eficiência energética na indústria de alimentos

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
Campus – Campo Mourão
Engenharia de Alimentos
Andressa Carla Cintra da Silva
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
BENEFICIAMENTO E CARA
CTERIZAÇÃO DE
DA INDÚSTRIA DE NA RAGIÃO DE CORUMBATAÍ DO SUL: APROVEITAMENTO DA
CASCA
ESTÁGIO SUPERVISIONADO
Campo Mourão
Julho/ 2013
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
Campus – Campo Mourão
Engenharia de Alimentos
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
_______________________________ _______________________________
Profa. Dra. Karla Silva
Profa. Dra.Mirela Vanin S. Lima
Professor (a) orientador (a)
Professor (a) convidado (a)
_______________________________
Andressa Carla Cintra da Silva
Aluno (a)
Campo Mourão
Julho/2013
RESUMO
A Companhia Iguaçu de Café Solúvel está entre as três maiores empresas
no Brasil exportadoras de café, vice-líder no Brasil no segmento de café solúvel, e
líder no segmento de cappuccinos no estado do Rio Grande do Sul. A Iguaçu atua
com uma política de gerenciamento de insumos residuais, tanto energéticos quanto
de matéria-prima, objetivando a sustentabilidade dos seus processos nas diversas
etapas de produção. Essa política de vanguarda possibilitou a parceria entre a Cia.
Iguaçu e a Universidade Tecnológica Federal do Paraná, visando o desenvolvimento
de um projeto de pesquisa na área de gerenciamento energético. Durante o período
de estágio, janeiro a julho de 2013, foi possível desenvolver avaliações de
viabilidade técnica e econômica de projetos na área de otimização de processos e
eficiência energética, a saber: dimensionamento e otimização do sistema de água
gelada, aproveitamento de gases de exaustão como fonte de energia alternativa,
ramificação de uma linha de ar comprimido, eficiência energética e otimização do
processo spray drying utilizando desumidificador e aproveitamento de vapor flash. O
estudo de aproveitamento dos gases de exaustão necessita de um maior
aprofundamento em algumas questões técnicas relativas a grande quantidade de
particulado arrastado com esses gases. A instalação do desumidificador se mostrou
extremamente viável possibilitando o aumento de 20% da produção, entretanto para
que haja retorno do investimento deve haver demanda de produção. Para o
aproveitamento de vapor flash foram apresentadas duas possibilidades: uma
utilizando um termocompressor e a outra instalando uma válvula controladora de
pressão no tanque de coleta de condensado que modularia a utilização do vapor. O
estágio possibilitou vivenciar o cotidiano da empresa e o aprendizado prático do
estudo acadêmico. Essa experiência foi essencial para a solidificação da formação
profissional.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 1
2 DESCRIÇÃO DA EMPRESA.................................................................................... 3
3 ATIVIDADES DESENVOLVIDAS ............................................................................. 5
3.1 ESTÁGIO OBRIGATÓRIO SUPERVISIONADO ................................................. 5
3.2 RECONHECIMENTO DA ÁREA DE PRODUÇÃO.............................................. 5
3.2.1 Recepção da Matéria-Prima ...................................................................... 5
3.2.2 Torrefação.................................................................................................. 6
3.2.3 Extração ..................................................................................................... 6
3.2.4 Concentração............................................................................................. 6
3.2.5 Secagem .................................................................................................... 7
3.2.6 Envasamento ............................................................................................. 7
3.2.7 Sistemas de Refrigeração .......................................................................... 8
3.2.8 Caldeira de Biomassa ................................................................................ 8
3.2.9 Visão Geral ................................................................................................ 9
3.3 ESTUDOS PROPOSTOS ................................................................................... 9
3.3.1 Aproveitamento de Gases de Exaustão como Fonte de Energia
Alternativa ........................................................................................................... 9
3.3.2 Eficiência Energética e Otimização do Processo Spray Drying Utilizando
Desumidificador ................................................................................................ 11
3.3.3 Aproveitamento de vapor flash ................................................................ 14
3.3.4 Outros Estudos ........................................................................................ 15
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 15
5 CONCLUSÃO................................................................................................................................ 16
1
1 INTRODUÇÃO
O grupo Iguaçu atua na fabricação e comercialização de café solúvel e
derivados no mercado interno e externo, e o faz com preocupação para com o meio
ambiente, controlando suas emissões atmosféricas, efluentes e resíduos, perigos e
riscos ocupacionais físicos, químicos e ergonômicos.
Diante do histórico industrial de consumo intensivo de insumos de
disponibilidade finita, tanto energéticos como de matéria-prima, e do aumento do
preço da energia com a inclusão dos custos sócio-ambientais e as dificuldades cada
vez mais explicitas para extração de energia primária, os setores produtivos e de
serviços do país conclamam por projetos de eficiência energética que possam
agregar aos seus processos sustentabilidade, redução de custos e competitividade.
Neste contexto, surge a parceria entre a Cia. Iguaçu e a UTFPR para o
desenvolvimento de um projeto de pesquisa de gerenciamento energético, visando a
aplicação da teoria na prática industrial.
Projetos de eficiência energética visam a redução do consumo de energia
através da utilização de fluxos residuais como fonte de energia alternativa, ou
otimização dos processos com a racionalização dos insumos aplicado em todas as
etapas, possibilitando a diminuição da necessidade de se importar energia de fontes
externas. A implementação desses projetos devem preconiza ainda a avaliação da
viabilidade técnica e econômica, analisando o retorno do capital investido com
relação a energia recuperada.
No início do estágio houve um processo de três dias de integração e
treinamento para familiarização com a empresa e suas politicas e regulamentos. Em
seguida, durante aproximadamente vinte dias, foi realizada uma visita em todas as
linhas de processo, desde a recepção da matéria-prima até a embalagem, visando o
reconhecimento de todas as etapas de produção e os equipamentos utilizados, além
dos colaboradores envolvidos.
Depois do reconhecimento da unidade fabril, foi dado inicio aos estudos para
proposição de projetos. Os estudos realizados foram: dimensionamento e otimização
do sistema de água gelada, aproveitamento de gases de exaustão como fonte de
energia alternativa, ramificação de uma linha de ar comprimido, eficiência energética
2
e otimização do processo spray drying utilizando desumidificador e aproveitamento
de vapor flash.
O presente relatório de estágio tem como finalidade descrever as principais
atividades executadas durante o período de estágio. Todas as atividades
executadas e aqui descritas, possibilitaram a prática do conhecimento adquirido
durante o curso de Engenharia de Alimentos realizado na Universidade Tecnológica
Federal do Paraná, bem como ter uma prévia da rotina de trabalho de uma indústria.
3
2 DESCRIÇÃO DA EMPRESA
Nome
Companhia Iguaçu de Café Solúvel
Local
BR 369 – Rodovia Mello Peixoto, Km 88.
Cornélio Procópio – Paraná – Brasil.
Mão de Obra
A empresa conta com 696 colaboradores.
Insumos
Matéria-Prima
 Café beneficiado cru em grãos;
 Leite em pó;
 Açúcar;
 Cacau em pó;
Combustíveis
 Óleo BPF (Baixo Ponto de Fluidez);
 Borra de café;
 Gás Liquefeito de Petróleo;
 Cavaco de Madeira
Unidade Fabril
A Café Iguaçu foi fundada em 22 de junho 1967, ocupando uma área de
terreno de 121.000 m², no município de Cornélio Procópio. A Figura 1 apresenta a
unidade fabril.
Figura 1. Cia. Iguaçu de Café Solúvel em Cornélio Procópio.
4
Política de Qualidade
A Café Iguaçu foi a primeira empresa brasileira no segmento de alimentos a
obter a certificação do SIG – Sistema Integrado de Gestões – que engloba as
certificações ISO 9001 (Qualidade), ISO 14001 (Meio Ambiente), Norma 18001
(Saúde e Segurança no Trabalho). Posteriormente obteve também a certificação
APPCC (Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle).
A fim de melhor atender o mercado internacional obtivemos as certificações
BRC (British Retail Consortium) e também para comercialização de produtos Fair
Trade e orgânicos nos mercados brasileiros (selo BR), europeu (selo EU) e
americano (selo NOP/USDA).
Há também o Programa 5S, que não é uma certificação e sim um programa
de qualidade, de origem japonesa que tem como objetivos: eliminar desperdícios
(material, tempo, mão-de-obra), o aumento de produtividade e a melhoria na
qualidade. Existe na empresa desde 1992 e foi a base que auxiliou na implantação
dos outros programas.
Produtos
A Cia. Iguaçu produz uma grande variedade de produtos, tanta para venda
no mercado interno, como externo. São eles:
 Café torrado e moído
 Café solúvel em pó
 Café solúvel granulado
 Café solúvel liofilizado
 Óleo de café
 Extrato de café concentrado
 Misturas com café (cappuccinos, café com leite)
5
3 ATIVIDADES DESENVOLVIDAS
3.1 ESTÁGIO OBRIGATÓRIO SUPERVISIONADO
O estágio teve inicio em fevereiro e término em julho de 2013, sendo o
supervisor de estágio o Gerente de Projetos, Manutenção e Utilidades – Engenheiro
Mecânico Ericsson Bernardino por parte da Cia. Iguaçu, e a Dra. em Engenharia de
Alimentos – Professora Karla Silva por parte da Universidade Tecnológica Federal
do Paraná.
3.2 RECONHECIMENTO DA ÁREA DE PRODUÇÃO
Para o melhor desempenho no desenvolvimento das atividades específicas,
o primeiro mês de estágio foi dedicado ao reconhecimento das diversas áreas de
processamento de café. Dessa forma, um entendimento completo das linhas de
processo, dos equipamentos envolvidos e a apresentação dos operadores, que
poderiam posteriormente auxiliar nos estudos, pode ser estabelecido.
3.2.1 Recepção da Matéria-Prima
Esta etapa engloba desde o recebimento do café verde, tanto conilon como
arábica, passando pela sua seleção, classificação e estocagem. São recebidos
diariamente
cafés
de
diversas
regiões
do
país,
os
quais
adequadamente (blend) resultam na qualidade exigida por cada padrão.
combinados
6
3.2.2 Torrefação
O café verde entra no torrador em média com 13% de umidade e sai com
5% com uma variação de 1%. Na primeira etapa da torrefação, a uma temperatura
de 180˚C, a água é removida e o grão verde torna-se marrom-palha. A formação da
cor ocorre na segunda etapa, chamada de pirólise, em temperaturas superiores a
300˚C. Nesta etapa, o sabor e aroma se desenvolvem, além de ocorrer a emissão
de uma fumaça oleosa e a dilatação do grão.
Quando a cor desejada é alcançada o grão torrado é resfriado para
interrupção imediata da pirólise. O processo de torrefação leva de 9 a 13 minutos,
dependendo da temperatura e do tipo de café desejado.
O café é enviado para granulação, para fragmentação dos grãos, e obtenção
de uma granulometria uniforme.
3.2.3 Extração
O grão torrado e granulado segue para a linha de extração. Cada linha
possui oito colunas para extração, operadas a uma pressão de até 20 kgf/cm². A
coluna consiste de um cilindro oco isolado, onde o café é alimentado no topo e água
quente é inserida para extrair os sólidos solúveis. As colunas podem ser operadas
com fluxo ascendente e descendente, uma vez que entupimentos de tubulações são
frequentes, e dessa forma possa ser feita uma inversão de fluxo (reverso) para
desentupir. A borra de café, resíduo da extração, é expulsa das colunas por arraste
a vapor, onde é recuperada para posterior prensagem e queima na caldeira. Após
esta etapa o produto passa a ser denominado extrato bruto.
3.2.4 Concentração
Na linha de concentração, parte da água do extrato bruto é removida.
Dependendo do café produzido, podem ser empregados diferentes equipamentos
7
para esta operação: evaporadores de múltiplo efeito, concentrador termo-centrífugo,
crioconcentrador e concentrador à placas.
3.2.5 Secagem
A secagem do extrato concentrado pode ser feito de duas formas, por
aspersão e por liofilização.
Na secagem por aspersão é utilizado um equipamento spray dryer, onde o
extrato concentrado é atomizado em forma de gotículas no topo da torre de
secagem ao mesmo tempo em que é submetido a uma corrente de ar quente,
provocando a evaporação da água. O produto coletado na base da torre é o café
solúvel em forma de microesferas, chamado spray dried, que pode ser transformado
em café aglomerado se submetido a uma etapa adicional de aglomeração.
A aglomeração ocorre em grandes câmaras, onde o café solúvel em pó é
alimentado no topo junto com vapor. Durante a queda do pó com o vapor, as
microesferas de aglomeram.
Na secagem por liofilização, o extrato é congelado através de um fluxo de ar
frio a baixas temperaturas, chegando até a -50˚C, formando uma placa maciça.
Depois, essa placa é triturada, formando grânulos que se assemelham a cristais. Por
meio de câmaras à vácuo, esses cristais são submetidos ao processo de
sublimação, onde a água é removida em forma de vapor, sem passar pelo estado
líquido.
3.2.6 Envasamento
A Cia. Iguaçu possui uma grande diversidade de produtos, e de formas de
envasamento. O produto final pode ser expedido em latas, vidros, pouch, bags e
caixas. A linha de envasamento é praticamente toda automatizada.
8
3.2.7 Sistemas de Refrigeração
A empresa utiliza dois sistemas de refrigeração, um por compressão
mecânica operando em cascata e outro por absorção. O primeiro é utilizado para
manter o sistema de condicionamento de ar para controle de umidade dos
ambientes, uma vez que o café é um produto higroscópico. O sistema por absorção
é utilizado somente para manter as linhas de café liofilizado.
O ciclo de refrigeração por absorção se assemelha ao ciclo de refrigeração
por compressão mecânica. Porem, ao invés da utilização de um compressor
mecânico, os sistemas por absorção utilizam um compressor termoquímico, formado
por dois componentes – gerador e absorvedor. Além disso, o sistema por absorção
utiliza uma fonte de calor para o seu funcionamento, enquanto que o sistema
tradicional necessita energia elétrica.
3.2.8 Caldeira de Biomassa
A Cia. Iguaçu utiliza uma caldeira aquatubular, alimentada com biomassa,
com capacidade de produção de 45 ton/h de vapor. Opera com cerca de 80% da sua
capacidade, gerando 36 ton/h de vapor à 19 kgf/cm². Antes do vapor chegar ao
processo, há instalada na linha principal uma válvula redutora de pressão, para que
o vapor chega aos pontos de consumo a 14 kgf/cm².
O combustível utilizado na caldeira é composto de 90% cavaco, e o restante
borra proveniente do processo de extração. Cerca de 70% da água utilizada para
alimentar a caldeira é condensado residual dos processos onde o vapor é utilizado,
o restante é proveniente de poços. A água fria proveniente dos poços é tratada e
entra em um tanque, onde ela se junta ao condensado residual. Em seguida, a água
de alimentação segue para um desaerador, onde é injetado vapor, e depois para um
economizador (trocador de calor que utiliza o calor sensível dos gases de exaustão),
para então chegar no tanque de alimentação da caldeira.
O ar atmosférico, utilizado como comburente na caldeira, é previamente
aquecido. Primeiro ele passa por um trocador que utiliza vapor flash das descargas
9
da caldeira, em seguida por um aquecedor que utiliza calor dos gases de exaustão
na saída do economizador.
Os gases de exaustão, antes de serem enviados a atmosfera, passam por
multiciclones que irão separar as cinzas.
3.2.9 Visão Geral
Praticamente todas as linhas de processamento de café são automatizadas,
cerca de 90% do processo. Dessa forma, quase eliminando as falhas operacionais
inerentes ao ser humano, e conferindo ao processo maior confiabilidade, segurança
e produtividade.
A Iguaçu possui uma politica de gestão de resíduos eficiente. Todas as
linhas de processo possuem algum tipo de sistemas de reaproveitamento, tanto
energético quanto de insumos, possibilitando a otimização do sistema de produção,
conjugando sustentabilidade, redução de custos e eficiência.
3.3 ESTUDOS PROPOSTOS
3.3.1 Aproveitamento de Gases de Exaustão como Fonte de Energia Alternativa
Dados
levantados
por
uma
empresa
de
consultoria
que
realiza
periodicamente um relatório referente ás emissões atmosféricas, apontaram um
grande potencial para o aproveitamento dos gases de exaustão de um equipamento
spray dryer. A alta vazão e temperatura dos gases indicaram uma grande
quantidade de energia disponível para aproveitamento.
O estudo de viabilidade técnica e econômica proposto foi realizado visando a
instalação de um regenerador de calor para recuperação de parte do calor dos
gases de exaustão, que são enviados para atmosfera, desviando seu fluxo para
ajudar no pré-aquecimento do ar de suprimento do spray dryer. Assim, reduzir a
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necessidade de se importar calor de fontes externas ao sistema em estudo, ou seja,
aumentar sua eficiência energética.
O estudo iniciou com a coleta de dados relevantes para dimensionamento do
regenerador e avaliação da viabilidade técnica e econômica para instalação do
equipamento.
A segunda etapa foi o contato com fornecedores que pudessem desenvolver
um equipamento que opere dentro das variáveis coletadas e que pudesse ser
instalado no processo sem comprometê-lo. Além disso, para que o projeto seja
aprovado deve haver viabilidade financeira, ou seja, um retorno econômico
preferencialmente de curto período. Esse retorno é avaliado através dos ganhos
agregados ao processo com a instalação do equipamento, com a redução do
consumo energético e consequente aumento da eficiência energética. Dessa forma,
avaliar a viabilidade entre capital investido e a energia recuperada.
Foram contatados cinco fornecedores com tecnologia para recuperar calor
de gases de exaustão. Porém, em função da pequena diferença de temperatura
entre os gases de exaustão e o ar de suprimento (∆T de 65˚C), quatro deles
consideraram o estudo inviável. Segundo esses fornecedores, esse tipo de
tecnologia é aplicável na recuperação de calor de gases com temperatura superior a
300˚C, uma vez que é uma tecnologia de alto custo, ou quando a economia gerada
é de uma fonte energética de alto valor. Como a economia gerada com a instalação
do equipamento será vapor (fonte de energia de baixo custo), o projeto torna-se
inviável, ou seja, o período de retorno do investimento seria elevado.
Entretanto,
um
fornecedor
simulou
os
dados
de
projeto
com
o
aproveitamento do calor residual dos gases, e dimensionou um equipamento
regenerador (trocador de calo ar-ar).
A partir dos dados simulados, foi estimado que a instalação do equipamento
geraria um ganho de temperatura do ar de suprimento será de 38˚C. A avaliação de
viabilidade econômica da instalação do equipamento será feita sobre a quantidade
de cavaco economizado com esse aumento na temperatura, ou seja, a redução na
quantidade de energia que o pré-aquecedor terá que ceder para atingir a mesma
temperatura de saída.
O equipamento cotado é cipável, uma vez que há arraste de particulado nos
gases de exaustão. Apesar do equipamento apresentar um payback simples de
11
cerca de 1,5 anos (considerado bom), a viabilidade técnica de implementação desse
estudo é questionável.
A grande quantidade de particulado arrastado acarretará na necessidade
frequente de limpeza do equipamento. Como esse particulado é higroscópico e será
arrastado junto com vapor d’água, irá formar uma película que reduzirá a eficiência
de troca térmica. Entretanto, o equipamento spray dryer onde ele deverá ser
instalado dificilmente interrompe sua operação. Outro empecilho técnico é a acidez
desse particulado, pH 4. Considerando que o material construtivo do regenerador
cotado é alumínio, o grau de corrosão do material, em função desse particulado,
deve ser alto, consequentemente reduzindo sua vida útil.
3.3.2 Eficiência Energética e Otimização do Processo Spray Drying Utilizando
Desumidificador
Os desumidificadores são empregados para remoção da água em forma de
vapor presente no ar. Dois métodos são largamente empregados na indústria,
adsorção e refrigeração.
A desumidificação por refrigeração é realizada pela passagem de ar por uma
superfície suficientemente fria para condensar a umidade absorvida, reduzindo a
quantidade de umidade total do ar. Nesse sistema, a umidade é removida pela
refrigeração do ar abaixo do ponto de orvalho.
O desumidificador adsortivo possui uma roda dessecante que gira
lentamente entre duas correntes de ar primárias. Na corrente de ar de processo, o
vapor d’água é removido quando este passa pela roda dessecante. Este ar
desumidificado é enviado para o processo. A roda então gira para o setor de
reativação onde uma corrente de ar aquecida passa pela roda. A roda dessecante
libera o vapor d’água para esta corrente de ar. A maioria da energia requerida para
este processo dessecante é usada no aquecimento da corrente de ar de reativação.
Atualmente esse tipo de equipamento tem sido empregado em processos
spray drying que utilizam ar atmosférico aquecido como meio de secagem. A
redução na quantidade de vapor d’água no ar possibilita principalmente o aumento
12
da produtividade, bem como permitir a manutenção de uma baixa umidade durante o
ano, permitindo padronizar a qualidade da produção.
O estudo iniciou com a coleta de dados relevantes para dimensionamento do
equipamento e avaliação da viabilidade técnica e econômica para sua instalação.
Bem como, análise das características psicrométricas do ar e quantificação das
entradas e saídas do processo de secagem.
Alguns dados foram estimados através da aplicação de um balanço de
massa, mostrado na Figura 3. Através desse balanço foi possível determinar a
vazão de extrato, quantidade de água evaporada e energia consumida.
Figura 3. Balanço de massa para o processo de secagem.
Onde:
(mear): vazão mássica de ar de suprimento; (mew): vazão mássica de vapor d’água
que entra com o fluxo de ar de suprimento; (mp): vazão mássica de sólidos solúveis;
(mpew): vazão mássica de água contida no extrato; (E): vazão mássica de extrato;
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(mpws): vazão mássica de água que sai com produto; (P) vazão mássica de
produto; (W): vazão mássica da saída do spray dryer.
A capacidade de evaporação do processo foi determinada a partir da
equação (1). O valor encontrado foi fixado e utilizado como parâmetro de eficiência
de secagem do spray atualmente.
Onde:
(
): vazão mássica de água evaporada no processo de secagem [kg/h]; (
):
vazão mássica de ar atmosférico [kg/h]; (w): umidade absoluta do ar [kg água/kg ar
seco].
A energia necessária para evaporação da água foi encontrada a partir da
equação (2).
Onde:
(Q): corresponde a energia requerida para evaporação [kJ/h]; (h): entalpia do ar seco
[kJ/kg].
Dessa forma, com os dados levantados e a aplicação do balanço e
equações, foi possível determinar os parâmetros do processo atual.
Duas empresas fornecedoras de equipamentos desumidificadores foram
contatadas para cotação. Uma para desumidificação por refrigeração e outra por
adsorção. Com a simulação realizada pelas empresas contatadas, foi possível
estimar um aumento de produção de 20%, e consequentemente uma redução no
consumo energético de 17%.
Apesar do maior custo com a instalação do equipamento, a desumidificação
por adsorção acrescenta um menor custo fixo ao processo (0,8%), tornando sua
implementação mais atrativa. Isso ocorre porque apesar do consumo de vapor, o ar
de suprimento sai aquecido do equipamento reduzindo a carga térmica dos préaquecedores.
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A instalação desse equipamento se mostrou extremamente vantajosa,
entretanto para haja retorno deve haver demanda de produção.
3.3.3 Aproveitamento de vapor flash
O tanque coletor de condensado da planta descarta parte do vapor flash
gerado na descarga do condensado para atmosfera. Apesar de já haver instalado
nesse tanque um equipamento que utiliza o vapor flash gerado, ainda há margem
para melhoria.
São duas as possibilidades para o aproveitamento desse vapor. A primeira é
utilizar um sistema de termocompressão. Se for possível alcançar uma pressão de
descarga acima de 3 kgf/cm² é possível utiliza-lo em um trocador de calor para préaquecimento de água de processo.
Entretanto, existem alguns empecilhos na utilização dessa tecnologia. A
pressão de sucção do termocompressor seria variável, uma vez que a pressão do
tanque de condensado (gerador de vapor flash) varia de 0,2 a 0,6 kgf/cm². Além
disso, a taxa de compressão seria bastante elevada devido a baixa pressão do flash,
levando a um alto consumo de vapor motriz. E ainda, será necessário controlar o
termocompressor para que ele não succione todo o vapor do tanque e ainda arraste
ar pela saída que existe para atmosfera, o que pode ser conseguido com a
instalação de uma válvula de retenção.
A outra possibilidade é ramificar a linha no ponto onde o flash é
descarregado para atmosfera e leva-la ate um trocador de calor para préaquecimento da água de processo de uma das linhas de extração. O tanque de
coleta de condensado pode ser pressurizado até 1 kgf/cm² sem comprometer a
drenagem da planta. Pressões superiores poderiam causar contra-pressão nos
purgadores e consequente alagamento das linhas. Dessa forma, uma válvula
controladora de pressão seria instalada no tanque para mantê-lo nessa pressão e
modular a saída de vapor flash no ponto de ramificação. Uma solução mais simples
que a do termocompressor.
As duas possibilidades devem ser avaliadas mais profundamente a respeito
da sua viabilidade técnica e econômica.
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3.3.4 Outros Estudos
Outros estudos propostos foram a ramificação de uma linha de ar
comprimido e dimensionamento do sistema de água gelada da planta.
O primeiro foi apenas um dimensionamento e cotação para levar uma linha
de ar comprimido da planta de um ponto a outro.
Quanto ao sistema de água gelada, a planta está operando com sobrecarga
do sistema. Em dias mais quentes é frequente a falta de energia para troca térmica
feita pela água, bem como falta de água (vazão) para chegar aos pontos de
consumo. Assim, foi proposta a realização do dimensionamento real do sistema de
água gelada para estimar através de dados operacionais o consumo de água gelada
e o calor trocado nos pontos de utilização da planta. Dessa forma, identificar pontos
passíveis de melhorias.
A conclusão foi de que não há pontos passíveis de otimização, como pontos
de troca ineficiente (baixo ∆T). Porém, através do estudo foi possível fazer um
levantamento detalhado da dimensão dos pontos de consumo de água gelada a
partir de dados operacionais, bem como atualizar o fluxograma existente.
A sobrecarga do sistema demanda uma nova bomba, que deve ser instalada
em paralelo as existentes para aumentar a vazão de fornecimento de água, bem
como o estudo de um novo equipamento para refrigerar a água.
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O histórico brasileiro de afastamento do conhecimento teórico da
universidade da prática indústria, continua. Por um lado a academia é resistente no
desenvolvimento de projetos práticos para otimização de equipamentos e processos
visando o aumento da competitividade dos setores produtivos e de serviços do país,
e por outro a indústria resiste em aceitar a aplicação do conhecimento teórico na sua
prática, dando sempre preferência para o seu patrimônio de conhecimento prático.
Enquanto houver esse afastamento, essas diferenças de interesses, acadêmicos
sairão despreparados para o aprimoramento da indústria e a indústria estará
despreparada para receber a inovação tecnológica implícita ao conhecimento
teórico.
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5 CONCLUSÃO
O programa de estágio teve como objetivo o estudo de possibilidades de
aproveitamento de fluxos residuais de energia do processo de produção para
utilização como fonte de energia alternativa, bem como a otimização dos processos.
Neste enfoque foram realizados alguns estudos, como aproveitamento de gases de
exaustão, desumidificação de ar de suprimento de secagem e aproveitamento de
vapor flash.
Diversas possibilidades foram avaliadas e o resultado obtido foi satisfatório,
porem como é uma área complexa, com muita burocracia envolvida e lentidão do
sistema, não foi possível transforma-los em projetos aplicados.
Entretanto, a experiência vivida na unidade fabril possibilitou o conhecimento
dos equipamentos e processos envolvidos na produção de café solúvel. Foi possível
também aplicar parte dos conhecimentos teóricos adquiridos na universidade, além
de conhecer as limitações nessa aplicação, bem como adquirir experiência pratica.
As relações interpessoais foram aprimoradas com o contato com os demais
colaboradores formando características fundamentais para a entrada no mercado de
trabalho.