Otimização energética do processo de secagem de uma indústria têxtil

• Autor(a) principal: Alves, Inês Maria de Sá
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/23619
• topic: Indústria têxtil; Otimização energética; Secagem; Foulard; Râmola; Textile Industry; Energy Optimization; Drying; Branch

A presente dissertação, integrada no segundo ano do Mestrado em Engenharia Química – Energia e Biorrefinaria do Instituto Superior de Engenharia do Porto, foi realizada na empresa Copo Têxtil Portugal. O objetivo principal do trabalho consistiu na otimização energética do processo de secagem do material têxtil. O trabalho desenvolvido foi dividido em três partes: i) caraterização do processo atual de secagem, determinando-se a humidade de artigos de tecelagem e tricotagem 100% poliéster aplicados no setor têxtil automóvel, ii) realização de ensaios de otimização através da diminuição da temperatura e aumento da velocidade de acabamento e iii) caraterização do processo de secagem através de balanços de massa e energia, quantificando em termos mássicos e energéticos cada corrente. Relativamente à caraterização do processo atual de secagem verificou-se que das dez referências analisadas, cinco (370244, 370246, 375593, 375595 e 375591) encontravam-se com excesso de secagem e as restantes referências (371034, 371035, 375519, 370195 e 375474) apresentavam valores de humidade final adequados à realidade da empresa. A otimização da diminuição da temperatura e aumento da velocidade de acabamento foi realizada para as referências 370244, 375593, 375474, 375591 e 375519. Para a referência 370244 observou-se que o aumento da velocidade provoca um aumento da humidade do artigo de 2,4 e 5,3 vezes, quando a velocidade passa de 20 para 23 m/min e de 20 para 26 m/min, respetivamente. No caso do artigo 375474, um aumento na velocidade de 5 e 10 m/min promove um aumento na humidade do material de 1,3 e 1,8 vezes, respetivamente. A otimização da velocidade de 18 para 23 m/min para a referência 375519, aumentou a quantidade de água no material em 1,2 vezes. As restantes referências não apresentaram valores de humidade dentro do intervalo ótimo experimental (0,01 – 0,08%). Para a otimização da temperatura, realizaramse dois ensaios para a referência 370244, diminuindo-se a temperatura em 10 e 15 ºC, tendo-se obtido uma humidade final de 0,17 e 0,36 %, respetivamente. No que diz respeito aos testes físicos, no primeiro ensaio o limite máximo aceitável para a largura foi ultrapassado em 20 mm e no segundo ensaio, o limite foi excedido em 50 mm. Estes resultados não satisfazem os requisitos de controlo de qualidade impostos, pelo que as otimizações foram rejeitadas. Através de balanços de massa e energia ao artigo 370244, na secagem de 251,1 kg/h de material têxtil (46,16 kg/h correspondem ao caudal mássico de água), utiliza-se um caudal de ar de secagem de 4 557,1 kg/h com um teor de água de 0,006 kgágua/kgar seco. Desta forma, o caudal de saída do material seco é de 251,01 kg/h, obtendo-se um teor de água de 0,00036 kgágua/kgmaterial seco. O ar de secagem sai da chaminé com uma humidade de 0,030 kgágua/kgar seco. Em termos energéticos, da energia fornecida ao sistema pelo termofluido (370,6 kW), sabe-se que 92,5% (338,8 kW) é gasta no aquecimento do ar de secagem, 6,1% é perdida por radiação e convecção e a restante é utilizada para elevar a temperatura do material de 20 para 80ºC. Além disso, constata-se que o processo de secagem do artigo 370244 não é eficiente, uma vez que consome 27 384 kJ/kgágua evaporada.