Otimização do Controle de Pasteurização de Cerveja

• Main Author: Saporiti, Antonio
• Publication Date: 2022
• Other Authors: Dratwa, Freddy, Amaral, Matheus
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da INSPER
• Download full: https://repositorio.insper.edu.br/handle/11224/5583
• topic: Pasteurização; Cerveja; Controlador; Tempos de exposição; Simulador; Pasteurization; Beer; Controller; Tempera; Exposure times; Simulator

A Ambev, uma das maiores cervejarias do mundo, apresenta em sua linha de produção de cervejas algumas oportunidades para melhorias. Um dos processos durante a produção de cervejas é a pasteurização, onde elas têm sua temperatura elevada por um período com o propósito de eliminar microrganismos e, por consequência, aumentar o tempo de prateleira do produto. Eventualmente, paradas na linha podem ocorrer, fazendo com que recipientes fiquem congestionados na máquina de pasteurização. Durante esse congestionamento, nem todas as latas conseguem agregar a Unidade de Pasteurização (UP) mínima requerida no processo (8 UP). Essa medida (UP) é utilizada para avaliar a “quantidade de pasteurização” acumulada por uma lata, dado uma temperatura e um tempo de exposição a essa temperatura. Dessa forma, a máquina realiza uma parada adicional (parada de correção de UP), para que as latas subpasteurizadas, produtos possivelmente patógenos, agreguem as 8 UP. Contudo, as latas que já haviam agregado a quantidade necessária durante a parada, irão acumular mais UP, acarretando uma eventual sobrepasteurização acima do limite máximo permitido (12 UP). O objetivo deste projeto é otimizar o funcionamento da máquina no processo de pasteurização da cerveja, de modo que a bebida, ao finalizar este processo, esteja próxima ao limite inferior da faixa de UP aceita para não ser descartada (8 a 12 UP). Assim sendo, se garante o tempo de validade e a qualidade do produto, bem como a produtividade da linha de fabricação de cerveja se mantém saudável, uma vez que o processo de pasteurização é um dos processos mais lentos da linha, tornando-se um dos pontos críticos da produção. Para atingir tal objetivo, foi desenvolvido um simulador do controle atual dos setpoints de temperatura da máquina de pasteurização em linguagem Python, que englobam também o tempo de exposição das latas em diferentes temperaturas enquanto a produção está parada. A simulação do controle proposta é capaz de sugerir novos tempos de exposição, com o intuito de acumular UP ideal durante a ocorrência de uma parada na linha de produção, além de garantir uma transição para o estado de funcionamento normal da máquina, de forma que não afete a UP final da cerveja. Para tanto, foi comparada a média, desvio padrão e percentual fora de faixa (abaixo de 8 ou acima de 12 UP) atuais, calculados a partir de dados coletados pela empresa, das medições de UP nos recipientes no final da pasteurização com a média e desvio padrão dos recipientes simulados no software proposto. De posse dos resultados dos indicadores de performance, concluiu-se que o objetivo do projeto de otimizar o controle durante as paradas foi atingido, uma vez que os indicadores quantitativos resultaram em valores alinhados às expectativas da empresa parceira