO E CONTROLE INTELIGENTE PARA PROCESSO DE DESIDRATAÇÃO DE ALIMENTOS EM ESTUFA CONVENCIONAL

Isabelle Archanjo Bragança; Camilla Farias Teixeira; Luana Cristina Andrade da Silva; Romulo Cardoso Valadão

Título do Trabalho

Autores

Isabelle Archanjo Bragança
Camilla Farias Teixeira
Luana Cristina Andrade da Silva
Romulo Cardoso Valadão

Modalidade

Resumo

Área temática

Ciências Agrárias - Ciência e Tecnologia de Alimentos

Data de Publicação

22/04/2025

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/xi-raic-e-v-raidtec-ufrrj/931392-desenvolvimento-de-um-sistema-de-monitoramento-e-controle-inteligente-para-processo-de-desidratacao-de-alimentos-

ISBN

978-65-272-1295-9

Palavras-Chave

indústria 4.0, secagem de alimentos, prototipagem, Shitake, arduino

Resumo

A secagem de alimentos é uma técnica essencial para preservação, amplamente utilizada na indústria alimentícia. No entanto, um dos principais desafios enfrentados nesse processo é o controle eficiente das condições de secagem, que pode afetar diretamente as características físicas e nutricionais dos alimentos e a qualidade. O alto custo de tecnologias avançadas e acessíveis para monitoramento e controle em tempo real dificultam a modernização e otimização dos processos produtivos, limitando a capacidade da indústria em adotar práticas da Indústria 4.0. Sendo assim, este projeto é realizado no Departamento de Tecnologia de Alimentos da UFRRJ, e visa desenvolver um sistema inteligente adaptável às condições dinâmicas, e com potencial para aplicação em larga escala na indústria alimentícia. A metodologia consistiu na instalação de dispositivos de monitoramento dos parâmetros que influenciam diretamente no processo, obtenção dos dados e posterior tratamento com modelos de Machine Learning. Para a montagem do sistema, utilizou-se uma estufa de convecção de desidratação convencional de alimentos, modelo DS-800/DAS 12 bandejas com dimensão 32 x 42 cm. No interior da estufa foram instalados dois sensores de temperatura e umidade DHT22/AM2302, um para bulbo úmido e outro para bulbo seco, para o acompanhamento da respectiva Umidade Relativa do Ar. Também foram instalados em diferentes posições no interior da estufa, três sensores para pesagem, células de carga, com precisão de ±0,01 g e módulos conversores amplificadores HX711 24bit 2 canais, para a pesagem das amostras. Suportes para as células de carga foram modelados e impressos em 3D com o filamento PLA na dimensão 12 x 12cm, e revestidos com uma tela de nylon. Após montados suportes e células de carga, o conjunto foi calibrado com o uso de peso de referência de 200 g. Além disso, a estufa foi posta em funcionamento para avaliação de possível influência da velocidade do ar sobre as mesmas, o que pôde ser considerado desprezível. Os sensores e um módulo de cartão de memória SD card foram conectados a uma placa controladora Arduino Uno. Todo o sistema para o processo de desidratação foi preparado para ser monitorado e seus dados obtidos continuamente. Sua implementação consistiu em um estudo do código, baseado em linguagem embarcada C/C++, com o emprego de bibliotecas específicas para o controle de todos os sensores. O código foi configurado para seus dados serem coletados em intervalos de 20 minutos por um período de até 24 horas, sendo esse o tempo estabelecido para o processo de secagem. Todo o sistema encontra-se montado e pronto para iniciar os experimentos de secagem. Para a realização do experimento, o qual será conduzido pelo menos em triplicatas, serão empregados cogumelos Shitake devido a sua alta sensibilidade às condições de secagem. Este alimento será produzido e obtido da agricultura familiar do município de Petrópolis, contidos em bandejas de polietileno 27,3 x 14,6 x 1,3 cm, envoltos por filme PVC, transportado para a UFRRJ e armazenados a 5°C até o momento de seu uso. Amostras inteiras, com aproximadamente 100 g para cada célula de carga, serão submetidas ao processo de secagem, com sua umidade inicial determinada, e acompanhamento contínuo de sua perda até peso constante. Para o tratamento dos dados obtidos, serão aplicados para este estudo diferentes modelos de Machine Learning, buscando entender como cada um retornará suas predições. Inicialmente aplicados serão baseados em Regressão Linear Múltipla, Máquinas de Vetores de Suporte e finalmente Redes Neurais Artificiais, os quais ajudarão a correlacionar os parâmetros, identificar padrões e possibilitar ajustes nos parâmetros do sistema de forma dinâmica e precisa, para que se alcance o objetivo de melhoraria da eficiência do processo e da qualidade final dos produtos, minimizando tempo e otimizando recursos.

Título do Evento: XI Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC 2024) & V Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec 2024)
Cidade do Evento: Seropédica
Título dos Anais do Evento: Anais da XI Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC) e V Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec): Transição energética: impactos ambientais e sociais
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

BRAGANÇA, Isabelle Archanjo et al.. DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE MONITORAMENTO E CONTROLE INTELIGENTE PARA PROCESSO DE DESIDRATAÇÃO DE ALIMENTOS EM ESTUFA CONVENCIONAL.. In: Anais da XI Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC) e V Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec): Transição energética: impactos ambientais e sociais. Anais...Seropédica(RJ) UFRRJ, 2024. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/xi-raic-e-v-raidtec-ufrrj/931392-DESENVOLVIMENTO-DE-UM-SISTEMA-DE-MONITORAMENTO-E-CONTROLE-INTELIGENTE-PARA-PROCESSO-DE-DESIDRATACAO-DE-ALIMENTOS-. Acesso em: 17/12/2025