[001 ] O seguinte relatório descritivo para invenção se refere ao desenvolvimento de termocontrolador empregado na fabricação de cerveja artesanal, onde o dispositivo é usado para controlar a temperatura de uma massa líquida por meio de fogo direito, necessária para esquentar o mosto em rampas e patamares (paradas) de temperatura cada qual com uma faixa de atuação enzimática diferente. ESTADO DA ARTE

[002] A brassagem ou maceração é a parte em que, por meio de cozimento do malte, com ou sem adição de cereais não maltados, com água quente, é convertido o amido dos grãos em maltose e outros carboidratos que formarão o mosto.

[003] Essa talvez seja a etapa mais importante de todo o processo de produção da cerveja, pois as paradas programadas durante a brassagem podem personalizar a cerveja, por exemplo, uma parada proteica mais acentuada pode ajudar na clarificação da cerveja e na conversão de grãos ricos em proteína como trigo e aveia, enquanto uma parada fenólica é essencial para o aroma de cravo tão perseguido nas cervejas de trigo.

[004] Durante a elaboração da cerveja, é necessário atingir determinadas rampas e patamares (paradas) de temperatura, conforme a receita determina. Para isto, é empregado um sensor de temperatura de uma rampa, permite que se registre essa temperatura e ao atingir a temperatura desejada, o sensor assume o controle, não permitindo ultrapassar a rampa registrada. Quando se atingir uma etapa, pode-se registrar outra rampa e assim, concluir todas as rampas que a receita determina.

[005] Pode-se ilustrar o trabalho de um termocontrolador mediante o seguinte exemplo: um cervejeiro precisa aquecer o mosto a 45°C por aproximadamente 20 minutos. Depois desse tempo a temperatura deve se elevar a 55°C por mais 20 minutos. Ao término desse tempo, o mosto deve ser aquecido a 70°C por um período de 60 minutos e então o processo se encerra.

[006] Para garantir que a temperatura de um patamar seja mantida estável, deve-se empregar um termocontrolador dedicado, de modo a evitar que o mosto esquente demais ou esfrie demais, perdendo as propriedades que o cervejeiro quer dar ao seu produto. Um exemplo de um controlador de temperatura pode ser visto no US 7263283 que mostra um termostato eletrónico que possui um interruptor mecânico e um interruptor de estado sólido. O termostato eletrónico é adequado para uso em um aparelho de aquecimento de líquido, como uma cafeteira ou qualquer outro aparelho que dispensa bebidas aquecidas. Numa concretização ilustrativa, o termostato eletrónico possui um controlador e um sensor de temperatura. No entanto, este dispositivo não realiza o controle de rampa e patamar.

PROBLEMAS DA TÉCNICA

[007] Os sistemas para controle da temperatura de brassagem permitem certo grau de automação, garantindo uma precisão muito maior do que o sistema de controle manual. No entanto, mesmo os sistemas eletrónicos conhecidos apresentam as seguintes falhas:

[008] - Controle on/off (relés);

[009] - Chama piloto necessária pelo fato do controle ser ON/OFF (relé);

[010] - Não possui monitoramento via Smartphone e; [01 1 ] - Não apresenta sistema de detecção de vazamento de gás.

SOLUÇÃO PROPOSTA

[012] Assim, devido às considerações pertinentes ao estado da arte anteriormente discutido e para solucionar os inconvenientes apontados, é que se desenvolveu o termocontrolador portátil para a fabricação de cervejas, que apresenta as seguintes características:

[013] - Controle adaptativo nebuloso com ação integral (FUZZY-Integral);

[014] - Uso do processo de chama direta sem a necessidade de Chama piloto;

[015] - Sensor de detecção de vazamento de gás;

[016] - Envio de comandos e monitoramento via Smartphone;

[017] - Atuação proporcional do fluxo, através do registro agulha + servomotor (servo válvula);

[018] - Sem necessidade do usuário alterar sua planta de processo (caso fogo direto), bastando agregar a VTC entre o reservatório de gás e o fogareiro.

DESCRIÇÃO

[019] A caracterização da presente invenção é feita por meio de desenhos representativos do termocontrolador portátil para fabricação de cerveja, de tal modo que produto possa ser integralmente reproduzido por técnica adequada, permitindo plena caracterização da funcionalidade do objeto pleiteado.

[020] A partir das figuras elaboradas que expressam a melhor forma ou forma preferencial de se realizar o produto ora idealizado, se fundamenta a parte descritiva do relatório, através de uma numeração detalhada e consecutiva, onde a mesma esclarece aspectos que possam ficar subentendidos pela representação adotada, de modo a determinar claramente a proteção ora pretendida.

[021 ] Estas figuras são meramente ilustrativas, podendo apresentar variações, desde que não fujam do inicialmente pleiteado.

[022] Neste caso se tem que:

[023] - A FIGURA 1 ilustra uma perspectiva explodida da válvula termocontroladora e;

[024] - A FIGURA 2 mostra válvula termocontroladora atuando em um processo de aquecimento da massa líquida.

[025] Pode-se definir o termocontrolador portátil (TCP) como sendo composto pela válvula termocontroladora (VTC) mais o aplicativo de monitoramento (AM).

[026] A figura 1 mostra a válvula termocontroladora como sendo um dispositivo capaz de controlar o fluxo de gás (GLP, propano, etc.), através de seus terminais conforme as condições do sistema a ser controlado.

[027] O processo baseia-se em controlar a temperatura de uma massa líquida por meio de fogo direto ou chama (13) de um fogão ou fogareiro. Para isso, é necessário conectar a VTC (12) à linha de suprimento de gás (15) de um fogão, mais precisamente entre o reservatório de gás (1 1 ) e o bico de saída da chama (13). O próximo passo é colocar o sensor (10) em contato com essa massa de agua (14) para que a VTC (12) possa adquirir leituras de temperatura real do sistema, a VTC (12) regula o fluxo de gás, através de um registro de gás do tipo agulha (4) e um servomotor (2) acoplado, podendo ter um controle preciso do ângulo de abertura do registro tipo agulha.

[028] O método de controle utilizado é um Controle Nebuloso Adaptativo (CNA) com ação integral de uma entrada e uma saída (SISO). A entrada é o erro gerado entre a referência de temperatura e a leitura real da planta, e a atuação se dá pelo controle do fluxo de gás, através da abertura do RGA pelo servomotor (2).

[029] Todo o processo é monitorado via dispositivos moveis, através de uma conexão Bluetooth 4.0 (7) juntamente com um aplicativo de desenvolvimento próprio, os sistemas operacionais contemplados são IOS e Android, o dispositivo móvel é responsável por enviar comandos à VTC (12) e receber dados referentes ao monitoramento da planta térmica, sendo todo o processo de controle efetuado somente pela VTC (12).

[030] Além de realizar o controle térmico a VTC (12) possui sensor de concentração de gás GLP no ambiente (6), sendo utilizado como dispositivo de segurança para eventuais vazamentos do processo.

[031 ] Uma forma preferencial de realização da invenção compreende uma carenagem (1 ) em plástico de engenharia, por exemplo, ABS/PC, formada por base e tampa, que mantém em seu interior um registro tipo agulha (4) ligado ao servomotor (2) por meio de um acoplamento (3), um microcontrolador (5), um sensor (6) de detecção de gás na atmosfera e um módulo Bluetooth (7) de comunicação de dados, sendo estes dispositivos alimentados por uma bateria (8). Da placa (16), suporte do microcontrolador (5), sensor (6) e do módulo Bluetooth (7) se tem uma ligação por fio (17) o sensor termopar tipo K (10), sendo que este sensor (10) pode ser fixado na lateral do contentor de aquecimento (18), por intermédio de um regulador magnético de altura (9).

[032] O termocontrolador proposto é dotado de algumas utilidades:

[033] - Permite o monitoramento automatizado, controlado por aplicativo para aquecimento de líquidos;

[034] - Permite o controle automatizado de fervura de mosto cervejeiro e fervura do líquido;

[035] - Garante uma brassagem controlada e dentro de parâmetros especificados e;

[036] - Monitora a mosturação (controle do cozimento de maltes, cereais não maltados, através de rampas de temperaturas.