UTILIDADES PARA MICROCERVEJARIAS Honorato Pradel Neto
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2 Honorato Pradel Neto Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos Especialista em Docência do Ensino Superior Licenciado em Ciências Biológicas Graduado em Zootecnia Foi coordenador de processos na cervejaria Itaipava Foi coordenador da qualidade na cervejaria Schincariol Foi coordenador dos cursos técnicos em alimentos e bebidas do SENAI de Vassouras/RJ Foi docente/pesquisador no curso de cervejaria do SENAI de Vassouras/RJ Foi cervejeiro na cervejaria Brahma de São Paulo (Unidade Jacareí)
3 Água, Energia, Aquecimento, Refrigeração, Ar Comprimido, Gases, entre outras Utilidades Industriais representam uma parcela importante dos custos operacionais de uma fábrica, portanto a preocupação com esses itens é vital para a competitividade do negócio.
4 Demandas de utilidades nas cervejarias artesanais e nas microcervejarias. Água e Energia elétrica tem a demanda atendida pelo suprimento público. Normalmente não são necessários a instalação de estações de tratamento de água ou subestações para adequação da tensão. Aquecimento e Refrigeração são pontos críticos tanto nas cervejarias artesanais como nas microcervejarias.
5 Água. Tipos de água utilizadas na cervejaria. Água cervejeira. Participa da formulação do produtos Critérios rigorosos de qualidade e potabilidade. Usa-se água do abastecimento público filtrada e declorada. Água industrial. Usada para higienização e outros fins. Pode ser usada diretamente da rede pública. Água para utilidades. Usada para abastecer caldeiras e sistemas de refrigeração. Pode ser usada diretamente da rede pública.
6 Energia elétrica. Fornecimento ideal: 3 fases de 220 V. Fornecimento mínimo: 3 fases de127 V. Projeto: Profissional habilitado (NR10) Material de qualidade Cabos Disjuntores Contatores Chaves
7 Aquecimento para: Mosturação. Lavagem do bagaço. Fervura do mosto. Soluções para limpeza. Cozinhas com apronte até 100 l de mosto. Aquecimento direto: Com chama de gás Com resistência elétrica
8 Aquecimento. Cozinhas com apronte até 500 l de mosto. Trocador de calor externo (geradores de água quente) Usados para aquecer a mostura e ferver o mosto Com chama de gás Com resistência elétrica
9 Aquecimento. Cozinhas com apronte superior a 500 l de mosto. Gerador de vapor
10 O vapor é água no estado gasoso, ou seja: Vapor = água + energia O vapor d água é um dos meios mais comuns de transferência e utilização de energia, na indústria, comércio e na vida doméstica. O vapor apresenta várias qualidades que o tornam atraente para atividades industriais como elemento de transferência de energia, a saber: Alto poder de armazenamento de energia sob a forma de calor Transferência de energia a temperatura constante Capacidade de transformar a energia do calor em outras formas Possível de ser gerado em equipamentos com alta eficiência Limpo, inodoro,insípido e não tóxico Fácil controle e distribuição Matéria prima de baixo custo
11 Calor sensível e calor latente Calor sensível: Q = m.c., ocorre variação de temperatura, sem alterar o estado físico; Calor latente de mudança de estado: Q = m. L, ocorre mudança de estado físico, sem alteração da temperatura;
12 Temperatura t 2 água+vapor líquido vapor saturado vapor superaquecido t 1 Calor Calor sensível Calor latente Calor sensível
13 Temperatura de saturação => Temperatura a qual um fluido muda de seu estado líquido para o estado gasoso a uma dada pressão. Temperatura de saturação do líquido => É a temperatura em que um líquido vaporizará. Temperatura de saturação do vapor => É a temperatura que o vapor condensará. Vapor superaquecido => É um vapor a qualquer temperatura a cima da temperatura de saturação correspondente a sua pressão. Vapor saturado => Vapor a temperatura de saturação correspondente a sua pressão O efeito da pressão sobre a temperatura de saturação => A temperatura de saturação de um fluido depende da pressão do fluido.
14 Tipos de caldeiras Aquatubular -Flamotubular
15 Caldeira a Diesel Aquatubular 200 Kg/h Chinesa U$ 4500,00
16 Caldeira a gás 200kg/h - Flamotubular. Nacional (usada) R$ 8.000,00
17 Caldeira a Lenha 1000 kg/h. Nacional (nova) R$ ,00
18 Produção de vapor de kg/h. Pressão de 8kgf/cm² até 12 kgf/cm².
19 Pontos importantes a serem considerados: Cumprimento da Norma NR 13. Visor de nível Sistemas de alimentação de água Controle da pressão Controle de chama Válvulas de segurança Operador qualificado Responsabilidade Técnica
20 Pontos importantes a serem considerados: Otimização da produção de vapor. Escolha correta do equipamento (vazão e pressão) Instalação dentro das normas técnicas (tubulação, válvulas,instrumentos etc) Drenagem de condensado das linhas Pressão de trabalho adequada (cerca de 3kgf/cm2) Purga eficiente do condensado sem perder vapor Recuperação máxima de condensado Tratamento da água da caldeira (corrosão e incrustação) Controle de vazamentos
21 Refrigeração É o ramo da ciência que trata dos processos de redução e conservação da temperatura de um espaço ou material, abaixo da temperatura do ambiente circundante. Define-se refrigeração como qualquer processo de remoção de calor, ou transferência da energia do corpo que está sendo resfriado para outro com menos energia.
22 Refrigeração A carga de refrigeração: Perdas no isolamento + Calor que deve ser removido Agente de refrigeração (fluido de refrigeração): Substância empregada como absorvente do calor Resfriamento sensível=> agente de refrigeração não muda de estado. Resfriamento latente=> agente de refrigeração muda de estado
23 Refrigeração Refrigerantes líquidos. A base do sistema moderno de refrigeração é a capacidade dos líquidos em absorverem grandes quantidades de calor quando evaporam.
24 Fluido refrigerante Calor latente de vap./ cond. (kj/kg)* Água (100 º C) R-717 (amônia) (-15 º C) R-12 (Freon 12) 159 (-15 º C) R-22 (Freon 22) 217 (-15 º C) *à pressão = 1 atm
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26 Refrigeração para: Resfiamento do mosto. Fermentação. Maturação. Cozinhas com apronte até 100 l de mosto. Resfiamento do mosto. Serpentinas em banho com gelo Chopeiras elétricas Fermentação. Geladeira Maturação. Freezer
27 Cozinhas com apronte superior a 100 l de mosto. Resfiamento do mosto. Trocador de calor com soluções refrigerantes» Trocador de placas Dois estágios Recuperação de energia.
28 Cozinhas com apronte superior a 100 l de mosto. Fermentação e Maturação. Sitema direto. Tanques encamisados ou com serpentinas onde o fluido refrigerante (freon ou amônia) expande. Sistema indireto Tanques encamisados ou com serpentinas onde uma solução refrigerante (água + alcool), resfriada em uma unidade de frio centralizada, circula.
29 Ar Comprimido: O ar comprimido é uma importante forma de energia, insubstituível em diversas aplicações e resultado da compressão do ar ambiente (atmosférico), cuja composição é uma mistura de oxigênio (~20,5%), nitrogênio (~79%) e alguns gases raros. É aplicado na transmissão ou transporte de energia mecânica para a movimentação de máquinas, válvulas e comandos pneumáticos. No transporte pneumático de sólidos. Na pré-limpeza de máquinas e equipamentos. Na aeração do mosto, Na pressurização de tanques e de equipamentos; No expurgo de CO2 e como meio de refrigeração de silos de armazenagem de cereais
30 Ar Comprimido: Vantagens Desvantagens 1. MP abundante; 2. Isenta de tributação; 3. Flexibilidade de condições de captação; 4. Não é tóxico. 1. Escape ruidoso; 2. Custos de produção e manutenção altos; 3. Fugas de percepção difícil ; 4. Pressões de uso não são constantes.
31 Tratamento de Ar Comprimido O ar ambiente é contaminado por partículas sólidas (poeira, microorga-nismos, etc.), vapor d água (umidade relativa), vapores de hidrocarbonetos (fumaça de óleo diesel, etc.). Para a obtenção dos níveis de pureza do ar recomenda-se a seguinte seqüência padrão de equipamentos:
32 Ar Sintético (uso alimentício) Pode ser utilizado na aeração do mosto Adquirido em cilindros a alta pressão Precisa válvula redutora de pressão Oxigênio (uso alimentício) Pode ser utilizado na aeração do mosto Adquirido em cilindros a alta pressão Precisa válvula redutora de pressão
33 Gás carbônico Utilizado para: Carbonatar a cerveja Desaeração e Pressurização de tanques e tubulações Pressurização da enchedora Pré evacuação da embalagens Contra pressão durante o enchimento Desaeração de água para diluição
34 Gás carbônico Nas grandes indústria é recuperado do processo fermentativo e beneficiado até atingir a pureza mínima de 99,98%. Nas pequenas cervejarias é mais econômico o uso do CO2 adquirido em cilindros ou a granel, sendo necessário somente um tanque para CO2 líquido, um evaporador e sistema de redução e ajuste de pressão.
35 C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 6 O + 2 CO 2 + Energia glicose álcool dióxido de carbono 180 g 92 g 88g Estequiométrico: 180 g glicose 88 g CO 2 1kg extrato/hl 0,489 kg/hl
36 Na prática: Máximo de CO 2 recuperável = 0,40 kg/hl de extrato fermentescível, devido a perdas por venteação do ar, até atingir a pureza mínima. Mas o CO 2 a ser beneficiado é de apenas 0,25 kg/hl fermentescível.
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38 Referências: Eiker, J., Utilities Engineering, The Practical Brewer, Impressions, Inc., Madison, Wisconsin, EUA, 2ª impr., maio/1978 Mello, P., Módulo utilidades: vapor, Curso para a AMBEV para supervisores de manutenção e utilidades em indústrias de bebidas, SENAI-DR/RJ, Cetec de Alimentos e Bebidas. Vassouras, RJ, abril/2006; Mello, P., Princípios de Engenharia de Utilidades, apostila da UC Princípios de Engenharia do Curso Técnico Especial de Cervejaria do SENAI-DR/RJ- CETEC de Alimentos e Bebidas, Vassouras/RJ, março/2006; Muito Obrigado! honorato.alimentos@hotmail.com (21)
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