Diseño del sistema de control de un fermentador para elaboración doméstica de cerveza

Abstract

[ES] En el presente trabajo se pretende integrar la tecnología de controladores PIC de bajo costo conocidos como Arduino con el proceso tradicional de fabricación de cerveza de fermentación alta, de cara a la fabricación de reactores domésticos de fermentación que simplifiquen la entrada al mundo del homebrewing al público. Para ello se ha diseñado un código en el lenguaje nativo de la plataforma capaz de controlar un reactor piloto fabricado a efecto de pruebas para este proyecto con capacidad para 12 litros de producto finalizado. La intención es conseguir un producto comercial con un precio de venta inferior a las alternativas que se pueden encontrar en el mercado aprovechando la versatilidad de la plataforma para integrar todos los subsistemas dentro de una misma unidad de control simplificando por tanto la solución en cuanto a hardware. El objetivo de la aplicación y el control del proceso se ha conseguido con creces, simplificando además al máximo los procedimientos de control dado que no se requiere una precisión extrema (hay que tener en cuenta que el proceso tradicional es completamente artesano). Por otro lado, al tratarse ésta de una planta piloto, como se puede comprobar en el presupuesto no ha sido posible conseguir un producto ampliamente más económico, con lo que se necesitaría del fenómeno de economía de escala para poder entrar a competir en este mercado por precio. Aún así, el precio de salida estaría en el orden de magnitud que se maneja ahora mismo, dando otros beneficios como el control remoto de la aplicación o el potencial de crear una comunidad dada la versatilidad del equipo, todo ello gracias a la innovación en el tipo de controlador empleado.

[CA] En aquest treball es pretén integrar la tecnologia de controladors PIC de baix cost coneguts comercialment com Arduino en el procés tradicional de fabricació de cervesa de fermentació alta, pensant en la fabricació de reactors domèstics de fermentació que simplifiquen l'accés del públic al món del homebrewing. Per això s'ha dissenyat un codi en el llenguatge de programació natiu de la plataforma amb la capacitat de controlar una planta experimental fabricada especialment per a fer les probes pertinents, amb capacitat per a 12 litres de producte finalitzat. La intenció es aconseguir un producte comercial amb un preu de venta al públic inferior a les alternatives que es poden trobar actualment al mercat, aprofitant la versatilitat de la plataforma per a integrar tots els subsistemes dins d'una mateixa unitat de control, simplificant així la solució de hardware. L'objectiu de la aplicació i el control del procediment de fabricació s'ha aconseguit sense cap problema, simplificant a més al màxim els procediments de control, ja que no es requereix massa precisió. Cal tindre en compte que el procés tradicional es completament artesanal. D'altra banda, al tractar-se d'una planta experimental com es pot comprovar al pressupost no ha sigut possible aconseguir un producte significativament més econòmic, seria, per tant necessari el fenomen d'economia d'escala per tal de competir per preu al mercat. Així i tot, el preu d'eixida prop dels que podem trobar al sector, tenint a més altres beneficis com la capacitat per visualitzar remotament els paràmetres de procés i la possibilitat de crear una comunitat d'usuaris col·laborativa, tot això gràcies a la innovació en la tecnologia de controladors utilitzada.

[EN] The main objective of this work is the integration between the low cost PIC controllers technology called Arduino and the traditional home brewing process for the top fermented beer, in order to manufacture home brew reactors that simplify the access to the homebrewing world to our customers. For that, we have designed a code in the native language of the platform, that can control an experimental test plant built in order to test itself, with 12 liters of final product capacity. Our intentions was to get a commercial system with a price significantly lower than the actual alternatives in the market, increasing its functionality by integrating all the subroutines into a single control unit simplifying that way the hardware we need. The application and control objective is well accomplished, simplifying too the control routines because of the low accuracy required in the process (the traditional one is full hand-made). In the other hand, the economic objective couldn't be satisfied while the system built for the tests is just a prototype that has not the benefits from the scale economy. Despite this, with all the manufacture hand-made, and with the code finished the selling price is in the market range right now, obtaining other benefits as the remote supervision or the potential users community thanks to the innovation in the control system used.