Comparação de eficiência energética de evaporadores de simples e múltiplos efeitos em usinas sucroalcooleiras - uso eficiente de energia em usinas de açúcar e álcool

Resumo

A cana-de-açúcar é uma das matérias-primas mais utilizadas mundialmente para a produção de açúcar e etanol. O bagaço de cana-de-açúcar, que antigamente era acumulado em grandes quantidades nas usinas, hoje é usado como combustível nas caldeiras para produção de vapor que abastece as demandas energéticas de todo o processo. Na evaporação, foco do presente trabalho, a solução de açúcar é concentrada de 15 ° Brix a 60 ° Brix em equipamentos evaporadores. Os sistemas de evaporação podem ser de simples e múltiplos efeitos e, em ambos, a premissa é a mesma: a solução de açúcar é aquecida através de uma área de troca térmica pelo fornecimento de calor por um fluido quente. O presente trabalho analisou matematicamente a performance destes dois sistemas (para um efeito e quatro efeitos), comparando principalmente a demanda de vapor de escape saturado, área de troca térmica e economia de vapor. Dentre os resultados obtidos, as demandas de vapor determinadas pelo método matemático foram 77,4 e 35,45 ton/h para simples e quádruplo efeito, respectivamente. Para as áreas de troca térmica, o simples efeito resultou em 728,32 m², enquanto as áreas do quádruplo efeito variaram entre 532,06 e 1303,4 m². E quanto à economia de vapor, foram obtidos os valores de 0,968 para simples efeito e 2,115 para o quádruplo efeito; justificando o amplo uso dos equipamentos em série nas usinas sucroalcooleiras, tornando o processo produtivo mais econômico e sustentável.