Desenvolvimento do sistema de controlo automático na tecnologia NDTech

Abstract

A rolha de cortiça natural é o principal vedante da indústria vinícola, como tal é importante garantir a extrema qualidade da mesma ao cliente final. Nos anos 80 a indústria da cortiça ultrapassou uma grande crise causada pelo principal contaminante da rolha, o 2,4,6-TCA. Para tal, foram desenvolvidas estratégias de prevenção, extração e controlo do 2,4,6-TCA. A Amorim Cork apresentou a principal tecnologia de deteção do contaminante, o NDTech. Foi neste sistema que foi desenvolvida a dissertação, sendo que o principal objetivo da mesma passa pela implementação de um sistema de controlo automático, alternativo ao controlo manual atualmente realizado. Foram testadas duas hipóteses, mas ambas se baseiam na contaminação do gás de arraste presente no sistema, o azoto, através de um reservatório onde no seu interior se encontra uma solução líquida com o padrão, o 2,3,6–TCA. A primeira hipótese, não necessitou de qualquer alteração do sistema atual e os resultados obtidos evidenciam a deteção do padrão e do contaminante, com temperaturas de reservatório de 100 º C e 110 ºC e temperatura das colunas analíticas de 130 ºC e 140 ºC respetivamente. No entanto esta hipótese apresenta problemas de variabilidade da área detetada do padrão e de eluição, não sendo possível evidenciar uma clara distinção dos tempos de residência do padrão e do contaminante. Tentou-se ultrapassar este problema, variando parâmetros operatórios do sistema como temperatura das colunas analíticas, fluxo de gás de arraste, heartcuts e tempo de ciclo. Para a segunda hipótese procedeu-se a alteração da válvula de 6 portas por uma de 10 portas, onde é possível efetuar uma separação do 2,4,6–TCA e do 2,3,6-TCA através dos distintos tempos de injeção dos compostos nas colunas analíticas. O problema da eluição foi resolvido através desta válvula e foram testadas distintas concentrações de 2,3,6-TCA e temperaturas de reservatório de forma a diminuir a variabilidade da área detetada. Os melhores resultados foram obtidos para a experiência onde foram inseridos 80 mL de uma solução de 2,3,6-TCA no interior do reservatório com uma concentração de 125 ppb, uma temperatura de reservatório de 88 ºC e um fluxo de gás de arraste do padrão de 100 ml/min. Os resultados obtidos para a segunda hipótese são promissores, no entanto necessitam de trabalho futuro que permita reduzir ainda mais a variabilidade da área do 2,3,6-TCA.

The natural cork stopper is the main stopper in the wine industry, so it is important to guarantee its extreme quality to the end customer. In the 1980s, the cork industry overcame a major crisis caused by the main contaminant in this type of stoppers, the 2,4,6-TCA. Strategies for prevention, extraction and control of 2,4,6-TCA were developed in order to overcome that problem. Amorim Cork presented the main contaminant detection technology - NDTech. This dissertation main objective was to implement an automatic control system, alternative to the current manual control carried out in this system. Two hypotheses were tested, both based on the contamination of the carrier gas present in the system, nitrogen, through a reservoir where the liquid solution with the internal standard, 2,3,6-TCA, is found. The first hypothesis did not require any changes to the current system and the results show the positive detection of the internal standard and the contaminant, with reservoir temperatures of 100 º C and 110 ºC and temperature of the analytical columns of 130 ºC and 140 ºC, respectively. However, this hypothesis presents problems of variability in the detected area of the standard and elution, and it is not possible to show a clear distinction between the residence time of the standard and the contaminant. We tried to overcome this problem by varying operating parameters of the system such as temperature of the analytical columns, carrier gas flow, heartcuts and cycle time. For the second hypothesis, we changed the 6-port valve to a 10-port valve, where it is possible to separate the 2,4,6-TCA and 2,3,6-TCA through the different injection times of the compounds in the analytical columns. The elution problem was solved through this valve and different concentrations of 2,3,6-TCA and reservoir temperatures were tested in order to reduce the variability of the detected area. The best results were obtained for the experiment where 80 mL of a 2,3,6-TCA solution was inserted into the reservoir with a concentration of 125 ppb, a reservoir temperature of 88 ºC and a standard carrier gas flow 100 ml / min. The results obtained for the second hypothesis are promising, however they need future work that allows to further reduce the variability of the 2,3,6-TCA area.