Viabilidade técnica de implementação de um sistema de diluição em linha de hidróxido de sódio em uma indústria de alimentos : um estudo de caso

• Autor(a) principal: Laste, Larissa Rochele
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/262119
• topic: Hidróxido de sódio; Processos químicos industriais; Proteína de soja; Soy protein; Dilution systems; Liquid mixing; Projects

A produção de soja está entre as atividades econômicas que, nas últimas décadas, apresentaram crescimentos mais expressivos. Isso pode ser atribuído a diversos fatores, dentre os quais destaca-se o elevado teor de proteínas contido no grão. Existem três tipos principais de produtos comerciais de proteína de soja: a farinha de soja, as proteínas concentradas de soja e as proteínas isoladas de soja. A farinha de soja é produzida a partir da moagem do farelo desengordurado, um subproduto obtido durante o processo de extração do óleo. As proteínas concentradas e isoladas, por sua vez, são produzidas a partir da farinha de soja e a sua fabricação envolve quatro etapas principais: solubilização, precipitação, neutralização e secagem. À exceção da secagem, todas as etapas mencionadas envolvem alterações no pH do meio, realizadas através da utilização de ácidos e bases de grau alimentício, como o ácido clorídrico e o hidróxido de sódio, respectivamente. Tendo isso em conta, o objetivo do presente estudo compreende propor um sistema de diluição em linha para melhoria do processo de recebimento e diluição de hidróxido de sódio das plantas de produção de proteínas isoladas e concentradas de soja de uma empresa do ramo alimentício. Para tanto, pretende-se avaliar o sistema atual visando detectar problemas e gargalos, caracterizar as linhas de tubulação e componentes disponíveis, avaliar tecnicamente e escolher os componentes para o sistema proposto através de pesquisas e simulações e avaliar os benefícios trazidos pela nova instalação em comparação à existente. Atualmente, a diluição do hidróxido de sódio a ser dosado no processo é realizada em bateladas, nas quais a solução concentrada é misturada com água no interior de um tanque. A agitação do sistema é promovida pela ação dos jatos dos fluidos e uma linha de recirculação é responsável por manter a homogeneidade da solução. Por meio de entrevistas, visitas em campo e análise de dados de processo, constatou-se que a instalação existente apresenta problemas no que diz respeito à capacidade de armazenamento e à homogeneidade da solução. O hidróxido de sódio concentrado e a água possuem densidades significativamente diferentes e, devido ao dimensionamento inadequado do sistema de mistura por jatos, observa-se, no tanque de diluição, o fenômeno de estratificação, isto é, a formação de camadas líquidas de densidades distintas que não se misturam. Visando sanar os problemas existentes na instalação atual, propõe-se a implementação de um sistema de diluição em linha. Três componentes básicos fazem parte desses sistemas: tubulações, dispositivos de mistura e dispositivos de bombeamento. Existem diversos tipos de misturadores estáticos disponíveis no mercado e a escolha do modelo a ser empregado na instalação proposta foi feita com base na natureza dos fluidos. As bombas, por sua vez, foram dimensionadas com o auxílio do software Pipe Flow Expert, uma ferramenta focada na modelagem e simulação de sistemas de transporte de fluidos. Finalmente, verificou-se que a implementação de um sistema de diluição em linha de hidróxido de sódio resultaria em benefícios como aumento da capacidade de armazenamento, redução da variabilidade do processo, operação mais estável, redução do desgaste de equipamentos e redução do tempo de serviço repetitivo da operação.