Energetic integration of extraction step of soybean oil, using Pinch analysis / IntegraÃÃo energÃtica da etapa de extraÃÃo de Ãleo de soja, utilizando a anÃlise Pinch

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

No processo de fabricaÃÃo de Ãleo de soja, o consumo de energia à extremamente alto, sendo sempre um tema de foco para criar alternativas de reduÃÃo do consumo energÃtico. Neste trabalho, realizou-se um estudo de caso de integraÃÃo energÃtica na etapa da extraÃÃo de uma fÃbrica de Ãleo de soja operando com produÃÃo mÃdia de 15.000 toneladas/mÃs. Inicialmente avaliou-se as vazÃes, as temperaturas de entrada e saÃda e as capacidades calorÃficas de todas as correntes da etapa de extraÃÃo. ApÃs esta avaliaÃÃo, baseando-se no potencial de troca tÃrmica, foram selecionadas quatro correntes, sendo duas delas denominadas de correntes quentes e outras duas denominadas de correntes frias. A primeira corrente quente (Q1), consiste em uma corrente de Ãleo bruto oriunda da etapa pÃs-separaÃÃo do solvente hexano, com temperatura de entrada de 110 ÂC e temperatura de saÃda de 80ÂC. A segunda corrente quente (Q2), consiste em uma corrente de Ãgua que sai de um aquecedor com temperatura de entrada de 90ÂC e vai para a estaÃÃo de tratamento de efluentes, necessitando ser resfriada atà 55 ÂC. Essas duas correntes quentes tÃm um potencial de troca tÃrmica de 262,8 kW/h. A terceira corrente, denominada de corrente fria F1, consiste em uma corrente de Ãgua que sai do decantador a 40 ÂC, e entra no aquecedor para atingir a temperatura de saÃda de 90 ÂC, onde hexano residual à evaporado. A quarta corrente, denominada de corrente fria F2, consiste em uma mistura de 70% Ãleo e 30% hexano com temperaturas de entrada de 60 ÂC e de saÃda de 90 ÂC. Essas duas correntes (F1 e F2) tem uma necessidade tÃrmica para seu aquecimento de 330 kW. A metodologia de sÃntese adotada para a sÃntese da rede de trocadores de calor, devido à facilidade de aplicaÃÃo e interaÃÃo com o usuÃrio, foi a AnÃlise Pinch. No procedimento de sÃntese, inicialmente à construÃda a tabela do problema onde identificou-se o ponto de estrangulamento energÃtico, ou ponto Pinch, obtendo-se assim as metas de consumo de utilidades para a mÃxima recuperaÃÃo de energia. ApÃs esta etapa, o problema foi dividido em duas regiÃes: abaixo e acima do Pinch, sendo realizada a sÃntese da rede. No caso estudado, toda a troca tÃrmica ocorre na regiÃo acima do Pinch. Assim, apÃs a sÃntese e otimizaÃÃo da rede, calculou-se o custo total anual. A rede proposta consiste em 2 trocadores de calor e dois aquecedores, sendo que um trocador realiza troca tÃrmica entre a corrente Q1 (Ãleo bruto) e a corrente F2 (a miscela), e o segundo trocador realiza troca entre a corrente Q2 (Ãgua na saÃda do aquecedor) e a corrente F1 (Ãgua na saÃda do decantador). O aquecimento complementar para as correntes frias atingirem suas temperaturas finais, à provido pelos aquecedores jà existentes na linha. A economia gerada pela reduÃÃo de consumo de utilidades foi de R$ 91.000,00/ano, o que representa uma economia de consumo de vapor de 79,6%, acarretando uma reduÃÃo de 5,3% do consumo global de vapor da planta. O investimento necessÃrio para os dois trocadores de calor propostos na rede à de R$ 16.540,00, e avaliando-se o custo total anual, verifica-se uma reduÃÃo de R$ 114.445,00 para R$ 25.800,00, correspondendo a uma reduÃÃo de 77,5% no custo total anual, apÃs a sÃntese da rede. A taxa de retorno para o investimento proposto à de apenas 3 meses. Desta forma, confirma-se a eficiÃncia da AnÃlise Pinch na integraÃÃo energÃtica de processos, atingindo resultados significativos de economia de energia tÃrmica,contribuindo para processos industriais cada vez mais competitivos.

ASSUNTO(S)

integraÃÃo energÃtica pinch analysis extraÃÃo de Ãleo redes de trocadores de calor anÃlise pinch mÃxima recuperaÃÃo de energia maximum energy recovery Ãleo de soja - extraÃÃo processos industriais de engenharia quimica energetic integration processos industriais - correntes quentes e frias

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