Universidade Federal de Pernambuco

RELATRIO DE ESTGIO CURRICULAR

BALANO TRMICO DA FABRICAO DO ACAR

Cludio Francisco de Albuquerque Jnior

Orientadora: Samara Alvachian C. de Andrade

FOTOS

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OBJETIVO

Determinar o equilbrio trmico para o sistema de purificao do caldo, concentrao e cozimento

REVISO BIBLIOGRFICAPROCESSOS DE TRANSMISSO DE CALOR:

Conduo;Conveco;Radiao.

REVISO BIBLIOGRFICACONDUO:Pode-se determinar o fluxo de calor transportado por conduo pela Lei de Fourier.

REVISO BIBLIOGRFICACONVECO: Descrevemos a transmisso de calor por conveco como sendo a forma de energia que ocorre no interior de um fluido devido combinao dos efeitos de conduo e do movimento global do fluido.

Essa expresso conhecida como lei do resfriamento de Newton

REVISO BIBLIOGRFICAConveco Forada Conveco

REVISO BIBLIOGRFICAConveco Natural Conveco

REVISO BIBLIOGRFICAProcesso de ebulioConveco

REVISO BIBLIOGRFICACondensaoConveco

REVISO BIBLIOGRFICARADIAO: Enquanto as transferncias de calor por conduo e por conveco necessitam de um meio material para se propagarem, a radiao no necessita de um meio, e a transferncia por radiao ocorre com mais eficincia no vcuo.

A radiao dada pela equao:

BALANO TRMICO DO PROCESSO DE FABRICAO DO AUCAR

BALANO TRMICO NECESSIDADE ENERGTICA:

Preparo da cana;Moagem;Aquecimento do caldo caleado;Aquecimento do caldo decantado;Evaporao;Cozimento.

BALANO TRMICOAPLICAO DO BALANO TRMICO:

Os dados necessrios para elaborar o balano trmico so os seguintes:

- Moagem para acar 2.762,588 TCD- Moagem para lcool 386,477 TCD- Produo de acar dia 5.880 Sacos- Produo lcool dia 63.333,33 Litros

BALANO TRMICOAPLICAO DO BALANO TRMICO:

Extrao em caldo modo 100 %Umidade do bagao 49 %Consumo de cal (Kg/h) 130,556Retorno do caldo filtrado 20 %Temperatura do caldo ao entrar no aquecedor35CConsumo de enxofre (Kg/h) 32,5Assepsia das Moendas e Parol 5%

BALANO TRMICOAQUECIMENTO DO CALDO:

Primeiros estgios Vapor vegetal V-2ltimo estgio Vapor ServidoTemp. de sada do ultimo estagio 105C a 110C

BALANO TRMICOEVAPORAO:

Brix do caldo decantado 13,34CBrix do xarope 62,30CVapor primeiro efeito Vapor servidoSistema de evaporao Qudruplo Sangria presso positiva no corpo

BALANO TRMICOCOZIMENTO:

Sistema de duas massas cozidas, A e B.Produo de massa cozida por tonelada de cana

M.C.A = 2,2 Hl/TC; Brix = 93 e Peso Especfico = 1502 kg/m3

M.C.B = 0,46 Hl/TC; Brix = 95 e Peso Especfico = 1516 kg/m2

Semente moagem: Brix = 88 e Peso Especfico = 1467 kg/m2

Semente virgem: Brix = 88 e Peso Especfico = 1467 kg/m2

Volume do p de Cozimento: 38% volume tacho.

BALANO TRMICOCICLO COZIMENTO PARA AS MASSAS:

MCA 4 horasMCB 6 horasVolume dos tachos a vcuo: 500 HL, 290 HL, 280 HL, 300 HL e 130 HL.Volume total de massa cozida A: 1500 HL.Volume total de massa cozida B: 500 HL.Volume dos cristalizadores: 400 HL.

BALANO TRMICOUSO DO VAPOR:

Vapor direto: Turbinas a vapor, complemento para o processo, reduzindo a presso do vapor usado no processo.

BALANO TRMICOVAPOR SERVIDO:

Aquecedores de caldo no ultimo estgio de aquecimento.Evaporao, no primeiro efeito e no pr-evporador.Tachos a vcuo.Destilaria.

VAPOR VEGETAL 1:

Aquecedores de caldo.Evaporao no 2, 3 e 4 Efeito.Tachos a vcuo

BALANO TRMICOVAPOR VEGETAL 2:

Aquecedores de caldo, nos (n 1) estgios de aquecimento.

Tachos a vcuo, para cristalizar e nas massas de terceira.

Temperatura do vapor direto 306,00C = 339,80 kcal/kgTemperatura do vapor servido 128,00C = 520,30 kcal/kgTemperatura do vapor vegetal 1 118,51C = 529,33 kcal/kgTemperatura do vapor vegetal 2 106,78C = 534,52 kcal/kg

BALANO TRMICOCOZIMENTO:

BALANO MASSASVolume massa cozida por dia = fator x TCDQuantidade de cozimento dia = volume massa cozida dia volume do tachoQuantidade de cozimentos com um tacho = horas dia operao ciclo cozimento Quantidade de tachos para cada tipo massa = quantidade de cozimento dia quantidade cozimento tachoPeso massa cozida = PMC = HL = m3 x peso especfico massa

BALANO TRMICOSEMENTE:

Mis . Cis = Mfs . CfsMis = Massa inicial semente = volume x peso especficoCis = Brix inicial sementeMfs = Massa final semente = volume x peso especficoCfs = Concentrao final semente.Mfs = Mis . Cis CfsEvaporado da semente = Es = Mis - Mfs

BALANO TRMICOALIMENTAO:

Mia . Cia = Mfa . CfaMia = Massa Inicial AlimentaoCia = Brix inicial alimentaoCfa = Massa final alimentaoCfa = Brix final alimentao.Mfa = PMC - MfsMia = Mfa.Cfa CiaEvaporado da alimentao = EA = Mia - MfaEvaporado total = ET = EA + ESEvaporado por hora = Eh = ET x quantidade cozimento dia 24Vapor alimentao = Vo = Eh x calor latente evaporado Calor latente vapor alimentao

BALANO TRMICOAQUECEDORES DE CALDO:

Peso do caldo misto 115.107,858 Kg/hCal 130,556 Kg/hgua 3.263,889 Kg/hEnxofre 32,500 Kg/hCaldo filtrado (20%) 23.021,572 Kg/hAssepsia das moendas e Parol (5%) 5.755,393 Kg/h

BALANO TRMICOPeso do caldo sulfo-caleado a aquecer: 147.311,768 Kg/hVelocidade do caldo na tubulao adotada: 1,8 m/sEquaes para os aquecedores de caldo:

BALANO TRMICOVapor vegetal 2

Vapor vegetal 1

BALANO TRMICO

BALANO TRMICOPr-aquecimento do caldo decantado

BALANO TRMICO

BALANO TRMICO

BALANO TRMICO

BALANO TRMICOEVAPORAO:

Quedas de presso entre efeitos = E = dado pela seguinte relao:E = 11 - 9 n - 1 E = quedas ou diferenas entre as fraes acima.Para o Qudruplo Efeito E = 11 - 9 = 2 = 0,66 ou 0,67 4 - 1 311 + 10,33 + 9,67 + 9 = 140 40 40 40

BALANO TRMICOQUEDA DA PRESSO TOTAL:

As presses de vapor, na primeira calandra Po, e no ultimo corpo Pf, de um conjunto evaporador, so valores conhecidos e bem definidos. P = Po Pf.

BALANO TRMICO

BALANO TRMICO

BALANO TRMICO

BALANO TRMICOCOZIMENTO:

Total evaporado:Servido 40% = 15.907,90 x 0,4 = 6.363,16 Kg/hVegetal 60% = 15.907,90 x 0,6 = 9.544,74 Kg/hVapor servido = 6.363,16 x 564,4 = 6.902,49 Kg/h 520,3Vapor vegetal:A = 12.914,12 x 564,4 = 13.769,73 Kg/h529,33B = 2.993,78 x 564,4 =3.192,13 Kg/h529,33

BALANO TRMICO

BALANO TRMICO

BALANO TRMICO

RESULTADOS E DISCUSSOPARA CADA ETAPA:

AQUECEDOR DE CALDO: Vs=3.800,38Kg/h

TACHO A VCUO: Vs=6.902,495Kg/h

EVAPORADOR: Vs=55.064,344Kg/h

Vs=65.767,219Kg/h

RESULTADOS E DISCUSSOCaldeiras: 110.000kg/h vapor direto.Produo de bagao: 39.363,32Kg/hVapor gerado: 82.662,97kg/h O vapor direto que segue para as moendas recuperado quase totalmente sob forma de vapor servido. Ento, a uma economia de 20,15% de vapor direto, um total aproximado de 8 toneladas de bagao por hora.

CONCLUSOO processo estudado no leva em considerao a eficincia da moagem que eleva a quantidade de bagao e vapor gerado, tambm desprezamos as perdas trmicas nas tubulaes, porm os resultados obtidos foram satisfatrios, pois mostra que uma usina de acar que opera nessas condies o sistema vivel e esta termicamente balanceada.