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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34271| Título: | Avaliação térmica do sistema de vapor visando oportunidades de melhorias em indústria de alimentos |
| Título(s) alternativo(s): | Thermal evaluation of the steam system aiming at opportunities for improvements in the food industry |
| Autor(es): | Kawasaki, Edson Toshio |
| Orientador(es): | Silva, Karla |
| Palavras-chave: | Isolamento térmico Óleo - Indústria Energia - Consumo Caldeiras Insulation (Heat) Oil industries Energy consumption Boilers |
| Data do documento: | 30-Nov-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Campo Mourao |
| Citação: | KAWASAKI, Edson Toshio. Avaliação térmica do sistema de vapor visando oportunidades de melhorias em indústria de alimentos. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Alimentos) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2023. |
| Resumo: | O vapor d’água é utilizado como fonte de energia térmica (calor) pela maioria das indústrias de alimentos e, geralmente, é obtido às custas da queima de combustíveis fósseis para inserção de grande quantidade de calor à água devidamente tratada. Assim, a competitividade e sustentabilidade dessas indústrias depende da eficiência energética desses processos, ou seja, deve-se garantir o aproveitando máximo do calor no sistema a vapor, além da necessidade da minimização de pontos de perdas desse calor de alto custo. Neste contexto, o presente trabalho avaliou pontos críticos típicos indicados para eficiência energética em sistema de vapor de uma indústria de óleo de milho, onde o consumo de vapor estava muito superior ao teórico estimado. Primeiramente foi feita a coleta de dados e das variáveis termodinâmicas a partir de medidas diretas das linhas de processo e supervisórios, elaborando-se memorial descritivo e recuperando a planta (fluxo) do processo. A partir dos dados práticos obtidos, foi calculada como 10mm a espessura ótima de isolamento térmico das linhas de distribuição de vapor, identificada como ponto crítico de perda de vapor. O custo do vapor estava 50% maior que o teórico calculado, com custo médio mensal calculado de R$48.000,00, principalmente representado pela não recuperação do condensado, e também representando ponto crítico. Ainda, o sistema de aproveitamento do vapor Flash existente, apesar da expectativa de retorno do investimento em 13,3 meses, não havia tido sucesso na operação e estava desativado, implicando na necessidade de reavaliação e constituindo o terceiro ponto crítico identificado para eficiência do sistema estudado. Portanto, antes da adoção do Downsizing praticado pela empresa, os resultados apontam que as perdas energéticas podem ser reduzidas por isolamento das tubulações e recuperação do condensado com reciclo para a caldeira, impactando significativamente na eficiência energética por diminuição dos custos do sistema avaliado. Esse trabalho contribui com a teoria e aplicações dos métodos de geração, transporte e reaproveitamento de energia residual do vapor, tendo ainda recuperado a planta atualizada com especificações do comportamento dos parâmetros e pontos para eficiência energética. |
| Abstract: | Water vapor is utilized as a thermal energy source (heat) by most food industries, typically obtained at the expense of burning fossil fuels to supply a substantial amount of heat to properly treated water. Therefore, the competitiveness and sustainability of these industries depend on the energy efficiency of these processes, meaning the maximum utilization of heat in the steam system must be ensured, along with the imperative minimization of points of high-cost heat loss. In this context, this study evaluated typical critical points indicative of energy efficiency in the steam system of a corn oil industry, where steam consumption exceeded the estimated theoretical values. Initially, data and thermodynamic variables were collected through direct measurements from process lines and supervisory systems, resulting in a descriptive report and the recovery of the process flow diagram. Based on the practical data obtained, the optimal thermal insulation thickness of the steam distribution lines was calculated as 10mm, identified as a critical point for steam loss. The cost of steam was 50% higher than the calculated theoretical value, with a monthly average cost of R$48,000.00, mainly attributed to the non-recovery of condensate, also representing a critical point. Furthermore, the existing Flash steam recovery system, despite an expected return on investment in 13.3 months, had not been successful in operation and was inactive, necessitating reevaluation and constituting the third identified critical point for the efficiency of the studied system. Therefore, prior to the company’s Downsizing adoption, the results indicate that energy losses can be reduced by insulating pipelines and recovering condensate with recycling to the boiler, significantly impacting energy efficiency by decreasing the costs of the evaluated system. This work contributes to the theory and applications of methods for generating, transporting, and reusing residual steam energy, while also updating the plant with specifications of parameter behavior and points for energy efficiency. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34271 |
| Aparece nas coleções: | CM - Engenharia de Alimentos |
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