00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - CTEC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA QUÍMICA - CTEC
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Eficiência energética de evaporadores de múltiplos efeitos
Título(s) alternativo(s): Energy efficency of multiple effects evaporators
Autor(es): Lima, Rafael Antonio de
Primeiro Orientador: Silva, Altair Marques da
metadata.dc.contributor.referee1: Pimentel, Wagner Roberto de Oliveira
metadata.dc.contributor.referee2: Vieira, William Gonçalves
Resumo: Evaporação é a remoção do solvente, em forma de vapor, de uma solução. Esta operação ocorre em um equipamento adequado, denominado evaporador, e é utilizada para concentrar uma solução composta por um soluto não volátil e um solvente volátil. A concentração ocorre por meio da ebulição da solução com a retirada do vapor gerado. A evaporação em múltiplos efeitos é utilizada em inúmeros processos, como, por exemplo, produção de açúcar, leite condensado, sais, etc. O vapor produzido possui uma entalpia elevada que pode ser utilizada, e enviá-la simplesmente para o condensador é um desperdício de energia. Para evitar essa perda e, portanto, para economizar energia, foram desenvolvidos os evaporadores de múltiplos efeitos. Um evaporador de múltiplos efeitos consiste em vários evaporadores conectados em série, em que o vapor produzido no primeiro efeito é utilizado como vapor de aquecimento no efeito seguinte. O vapor gerado no último efeito vai para um condensador. Provavelmente esta é a operação mais largamente utilizada pela indústria para economia de energia em sistemas de evaporação. Seu principio consiste em dividir a evaporação em diversos corpos de equipamentos, denominados efeitos ou estágios, utilizando a água evaporada de um efeito como meio de aquecimento do efeito seguinte. Durante os trabalhos que culminaram na elaboração e apresentação do TCC foi desenvolvido um modelo matemático para o evaporador de múltiplos efeitos devido à necessidade de se obter valores médios de operação e estimativas de parâmetros que possam ser utilizados. O modelo matemático é baseado nos balanços de massa e energia para o conjunto de evaporadores e os mesmos foram resolvidos para determinar as correntes intermediárias do agrupamento de evaporadores. Ademais, foi avaliada a eficiência do sistema e verificado onde estão ocorrendo às perdas no processo. O programa computacional gerou resultados do vapor servido (S) e dos vapores produzidos em cada evaporador (Vi). A partir desses dados encontrou-se um COP, coeficiente de desempenho, de 4,48. Também foram determinados os valores de Brix de cada estágio. O soluto foi sendo concentrado ao passar de estágio em estágio e saiu no quarto efeito com um valor de 65 °Brix, dentro dos padrões esperados pela literatura.
Abstract: Evaporation is the removal of the solvent, in vapor form, from a solution. This operation occurs in a suitable equipment, called evaporator, and is used to concentrate a solution composed of a non-volatile solute and a volatile solvent. The concentration occurs by boiling the solution with the removal of the generated vapor. Evaporation in multiple effects is used in numerous processes, for example, sugar production, condensed milk, salts, etc. The steam produced has a high enthalpy that can be used, and simply sending it to the condenser is a waste of energy. To avoid this loss, and therefore to save energy, the multi-effect evaporators have been developed. A multi-effects evaporator consists of several evaporators connected in series, in which the steam produced in the first effect is used as heating vapor in the following effect. The steam generated in the last effect goes to a condenser. This is probably the most widely used industry operation for energy saving in evaporative systems. Its principle is to divide the evaporation into several bodies of equipment, called effects or stages, using water evaporated from an effect as a means of heating the next effect. During the work that culminated in the preparation and presentation of the TCC, a mathematical model for the multi-effect evaporator was developed due to the need to obtain average operating values and parameter estimates that can be used. The mathematical model is based on the mass and energy balances for the set of evaporators and they were solved to determine the intermediate currents of the evaporator cluster. In addition, the efficiency of the system was assessed and it was verified where losses are occurring in the process. The computer program generated results of the steam served (S) and the vapors produced in each evaporator (Vi). From these data, a COP, performance coefficient, of 4.48 was found. The Brix values of each stage were also determined. The solute was concentrated when passing from stage to stage and came out in the fourth effect with a value of 65 ° Brix, within the standards expected by the literature.
Palavras-chave: Evaporação
Evaporadores de múltiplos efeitos
Eficiência energética
Evaporators
Multiple effects
Energy efficiency
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Engenharia Química
Citação: LIMA, Rafael Antonio de. Eficiência energética de evaporadores de múltiplos efeitos. 2021. 47 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2020.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/7878
Data do documento: 25-ago-2020
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