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    UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA

    ANA PAULA MACHADO

    OTIMIZAO DO PROCESSO DE EMBALAGENS DE POLIETILENO

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    ANA PAULA MACHADO

    OTIMIZAO DO PROCESSO DE EMBALAGENS DE POLIETILENO

    Relatrio apresentado ao curso de graduao

    em Engenharia Qumica como requisito parcial

    para aprovao na disciplina Estgio

    Supervisionado curricular.

    Universidade do Sul de Santa Catarina

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    AGRADECIMENTOS

    Deus pela minha existncia.

    Aos meus pais e meu noivo, pelo amor e incentivo recebido

    durante esta fase da minha vida.

    todos meus amigos.Ao orientador MSc. Cesar Renato Alves da Rosa, pela

    orientao e dedicao para o desenvolvimento deste relatrio.

    Universidade do Sul de Santa Catarina e ao Curso de

    Engenharia Qumica que oportunizaram a realizao deste trabalho.

    Empresa Liplast Ind. Com. De Plsticos Ltda pelaoportunidade para realizao deste trabalho.

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    RESUMO

    Neste relatrio d - se nfase em equipamentos industriais automatizados como

    requisito necessrio para otimizao do processo de embalagens de polietileno

    sacolas plsticas, no mesmo ser projetado um silo ciclone acoplado a um filtro de

    mangas, dimensionado as roscas transportadoras inseridas no processo e abordado

    os pontos a ser otimizado, onde ser descrito os equipamentos e instrumentos de

    controle que sero utilizados no mesmo.

    Ressalta se que com o objetivo de racionalizar custos, aumentar a eficincia do

    processo e a produtividade, so os investimentos os gastos que iro beneficiar a

    empresa em perodos futuros e que sero de forma gradual incorporados aos custos

    e despesas.

    Palavras-chave: Otimizar o Processo, Recuperar filmes de Polietileno, Racionalizarcustos.

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    LISTA DE ILUSTRAES

    Figura 1 As Trajetrias Espirais Dos Fluxos Internos Dos Ciclone.....................................12

    Figura 2 Limpeza Com Jato De Ar Comprimido E Limpeza Mecnica ...............................15

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    LISTA DE TABELAS

    Tabela 1 Balano Do Material.............................................................................................22

    Tabela 2 Capacidade E ndice De Produtividade Da Liplast...............................................37

    Tabela 3 Simulao De Vendas Da Produo....................................................................38

    Tabela 4 Custo Com A Mo De Obra No Setor De Aglutinagem........................................38

    Tabela 5 Instalao Dos Equipamentos .............................................................................40

    Tabela 6 Dimensionamento Do Silo Ciclone.......................................................................47

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    SUMRIO

    AGRADECIMENTOS ............................................................................................................ 4

    RESUMO...............................................................................................................................5

    1.0 INTRODUO .............................................................................................................. 10

    2.0 Objetivos ......................................................................................................................112.1 Objetivo Geral................................................................................................................11

    2. 2 Objetivos Especficos.................................................................................................... 11

    3.0 Levantamento Bibliogrfico........................................................................................12

    3.1 Silos Ciclones .............................................................................................................. 12

    3.1.1 Dimenses Padres de Ciclones ................................................................................13

    3.1.2 Perda de Carga dos Ciclones .....................................................................................13

    3.1.3 Eficincia de Coleta do Ciclone Lapple...................................................................13

    3.1.3.1 A Eficincia Aumenta Quando Aumenta ..................................................................14

    3.1.3.2 A Eficincia Baixa Quando Aumenta........................................................................ 14

    3.2 Filtro de Mangas .......................................................................................................... 15

    3.3 Acoplamento Automatizado Em Equpamentos.........................................................163.3.1 Silo para Armazenamento de Gros ........................................................................... 16

    3.3.2 Transporte Pneumtico:.............................................................................................. 16

    3.3.3 Rosca Transportadora ................................................................................................17

    3.3.4 Aglutinador..................................................................................................................18

    3.3.5 Misturador Vertical ......................................................................................................18

    3.4 Anlise de Investimentos............................................................................................19

    3.4.1 Investimentos..............................................................................................................19

    3.4.2 Ponto de Equilbrio......................................................................................................19

    4 Justificativa 20

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    5.1.5.2 Massa Especfica do Gs.........................................................................................28

    5.1.5.3 Velocidade Ciclone ..................................................................................................29

    5.1.5.4 Dimetro do Ciclone................................................................................................. 29

    5.1.5.5 Nmero de Ciclones................................................................................................. 30

    5.1.5.6 Dimetro de Corte.................................................................................................... 30

    5.1.5.7 Clculo da Eficincia................................................................................................31

    5.1.5.8 Dimenses do Ciclone ............................................................................................. 315.1.6 Projeto do duto ......................................................................................................... 33

    5.1.6.1 Velocidade de Transporte........................................................................................ 33

    5.1.6.2 Dimetro da Tubulao............................................................................................ 33

    5.1.6.3 Vazo de Projeto .....................................................................................................33

    5.1.6.4 Clculo da Potncia do Ventilador ........................................................................... 34

    5.1.7 Projeto Rosca Transportadora.................................................................................355.1.7.1 Clculo do ngulo....................................................................................................35

    5.1.7.2 Vazo do Projeto .....................................................................................................35

    5.1.7.3 Potncia Requerida.................................................................................................. 35

    5.1.8 Projeto Filtro de Mangas .......................................................................................... 36

    6. Resultados e Discusses..............................................................................................376.1 ndices de Produtividade................................................................................................37

    6.2 Tempo Gasto nas Operaes........................................................................................ 37

    6.3 Custo com a Mo de Obra.............................................................................................38

    6.4 Energia Adquirida .......................................................................................................... 39

    6.5 Investimento ..................................................................................................................40

    6.6 Retorno do Investimento................................................................................................406.7 Ponto de Equilbrio de Vendas.......................................................................................41

    7. CONCLUSES ............................................................................................................... 42

    8. REFERNCIAS ............................................................................................................... 43

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    1.0 INTRODUO

    O ano era 2002 a Liplast Ind. e Com. de Plsticos Ltda foi fundada, possui

    atualmente uma rea construda de 800 m2 e capacidade nominal instalada de 90

    ton/ms. Compreende um mercado amplo comercializando embalagens depolietileno, para empresas que atuam no ramo de aougues, supermercados e

    outros fins. Atendendo as exigncias a Liplast est modernizando as suas

    instalaes industriaisprocurando aumentar a sua produtividade, permanentementebuscando novas tecnologias, para a satisfao de seus clientes.

    Hoje em dia os processos apresentam solues tecnolgicas para arecuperao de filmes de polietileno, sendo que a reciclagem apresenta bom

    potencial econmico em especial por reaproveitar rebarbas e refugos to logo sejam

    gerados, alm de aumentar a produtividade permitindo que o material recuperado

    seja reutilizado como carga aditiva na produo de sacolas plsticas no setor de

    reciclagem. Neste projeto daremos nfase em equipamentos industriaisautomatizados otimizando a produo e racionalizando custos.

    No mesmo ser otimizado pontos que atualmente a empresa utiliza de

    tcnicas rudimentares no processo de embalagens de polietileno sacolas plsticas,

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    2.0 OBJETIVOS

    2.1 OBJETIVO GERAL

    Otimizar o processo de embalagens de polietileno e racionalizar custos.

    2. 2 OBJETIVOS ESPECFICOS

    Automatizar a descarga, transporte e armazenamento do material

    aglutinado; Acoplar um distribuidor de gua, dirigido diretamente ao aglutinador;

    Dimensionar um silo ciclone, acoplado a um filtro de mangas;

    Aumentar a eficincia do processo, capacidade de produo;

    Aumentar o nvel de segurana do operador;

    Eliminar emisso de poeira no ambiente de trabalho;

    Reduzir a mo de obra, eliminar perdas decorrentes do transporte e

    armazenamento manuais;

    Relacionar a produo da extruso x volume do silo;

    Anlise da viabilidade do investimento.

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    3.0 LEVANTAMENTO BIBLIOGRFICO

    3.1 Silos Ciclones

    O ciclones so de grande uso em controle de poluio do ar,

    principalmente como pr-coletores. Devido a sua eficincia baixa para partculas

    pequenas, o seu uso nesses casos apresenta restries face impossibilidade de

    atender normas de emisso mais exigentes. Em geral so utilizados para a coleta de

    material particulado com dimetro maior que 5 m. No interior do ciclone o fluido

    apresenta duas trajetrias espirais, designadas por:

    Espiral descendente, localizada junto parede externa, e;

    Espiral interna ascendente.

    Figura - 1 Ilustra as trajetrias espirais dos fluxos internos dos ciclones.

    Fonte - Foust (1982).

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    - Apresentam problemas de eroso.

    3.1.1 Dimenses Padres de Ciclones

    Ciclones geometricamente similares apresentam dimenses

    proporcionais. Os ciclones padres mais conhecidos so:

    Lapple

    Ter Linden

    Larcombe

    Stairmand

    3.1.2 Perda de Carga dos Ciclones

    A perda de carga nos ciclones importante para determinar a potncia

    necessria ao ventilador, utilizado para a movimentao da mistura gs-slidos

    particulados. Normalmente, esta perda varia de 5 a 10 cargas de velocidade,

    referente rea de entrada do equipamento.Nos ciclones Lapple:

    equao(1)

    Velocidade recomendada para o gs na boca de entrada do ciclone 6< uG< 21 [m/s];

    3 1 3 Eficincia de Coleta do Ciclone Lapple

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    equao(2)

    3.1.3.1 A Eficincia Aumenta Quando Aumenta

    p - densidade da partcula;

    Vi - velocidade de entrada;

    H - comprimento do corpo;

    N - nmero de rotaes do gs;

    D/do - relao admencional;Vt - velocidade tangencial;

    Dp - dimetro das partculas.

    3.1.3.2 AEficincia Baixa Quando Aumenta

    - viscosidade do gs;D - dimetro do ciclone;

    do- dimetro de sada;

    - densidade do gs.

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    3.2 FILTROS DE MANGAS

    O filtro de mangas um equipamento consagrado para despoeiramento e

    coleta de p, bem como pela sua facilidade de operao e manuteno. O ar

    carregado de impurezas gerado pelo processo, penetra lateralmente na moega

    inferior onde as partculas mais pesadas pelo efeito da gravidade e perda de

    velocidade cintica devido a mudana brusca de trajetria, tendem, a separar-secaindo diretamente no cone, sendo que em seguida o ar efetivamente filtrado

    atravs das mangas que so sustentadas pela armao de ao galvanizado, que

    tem como objetivo evitar que a presso do fluxo de ar as deforme, permanecendo

    portanto sempre em seu formato original.

    No extremo superior de cada manga, fica alojado o acelerador de altavelocidade ou Venturi, este dispositivo tem por objetivo reverter o fluxo de ar e com

    isto provocar a limpeza automtica das mangas, quando sujeito descargas de ar

    comprimido.

    Todos os aceleradores ou Venturi do sistema esto interligados a uma

    caixa plenumatravs do qual o ar j limpo, filtrado e livre de impurezas, conduzidopara um ventilador e deste para a chamin. A Figura representa um filtro de mangas

    com limpeza automtica. Os equipamentos mais antigos a limpeza era realizada

    mecanicamente, atravs de sistema de vibrao.

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    3.3 ACOPLAMENTO AUTOMATIZADO EM EQUIPAMENTOS

    3.3.1 Silo para Armazenamento de Gros

    Recipiente para armazenamento de material plstico modo transportado

    de um ventilador centrfugo conectado a um aglutinador.

    Evita perdas durante o ensacamento do material processado;

    Diminui a mo de obra por permitir o armazenamento do material at

    durante horas, sem a necessidade de esvaziamento, devendo-se para tanto

    relacionar a produo do aglutinador x volume do silo;

    Elimina a flutuao de partculas finas no local de trabalho quando

    acoplado a um filtro manga;

    Devido ao ciclone incorporado, tambm utilizado nos mais diversos

    processos de produo que necessitem perda de presso de ar gerado por um

    ventilador.

    Caractersticas tcnicas do projeto:

    Fabricao em ao carbono;

    Ciclone para alvio da presso do ar; Trip de susteno;

    Bocal de entrada fornecido com flange para fixao de tubulaometlica ou plstico;

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    manual. A Instalao junto ao aglutinador granulador para automatizao da

    descarga, transporte e armazenamento do material modo.

    O mesmo auxilia a produo do aglutinador, diminui a mo de obra,

    possibilita o armazenamento por tempo prolongado, evitando contaminao,

    umidade e perdas.

    Potncia varivel de acordo com a produo desejada e distncia dearmazenamento, pois o silo pode estar localizado ao lado do ventilador ou distante

    deste. Aplicvel tambm nos mais diversos processos industriais que necessitem

    transporte e armazenamento de gros, tais como alimentao de extrusoras e

    estocagem em grandes silos de centrais de distribuio.

    3.3.3 Rosca Transportadora

    Simples e eficiente sistema de transporte de gros ou ps

    atravs de rosca sem fim, acionada por correias de transmisso ou redutor develocidade podendo trabalhar em qualquer inclinao.

    Aplicado para o Transporte contnuo de resinas plsticas granuladas,

    carga e descarga de aglutinadores, extrusoras, silos.

    Caractersticas tcnicas do projeto:

    Acionamento por motor eltrico atravs de motoredutor ou correias;

    Construdo em perfis e chapas de ao carbono;

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    Dispositivo de regulagem de altura de descarga.

    3.3.4 Aglutinador

    Utilizado para recuperao de filmes de PEAD, PEBD e secagem de

    qualquer material plstico mido, podendo tambm ser utilizado como moinho e

    aglutinador simultneo.

    Caracterstcas tcnicas do aglutinador j existente na Liplast.

    Estrutura inteiramente em ao soldado.

    Fechamento da vlvula de descarga por sistema de presso, evitando

    vazamentos, hlice fabricada com facas cortantes.

    3.3.5 Misturador Vertical

    Desenvolvido especialmente para mistura de materiais plsticos, na forma

    de pellets, gros modos ou ps, garantindo grande eficincia mesmo na mistura de

    materiais com peso especfico distintos.

    Caracterstcas tcnicas do misturador j existente na Liplast.

    Construo em chapas de ao carbono;

    Janela para inspeo e limpeza junto base inferior da rosca

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    3.4 ANLISE DE INVESTIMENTOS

    3.4.1 Investimentos

    Os investimentos so os gastos que iro beneficiar a empresa em

    perodos futuros e que sero de forma gradual incorporados aos custos edespesas.Vejamos o que encontramos em nossa literatura sobre definies de

    investimentos.

    So os gastos que iro beneficiar a empresa em perodos futuros. Enquadram se

    nessa categoria, por exemplo, as aquisies de equipamentos industriais. Convm

    salientar que o uso ou o respectivo desgaste das mquinas so considerados como

    custos de fabricao ( WERNKE, 2001, p.11).

    A anlise de investimentos ou as tcnicas de anlise de investimentos

    contribuem para o processo decisrio, na medida em que fornecem meios para

    comparao e avaliao de projetos.

    Para SARDINHA (1985, p. 11) a anlise de investimentos:Estabelece critrios para avaliar as diversas alternativas de investimentos de capital. O

    estabelecimento destes critrios possibilita a comparao entre as diversas alternativas,

    de modo a auxiliar o empresrio na escolha daquela que ir lhe trazer o maior benefcio.

    3.4.2 Ponto de Equilbrio

    O ponto de equilbrio o nvel mnimo em que a Liplast deve operar para

    que cubra todos os custos necessrios para seu funcionamento. Neste ponto a

    i d i b l j O j i

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    4. JUSTIFICATIVA

    Atualmente a empresa utiliza de tcnicas rudimentares no processo de

    embalagens de polietileno sacolas plsticas, o processo todo manual, gerando

    mo de obra, perdas e contaminaes e baixa produtividade.

    O processo ser otimizado automatizando a descarga, transporte earmazenamento do material modo, atravs da implantao de equipamentos

    acoplados a descarga do aglutinador. A transferncia ser realizada por transporte

    pneumtico e roscas transportadoras, ser incorporado um silo ciclone e um filtro de

    mangas.

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    5. MATERIAIS E MTODOS

    Seleo e identificao dos pontos a serem otimizados:

    Aglutinadores:

    - Descarga de gros direto para silos de armazenamento;

    - Insero de um distribuidor de gua dirigido diretamente no

    equipamento de aglutinagem.

    Misturador Vertical:

    - Neste equipamento, o transporte dos gros de polietileno ser

    gravimtrico direto do silo ciclone para o misturador.

    Armazenamento:

    - Ser realizado em silos, projetados para armazenar o material a ser

    extrusado e estocados em grandes silos de centrais de distribuio.

    Extruso:

    - A alimentao das extrusoras ser atravs de roscas transportadoras

    at os silos e posteriormente por gravidade para o funil de alimentao.

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    5.1 DESENVOLVIMENTO DO PROJETO

    5.1.1 Balano do Material

    Etapas AG1 Caixa Coletora AG2 Silo Ciclone Misturador

    (kg) Produo (kg) (kg) ProduoMaterial Me Ms Me Ms Me Ms Me Ms Me MsVirgem 750Apara Virgem 200 200 200 200 200Reciclado 1500 1500 1500Apara Reciclada 400 400 400Pigmentos 100 100 100 50 50 50 50 50

    Material a ser extrusado

    Sacolas recicladas 66,6 %

    2000

    (kg/dia)

    Material a ser extrusado

    sacolas virgens 33,3%

    1000

    (kg/dia)Tabela 1 Balano do Material

    Fonte: Autor

    Clculos iniciais:Produo por batelada:esta ser a produo adotada,

    devido o processo ser de forma descontnua, em uma produo total de 90.000

    kg/ms, 3000 kg/dia e 125 kg/h considerou - se 24 horas trabalhadas.

    O volume do aglutinador pode ser calculado como:

    tcicloVpVbatelada .= equao (4)

    htciclo

    mkgda

    hkgm

    166,0min10

    /530

    /125

    ==

    =

    =

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    5.1.2 Descrio do Processo e dos Instrumentos de Controle

    A produo de embalagens polietileno so fabricados pelo processo em

    batelada, aglutinadores que vo de 100 Kg/h a 180 Kg/h, podendo variar de

    acordo com o tipo e umidade do material. No processo de batelada, o

    monitoramento e o controle esto nas mos do operador. As especificaes tcnicaspara o controle de processo precisam ser claras e objetivas de modo a no permitir

    ao operador, alternativas ou dvidas na execuo de suas tarefas.

    A seguir, foi brevemente descrito o processo, classificados como

    processo 01 e 02 respectivamente, sendo de sacolas virgens e recicladas.

    Sacolas recicladas:

    Inicialmente o material na forma de filmes e adicionado no aglutinador,

    onde o mesmo modo, a hlice gira em alta rotao aquecendo o material por atrito

    at a temperatura de plastificao, adiciona-se ento manualmente uma quantidade

    dosada de gua para se provocar um choque trmico. Desta maneira consegue-se a

    contrao do material obtendo-se pellets de polietileno.

    Ressalta se que o controle de dosagem de gua inserida no aglutinador

    de suma importncia para o processo, pois o material a ser extrusado no deve

    apresentar umidade, podendo acarretar problemas no setor de extruso.

    Conseqentemente quanto maior for o tempo da batelada, estar gerando maiscusto para a empresa.

    Posteriormente adiciona se o material recuperado na forma de gros, o

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    Sacolas virgens:

    O processo inicial o mesmo do anterior, alterando que neste no tem a

    etapa de adio de material recuperado.

    Na seqncia este material j aglutinado na forma de pellets vai para o

    misturador vertical onde adicionado o material virgem, o mesmo permanece por

    20 min, aps a mistura, o material tambm ensacado, paletizado e encaminhadomanualmente para o setor de extruso.

    O tempo gasto nas operaes deste processo est estimado em 50 mim:

    sendo 10 min por batelada, aglutinando 21kg, 20 min tempo de mistura e mais

    20 min para a descarga da caixa coletora.

    5.1.2.1 Os Equipamentos e Instrumentos de Controle

    Otimizando o processo ser sugerido para a Liplast adquirir instrumentos

    de transporte e controle, a gua ser dirigida diretamente por uma tubulao em

    PVC de 1/2 polegada de dimetro tendo seu fluxo controlado por uma vlvula globo

    de controle manual at o equipamento (aglutinador), contendo um sistema

    eletromecnico para acionamento de injeo de gua no cilindro. Uma plataforma

    para operar com a matria prima e uma escada de acesso a alimentao do cilindro,

    facilitando o seu manuseio e agilizando o processo.

    Adotar uma flange de espera para exausto de gases, uma vlvula de

    descarga com acionamento pneumtico, para demisso do material. A caixa coletora

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    mesmo ser instalado um ventilador de 5,6 Cv, onde suga o material e arrasta para

    dentro do silo, numa vazo de 1800m3/h e 210 mm.c.a de presso.

    No silo ser projetado uma abertura de descarga do material, onde por

    gravidade cara no funil de alimentao do misturador. A dosagem do material ser

    realizada atravs de medidas volumtricas no silo. Os silos para o material reciclado

    tero capacidade para 2264L sendo necessrio 3 silos um para cada tipo dematerial.

    Misturador Vertical:

    Aps a mistura, o trmino do processo, o produto ser transportado para

    o setor de extruso atravs de uma rosca transportadora, de 4 m de comprimento,com 7,9 polegadas de dimetro, com capacidade de 180kg/h, tendo seu fluxo

    controlado por um motor de 2 cv/hp. Posteriormente o material depois de extrusado

    seguir para setor de corte e solda, onde ser obtido as sacolas plsticas nas

    dimenses exigidas pelos clientes. Seqentemente as mesmas segue para

    expedio, aguardando embarque para o cliente.O processo acima foi desenvolvido para a produo das sacolas virgens,

    sendo que para as sacolas recicladas o material partir do aglutinador, onde

    atravs de uma vlvula de descarga para demisso do material ser acoplado a

    caixa coletora de material modo e transportado por uma rosca transportadora at

    um silo de armazenagem, que por gravidade cair no funil de alimentao daextruso. Na seqncia o filme j extrusado segue o mesmo roteiro descrito

    anteriormente.

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    )(

    )(

    mLV

    gmda = equao (5)

    O dimensionamento dos silos, se baseou na produo diria de

    1200 kg/dia, sendo necessrio para suprir a produo das extrusoras n 1, 2 e 3

    (50kg/h), para armazenar 1 dia do material sacolas recicladas. J para as sacolas

    virgens foi adotado 1680 kg/dia baseado em (70kg/h), extrusora n 4.

    5.1.3.1 Silo Sacolas Recicladas

    )(100

    )(53

    mL

    gda =

    /530 mkgda = sacolas recicladas.

    Lmmkg

    kgV 226426,2/530

    1200=== Volumes dos Silos

    HsiloAbaseV .= equao (6)

    mHsilo 5,2= foi estipulado

    HsiloDsilo

    V .4

    =

    mDsilo 07,1=

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    28/49

    27

    5.1.3.2 Silo Sacolas Virgens

    )(100

    )(42

    mL

    gda =

    /420 mkgda = sacolas virgens

    Lmmkg

    kgV 40004/420

    1680 === Volumes dos Silo

    HsiloAbaseV .=

    mHsilo 5,2= foi estipulado

    HsiloDsilo

    V .4

    =

    mDsilo 42,1=

    Dimetro da descarga:

    mDsiloaDdesc 47,03/arg ==

    Dimenses da altura da descarcarga: m0,1

    Calha de descarga: m30,0

  • 7/28/2019 Calculo de ciclone.pdf

    29/49

    28

    5.1.4 DESENVOLVENDO OS CLCULOS

    5.1.5 CICLONE

    O dimensionamento foi desenvolvido pelo padro de Lapple, que segue

    abaixo:

    5.1.5.1 Perda de Carga

    A perda de carga nos ciclones importante para determinar a potncia

    necessria ao ventilador, utilizado para a movimentao da mistura gs slido

    particulados. O ciclones consomem energia devido a perda de carga.

    hgP = .. equao(7)

    Onde:

    P = Perda de Carga (Pa)

    = 1000 (Kg/m) - Densidade aparente do fluido manomtrico gua.

    g = 9,81(m/s) - Acelerao da gravidade

    h = 0,21 (m.c.a) - Perda de carga admissvel

    acmsmmkgP ..21,0)./(81,9)./(1000=

    29

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    30/49

    29

    gmolgPMar

    atmP

    gmolkLatmR

    KCT

    /29

    1

    /.082,0

    29825

    =

    =

    =

    ==

    )/(84,0

    )/(84,0

    )/(29/1)./(43,24

    )(298/)(1)../.(082,0/.

    ...

    kgmv

    gLv

    gmolggmolLv

    katmkgmolLatmv

    PTRv

    TRNVP

    =

    =

    =

    =

    =

    =

    r

    r

    r

    r

    r

    3/19,1/1 mkgvar ==r

    equao(8)

    5.1.5.3 Velocidade Ciclone

    2..

    2CvarFP = equao(9)

    2)./(19,1.8)/(1,2060

    2

    Cvmkgsm =

    smv /8,20=

    F = 8 conforme padro de Lapple.

    A Velocidade recomendada para o gs na boca de entrada do ciclone

    6< vc 2

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    30

    mDc 438,0=

    5.1.5.5 Nmero de Ciclones

    43,0

    43,0==

    q

    QNC equao(11)

    1=CN ciclone.

    5.1.5.6 Dimetro de Corte

    Este corresponde ao dimetro de partcula, cuja eficincia de separao

    corresponde a 50%, ou igual probabilidade da partcula ser coletada ou rejeitada.

    smVc

    virgemmkgs

    recicladomkgsmkgar

    N

    smkgar

    /8,20

    )/420(

    )/530()/(19,1

    5

    )./(10.018,0

    =

    =

    ==

    =

    =

    ).(...24

    ..9

    50

    =

    sC

    c

    VN

    D

    D equao(12)

    )(4

    43,0)../(10018,0.9 3 msmkgx

    D

    31

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    32/49

    31

    5.1.5.7 Clculo da Eficincia

    equao(13)

    A probabilidade de separao deste 90%, pois o material apresenta

    massa especfica elevada, proporcionando melhor desempenho do ciclone.

    5.1.5.8 Dimenses do Ciclone

    mDC 43,0= Dimetro do ciclone

    023,0. mhbA == rea do ciclone. equao(14)

    32

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    32

    mD

    J C 143,0

    3

    == equao(18)

    Dimetro de descarga com partculas de > massa especfica. (Over), o

    ngulo deste ser de 60, pois o ngulo de inclinao tem que ser > que o ngulo de

    repouso, caracterstica do material.

    mDL C 86,0.2 == - Comprimento da parte superior do ciclone. equao(19)

    mDZ C 86,0.2 == - Comprimento do funil do ciclone. equao(20)

    33

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    33

    5.1.6 PROJETO DO DUTO

    5.1.6.1 Velocidade de Transporte

    2311,4 3 += PDV equao(21)

    Onde:

    V = Velocidade das Partculas (m/s)

    = Densidade aparente do slido (t/m)

    Dp = Dimetro das partculas (mm)

    42,0.232.42,011,4 3 +=V

    smV /26,19=

    5.1.6.2 Dimetro da Tubulao

    98,0.3016V

    CD = equao(22)

    Onde:

    D = Dimetro da Tubulao (mm)

    C = Fluxo mssico (t/h)

    V = Velocidade das partculas (m/s)

    34

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    35/49

    Onde:

    V= Velocidade das partculas (m/s)

    D = Dimetro da Tubulao (m)

    Q= Vazo de projeto (m/s)

    =4

    0587,0..26,19

    2Q

    smQ /052,0=

    O dimetro dos dutos de sada do ventilador ao qual estiver acoplado ao

    silo, ser de acordo com rea de alimentao do ciclone A = 0,023m2.

    5.1.6.4 Clculo da Potncia do Ventilador

    )..( QPKP = equao(24)

    AvQ .= equao(25)

    skgmkgsmQ /210/420./5,0 ==

    acmmVPe ..76,4043,426,19

    043,4=== equao(26)

    scmkgmkg

    P /206,010000

    1.

    1,2060== equao(27)

    35

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    5.1.7 PROJETO ROSCA TRANSPORTADORA

    Consideraes:

    Produo = 180kg/h

    Densidade do material = 0.53 Kg/m; sacolas recicladas

    Material isento de umidade;

    Comprimento da rosca 4.0 metros.

    Dimetro de 0,20m

    5.1.7.1 Clculo do ngulo

    Altura do Silo: 5m; distncia: 4m

    34,514

    5

    .

    .tan ===

    m

    m

    adjacentecat

    opostocatg equao(28)

    mhip

    m

    hipotenusa

    adjacentecat 40,6.

    434,51.cos === est ser a distncia do aglutinador at a parte

    superior do silo. equao(29)

    5.1.7.2 Vazo do Projeto

    ./339,0/530

    /180hm

    mkg

    hkgQ == equao(30)

    36

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    5.1.8 PROJETO FILTRO DE MANGAS

    Sendo o material particulado p plstico, filtro tipo agitao mecnica:

    min/3/180 mhmQ == equao(32)

    min//8,0 mmTx = velocidade atravs do meio filtrante.

    75,3

    .min/8,0min/3

    .

    mAf

    Afmm

    AfTxQ

    =

    =

    =

    equao(33)

    mHf

    mDf

    LDAf

    5,2

    47,0

    ..

    =

    =

    =

    equao(34)

    25,1

    2.2,0.14,3

    .

    ma

    mma

    LDa

    =

    =

    =

    rea das mangas equao(35)

    mangasNt

    aAfNt

    325,1/75,3

    /

    ==

    =equao(36)

    37

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    6. RESULTADOS E DISCUSSES

    Neste trabalho ser realizado um comparativo entre o processo atual e o

    processo otimizado. A nova instalao industrial ter uma rea construda de

    1800 m2 e com capacidade nominal de 129.600 kg/ms, baseado na produo de

    180kg/h.

    6.1 ndices de Produtividade:

    Atualmente a Capacidade de produo da Liplast gera em torno de

    90 ton/ms, correspondente a 33,3% para a sacolas virgens, 66,6% sacolas

    recicladas. O Resultado do ndice de produtividade segue a tabela a seguir:

    ndice de ProdutividadeAglutinador Sem automatiza

    Capacidade do equipamento (kg/h) 180Capacidade Produzida (kg/h) 125

    Capacidade Produzida (%) 69,4Capacidade Ociosa (%) 30,6ndice de Produtividade 1,44

    Tabela 2 Capacidade e ndice de Produtividade da Liplast

    Fonte: Autor

    Atualmente o ndice de produtividade 1.44, devido o processo no atingir

    a mxima capacidade do equipamento. Com a otimizao do processo o ndice de

    38

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    39/49

    para 1440 kg/turno, gerando um aumento no faturamento conforme a tabela a

    seguir:

    Simulao de vendas, este dado foi baseado na capacidade de produo

    mxima de um aglutinador em 180 kg/h:

    ProduoEquipamento Sem automatiza Automatizado

    Valores 1kg R$ 4,63 R$ 5,29 R$ 4,63 R$ 5,29Sacolas Recicladas Virgens Recicladas VirgensProduo Diria (kg/dia) 2000 1000 2877,12 1438,5Produo Mensal (kg/ms) 60.000 30.000 86313,6 43156,8Total (R$) 277.800,00 158.732,00 399.631,00 228.300,00

    Aumento R$ 121.831,00 69.568,00Tabela 3 Simulao das vendas da Produo

    Fonte: Autor

    O aumento no faturamento foi de R$ 191.399,00, valor bruto, considerando

    uma margem de contribuio de 30%, gerando um lucro de R$ 57419,70 onde o

    investimento proposto ser gradualmente incorporados aos custos e despesas.

    6.3 Custo com a Mo de Obra:

    Atualmente a produo dos operadores de aglutinagem de 90.000 kg/ms.Mo de Obra

    Sem automatizaN de operadores / turno 3

    39

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    40/49

    Custo M. O. = Custo com mo de obra/ms = mo de obra/kg

    Pela produo de aglutinagem kg/ms

    kgRCusto /0315,0$000,90

    51,2842==

    Produzindo 129,600kg/mskgRCusto /0215,0$

    600,129

    51,2842==

    Conforme citado acima com o aumento da produo proporcionar uma

    reduo no custo de R$1296,00, s no setor de aglutinagem.

    6.4 Energia Adquirida:

    Considerando-se a energia requerida para o acionamento de 3 motoreseltricos de 2 CV para as roscas transportadoras e mais um ventilador com um

    motor eltrico de 3,92 CV para o transporte pneumtico:

    1 hp 746 watt

    9,92 hp x

    X = 7400,32 watt

    diaKWRhKW

    Rx

    dias

    hxdiasx

    W

    KWxW /83,56$

    /

    32.0$

    1

    241

    1000

    132,7400 =

    40

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    6.5 Investimento

    Com base em oramentos realizados com empresas especializadas

    nestes tipos de equipamentos, chegou-se ao valor total do investimento, que

    equivale a R$ 77.597,00.

    Abaixo segue a tabela com os custos da instalao dos equipamentos. Ospreos foram pesquisados em outubro de 2007, os fornecedores seguem nas

    referncias bibliogrficas.

    Descrio dos EquipamentosQuantidade R$

    Caixa coletora 1 1158,00

    Exaustor 1 3340,00Silo Ciclone 4000L 1 6899,00Silo 2264L 3 5000,00Rosca transportadora 4 metros 4 12800,00Total do Investimento 77597,00

    Tabela 5 Instalao dos Equipamentos

    Fonte: Autor

    6.6 Retorno do Investimento

    A anlise do investimento contribuiu para o processo decisrio, pois

    fornece meios para comparao e avaliao do projeto.O retorno do investimento foi calculado atravs do mtodo do Valor anual

    Uniforme Equivalente (VAUE), este consiste em achar a srie uniforme anual (A)

    i l t fl d i d i ti t T d M i At ti id d

    41

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    42/49

    Onde:

    n = tempo (meses);

    i = taxa de juros (am);

    P = valor presente (investimento);

    R = valor da prestao.

    Para:

    6.7 Ponto de Equilbrio de Vendas

    Com a interpretao analtica dos dados obtidos, visualizamos que a

    empresa aumentar seu faturamento, neste importante enfatizar que decises em

    relao a custos como reduo de preos de vendas, informao de qual produto

    traz maior margem de contribuio, para que as vendas destes possam ser

    incentivadas, quais produtos devem ser eliminados de linha de produo ou

    comercializao pois trazem margem pequena, qual o nvel mnimo de vendas que

    devem ocorrer para que a empresa no tenha prejuzos, so informaes

    i l i d i

    diasn

    ami

    RP

    RRPerodo 40

    %94,0

    0,597.77$

    70,419.57$

    =

    42

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    7. CONCLUSES

    Durante a execuo deste projeto, foi uma oportunidade de aplicar os

    conhecimentos e de chegar a uma anlise final sobre o investimento proposto a

    Liplast.

    O investimento proposto vivel, pois a taxa de retorno muito rpida

    (40 dias). A justificativa da elevada TXR deve-se ao incrementado do faturamento

    sobre as vendas, que ficar em torno de 30%.

    Estabelecendo novas metas de produo, atingindo novos objetivos,

    permanentemente buscando novas tecnologias para a satisfao de seus clientes.A implantao do projeto proporcionar benefcios, tais como:

    Ambiente de trabalho limpo;

    Deslocamento da mo-de-obra para atividades mais nobres;

    Minimizao de perdas de materiais pelo excessivo manuseio e transporte; Aumento da produo e eficincia do processo;

    Reduo dos custos operacionais.

    43

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    8. REFERNCIAS

    1 - GOMIDE, Reynaldo Operaes Unitrias. So Paulo: v.1. Operaes com

    sistemas slidos granulares. 1983.

    2 - FOUST, Alan S. Princpios das Operaes Unitrias. Rio de janeiro: 2 ed.

    Guanabara Dois, 1982.

    3 Sebt Mquinas. Disponvel em: .Acessado em 10 set.

    2007 s 15:00h.

    4 Rone Moinhos. Disponvel em:http://www.rone.com.br. Acessado em 10 set.2007 s 16:00h.

    44

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    APNDICE A - A EMPRESA

    Nome e Razo Social: Liplast Ind. e Com. de Plsticos Ltda.

    Cidade-Estado: Orleans - SC

    Setor do estgio: Produo

    Nome do Supervisor na Empresa: Berto Librelato Neto

    Perodo de estgio: 3 meses

    Endereo: Rodovia SC 438, km 54.5 - Cx. Postal: 122 Bairro: Murialdo

    Cep: 88870 000 Fone (48) 34661515 34661020

    www.librelato.com.br [email protected]

    Localizao geogrfica:

    Descrio da Empresa: O ano era 2002 nasceu a Liplast Ind. Com. De Plsticos

    Ltda, possui atualmente uma rea construda de 800 m2 e capacidade nominal

    instalada de 90 ton/ms. Compreende um mercado amplo comercializando

    10

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    APNDICE B - FLUXOGRAMA DO PROCESSO ATUAL

    1-Fluxograma: Processo AtualFonte: Autor

    10

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    APNDICE C - FLUXOGRAMA DO PROCESSO OTIMIZADO

    2- Fluxograma: Processo Otimizado

    Fonte:Autor

    11

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    APNDICE D - PROJETO DO SILO CICLONE

    Tabela 6 Dimensionamento do Silo Ciclone, acoplado a um filtro de mangas.

    Fonte: Autor

    3 Projeto: Silo Ciclone

    Fonte: Autor

    D i m e n s e s (m)

    Silo (L) Altura (H)Altura da

    descarga ( HD)Dimetro (D)

    Dimetro dadescarga (DS)

    Dimetro dofiltro de Mangas

    Ciclone 1,72 -- 0,43 0,143 --4000 2,5 1,0 1,42 0,35 0,47

    10

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    APNDICE E - PLANTA DA REA INDUSTRIAL

    4 Planta: rea Industrial

    Fonte: Autor