MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE FARELO DE SOJA PELETIZADO EM UMA COOPERATIVA AGROINDUSTRIAL

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1 XXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO. MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE FARELO DE SOJA PELETIZADO EM UMA COOPERATIVA AGROINDUSTRIAL Márcia de Fátima Morais (FECILCAM) marciafmorais@yahoo.com.br Thays J. P. Boiko (FECILCAM) thaysperassoli@bol.com.br Carolina Biasi (FECILCAM) carolinabiasi@yahoo.com.br Nos dias atuais, as empresas do segmento de esmagamento de soja estão inseridas num ambiente industrial altamente competitivo. Do processo de esmagamento de soja resultam dois produtos commodities, o óleo e o farelo de soja, sendo que o farrelo é considerado como um dos maiores geradores de receitas substanciais. Neste contexto, faz-se necessário a utilização de modernas técnicas de gestão da produção pelas empresas deste segmento, sendo a simulação uma destas técnicas. Assim, neste artigo apresenta-se uma pesquisa cujo objetivo foi construir o modelo e realizar a simulação do processo de produção de farelo de soja peletizado, para o controle de fluxo de casca que entrará no processo de Peletização, realizada em uma cooperativa agroindustrial do Estado do Paraná. O método de abordagem utilizado foi o quantitativo-qualitativo, sendo que a pesquisa tem caráter metodológico, descritivo e exploratório, classificando-se como uma pesquisa do tipo estudo de caso, documental e bibliográfica. Destacase o fato de não terem sido encontrados trabalhos de modelagem e simulação em processos de produção de farelo de soja peletizado. A modelagem e a simulação realizadas são descritas detalhadamente. A modelagem e a simulação apresentadas representaram a situação atual em 2008 do processo considerado, podendo ser adaptadas a situações futuras e, consequentemente utilizadas na gestão da produção deste processo. Palavras-chaves: Modelagem; Simulação; Esmagamento de Soja; Farelo de Soja Peletizado

2 1. Introdução O atual ambiente competitivo industrial exerce constantes pressões sobre as empresas, que necessitam adequar-se ao ritmo imposto pelo mercado, para permanecerem na disputa pela preferência dos consumidores. A concorrência acirrada tem levado as empresas a utilizar técnicas cada vez mais sofisticadas para realizar a gestão de sua produção, cujo objetivo consiste no atendimento das necessidades de seus consumidores, que primam por produtos e serviços com qualidade, rapidez, confiabilidade, flexibilidade e custo adequado. Nos dias atuais, as empresas do segmento de esmagamento de soja estão inseridas neste ambiente altamente competitivo. Tal competitividade está associada à busca contínua pela melhoria do processo que proporcione melhor qualidade do produto e conseqüentemente redução dos custos do processo. É sabido que no processo de esmagamento de soja resultam dois produtos commodities, o óleo e o farelo de soja, sendo que o farelo é considerado como um dos maiores geradores de receitas substanciais. Neste contexto, faz-se necessário a utilização de modernas técnicas de gestão da produção pelas empresas deste segmento. Uma destas modernas técnicas de gestão da produção é a simulação. De acordo com Charles et al (2002) apud Brustolin & Silva (2007), as ferramentas de simulação possibilitam representar um sistema real, respeitando todas as regras e condições reais, com o intuito de prever o comportamento dos processos e comparar as possíveis alternativas sobre diferentes cenários propostos, tendo por conotação parâmetros técnicos e/ou econômicos. Ou seja, a simulação torna possível o estudo, a análise e a avaliação de diversas situações que não poderiam ser conhecidas de outro modo. Desta forma, a partir da geração de diferentes cenários pode-se orientar o processo de tomada de decisão, proceder análises e avaliações de sistemas e propor soluções para a melhoria de performance. No entanto, para que a simulação seja utilizada na gestão da produção, faz necessário realizar, anteriormente a modelagem do sistema de produção que irá ser gerenciado. Assim, a modelagem é a prática para se construir modelos que representem o sistema real e que possibilitem experimentos, enquanto que, a simulação é a técnica utilizada para analisar e validar o modelo em questão, ou seja, a execução de um modelo dá-se o nome de simulação (MELLO, 2007). A ciência que fornece conhecimentos necessários a realização da modelagem de sistemas reais e da simulação é a Pesquisa Operacional. Assim, a pesquisa aqui apresentada teve por objetivo construir o modelo e realizar a simulação do processo de produção de farelo de soja peletizado, para o controle de fluxo de casca que entrará no processo de Peletização, uma vez que a casca influencia diretamente nas características do produto final. A pesquisa foi realizada em uma Cooperativa Agroindsutrial do Estado do Paraná, denominada aqui, por sigilo, de Cooperativa Agroindustrial X (CAX). Durante a realização da pesquisa foram abordados alguns aspectos, como: estudo do funcionamento do processo de produção do farelo de soja peletizado; descrição das especificações de qualidade do produto exigidas em cada etapa produtiva; avaliação das características de qualidade dos produtos e sua relação com o processo produtivo; construção do modelo de simulação do funcionamento do processo de produção do farelo de soja peletizado, utilizando o software Microsoft Excel; e a avaliação de como o modelo de 2

3 Simulação poderá auxiliar no controle das variáveis envolvidas no processo de produção do farelo de soja peletizado da Cooperativa Agroindustrial X (CAX). Metodologicamente, a pesquisa aqui relatada é de caráter metodológico, descritivo e exploratório, pois se construiu um modelo de simulação com o objetivo de manipular a realidade da CAX na a busca de soluções, descreveu-se as características para a elaboração do modelo utilizado na simulação do processo e testou-se hipóteses com o modelo construído. A pesquisa também caracteriza um estudo de caso, pois se enquadrou em um contexto real no qual o ambiente estudado foi o de esmagamento de soja onde ocorre o processo de peletização do farelo. No decorrer da pesquisa foi feita a utilização documental de dados referentes às análises do Laboratório Químico e sobre o processo que se encontravam nos acervos da Cooperativa Agroindustrial X (CAX). A pesquisa bibliográfica também foi utilizada para levantamento de material dentro da área de simulação que contribuiu para o desenvolvimento da pesquisa. O método de abordagem adotado neste estudo foi o quantitativo-qualitativo: quantitativo porque as informações que foram coletadas na Cooperativa Agroindustrial X (CAX) receberam um tratamento estatístico, de modo que os resultados obtidos no modelo apresentassem maior precisão, e; qualitativo pelo caráter explicativo e representativo do processo de produção da Cooperativa Agroindustrial X (CAX), em um contexto real que permitiu o teste das possíveis soluções no modelo de simulação para a resolução do problema em questão. É importante destacar que, na revisão de literatura realizada não foram encontrados trabalhos de modelagem e simulação em processos de produção de farelo de soja peletizado. O artigo está dividido em seis partes. Após a introdução, que contextualiza o assunto, apresenta a pesquisa, seu objetivos, os aspectos abordados e a metodologia utilizada, o referencial teórico utilizado na modelagem e simulação é brevemente apresentado. A seguir, o processo de produção de farelo de soja peletizado na Cooperativa Agroindustrial X (CAX) é descrito. Na quarta parte tem-se a modelagem do processo de peletização do farelo de soja da CAX, e, na quinta parte, a simulação deste processo. Por último, estão as considerações finais da pesquisa apresentada neste artigo. 2. Modelagem e Simulação de Processos Para se construir um modelo é necessário a identificação do problema, e se ter certa estruturação sobre o que se deseja descrever. É essa forma estruturada que possibilita o processamento da simulação de forma a reproduzir entradas e saída que possam ser analisadas a fim de que decisões relacionadas com a resolução do problema possam ser tomadas. Na simulação, o modelo é submetido a entradas semelhantes ao sistema real onde observa-se, se a dinâmica é condizente com a realidade. De acordo com Brustolin e Silva (2007), a simulação de processos tem como função subsidiar o alcance de uma maior utilização produtiva dos recursos, e para isso todas as variáreis, ligadas aos processos e que contribuem ou influenciam no resultado do processo, seja de forma positiva ou negativa, deverão estar contempladas na simulação. O modelo deve seguir uma lógica para representar o processo, reconhecendo as variáveis de entrada e suas variações estatísticas ao longo do tempo. Assim, através da simulação deve-se observar os resultados obtidos e compará-los com os resultados reais do processo (FOGARTY; BLACKSTONE JR. & HOFFMANN, 1991). 3. Processo de produção de farelo de soja peletizado na Cooperativa Agroindustrial X 3

4 A Cooperativa Agroindustrial X (CAX) conta com duas plantas, denominadas Fábrica I e Fábrica II, de esmagamento de soja, com capacidade de produção instalada de toneladas/dia, sendo toneladas/dia (80,65%) processadas pela Fábrica I e 600 toneladas/dia (19,35%) processadas pela Fábrica II. O farelo, proveniente da etapa de extração, passa pelo dessolventizador, para remoção do hexano e desativação dos fatores antinutricionais (BELLAVER & SNIZEK, 1999). No processo de produção de farelo de soja peletizado da CAX, ao sair do dessolventizador, o farelo recebe uma dose de lecitina com o intuito de aumentar o teor de óleo de maneira que o mesmo seja 2,00%. Do dessolventizador, o farelo segue para a secagem, que pode ser feita em secadores do tipo rosca ou equipamentos similares aos secadores convencionais, porém operando sob vácuo, o que permite a diminuição da umidade sem aumento significativo da temperatura (DORSA, 2000). No processo investigado, o farelo deve ser seco até atingir uma umidade de 12,5%. Nesta etapa ocorre a determinação da quantidade de casca que será adicionada ao processo, cuja finalidade é ajustar a proteína do farelo para aproximadamente 46% da composição do mesmo. Ainda na etapa de secagem são acrescentadas a lecitina, resultante da degomagem do óleo extraído, e a casca, separada na preparação do grão da soja para a entrada no processo de extração. O farelo seco segue para peleteiras, onde sofrerá um processo físico-químico, no qual, pequenas partículas são forçadas a agregar-se umas com as outras formando um granulo compacto, de fácil manejo e maior tamanho chamado pellet. A Cooperativa Agroindustrial X (CAX) possui três peleteiras. Depois de formados os pellets, ocorre o resfriamento por injeção de ar frio, que pode, inclusive ser executado durante o transporte (pneumático) dos pellets (DORSA, 2000). Após o resfriamento, é realizado o armazenamento, onde serão posteriormente embarcados para o transporte e distribuição. A Figura 1, elaborada a partir dos Bellaver & Snizek (1999) e Dorsa (2000), ilustra o processo de peletização do farelo de soja. Farelo de soja Farelo peletizado de soja peletizado FARELO Peleteira Secador/ Resfriador Armazém Expedição Figura 1 Processo de peletização do farelo de soja 4. Modelagem do processo de peletização do farelo de soja da Cooperativa Agroindustrial X Para se elaborar a modelo do processo de peletização do farelo de soja da Cooperativa Agroindustrial X (CAX) tornou-se necessário a realização de um balanço de massa para o sistema em questão. O balanço de massa é a lei que rege a conservação de massa em um 4

5 sistema e, diz que a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos de uma reação, ou seja, nada se cria e nada se perde tudo de transforma (AQUIM, 2004). O processamento da soja na Cooperativa Agroindustrial X (CAX) pode ser classificado como um processo contínuo e em estado estacionário, pois as variáveis do processo (temperatura, volumes, vazões e etc.) não mudam com o tempo, ou seja, está sempre operando com esses valores constantes ou próximos as suas médias. Sendo assim, o balanço de massa para o processamento da soja é dado pela Equação 1: Onde: S = Soja; (1) O = Óleo; F = Farelo, e; C = Casca. Na entrada da soja no processo são realizadas análises que mensuram a umidade, teor de óleo e a proteína presente no grão. Como a umidade da soja apresenta variações na entrada do processo, é necessária a conversão da soja para uma umidade padronizada, assim, a CAX utiliza como padrão de umidade 14%. Essa conversão garante uma padronização nos cálculos. O fator utilizado para a conversão em uma umidade de 14% é obtido através da Equação 2: (2) Através deste fator é possível encontrar a proteína base 14 e o teor de óleo base 14: (3) Para a realização do balanço de massa foram coletados dados diários referentes aos meses de Fevereiro à Setembro de 2008, e utilizado o fator de conversão para se chegar ao teor de óleo e proteína base 14. A partir da Equação (1) e de posse dos dados de análise laboratorial do grão da soja, foi dado início à modelagem do processo e o balanço de massa do sistema, sendo estes realizados em três etapas distintas: Preparação; Extração, e; Peletização. Na etapa da Preparação existe a separação de uma parte da casca presente no grão, essa separação ocorre porque a retirada da casca contribui em menor consumo de solvente na etapa posterior. A principal entrada nesta etapa é a soja, e as saídas são a casca, o farelo e óleo. Com base nos fluxos de entrada e saída, as variáveis (X n ) e as constantes (Y n ) de entrada, envolvidas na preparação, são: - Entrada (Soja): X 1 - quantidade de Soja/Preparação; Y 1 - umidade Soja; Y 2 - teor de óleo de soja; Y 3 - proteína de soja; (4) 5

6 - Saída 1 (Casca): X 2 - quantidade de Casca/Preparação; Y 4 - umidade Casca/Preparação ; Y 5 - teor de óleo Casca/Preparação; Y 6 - proteína Casca/Preparação; - Saída 2 (Farelo + Óleo): X 3 - quantidade de Farelo + Óleo/Preparação; Y 7 - umidade Farelo + Óleo/Preparação; Y 8 - teor de óleo Farelo + Óleo/Preparação; Y 9 - proteína Farelo + Óleo/Preparação. Considerando a variável X 1 = kg de soja a ser processada, já convertida para a base 14, temos entrando no sistema 952,91 kg de soja em base seca, ou seja, com as características apresentadas na Tabela 1, cujos dados referentes à umidade, teor de óleo e proteína foram fornecidos pelo Laboratório Químico da Cooperativa Agroindustrial X (CAX). Soja em grão na base seca Soja em grão na base 14 Soja em grão (kg) 952,91 Soja em grão (kg) 1.000,00 Umidade (%) 9,75 Umidade (%) 14,00 Umidade (kg) 92,91 Umidade (kg) 140,00 Teor de óleo (%) 20,57 Teor de óleo (%) 19,60 Teor de óleo (kg) 196,01 Teor de óleo (kg) 196,01 Proteína (%) 35,90 Proteína (%) 34,21 Proteína (kg) 342,09 Proteína (kg) 342,09 Fonte: Laboratório Químico da CAX Tabela 1 Dados de entrada do processo produtivo da CAX Conhecendo as constantes do grão da soja, também tornou-se necessário conhecer as constantes da casca separada para, então, se saber, utilizando o balanço de massa, quais seriam as constantes do produto Farelo + Óleo que segue para a Extração. Como não foram encontrados registros com resultados da análise da casca, solicitou-se ao Laboratório Químico da CAX que tal análise fosse realizada, para se ter conhecimento das constantes da casca nessa etapa. Solicitou-se também que o Laboratório Químico da Cooperativa Agroindustrial X (CAX) fizesse a mensuração da quantidade de casca presentes no grão de soja e qual é a quantidade que se consegue separar na etapa da Preparação. Com os resultados das análises realizadas pelo Laboratório Químico soube-se que a casca representa cerca de 10% do peso da soja em grão, e que sua retirada na Preparação representa em torno de 3,5 a 4% do peso da soja em grão. De acordo com o Laboratório Químico, a casca apresenta as seguintes características: 12,18% de umidade; 0,64% de óleo, e; 9,49% de proteína. Com as informações referentes às constantes e as variáveis da etapa de Preparação iniciou-se a modelagem do processo e o balanço de massa do sistema da Preparação: - Soja : X 1 = 1.000,00 kg de Soja; Y 1 = 14,00%; Y 2 = 19,60%; e Y 3 = 34,21%; - Casca: X 2 = 4% em relação à X 1 ; Y4 = 12,18%; Y 5 = 0,64%; e Y 6 = 9,49%. A Figura 2 mostra as variáveis do processo da Preparação com os valores de entrada e saída de cada fluxo para as variáveis e as constantes de entrada apresentadas anteriormente. 6

7 1000,00 kg de Soja 14,00% de umidade 19,60% de óleo 34,21% de proteína PREPARAÇÃO PREPARAÇÃO 40,00 kg de Casca 12,18% de umidade 0,64% de óleo 960,00 kg de Farelo + Óleo 14,08% de umidade 19,91% de óleo 35,24% de proteína Figura 2 - Umidade, teor de óleo e proteína 9,49% para de proteína os fluxos de entrada e saída no processo de Preparação Da Equação (1) de balanço de massa obtêm-se a Equação 5: As constantes do Farelo + Óleo são obtidas através de cálculos simples, no entanto basta conhecer os valores de cada constante em relação ao grão da soja e da casca e em seguida aplicar a relação para conhecer os valores numéricos das constantes para o Farelo + Óleo. Se 14% de umidade em kg de soja equivalem a 140 kg de água e 12,18% de umidade, em 40 kg de casca equivalem a 4,870 kg de água, então subtraindo: (5) Sabendo que 960 kg de Farelo + Óleo, equivalem a 100%, logo 135,130 kg equivale à 14,08%. Ou seja, em 960,00 kg de Farelo + Óleo, temos 14,08% de umidade. Os cálculos para se obter o teor de óleo e a proteína do Farelo + Óleo seguiu a mesma lógica, chegando-se ao teor de óleo de 19,91% e proteína de 35,24% em 960,00 kg de matéria. A segunda etapa é denominada Extração, e tem por finalidade extrair o máximo de óleo do farelo, porém, a eficiência de extração nunca chega a 100%. Sendo assim, ainda existe no farelo um residual de óleo. A principal entrada nesta etapa é farelo e óleo, e as saídas são óleo e farelo. Com base nos fluxos de entrada e saída, as variáveis (X n ) e as constantes (Y n ) de entrada envolvidas na extração são: - Entrada (Farelo e Óleo): X 3 - quantidade de Farelo + Óleo/Preparação; Y 7 - umidade Farelo + Óleo/Preparação; Y 8 - teor de óleo Farelo + Óleo/Preparação; e Y 9 - proteína Farelo + Óleo/Preparação; - Saída 1 (Óleo): X 4 - quantidade de Óleo/Extração ; Y 10 - umidade Óleo/Extração; Y 11 - teor de óleo Óleo/Extração; e Y 12 - proteína Óleo/Extração; - Saída 2 (Farelo): X 5 - quantidade de Farelo/Extração; Y 13 - umidade Farelo/Extração Y 14 - teor de óleo Farelo/Extração; e Y 15 - proteína Farelo/Extração. Sabendo que X 3, Farelo + Óleo de saída da Preparação é o mesmo que entra na Extração, logo conhecemos suas constantes. Agora considerando que a Extração opera com uma eficiência de 96,00% é que no óleo extraído não existe a presença de proteína e nem de 7

8 umidade, então podemos iniciar a segunda etapa da modelagem do processo e do balanço de massa do sistema para Extração. A Figura 3 apresenta os fluxos de entrada e saída e os valores obtidos através de cálculos para o processo de Extração. 960,00 kg de Soja 14,08 % de umidade 19,91 % de óleo 35,24 % de proteína EXTRAÇÃO 771,83 kg de Farelo 17,51 % de umidade 0,99 % de óleo 43,83 % de proteína 188,17 kg de Óleo 0 % de umidade 100 % de óleo 0,00 % de proteína Figura 3 - Umidade, teor de óleo e proteína para os fluxos de entrada e saída no processo de Extração Os resultados obtidos para as constantes referentes à umidade, teor de óleo e proteína seguem a mesma lógica apresentados na primeira etapa da modelagem do processo e do balanço de massa do sistema para Preparação e assim por diante. De posse dos dados referentes à saída do farelo na Extração, foi possível então, partir para a modelagem do processo e o balanço de massa do sistema para a etapa de Peletização, última etapa estudada. Na Peletização o farelo é secado até a umidade chegar em 12,50%. Espera-se também que a proteína saia em torno de 46,00% e que o teor de óleo seja 2,00%. Porém, para se chegar a esses valores muitas vezes é necessário se fazer a adição de casca que foi retirada no processo de Preparação que corrigirá a proteína e a adição de lecitina resultante da degomagem do óleo retirado na Extração, para corrigir o teor de óleo de farelo. Chegamos então, ao foco principal do estudo, que é de conhecer previamente quais são as devidas quantidades de casca e lecitina que deverão ser adicionados ao farelo para que este saia com 12,50% de umidade, 46,00% de proteína e 2,00%de óleo. A lecitina é produzida em uma proporção de 2,00% sobre a quantidade de soja processada em base 14, e essa quantidade é adicionada totalmente ao farelo para se elevar o teor de óleo do mesmo. De acordo com o Laboratório Químico, a lecitina adicionada no processo produtivo 8

9 apresenta as seguintes características: 12,18% de umidade; 0,64% de óleo, e; 0,00% de proteína. O farelo de saída da Extração entra agora na etapa de Peletização com as mesmas constantes de sua saída. Nessa etapa deve ser adicionada a lecitina e retirada a umidade da casca, em um secador. Então, pode-se terminar a modelagem do processo e o balanço de massa do sistema estudado. As principais entradas nesta etapa são farelo, a lecitina e a casca, e a principal saída é o farelo final (Farelo Água). Com base nos fluxos de entrada e saída, as variáveis (X n ) e as constantes (Y n ) de entrada envolvidas na peletização são: - Entrada 1 (Farelo): X 5 quantidade de Farelo/Extração; Y 13 - umidade Farelo/Extração; Y 14 - teor de óleo Farelo/Extração; e Y 15 - proteína Farelo/Extração; - Entrada 2 (Lecitina) X 6 - quantidade de Lecitina/Peletização; Y 16 - umidade Lecitina/Peletização; Y 17 - teor de óleo Lecitina/Peletização; e Y 18 - proteína Lecitina/Peletização; - Entrada 3 (Casca) X 3 - quantidade de Farelo + Óleo/Preparação; Y 7 - umidade Farelo + Óleo/Preparação; Y 8 - teor de óleo Farelo + Óleo/Preparação; e Y 9 - proteína Farelo + Óleo/Preparação; - Saída 1 (Farelo Final): X 9 (X 7 X 8 ) - quantidade de Farelo/Final; X 7 - quantidade de Farelo/Peletização; X 8 - quantidade de Água/Peletização; Y 19 - umidade Farelo/Peletização; Y 20 - teor de óleo Farelo/Peletização; Y 21 - proteína Farelo/Peletização; Y 22 - umidade Água/Peletização; Y 23 - teor de óleo Água/Peletização; Y 24 - proteína Água/Peletização; Y 25 - umidade Farelo/Final; Y 26 - teor de óleo Farelo/Final; Y 27 - proteína Farelo/Final. Depois de desenvolvido o modelo e os cálculos de balanço de massa para o processamento da soja com as constante apresentadas no início do processo, chega-se que a adição deve ser de 20,50 kg de casca e 20,00 kg de lecitina para então se obter um farelo com: 12,50% de umidade; 2,01% de óleo, e; 46,00% de proteína. A Figura 4 apresenta os valores encontrados para os cálculos de umidade, teor de óleo e proteína para cada um dos fluxos de entrada e saída do processo de Peletização. 20,00 kg de Lecitina 37,56 % de umidade 35,36 % de óleo 771,83 kg de Farelo 15,71 % de umidade 0,99 % de óleo 43,83 % de proteína 0,00 % de proteína PELETIZAÇÃO 792,33 kg de Farelo 18,32 % de umidade 52,68 1,87 kg % de de Água óleo 20,50 kg de Casca 12,18 % de umidade 0,64 % de óleo 9,49 % de proteína 42, % % de de umidade proteína 9

10 188,17 kg de Óleo 0 % de umidade 100 % de óleo 0 % de proteína Figura 4 - Umidade, teor de óleo e proteína para os fluxos de entrada e saída no processo de Peletização 5. Simulação do processo de peletização do farelo de soja da Cooperativa Agroindustrial X Pretende apresentar o procedimento para utilização do modelo de simulação do processo de peletização do farelo se soja, onde o objetivo principal é encontrar a quantidade de casca (X 2 ) que deve ser adicionada ao processo para que o farelo saia do processo com proteína em 46,00%. O Modelo de Simulação desenvolvido foi implementado em planilhas do Microsoft Office Excel, onde a simulação inicia-se com os dados de entrada (variáveis de entrada da soja), fluxo de entrada em quilogramas e proteína, teor de óleo e umidade em porcentagem. Após a entrada de dados o modelo realiza uma série de cálculos para chegar às quantidades de casca que deverá ser acrescentada ao processo. O cálculo inicia com a conversão dos valores de entrada para a umidade de 14%, tornando assim essa variável fixa e fazendo com que todas as outras tenham relação direta com a mesma. O fluxo de entrada no processo de preparação é conhecido a partir da conversão para base 14. Conhecendo a quantidade percentual de casca a ser retirada no processo de preparação, se obtém o fluxo de saída que alimentará o processo de Extração. Após fornecer a eficiência que a Extração estará operando encontra-se, então, os fluxos de saída desse sistema. Sabe-se que as variáveis do farelo que saem da Extração é a mesma do fluxo de entrada da Peletização. Embasado nos dados de entrada da soja no processo de Preparação e sabendo que a Lecitina corresponde a 2,00% do total de soja esmagada, então passa-se, também, a conhecer o fluxo de entrada da lecitina no processo de Peletização, já que a produção da mesma é totalmente utilizada pela Peletização. A Peletização conta com três fluxos de entrada, no entanto, só tem-se o conhecimento de dois deles, a entrada de farelo e de lecitina. Assim, o modelo de Simulação terá como objetivo determinar a quantidade do terceiro fluxo, o fluxo de casca que deverá entrar no processo para ter uma saída de farelo com 46,00% de proteína e com teor de óleo 2,00%. Os dados utilizados para a Simulação correspondem a produção acumulada entre os meses de Fevereiro à Setembro de 2008, os valores encontrados para umidade, teor de óleo e proteína correspondem a media individual das análises realizadas para o período abordado. Como nas baterias de análises realizadas pelo Laboratório Químico da Cooperativa Agroindustrial X (CAX) não contavam nenhuma análise referente à casca, pediu-se que o mesmo realizasse uma análise para se ter o conhecimento das constantes referentes à casca. Os dados obtidos dessa análise foram inseridos no campo onde se deve fazer a entrada dos dados sobre a casca. 10

11 A Figura 5 ilustra a Simulação do Processo de Peletização do Farelo de Soja da Cooperativa Agroindustrial X (CAX), bem como os valores obtidos para as variáveis de entrada estipulada na entrada do Processo. Cálculos em base 14 4,00 % Retirada da casca preparação 96,00 % Eficiência de extração ,00 kg soja 14,00 % umidade 19,70 % óleo 34,35 % proteína PREPARAÇÃO ,76 kg farelo + óleo 14,08 % umidade 20,01 % óleo 35,38 % proteína CONDIÇÕES INICIAIS ,24 kg casca 12,18 % umidade 0,64 % óleo 9,49 % proteína Base Entrada Soja em Grão kg de soja 9,71 % de umidade ,80 kg de umidade 20,68 % de teor de óleo ,87 kg de teor de óleo 36,06 % de proteína ,45 kg de proteína ,76 kg farelo + óleo 14,08 % umidade 21,01 % óleo 35,38 % proteína EXTRAÇÃO ,16 kg farelo 17,53 % umidade 1,00 % óleo 44,06 % proteína Base 14 da Soja em Grão ,00 kg de soja 14,00 % de umidade ,84kg de umidade 19,70 % de teor de óleo ,87 kg de teor de óleo 34,35 % de proteína ,45 kg de proteína ,60 kg óleo 0% umidade 100 % óleo 0,00 % proteína ,12 kg lecitina 37,56 % umidade 35,36 % óleo 0,00 % proteína Casca 12,18 % de umidade 0,64 % de teor de óleo 9,49 % de proteína Rendimentos 74,36 % de farelo 18,91 % de óleo ,16 kg farelo 17,53 % umidade 1,00 % óleo 44,06 % proteína PELETIZAÇÃO ,00 kg casca 12,18 % umidade 0,64 % óleo 9,49 % proteína 11

12 Figura 5 - Simulação do Processo de Peletização do Farelo de Soja da CAX Os dados obtidos pela Simulação para um fluxo de entrada de ,00 kg de soja que representa o esmagamento acumulado de Fevereiro à Setembro de 2008, a uma extração com eficiência de 96,00% apresentou umidade de 12,50%, teor de óleo de 2,01% e proteína de 46%. Com o uso da Simulação, o fluxo de entrada de casca que otimiza o processo ficou conhecido como sendo de ,000 kg. Para se obter um farelo com 12,5% de umidade deve ser retirado por meio de evaporação no secador , 470 kg de água. Essas quantidades de casca adicionada e de água retirada garantem um farelo com 2,01% de teor de óleo e 46% de proteína. Comparando os resultados da simulação com as condições reais do processo, conforme dados históricos da Cooperativa Agroindustrial X (CAX), para o mesmo fluxo de entrada e uma extração com 96,55% de eficiência obteve-se umidade de 12,76%, teor de óleo de 2,40% e proteína de 45,67%. Isso significa que para essas condições o farelo ainda poderia ter sido secado até umidade de 12,50% de umidade e a quantidade de casca adicionada deveria ter sido menor para, então, se garantir uma proteína de 46,00%. Dessa maneira, o uso da Simulação permite a realização de uma previsão aproximada de como o sistema se comportará, auxiliando, assim as tomadas de decisões, no que diz respeito à gestão da produção do Processo de Peletização do Farelo de Soja da Cooperativa Agroindustrial X (CAX). 6. Considerações finais Através do Modelo de Simulação foi possível efetuar testes confrontando os resultados reais com os obtidos através do simulado. No confronto, os valores simulados correspondem aos resultados de umidade, proteína e teor de óleo obtido através do Modelo, enquanto os valores 12

13 reais utilizados foram coletos na Indústria de Óleos da Cooperativa Agroindustrial X (CAX). Os valores reais da saída correspondentes aos meses de Fevereiro à Setembro de O confronto entre os valores do Modelo e os valores reais obtidos no processo comprovou que através dos dados gerados é possível se fazer uma previsão aproximada que auxiliara na tomada de decisões no Processo de Peletização do Farelo de Soja da Cooperativa Agroindustrial X (CAX), possibilitando ainda a ação antecipada para empecilhos que possam vir a ocorrer. Os valores obtidos pelo Modelo de Simulação ainda podem ser empregados para a Gestão da Produção, já que, a Simulação fornece dados relevantes que podem ser usados como comparativos e ainda como estipulador de metas a serem cumpridas, manipulando assim a realidade da empresa para a busca continua pela otimização do processo. Para a implementação do Modelo de Simulação proposto no estudo na Indústria de Óleos da Cooperativa Agroindustrial X (CAX), o mesmo ainda poderá sofrer alterações à medida que sejam encontradas divergências para então se adequar gradativamente a realidade da empresa e, assim, futuramente, servir como suporte para a tomada das decisões a âmbito estratégico. Sugere-se que novas investigações sejam feitas a fim de aprimorar a idéia aqui apresentada de modo a explorar outros enfoques de Simulação dentro do processo de Peletização do Farelo de Foja, visto que seria de suma importância a elaboração de previsões aproximadas da realidade do processo. Também pode ser levada em consideração a hipótese de o Modelo apresentado servir como base no desenvolvimento de programas que busquem o maior controle do processo de Peletização do Farelo da Soja na Cooperativa Agroindustrial X (CAX) e em outras empresas do segmento de esmagamento de soja. Referências Bibliográficas AQUIM, P M. Balanço de Massa nos Processos de Ribeira e Curtimento. Dissertação (Mestrado) Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, BELLAVER, C & SNIZEK, P. N. J. Processamento da Soja e suas Implicações na Alimentação de Suínos e Aves. Congresso Brasileiro de Soja, cnpsa.embrapa.br. Disponível em: < pdf>. BRUSTOLINI, J. R. & SILVA, E. M. Simulação do Processo de Congelamento em uma Unidade Produtora de Aves. In: Anais... XXVII Encontro Nacional de Engenharia de Produção DORSA, R. Tecnologia de Processamento de Óleos, Gorduras Vegetais e Derivados. 3 ed. Westfalia Separator do Brasil, FOGARTY, D. W.; BLACKSTONE Jr. & J. H.; HOFFMANN, T. R. Production & Inventory Management. 2 ed. Cincinnati: South-Western Publishing Co., MELLO, B. A. Modelagem e Simulação de Sistemas. Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões,