Instrumentação e automação de unidades experimentais nos laboratórios de engenharia química da UA

Abstract

A importância da instrumentação e controlo tem aumentado drasticamente nos últimos anos graças à necessidade de obter processos cada vez mais eficientes, seguros e economicamente viáveis. Por esse motivo, a automação de processos e controlo eleva-se como um aspeto fundamental na formação de base de um Engenheiro Químico. Embora sejam lecionadas disciplinas na área de instrumentação e controlo de processos no Mestrado Integrado em Engenharia Química da Universidade de Aveiro, a aplicação e estudo prático da instrumentação, automação, processamento de sinais e controlo de processos ainda é bastante reduzido. Com o intuito de disponibilizar uma formação avançada aos alunos nos temas em análise, foram identificadas atividades laboratoriais que posteriormente foram alvo de automatização, tendo sido dimensionadas as unidades de aquisição e controlo e projetadas as interfaces de aquisição e controlo de sinais. Com o intuito de testar estes sistemas foram analisados casos de estudo, nomeadamente a determinação da curva DTR de um reator tubular, estudo da dinâmica de dois tanques num processo de descarga, monitorização e controlo de uma unidade de pasteurização e recuperação de solventes por destilação batch, onde se efetuou a monitorização e tratamento da informação recolhida, bem como a simulação e modelação dos processos tendo-se obtido resultados satisfatórios, encorajando a aplicação destes modelos no desenho e análise de atividades laboratoriais.

The importance of instrumentation and control has dramatically increased in the last years due to the need of safer, more efficient and economically viable processes. Thus, process automation and control stands as a key element on Chemical Engineering Student’s basic academic formation. Although Instrumentation and Control courses are part of Universidade de Aveiro’s MSc in Chemical Engineering, the implementation and analysis of instrumentation, automation, signal processing and process control is still very limited. In order to provide advanced training in the aforementioned subjects, several experimental activities were subject to the process of automation and design of signal acquisition and control units and their supervisory control and data acquisition software. In order to test these systems, several case-studies were conducted and analyzed, with good results, by means of data monitorization and processing, process modelling and simulation, namely the determination of the RTD curve for a tubular reactor, analysis of the system dynamics for a tank’s discharge process, monitorization and control of a pasteurization unit and solvent recovery through batch distillation, encouraging the application of said models in the design and analysis of laboratorial practices.