O objetivo principal deste projeto foi reduzir os custos energéticos, as emissões poluentes e garantir o funcionamento contínuo dos processos de produção, evitando paragens por avarias.
O ponto de partida inicial foi calcular a procura de calor para cada processo, ignorando a potência das caldeiras de combustão, pois a tecnologia atual de produção de calor com eletricidade é mais eficiente e a potência dos equipamentos elétricos é menor, assim como a potência solicitada à companhia elétrica.
Os processos térmicos analisados: Pasteurização da cerveja; Fermentação da cerveja; Limpeza das garrafas; e Limpeza dos tanques de fermentação.
PASTEURIZAÇÃO E FERMENTAÇÃO DA CERVEJA
Calcula-se a potência do processo de pasteurização multiplicando os litros pasteurizados por hora pelo aumento térmico de 10 a 70ºC, aplicando um coeficiente de correção de 60%. O pasteurizador aquece a cerveja até 33ºC.
Por exemplo, se pasteurizamos 10.000 litros de cerveja por hora, necessitamos de uma potência de 279 kW. Os outros processos calculam-se de forma semelhante, tendo em conta os volumes, as temperaturas e o tempo de operação.
LIMPEZA DAS GARRAFAS E DOS TANQUES DE FERMENTAÇÃO
Para lavar as garrafas com água a 80ºC, utilizamos 10 cubas com uma vazão de 2,5 litros por minuto cada uma. O consumo total é de 104 kW.
A lavagem dos tanques de fermentação, com 3 cubas que têm uma vazão de 25 litros por minuto e um tempo de limpeza de 20 minutos, exige 26 kW. Recomenda-se instalar um depósito de 1500 litros que aquece de 20 a 80ºC em 4 horas, necessitando de 26 kW.
EXEMPLOS DOS CÁLCULOS
Pasteurização (279 kW): 10.000 litros/hora x 60ºC = 600.000 kcal/h. 40% do calor deve ser fornecido (240.000 kcal/h ou 279 kW).
Fermentação (697 kW): Vários tanques de 200.000 litros a 33ºC, perdendo 3ºC/hora. 200.000 litros x 3ºC = 600.000 kcal/h ou 697 kW.
Lavagem de garrafas (104 kW): 10 cubas com 2,5 litros/minuto cada a 80ºC. 1500 litros/hora x 60ºC = 90.000 kcal/h ou 104 kW.
Lavagem de Tanques de Fermentação (26 kW): 3 cubas com 25 litros/minuto por 20 minutos. Recomendado depósito de 1500 litros, aquecido de 20 a 80ºC. 22.500 kcal/h ou 26 kW.
PARA ESTES PROCESSOS TÉRMICOS, HÁ DUAS ALTERNATIVAS
Equipamentos separados: Equipamentos distintos com potências específicas para cada processo.
Equipamento único: para os processos de pasteurização, fermentação e lavagem de garrafas com uma potência total de 1080 kW.
Ao instalar um único equipamento de produção de calor, é necessário somar 10% de perdas nas redes. Os equipamentos podem ser de produção de vapor ou circuito fechado de água sobreaquecida, ambos trabalhando a 3 bar 137ºC. Os equipamentos de água sobreaquecida são mais econômicos e têm menos custos de manutenção.
CONCLUSÃO
Em suma, a modernização dos processos térmicos na fábrica contribuirá para a sustentabilidade ambiental, economizará energia e reduzirá os custos operacionais.
Este estudo de caso ressalta a importância da modernização dos processos térmicos em instalações industriais, não apenas visando a eficiência energética, mas também para alcançar objetivos ambientais e de sustentabilidade a longo prazo.
