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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41382| Título: | Análise da viabilidade técnica e do potencial econômico da implementação de tanque pulmão como estratégia operacional no processo de secagem de leite em pó |
| Título(s) alternativo(s): | Technical feasibility analysis and economic potential of implementing a buffer tank as an operational strategy in the milk powder drying process |
| Autor(es): | Santos, Ananda Rodrigues dos |
| Orientador(es): | Bedin, Sidmara |
| Palavras-chave: | Leite em pó Secagem Atomização eletrostática Indústria de laticínios Eficiência industrial Dried milk Drying Electrostatic atomization Dairy products industry Efficiency, Industrial |
| Data do documento: | 29-Jun-2026 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Londrina |
| Citação: | SANTOS, Ananda Rodrigues dos. Análise da viabilidade técnica e do potencial econômico da implementação de tanque pulmão como estratégia operacional no processo de secagem de leite em pó. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2026. |
| Resumo: | A produção de leite em pó envolve operações integradas de evaporação e secagem, nas quais as paradas para procedimentos de limpeza Clean in Place (CIP) dos evaporadores podem impactar significativamente a eficiência operacional, energética e produtiva da planta industrial. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade técnica e o potencial econômico da implementação de um tanque pulmão como estratégia operacional para manter o fornecimento de leite concentrado à torre de secagem durante os períodos de CIP dos evaporadores. O estudo caracterizou-se como uma pesquisa aplicada, de abordagem quantitativa e descritiva, desenvolvida a partir de dados coletados durante estágio supervisionado em uma indústria de laticínios localizada na região de Londrina, Paraná. Foram comparados dois cenários operacionais: o cenário atual, caracterizado pela interrupção simultânea das etapas de concentração e secagem durante os ciclos de higienização, e o cenário proposto, baseado na implementação de um tanque pulmão para desacoplamento operacional entre as unidades. Os resultados demonstraram que um tanque com capacidade de armazenamento de 38,64 m3 proporciona autonomia operacional de 5,40 horas, valor superior ao tempo médio de CIP dos evaporadores, estimado em 4,50 horas. A adoção da proposta possibilita a ampliação do planejamento operacional da torre de secagem de 24 para 72 horas contínuas, reduzindo significativamente a frequência de partidas e paradas do equipamento. Sob a perspectiva produtiva, verificou-se potencial de recuperação mensal de aproximadamente 297.000 kg de leite em pó integral e 252.000 kg de leite em pó desnatado. A aplicação do indicador-chave de desempenho (KPI) de fiabilidade evidenciou um aumento de 81,25% no cenário atual para 93,75% no cenário proposto, um ganho de 12,50 pontos percentuais que confere maior robustez operacional à torre de secagem. Além disso, a estratégia apresenta potencial para redução das perdas associadas ao consumo de utilidades durante períodos improdutivos e para aumento da eficiência global do processo. Os resultados obtidos indicam que a implementação do tanque pulmão constitui uma alternativa técnica e economicamente viável para aumentar a produtividade e melhorar o aproveitamento energético na produção de leite em pó. |
| Abstract: | Powdered milk production involves integrated evaporation and drying operations, in which shutdowns for Clean-in-Place (CIP) procedures of the evaporators can significantly affect the operational, energy, and production efficiency of the industrial plant. In this context, the present study aimed to evaluate the technical feasibility and economic potential of implementing a buffer tank as an operational strategy to maintain the supply of concentrated milk to the spray drying tower during evaporator CIP periods. The study was characterized as applied research with a quantitative and descriptive approach, based on data collected during a supervised internship at a dairy processing plant located in the Londrina region, Paraná, Brazil. Two operational scenarios were compared: the current scenario, characterized by the simultaneous interruption of the concentration and drying stages during cleaning cycles, and the proposed scenario, based on the implementation of a buffer tank to achieve operational decoupling between the two process units. The results demonstrated that a buffer tank with a storage capacity of 38.64 m³ provides 5.40 hours of operational autonomy, exceeding the average evaporator CIP duration of 4.50 hours. The proposed strategy enables the extension of the spray drying tower's operational schedule from 24 to 72 consecutive hours, significantly reducing the frequency of equipment start-ups and shutdowns. From a production perspective, the results indicate the potential monthly recovery of approximately 297,000 kg of whole milk powder and 252,000 kg of skim milk powder. The application of the Reliability Key Performance Indicator (KPI) revealed an increase from 81.25% in the current scenario to 93.75% in the proposed scenario, representing a gain of 12.50 percentage points and providing greater operational robustness to the spray drying process. Furthermore, the proposed strategy has the potential to reduce losses associated with utility consumption during non-productive periods while improving the overall process efficiency. The findings indicate that implementing a buffer tank is a technically and economically viable alternative for increasing productivity and enhancing energy utilization in powdered milk production. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41382 |
| Aparece nas coleções: | LD - Engenharia Química |
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