Desenvolvimento e modelagem de sensor de micro-ondas para gotículas microfluídicas de emulsão

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Poloniato, Rafael Cardozo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Circuitos de microondas; Engenharia elétrica; Fluidos
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/204777

Emulsões, que são gotículas em fluídos imiscíveis com duas ou mais fases, são importantes na produção de microcápsulas utilizadas na fabricação de medicamentos, produtos químicos e alimentícios. Os processos para a fabricação de emulsões são contínuos e necessitam manter controle das quantidades de reagentes e, portanto, precisam regular a quantidade de gotículas processadas por segundo. Atualmente os sensores disponíveis para manter a qualidade do processo de fabricação de emulsões são caros e o controle de qualidade normalmente se dá após o processo, com amostras dos fluídos, onde são contabilizadas as gotículas através de microscópio. Este trabalho consiste no desenvolvimento de sensores de micro-ondas utilizando ressonador de microfita para medição e controle do tamanho de gotículas de óleo de soja imersas em água. A utilização destes dois líquidos específicos é realizada somente como prova de conceito, porém cabe ressaltar que em aplicações práticas sempre há uma fase apolar e uma polar. Para embasar o trabalho, ao longo desta dissertação são discutidas a teoria de micro-ondas e de ressonância em circuitos de microfitas, que serve como base para o desenvolvimento do sensor proposto. São apresentadas as estruturas modeladas no software de simulação HFSS da Ansys, bem como os resultados das modelagens numéricas de ressonâncias realizadas. Foram modelados e simulados 4 sensores, um com corpo cerâmico de cerâmica verde de 250 µm de espessura com uma linha de microfitas e um ressonador paralelo de quarto de onda; um segundo dispositivo de linha de microfitas com ressonador de quarto de onda paralelo, porém com espessura do corpo cerâmico de 400 µm, um terceiro sensor com ressonador em série com um gap entre a linha de microfitas e o ressonador de meio comprimento de onda e um quarto sensor com ressonador em anel paralelo.