Projeto de resfriamento do caldo da cana-de-açúcar no processo de fermentação alcoólica

• Autor(a) principal: Alencar, Jonathan Carvalho de
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/43080
• topic: resfriamento, fermentação, cachaça, cana-de-açucar; refrigeration, fermentation, sugarcane liquor, cachaça, sugarcane

Uma das principais etapas no processo produtivo da cachaça é a fermentação. Nessa fase o açúcar (glicose) encontrado no caldo da cana-de-açúcar é convertido em álcool através da ação de leveduras, liberando calor. Para uma melhor qualidade do produto final, o processo de fermentação deve ocorrer numa faixa de temperatura entre 28 e 34 °C. Porém, devido a ocorrência de uma reação exotérmica, torna-se necessário a remoção do calor gerado para possibilitar o controle de temperatura no processo. Neste trabalho é realizado o projeto de resfriamento do caldo de cana-de-açúcar, armazenado em dornas durante o processo de fermentação, em uma produtora de cachaça localizada em Areia, Paraíba, Brasil. Em um projeto de refrigeração ou climatização, uma das principais etapas é o levantamento da carga térmica. Sabendo disso, foram consultados artigos científicos, teses, dissertações e literaturas de referência na área para encontrar a taxa de geração de calor durante o processo de fermentação alcoólica. Com esse valor obtido foram realizados cálculos para encontrar a carga térmica, dimensionar bomba, tubulação, realizar a escolha de equipamentos e definir o funcionamento da automação do projeto. Para tanto, com uma taxa de geração de calor de aproximadamente 220 W/m³ na fermentação, já subtraídas as perdas de energia significativas para o ambiente, foi definido que a carga térmica final do projeto seria de 73,92 KW, ou, aproximadamente, 21 toneladas de refrigeração (TR). Portanto, como principal equipamento do sistema, foi selecionada a linha de chillers no conceito modular da Carrier, a 30E. Sendo essa distribuída em dois equipamentos: um com velocidade fixa e outro com velocidade variável e capacidade de 14,6 e 12 TR, respectivamente. Para cada dorna foi definido um trocador de calor do tipo helicoidal, adotado o uso de controladores de temperatura, da marca Ageon, com sistema de monitoramento remoto Arcsys e controlando válvulas solenoides que definem quais dornas estarão operando com o sistema de resfriamento.