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Título: Análise energética de um sistema de cogeração aplicado a indústria cafeeira utilizando a casca do café como combustível.
Autor(es): Uliani, Murilo Henrique
Orientador(es): Souza, Leonardo Carvalho Oliveira de
Leal, Elisângela Martins
Membros da banca: Souza, Leonardo Carvalho Oliveira de
Leal, Elisângela Martins
Bartolaia, Luis Antônio
Palavras-chave: Energia elétrica e calor - cogeração
Biomassa - café
Demanda energética
Energias renováveis
Data do documento: 2017
Referência: ULIANI, Murilo Henrique. Análise energética de um sistema de cogeração aplicado a indústria cafeeira utilizando a casca do café como combustível. 2017.105 f. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2017.
Resumo: 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.
Resumo em outra língua: In the last years, there has been a growing concern about the environment, accompanied by a broad technological development with the aim of encouraging the exploitation of sources of renewable energy resources. Brazil being the largest producer and the second largest consumer of coffee in the world, has is a possible source of abundant energy that is millions of tons of grain peels of coffee resulting from its processing. The present work aims to propose a cogeneration system that answer the energy demands of the production process and that uses the coffee’s peels resulting from the processing as fuel in a hypothetical industry. This study involves the search of the configuration, the process parameters that best fit the needs of the company and the technical analysis of the cogeneration system. The methodology employed is in accordance with the energetics characteristics of the hypothetical company, in which the formulations applicable from the principles of thermodynamics, mainly First Law of Thermodynamics and Second Law of Thermodynamics, and Rankine cycle were used. The cogeneration system proposed and analyzed was a backpressure steam turbine, operating in thermal parity, which reached a maximum efficiency of 81.16%, met all thermal demand and 61% of the electrical demand of the production process and without surplus electricity. For comparison effect, another system employing an extraction-condensation steam turbine was also analyzed. This scenario, besides supplying all the electrical (5,34kWe) and thermal (53,38kWt) demand of the process during the harvest days, has an energy output of 133,01kWe, which can be commercialized during the time of 180 days in the off season. The global efficiency in the off-season is 42.68% and 65.50% in the harvest period. The comparative cogeneration plant obtained the acceptable efficiency value and met the energy needs of the production process, which are steam and electricity, generating, in this latter, a surplus that can be sold in the off-season months for local concessionaire.
URI: http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/489
Licença: Autorização concedida à Biblioteca Digital de TCC’s da UFOP pelo(a) autor(a) em 07/07/2017 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante.
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