ANÁLISE TÉCNICA E ECONÔMICA DA UNIDADE PILOTO DE REFRIGERAÇÃO NO ARMAZENAMENTO DE CEBOLA

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1 ISSN ANÁLISE TÉCNICA E ECONÔMICA DA UNIDADE PILOTO DE REFRIGERAÇÃO NO ARMAZENAMENTO DE CEBOLA Mabel Ribeiro Sousa 1, Joás Oliveira de Meneses 2, Jorge Wellington Menezes Martins 3, Marcos Fábio de Jesus 4, Marcelo A. Gutierrez Carnelossi 5, Gabriel Francisco da Silva 5 RESUMO O presente trabalho teve por objetivo estudar a viabilidade técnica e econômica da unidade piloto de refrigeração. A unidade piloto é composta por um sistema de compressão a energia elétrica e por um sistema de absorção água/amônia que utiliza gás natural como fonte de energia. A análise técnica e econômica foi feita individualmente para cada sistema utilizando como produto armazenado a cebola. O consumo de energia elétrica e gás natural foram estimados a partir da carga térmica total calculada através do programa computacional denominado CAAL1.0. As planilhas de fluxo de caixa contendo as despesas e as receitas dos projetos foram montadas para determinar os indicadores econômicos de rentabilidade e liquidez dos projetos, o valor presente líquido (VPL), a taxa interna de retorno (TRI) e o tempo de retorno do investimento. Os resultados obtidos foram comparados para indicar a viabilidade dos sistemas e determinar a tecnologia mais rentável. Os dois sistemas de refrigeração são técnica e economicamente viáveis. Entretanto, o sistema de refrigeração por compressão apresentou uma ligeira vantagem em relação ao sistema de refrigeração por absorção de acordo com a metodologia proposta neste estudo. Palavras-chave: gás natural, energia elétrica, carga térmica. TECHNICAL AND ECONOMIC ANALYSIS OF THE PILOT REFRIGERATION UNIT IN THE STORAGE OF ONION ABSTRACT The present work consist in the study of the technical and economic viability of the pilot system of refrigeration, that s composed by a compressor system through electric energy and by an absorption water/ammonia system using natural gas as source of energy. The technical and economic analysis was made individually for each system using the onion as stored product. The consumption of electric energy and natural gas had been esteem through the total thermal load of each system that was calculated through the CAAL1.0 software. The box flow worksheets that contain the expenses and the revenues of the projects were mounted to determine the economic indicators of profitability and liquidity, the liquid present value (VPL), the intern rate of return (TRI) and the investment return time. The obtained results were compared to indicate the viability of the systems and to determine which technology is considered more profitable. The two systems of refrigeration are technical and economically viable. However, the system of refrigeration for compressor presented advantage in relation to the system of refrigeration by absorption, according to the proposed methodology in this study. Keywords: natural gas, electric energy, thermal load Protocolo /11/ Química Industrial, Bolsista DTI/CNPq, DEQ/UFS, Tel: (79) , mabel@ufs.br 2 Engenheiro Químico, PETROBRAS/FAFEN/SE, Tel: (79) , meneses@petrobras.com.br 3 Químico Industrial, Tel: (79) , Jorgewellington@ig.com.br 4 Engenheiro Químico, Mestrando de Engenharia Química/UFBA, mfabio@ufba.br 5 Professor do Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal de Sergipe, Cidade Universitária, Jd. Rosa Elze, São Cristóvão - SE Tel: (79) , Fax: (79) , gabriel@ufs.br

2 166 Análise técnica e econômica da unidade piloto de refrigeração no armazenamento de cebola INTRODUÇÃO Segundo Chitarra & Chitarra (1990), a refrigeração é o processo mais econômico para armazenamento de frutas e hortaliças frescas. A qualidade comestível em muitos produtos perecíveis, aumenta após a colheita e depois recai rapidamente, se não for utilizado o processo de armazenamento a frio. Sem este, as deteriorações são mais rápidas, devido à produção de calor vital e a liberação do CO 2 decorrentes da respiração. A refrigeração é recomendada, pois retarda a ação de fatores como o amadurecimento, conduzindo a mudanças na textura e na cor; mudanças metabólicas indesejáveis e produção de calor vital pela respiração; perda de umidade e murchamento, deterioração devida a bactérias e fungos, crescimento indesejável (brotamento, elongação de caules, etc.). O processo de refrigeração difere dos demais processos de frio, pelos graus de temperatura utilizados, que estão compreendidos entre -1ºC e 10ºC (Evangelista, 2001), portanto, o objetivo da refrigeração é manter a qualidade do alimento até o ato de sua ingestão, transporte, transformação industrial, ou submissão a outros processos de conservação. Existem variados métodos de refrigeração dos alimentos e, de acordo com Evangelista (2001), a diversificação desses métodos ocorre, justamente, em razão das características de cada alimento e sua destinação. A corrida crescente pela adoção e desenvolvimento de novas tecnologias no armazenamento e conservação dos alimentos, objetiva não somente minimizar os custos, mas também melhorar a segurança operacional das instalações, viabilizar a utilização de formas limpas de energia, manter a qualidade e o nível de segurança dos alimentos estocados, atendendo as exigências de mercado e às leis ambientais e trabalhistas. Para isto, faz-se necessário buscar fontes energéticas que possam ser utilizadas com baixo custo e segurança. Em comparação com outros combustíveis fósseis utilizados em larga escala o gás natural apresenta menor grau de poluentes e, em futuro próximo, esse combustível poderá se constituir em uma importante fonte energética, ambientalmente adequada e competitiva. Suas vantagens são percebidas ainda no aumento da vida útil dos equipamentos e uma significativa melhoria dos produtos fabricados, o que lhe confere maior competitividade a diversos segmentos industriais e comerciais. O gás natural corresponde a, aproximadamente, 7,5% da matriz energética brasileira e suas aplicações o tornam uma alternativa viável para o país. Com o intuito de contribuir para o aumento da participação do gás natural na matriz energética e, especificamente, no segmento de armazenamento e conservação de alimentos. O presente trabalho teve como objetivo estudar o armazenamento de cebolas em câmara frigorífica com gás natural como fonte energética para produção de frio, sistema por absorção água/amônia, e em câmara com o sistema convencional por compressão a energia elétrica. MATERIAL E MÉTODOS Foi utilizada neste trabalho, uma unidade piloto de refrigeração instalada na Universidade Federal de Sergipe no Departamento de Engenharia Química. A unidade consiste em um sistema de refrigeração por absorção água/amônia constituído de três câmaras frigoríficas com paredes de isopainéis de poliuretano, dimensões 2mx3mx2m com capacidade máxima de estocagem de kg cada uma; um chiller de absorção água/amônia com queima direta de gás natural, consumo máximo de 2,7m 3 /h e capacidade de 5 TR s; painel de controle e um sistema de abastecimento de gás natural comprimido com duas carretas que contêm em cada uma três cilindros com capacidade de 23,8 m 3 totalizando 71,4 m 3 por carreta, válvulas reguladoras, de bloqueio e medidor de vazão de gás; e um sistema de compressão acoplado a uma câmara frigorífica com as mesmas características. Na Figura 1, está representado o Layout da Unidade Piloto de Refrigeração instalada para fins de teste com armazenamento de alimentos usando gás natural como fonte de energia. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, Campina Grande, v.6, n.2, p , 2004

3 Análise técnica e econômica da unidade piloto de refrigeração no armazenamento de cebola 167 Figura 1 - Unidade piloto de refrigeração Onde I, II, III são as Câmaras 1, 2 e 3 em painéis de poliuretano conjugadas de dimensões 2mx3mx2m cada; IV é a sala de controle disponível para os equipamentos de controle; V é o chiller Robur por absorção água/amônia para uso do gás natural em queima direta e VI é a câmara frigorífica 4, com sistema por compressão em painéis de poliuretano de dimensões 2mx3mx2m. O estudo da viabilidade do projeto foi determinado, mediante uma análise técnica e econômica realizada de forma simplificada e baseada, principalmente, no consumo de gás natural e energia elétrica para os sistemas de absorção água/amônia e compressão, respectivamente. Os parâmetros relativos aos custos operacionais usados no estudo, consumo de gás natural e energia elétrica foram estimados a partir do cálculo da carga térmica total fornecida pelo programa computacional CAAL1.0. Com os valores da carga térmica total calculada pelo programa e dados de calor específico, calor de respiração, temperatura de entrada e de armazenamento do produto foi feita a estimativa do custo de armazenamento do produto, seguindo a metodologia de Jesus & Silva (2003). A estimativa da rentabilidade do projeto foi calculada através do fluxo de caixa do empreendimento, a partir de resultados obtidos dos investimentos iniciais, do fluxo das receitas e despesas, durante um período pré-fixado para o projeto e avaliado mediante o cálculo de seus indicadores de rentabilidade e liquidez (Sousa, 2004). O produto armazenado para estimar a carga térmica dos sistemas foi a cebola. A análise financeira teve como base de cálculo, a capacidade total de estocagem das câmaras frigoríficas, kg, e a temperatura de armazenamento 10ºC, de acordo com a Tabela 1. As câmaras 1, 2 e 3 estão acopladas ao sistema por absorção. Para efeito comparativo, foi estipulado um fator multiplicador de 3, para os dados técnicos, referente à câmara acoplada ao sistema por compressão. Tabela 1 - Condições operacionais de armazenamento para a análise financeira Câmara Capac. Temp. (n o ) (kg) (ºC) Produto cebola cebola cebola cebola

4 168 Análise técnica e econômica da unidade piloto de refrigeração no armazenamento de cebola Através dos fluxos de caixa realizados para cada um dos sistemas de refrigeração foram obtidos os resultados relativos aos respectivos indicadores econômicos, o VPL (valor presente líquido) e a TRI (taxa interna de retorno) para discussão, em torno da rentabilidade dos projetos. O VPL é encarado como o lucro líquido do projeto, constituindo um critério de decisão, sendo este positivo indica que o projeto é viável, tornando-se tanto mais atrativo, quanto maior for. A taxa interna de retorno é uma medida para ser comparada com um indicador, neste caso a TMA (taxa mínima de atratividade) cujo valor estimado é de 15%, como critério de decisão caso a TRI seja maior que a TMA o projeto é considerado aceitável. Outro critério de avaliação utilizado neste trabalho foi à determinação de um outro índice, o tempo de retorno, que determina a liquidez do projeto. A estimativa foi feita para ambos os sistemas de refrigeração. Os valores encontrados para o sistema de refrigeração por absorção foram comparados com os valores referentes ao sistema de refrigeração por compressão. A partir dos resultados obtidos, determinou-se a viabilidade dos sistemas, indicando-se o projeto de maior rentabilidade, ou seja, o projeto que apresenta o maior valor para o VPL e uma TRI superior a taxa mínima de atratividade. RESULTADOS E DISCUSSÃO A análise técnica permitiu verificar que os equipamentos estão dimensionados, de acordo com a capacidade requerida pelos sistemas. Na Tabela 2, são apresentados os dados estimados pelo CAAL 1.0 e os dados nominais, fornecidos pelo fabricante, para o consumo de energia elétrica e gás natural dos referidos sistemas. Tabela 2 - Consumo teórico e o experimental para a energia elétrica e gás natural Sistema Forma do consumo Energia elétrica (kwh/dia) Gás natural (m 3 /dia) Normal 155,52 - Compressão Estimado 90,28 - Absorção Normal - 66,37 Estimado - 56,91 Para cada sistema, foram realizadas duas análises, quanto ao tipo de investimento, com 100% recurso próprio ou através de um financiamento. De acordo com o critério de investimento utilizado, foram encontrados distintos valores para os indicadores VPL (valor presente líquido), TRI (taxa interna de retorno) e o tempo de retorno do investimento. As Tabelas 3, 4 e 5 demonstram o comportamento deles para cada situação referente ao sistemas por compressão e absorção. Tabela 3 - Valores dos indicadores econômicos de acordo com o tipo de investimento para o sistema por compressão Indicador 100% Debit/Equity Recurso próprio Ratio 30/70 VPL (R$) , ,65 TRI (%) Tabela 4 - Valores dos indicadores econômicos de acordo com o tipo de investimento para o sistema por absorção Indicado r 100% Recurso próprio Debit/Equity Ratio 30/70 VPL (R$) , ,40 TRI (%) Tabela 5 - Tempo de retorno para o armazenamento de cebola Investimento Sistema de refrigeração 100% Recurso próprio Debit/Equity Ratio 30/70 Absorção 1 a 3 anos 1 a 2 anos Compressão 1 a 3 anos 1 a 2 anos Comparando-se os resultados obtidos nas Tabelas 2 e 3 para os dois sistemas de refrigeração, referente ao indicador econômico VPL, constata-se que, tanto para 100% de recurso próprio ou Debit/Equity Ratio igual à 30/70 o sistema de refrigeração por compressão atingiu um valor maior em relação ao sistema de refrigeração por absorção. Com relação ao indicador econômico, TRI, obteve-se o mesmo comportamento, o sistema de refrigeração por compressão obteve uma TRI de maior valor para os dois tipos de investimento em relação ao sistema de refrigeração por absorção. Fazendo-se um comparativo com relação à questão do tipo de investimento inicial observa-se que ocorreu uma alavancagem financeira, quando se utiliza uma Debt/Equity Ratio igual à 30/70 para os dois sistemas de refrigeração, ou seja, há um aumento nos valores para VPL e TRI em relação ao

5 Análise técnica e econômica da unidade piloto de refrigeração no armazenamento de cebola 169 investimento inicial com 100% de recurso próprio. De acordo com a Tabela 5, os projetos apresentam uma liquidez expressiva, verifica-se que, para cada sistema, o tempo de retorno é menor, quando se utiliza financiamento. Os valores variaram de 1 a 3 anos para o investimento com recurso próprio e de 1 a 2 anos a partir de uma Debt/Equity Ratio 30/70. As Figuras 2 e 3 representam, graficamente, o período necessário para retornar o investimento empregado nos projetos tanto para um investimento com 100% de recurso próprio quanto para um financiamento. Valor Atual de Investimento x R$ 1000, Período(Anos) 100% Recurso próprio Debt/equity ratio 30/70 Figura 2 - Tempo de retorno em função do valor atual do investimento para o sistema por compressão Valor Atual de Investimento x R$ 1000, Período(Anos) 100% Recurso próprio Debt/equity ratio 30/70 Figura 3 - Tempo de retorno em função do valor atual do investimento para o sistema por absorção água/amônia O sistema de refrigeração por compressão apresenta uma ligeira vantagem na rentabilidade, entretanto, percebe-se uma igualdade na liquidez dos projetos. Observando-se os resultados, existe uma equivalência no comportamento para ambos os tipos de investimentos iniciais, ou seja, 100% de recurso próprio e com financiamento. O projeto aponta para uma liquidez expressiva para ambos os investimentos, inferior ao

6 170 Análise técnica e econômica da unidade piloto de refrigeração no armazenamento de cebola período de três anos. Ocorre uma ligeira vantagem, quando se utiliza um financiamento no início do projeto, com o tempo de retorno do investimento menor. Segundo Sousa (2004), os dois sistemas são considerados viáveis para as condições estabelecidas e previamente citadas nesta análise técnica e econômica. Sendo assim, o sistema de refrigeração por compressão, de acordo com os resultados obtidos apresentou o indicador econômico VPL com valor superior ao obtido pelo projeto do sistema de refrigeração por absorção e, portanto, considerado mais rentável. Apesar de possuir um custo total maior, o fator que diferenciou e influenciou a maior rentabilidade do projeto para o sistema de compressão foi o menor gasto com investimento inicial em equipamentos. CONCLUSÕES A tecnologia de utilização do gás natural como fonte de energia no armazenamento refrigerado de alimentos in natura é, economicamente, viável. Entretanto, para se obter maior rentabilidade no projeto do sistema de refrigeração por absorção água/amônia, é necessário otimizar as condições operacionais, usando o máximo de sua capacidade de estocagem ou por outro lado agregar valor ao produto estocado. O gás natural se constitui em uma importante fonte energética, podendo substituir formas convencionais de energia que são largamente utilizadas na conservação e armazenamento refrigerado de alimentos in natura. Mesmo a análise, apontando uma maior rentabilidade para o sistema de refrigeração por compressão, o estudo demonstrou condições em que a opção pelo gás natural é viável. Contudo, é necessário, que sejam identificados os melhores parâmetros operacionais e econômicos compatíveis com o projeto. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Chitarra, M.I.F.; Chitarra, A.B. Pós-colheita de frutas e hortaliças. Lavras: Fundação de Apoio ao Ensino, Pesquisa e Extensão, p. Evangelista, J. Tecnologia de alimentos. 2.ed. São Paulo: Atheneu, p. Jesus, M.F.; Silva, G.F. Custo no armazenamento de alimentos: CAAL. Versão 1.0. Universidade Federal de Sergipe, CD-Rom. Sousa, M.R. Estudo da viabilidade técnica e econômica da unidade piloto de refrigeração no armazenamento de cebola. São Cristóvão: UFS, p. (Monografia de Especialização).

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