Análise energética de um sistema de cogeração aplicado a indústria cafeeira utilizando a casca do café como combustível.

Abstract

Nos últimos anos, há uma crescente preocupação com o meio ambiente, acompanhado de um amplo desenvolvimento tecnológico com o objetivo de fomentar a exploração das fontes de recursos energéticos renováveis. O Brasil sendo o maior produtor e o segundo maior consumidor de café no mundo, tem uma possível fonte de energia em abundância que são as milhões de toneladas de cascas de grãos de café resultante do seu processamento. O presente trabalho, visa levantar a proposição de um sistema de cogeração que atenda as demandas energéticas do processo produtivo e que utilize a casca de café resultante do processamento como combustível em uma indústria hipotética. Este estudo envolve a busca da configuração, dos parâmetros de processo que melhor se adequam as necessidades da empresa e a análise técnica do sistema de cogeração. A metodologia empregada está de acordo com as características energéticas da empresa hipotética, na qual se utilizou das formulações aplicáveis a partir dos princípios da termodinâmica, principalmente Primeira Lei da Termodinâmica e Segunda Lei da Termodinâmica, e o ciclo Rankine. O sistema de cogeração proposto e analisado foi de uma turbina a vapor de contrapressão, operando em paridade térmica, o qual obteve eficiência máxima de 81,16%, atendendo a toda demanda térmica e 61% da demanda elétrica do processo produtivo e sem excedente de energia elétrica. Para efeito de comparação, outro sistema empregando uma turbina a vapor de extração-condensação também foi analisado. Este cenário, além de suprir toda demanda elétrica (5,34kWe) e térmica (53,38kWt) do processo durante os dias de safra, possui uma produção de energia, de 133,01kWe, que pode ser comercializada durante o tempo de 180 dias na entressafra. A eficiência global no período de entressafra é de 42,68% e de 65,50% no período de safra. A central de cogeração comparativa obteve o valor de eficiência aceitável e atendeu as necessidades energéticas do processo produtivo, que são de vapor e eletricidade, sendo gerado, nesta última, um excedente que poderá ser vendido nos meses de entressafra para a concessionária local.