Durante os 8 trabalhos realizados no âmbito da disciplina de Projecto e Planeamento de Instalações foram construídas vários objectos e scripts com o objectivo de obter uma instalação fabril final – uma fábrica de cerveja.
O segundo trabalho da disciplina teve o objectivo de introduzir à construção de objectos em Second Life, o qual se revelou ter grande importância tornando-se fundamental para a realização dos trabalhos seguintes. O primeiro contacto com as ferramentas de construção e modelação do SL garantiu uma ponte de ligação dos conhecimentos anteriormente aprendidos ao longo do programa curricular noutras disciplinas, permitindo passar a parte do conhecimento para um plano virtual e interactivo no Second Life.
Sob a premissa dos primeiros trabalhos, resolvi aplicar algum conhecimento que já tinha anteriormente na área de química, e optei pela construção de uma instalação fabril – uma fábrica de cerveja.
Dada a limitação de tempo, e urgência para entregar todas as semanas um trabalho para a realização da disciplina, pus de parte todos os cálculos de balanços de massa e de energia, e acerto de equações para reactores e seu dimensionamento, e passei logo a construção de equipamento.
Como ponto de partida comecei por encontrar um diagrama simplificado e genérico do processo produtivo da cerveja, sob o qual e orientei para dar coerência às construções criativas nos assignments de PPI (Figura 1).
Numa fase inicial, comecei por criar um dos primeiros equipamentos existentes no processo de fabrico da cerveja – um moinho. A construção do moinho foi baseada em alguns equipamentos encontrados na Internet, tendo-se edificado um equipamento semelhante a um moinho em processos de fabrico de pequena dimensão. Nesta fase o moinho construído tinha um aspecto bruto e necessitava de algumas modificações para se adequar aos equipamentos seguintes.
A segunda etapa da construção da fábrica de cerveja passou por construir dois equipamentos principais: o reactor de mistura e o reactor de cozimento. Para este trabalho foi criado um cenário um pouco mais realista do que seria futuramente a fábrica de cerveja. Foi criado um chão e uma parede sob os quais os equipamentos se encontram dispostos já nas posições adequadas à produção, e um equipamento de ligação – doseador de cereais.
A etapa seguinte na construção da fábrica de cerveja teve lugar nos trabalhos 7 e 8 onde foram construídos um permutador de calor e fermentadores.
A linguagem de script do Second Life (Linden Script Language) foi introduzida no trabalho 5, com o intuito de aplicar futuramente a objectos construidos no SL, atribuindo algumas características mais realistas e animadas aos objectos. Para o efeito, numa fase inicial (assignment 5) foram construídos 3 conjuntos de objectos: uma mesa com copos, uma bola e uma modificação do moinho da cevada. No conjunto mesa e copos foi criada uma animação que demonstrou a deslocação dos copos de uma mesa para outra mesa, o empilhamento dos copos um sob o outro, a recolocação dos copos nas posições definidas e, por fim, o retorno a posição inicial. Em relação à bola, foi construído um script em que, ao digitar os comandos apropriados, a bola anda em 6 direcções: cima, baixo, frente, trás, esquerda e direita. O terceiro script é um exemplo de uma aplicação util da linguagem de Script à fábrica de cerveja. Aplicou-se um script de rotação no rotor do motor e nas mós, de forma a ilustrar o movimento real do moinho.
Ao longo de todos os trabalhos foram introduzidos novos equipamentos e foram realizadas algumas modificações. No que respeita ao moinho, este tem vindo a sofrer várias modificações desde a fase inicial até à fase actual. No assignment 4, com a introdução dos dois reactores, foi modificado o local de descarga da farinha de cevada e criado um tubo de ligação ao doseador, onde é quantificada a dose de cevada apropriada a operação no reactor de mistura. No que respeita a scripts, na fase inicial foi introduzida um script de rotação (assingment 5) e no trabalho seguinte foi modificado o mesmo script para rodar a uma velocidade real com as polias a rodar a uma velocidade adequada à rotação do rotor do motor.
Até à data, maior parte das fases de produção da cerveja já estão representadas no Second Life, tendo algo já próximo do que é espectável numa fábrica real. A próxima fase será a conclusão. Será necessário introduzir os equipamentos que estão em falta, projectar as ligações entre cada equipamento e atribuir a cada equipamento scripts de animação e, se possível, um som de fábrica.
Em suma, o trabalho número 9 de Projecto e Planeamento de Instalações terá a seguinte ordem de trabalhos: -Término dos equipamentos em falta; -Construção de tubagens e ligações acessórias; -Atribuição de scripts de animação do equipamento; -Atribuição de scripts de operação associados a consolas de controlo; -Criação de som ambiente adequada à operação da fábrica.
Construção de um permutador de calor[]
A etapa que se segue após o cozimento dos cereais é o arrefecimento. A mistura de cevada agora cozida é arrefecida a temperaturas baixas por meio de um permutador de calor. O tipo de permutador de calor mais comum em instalações fabris de cerveja e de vinho é o permutador de calor de pratos. Em cada face do prato existe um entalhe em forma de canal diagonal que, juntamente com outro prato, formam os canais por onde passa o fluido. Numa face o fluido quente noutra face o fluido frio.
O primeiro passo na criação do permutador de calor foi a construção do prato (Figura 2). O prato possui a forma rectangular e entalhes diagonais nas duas faces que comunicam com os orifícios das extremidades, por onde passam o fluido quente e o fluido frio.
O passo seguinte consistiu em copiar esse pratos (cerca de 20 cópias) e criar um suporte para os pratos do permutador. O suporte do permutador é vertical que tem a dupla função de sustentar os pratos e manter os pratos unidos durante o processo.
A presença do permutador de calor no processo produtivo da cerveja encontra-se em duas fases. A primeira fase é após o cozimento da mistura de cevada e a última fase em que surge este permutador é após a maturação da cerveja. Antes da cerveja ser engarrafada ou colocada em barris, é primeiro arrefecida e pasteurizada, fazendo parte deste processo um segundo permutador de calor.
Construção do tanque de maturação[]
No trabalho 8 ([1]) foi construído um fermentador que permite que ocorram as reacções bioquímicas do processo de fabrico da cerveja. Após essa fase é retirado o liquido sobrenadante que é colocado noutro reactor que tem o nome de reactor de maturação. Neste reactor o liquido é cozido para finalizar as reacções finais do processo de fabrico da cerveja.
Para construir este equipamento, foi efectuada uma cópia do fermentador construído no Trabalho 8. Numa fase inicial começou-se por diminuir a altura dos pés, e baixar o fundo do tanque. A forma do fundo do tanque não necessita ser tão aguda. No fermentador o fundo tem forma de funil para que se possa decantar a mistura de liquido com o desperdícios do cozimento. No tanque de maturação o fundo é quase plano, pelo que se diminuiu a amplitude do ângulo do fundo do tanque.
Foi diminuída, também, a altura do tanque e recolocou-se uma escotilha na lateral.
O script existente no fermentador foi também copiado, permitindo que a porta da escotilha abra e feche ao clicar.
Construção do filtro prensa[]
O filtro prensa é uma unidade que permite desempenhar operações de filtração através de uma pressão induzida, permitindo que o filtrado seja forçado para fora do resíduo obtendo-se um fluido liquido e um bolo.
A etapa de filtração é a fase final na produção de cerveja. Esta etapa permite separar todo material sólido resultantes do processo de cozimento, arrefecimento e fermentação da cerveja, da mistura liquida cristalina que será futuramente a cerveja.
Para dar início à construção do filtro prensa, foi utilizado como base um filtro prensa encontrado no site [2]. De inicio foram construídos a base, as laterais e a trave superior que sustentam todo o equipamento existente no filtro.
A fase seguinte consistiu na construção de todo o equipamento acessório. Primeiro foram desenhados os veios dos pistões que irão exercer força sobre os pratos (ver Figura 5). Posteriormente foram construídos dois varões que permitem manter a consistência da estrutura do filtro (Figura 6).
A fase que se seguiu foi a criação dos pistões e da estrutura que irá manter os pratos sobre pressão (Figura 7). Dois pistões alinhados com os veios estão ligados a uma estrutura quadrangular que pressiona os pratos contra a extremidade do filtro onde se situam os bocais de alimentação e descarga do filtrado.
A criação dos pratos consistiu na criação de uma estrutura quadrangular com um encaixe superior, e a cópia desses pratos ao longo da trave superior enchendo o filtro prensa de uma ponta à outra. O número de pratos colocado foi totalmente arbitrário. Não foi realizado nenhum cálculo para o número de pratos óptimo para o processo, tal como nos restantes equipamentos deste trabalho.
Por fim, foram desenhadas as ligações e todos os equipamentos acessórios. Nos veios dos pistões do filtro foram criadas tubagens onde passa o fluido que provoca o movimento dos pistões. Trata-se de uma instalação pneumática que possui uma bomba ligada a essa instalação pneumática e uma consola de controlo que permite accionar a bomba.
Por fim, foram atribuídas texturas e cores ao filtro, obtendo-se o seguinte aspecto final.
Construção de um barril de cerveja[]
Após a finalização do processo produtivo da cerveja, o liquido obtido é colocado em recipientes.O barril de cerveja é uma forma de conservar e preparar para uso a cerveja. Para demonstrar esta fase optei por criar um barril de cor vermelha através da criação da várias formas cilíndricas.
Para demonstrar a sua aplicação construí, também, uma máquina de servir imperiais (Figura 12), de aspecto comum aos equipamentos encontrados em restauração.
Finalização[]
Para finalizar a montagem, foram dispostos os equipamentos construídos na sala de aula do Second Life de forma a visualizar todas as etapas do processo de fabrico da cerveja.