Projeto final

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Projeto final

  1. 1. 1 ANGELA RASMUSSEM DE ALMEIDA CAROLINE MARQUES LUCAS MEZZOMO TAIS CARDOSO PROJETO DE INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS Trabalho apresentado à disciplina de Instalações Industriais, 3° ano do Curso de Engenharia de Alimentos, Setor de Ciências Agrárias e Tecnologia, da Universidade Estadual de Ponta Grossa. Orientadora: Prof.ª Roberta Leone. PONTA GROSSA NOVEMBRO/2012
  2. 2. 2 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS E TABELAS................................................................................. 4 INTRODUÇÃO................................................................................................................ 5 1. TEORIA.................................................................................................................... 6 1.1 Informações sobre o produto.............................................................................. 6 1.2 Informações sobre o processo............................................................................. 7 1.2.1 Recepção do leite “in natura” ....................................................................... 8 1.2.2 Recepção dos demais ingredientes ............................................................... 8 1.2.3 Filtração........................................................................................................ 8 1.2.4 Estocagem do leite........................................................................................ 8 1.2.5 Estocagem dos demais ingredientes ............................................................. 8 1.2.6 Pasteurização ................................................................................................ 8 1.2.7 Centrifugação................................................................................................ 8 1.2.8 Homogeneização .......................................................................................... 9 1.2.9 Redução da Acidez do leite .......................................................................... 9 1.2.10 Adição dos Ingredientes ............................................................................. 9 1.2.11 Cocção ........................................................................................................ 9 1.2.12 Adição de glicose...................................................................................... 10 1.2.13 Resfriamento............................................................................................. 10 1.2.14 Envase....................................................................................................... 10 1.2.15 Rotulagem................................................................................................. 10 1.2.16 Estocagem................................................................................................. 11 1.2.17 Distribuição .............................................................................................. 11 1.3 Informações sobre equipamento........................................................................11 1.3.1 Tanque recepção de leite ............................................................................ 11 1.3.2 Pasteurizador rápido à placas para líquidos em geral................................. 12 1.3.3 Homogeneizador e Tanque pulmão............................................................ 13
  3. 3. 3 1.3.4 Tacho de cocção ......................................................................................... 14 1.3.5 Envasadora ................................................................................................. 15 1.4 Informações sobre tubulação - materiais.......................................................... 16 1.4.1 Tubos de aço carbono................................................................................. 16 1.4.2 Tubo de aço liga – e aço inoxidável ........................................................... 16 1.4.3 Tubos de ferro fundido e de ferro forjado .................................................. 17 1.4.4 Tubos de metais não ferrosos ..................................................................... 17 1.5 Definições......................................................................................................... 19 1.5.1 Tubulações.................................................................................................. 19 1.5.2 Válvulas...................................................................................................... 19 1.5.3 Bombas....................................................................................................... 20 1.5.4 Purgadores de vapor .................................................................................. 20 1.6 Nossas escolhas de material para a tubulação .................................................. 22 CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................................................................... 24 REFERÊNCIAS ............................................................................................................. 25
  4. 4. 4 LISTA DE FIGURAS E TABELAS Tabela 1 – Características do aço carbono...................................................................... 16 Figura 1 - Fluxograma do processamento de doce de leite. ............................................. 7 Figura 2 – Tanque de recepção do leite com peneira lavável..........................................11 Figura 3 - Tanque de recepção do nosso projeto ............................................................ 12 Figura 4 – Pasteurizador de placas industrial ................................................................. 12 Figura 5 – Pasteurizador do nosso projeto...................................................................... 13 Figura 6 – Modelo de homogeneizador e tanque pulmão .............................................. 13 Figura 7 – Homogeneizador e tanque pulmão do nosso projeto .................................... 14 Figura 8 – Tacho de cocção ............................................................................................ 14 Figura 9 – Tacho de elevação do nosso projeto.............................................................. 15 Figura 10 – Representação esquemática da envasadora................................................. 15 Figura 11 – Representação esquemática da válvula do projeto...................................... 19 Figura 12 – Bomba centrífuga do nosso projeto ............................................................ 20 Figura 13 – Purgador do nosso projeto na tubulação da entrada de vapor nos equipamentos.................................................................................................................. 21 Figura 14 – Suportes e válvulas...................................................................................... 22 Figura 15 – Vista superior da planta completa ............................................................... 23
  5. 5. 5 INTRODUÇÃO O engenheiro de alimentos é um profissional de forte perfil gerencial, que pode dirigir a instalação, a operação e o controle de indústrias ou desenvolver e implantar sistemas e programas de qualidade, visando à racionalização e a melhoria de processos e fluxos produtivos e garantir a qualidade dos produtos. Seu campo de atuação inclui ainda as áreas de vendas e assistência técnica de insumos, equipamentos e embalagens, consultoria, certificação e auditoria, e órgãos governamentais de normatização técnica, orientação e fiscalização. Problemas envolvendo layout e material são complexos e difíceis de serem formulados através de meios analíticos, pois envolvem um grande conjunto de combinações viáveis e possuem características subjetivas que dificultam um tratamento puramente matemático. Os objetivos de analisar um layout são muitos. Por exemplo: minimizar o custo de manipulação de materiais, maximizar a proximidade dos departamentos, flexibilizar o arranjo e operação, racionalizar o espaço disponível, cuidar da segurança do trabalho e tratar as questões ergonômicas do sistema produtivo. No começo era diagrama de blocos e hoje os layouts são bem estruturados de detalhados, incluindo até o material de cada parte citada. O objetivo desse projeto é aplicar os conhecimentos adquiridos em aula, escolhendo materiais e desenvolvendo uma linha de produção de doce de leite, levando em conta equipamentos e tubulações, e as variáveis temperatura, pressão, viscosidade etc.
  6. 6. 6 1. TEORIA 1.1 Informações sobre o produto O doce de leite é um produto típico da América Latina, produzido e consumido em grande escala no Brasil e na Argentina. É basicamente um produto resultante da cocção do leite com açúcar até a concentração e caramelização desejada, cuja produção no Brasil encontra-se ao redor de 34.000 t/ano O doce de leite apresenta elevado valor nutricional por conter proteínas e minerais, além do alto conteúdo energético. No caso do processamento do doce de leite pastoso tradicional a quantidade de açúcar (sacarose) adicionada geralmente equivale a valores entre 18% e 20% do volume de leite utilizado. O doce de leite, além de seus componentes principais, o leite e o açúcar, pode conter também ingredientes opcionais, tais como: creme, glicose, cacau, chocolate, entre outros. Pode ser consumido puro ou em combinação com pães, queijos e outros alimentos, e ainda serve como matéria-prima para a indústria confeiteira e outras empresas do setor alimentício, estando presente em diversos alimentos como bolos, sorvetes, balas, bolachas, licores e em inúmeras sobremesas. Desde 1997, quando o Padrão de Identidade e Qualidade do Doce de Leite foi estabelecido pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) e iniciou-se sua comercialização nos países integrantes do MERCOSUL, passou a ser definido da seguinte forma: Doce de leite é o produto, com ou sem adição de outras substâncias alimentícias, obtido por concentração e ação do calor a pressão normal ou reduzida do leite ou leite reconstituído, com ou sem adição de sólidos de origem láctea e/ou creme e adicionado de sacarose (parcialmente substituída ou não por monossacarídeos e/ou outros dissacarídeos). A denominação doce de leite está reservada ao produto em que a base láctea não contenha gordura e/ou proteína de origem não láctea. A fabricação de doce de leite no Brasil é feita por muitas empresas, desde a produção caseira, de forma artesanal, até as grandes empresas, com distribuição em todo o país. Os doces de leite disponíveis no mercado apresentam uma grande variação, especialmente em relação às características físico-químicas (teor de umidade e gordura) e sensoriais (cor, aparência, textura e sabor) (ITAL SP 2011).
  7. 7. 7 Leite cru Recepção do leite Filtração Estocagem do leite cru Centrifugação Homogeneização Redução da acidez do leite Adição dos ingredientes Cocção Adição de glicose Resfriamento Envase Rotulagem Estocagem Distribuição Citrato de sódio Bicarbonato de sódio AçúcarAmido de milho Recebimento Estocagem Recebimento Estocagem Glicose Recebimento Estocagem 1.2 Informações sobre o processo Figura 1 - Fluxograma do processamento de doce de leite.
  8. 8. 8 1.2.1 Recepção do leite “in natura” O leite “in natura” é recebido em caminhões tanques isotérmicos oriundos de outras localidades (postos de leite). O laboratório de recebimento retira uma amostra e realiza determinações de acidez, gordura, crioscopia, densidade, álcool, temperatura, antibiótico, extrato seco total e desengordurado e testes de conservantes e reconstituintes (testes de fraude). Após a liberação do caminhão pelo laboratório o leite é descarregado e bombeado através de tubulações e bombas centrífugas para a etapa seguinte (KLUG 2007). 1.2.2 Recepção dos demais ingredientes Na recepção dos demais ingredientes é feita a verificação dos respectivos laudos a cada lote, emitidos pelo fornecedor. 1.2.3 Filtração O leite passa através de um filtro antes de ser estocado nos silos. Este tem por finalidade reter alguma sujidade que esteja presente no leite. 1.2.4 Estocagem do leite O leite é estocado em silos encamisados, que devem conservar sua temperatura em até 10 C, para então ser processado. 1.2.5 Estocagem dos demais ingredientes A estocagem é feita em temperatura ambiente e com umidade adequada. O local dispõe de prateleiras para garantir que não haja rompimento ou deterioração da embalagem, também é observada a distância dos locais de estocagem de produtos químicos. 1.2.6 Pasteurização O leite é pasteurizado a 76 C por 6 segundos. O pasteurizador opera a uma vazão de 10.000 litros de leite por hora. 1.2.7 Centrifugação O leite passa por uma centrífuga, a qual tem como função eliminar as sujidades pequenas que tenham ainda permanecido depois da filtração. A sujidade é descartada automaticamente para o tratamento de efluentes.
  9. 9. 9 1.2.8 Homogeneização O leite é homogeneizado para padronizar as partículas de gordura e evitar que ocorra a separação da gordura no tanque pulmão. O tanque pulmão tem como função facilitar as dosagens de leite que serão encaminhadas para os tachos. 1.2.9 Redução da Acidez do leite A redução da acidez do leite é feita pela adição de bicarbonato de sódio (NaHCO3). O bicarbonato de sódio tem a finalidade de evitar a desnaturação das proteínas, agindo como estabilizante. A dosagem é de aproximadamente 50g de NaHCO3 para cada 100L de leite. A acidez deve ficar entre 10 a 12ºD. A não redução da acidez do leite resulta em um doce de leite com grumos, devido à precipitação das proteínas. Um excesso de bicarbonato de sódio, com redução exagerada da acidez pode saponificar a gordura dando gosto de sabão ao produto, além de deixá-lo com uma coloração muito escura. 1.2.10 Adição dos Ingredientes No próprio concentrado , o leite recebe alguns ingredientes, dando início ao processo produtivo. São adicionados o açúcar, amido, bicarbonato de sódio, estabilizante citrato de sódio e o conservador sorbato de potássio. Os ingredientes são adicionados manualmente e parcialmente durante o processo de cocção. 1.2.11 Cocção A cocção, ou concentração é realizada em tachos, de aço inoxidável, tipo bola, providos de parede dupla por onde circula o vapor ou a água de resfriamento, além de sistema de agitação. O tempo de cozimento é de aproximadamente 3 horas, e depende do tipo de equipamento (tacho) que está sendo empregado. A determinação do ponto final de cozimento, ou seja, do momento em que o produto vai ser retirado, é muito importante, pois isto é o que determina as características do produto final. Nesta etapa são realizadas análises de sólidos solúveis (em °Brix) sempre ao final deste processo, pois indica se o produto está pronto. A concentração final deve estar em torno de 68 à 71° Brix. A temperatura de cocção é
  10. 10. 10 superior a 100°C. Também são realizadas análises de pH, pois caso haja algum problema na etapa de redução de acidez (acidez acima do padrão), com a cocção, devido às altas temperaturas utilizadas, pode haver uma precipitação das proteínas, resultando em um doce com grumos. A análise de pH é feita apenas para garantir que o doce não fique com grumos posteriormente. O pH final deve estar entre 5,9 e 6,1. 1.2.12 Adição de glicose A adição de glicose tem a finalidade de dar textura e brilho ao produto. A mesma também auxilia no resfriamento do doce para posterior envase e para evitar a cristalização do doce. São retiradas diversas amostras durante a etapa do cozimento onde se realizam análises de sólidos solúveis, no momento em que o produto atinge 65 à 67o Brix é adicionada a glicose. A dosagem é de aproximadamente 2g de glicose para cada litro de leite. Uma adição excessiva de glicose também poderá resultar em um produto com coloração mais escura. 1.2.13 Resfriamento Uma vez atingido o ponto desejado de concentração, o que ocorre a uma temperatura superior a 100°C, o doce é bombeado para um funil encamisado com água industrial a uma temperatura de aproximadamente 25o C, onde é resfriado até atingir uma temperatura de 80o C. 1.2.14 Envase Após o resfriamento, o produto é bombeado para as máquinas envasadoras e embalado em recipientes de vidro ou plástico. Para ser envasado o produto deve estar a uma temperatura mínima de 65o C. Nessa etapa são realizadas as coletas de amostras para serem encaminhadas ao setor de controle de qualidade. Preferencialmente estas coletas são feitas de 1 em 1 hora. 1.2.15 Rotulagem Os rótulos são colocados através de uma máquina rotuladora, antes ou depois do envase.
  11. 11. 11 1.2.16 Estocagem O armazenamento é feito em depósitos de temperatura e umidade adequadas, sob rígidas condições de higiene e segurança. Todos os produtos armazenados são identificados e colocados sobre estrados a uma distância de no mínimo 40cm do piso e a uma distância de 50cm da parede. 1.2.17 Distribuição A distribuição é feita através de caminhões baú à temperatura ambiente que destinam os produtos aos pontos de venda. Em nosso projeto adotamos que não necessitava de centrifugador, que a separação de sujidades é feita antes e a homogeneização da gordura é feita no homogeneizador. Vamos considerar desde o tanque de recepção, até o envase. 1.3 Informações sobre equipamento 1.3.1 Tanque recepção de leite Tem a finalidade de receber o latão de leite ordenhado e alimentar a planta, e é totalmente construído em aço inox. Sua capacidade é de 150 a 5000 l/h Figura 2 – Tanque de recepção do leite com peneira lavável (CENTRAL DO INOX 2012).
  12. 12. 12 Figura 3 - Tanque de recepção do nosso projeto (FONTE: O AUTOR). 1.3.2 Pasteurizador rápido à placas para líquidos em geral Construído dentro de padrões sanitários permite a limpeza em circuito fechado CIP (Clean in Place). Equipamento compacto de simples instalação e operação, composto basicamente por três seções de trocadores de calor à placas, painel de comando, acionamento e controle da temperatura através de controlador micro processado (PID), aquecedor d’água, bomba de água quente, bomba centrífuga sanitária, filtro de linha, tubos e conexões sanitária, válvula de retorno automática e registrador gráfico. Sua capacidade varia de 300 a 10.000 l/h. Figura 4 – Pasteurizador de placas industrial (PIERALISI 2012).
  13. 13. 13 Figura 5 – Pasteurizador do nosso projeto (FONTE: O AUTOR). 1.3.3 Homogeneizador e Tanque pulmão Homogeneizador de alta pressão, construído dentro dos padrões sanitários em aço inox com uma produção de 200 a 5000 l/h, visa homogeneizar os componentes separáveis do leite, principalmente a gordura, quebrando-a em glóbulos menores. Equipamento destinado ao armazenamento e estocagem de produtos em qualquer etapa do processo de produção, o tanque pulmão é fabricado em aço inox, com isolamento térmico, podendo ter agitação fixa ou móvel. Também é destinado a mistura prévia dos ingredientes antes da cocção, com capacidade de 500 a 5.000 L/h. Figura 6 – Modelo de homogeneizador e tanque pulmão (ALIBABA 2012).
  14. 14. 14 Figura 7 – Homogeneizador e tanque pulmão do nosso projeto (FONTE: O AUTOR). 1.3.4 Tacho de cocção Usado no cozimento de doce de leite, é geralmente um cilíndrico vertical com fundo semi-esférico, todo em aço inox Figura 8 – Tacho de cocção (LIDERINOX 2012).
  15. 15. 15 Figura 9 – Tacho de elevação do nosso projeto (FONTE: O AUTOR). 1.3.5 Envasadora Equipamento destinado ao envase do produto acabado. Geralmente, no caso de embalagens plásticas, é constituído por uma matriz rotatória que rotaciona 90º em cada etapa. Primeiramente, o recipiente é acoplado a matriz, que rotaciona, seguida do acondicionamento do produto à embalagem. Seguida de mais uma rotação, a embalagem é selada, fechada e segue para a esteira onde é estocada em caixas de papelão. Figura 10 – Representação esquemática da envasadora (FONTE: O AUTOR).
  16. 16. 16 1.4 Informações sobre tubulação - materiais 1.4.1 Tubos de aço carbono Chamados de tubos para uso geral apresentam baixo custo devido à sua leveza e facilidade de acoplamento da junta elástica e estão presentes em 90% das tubulações industriais. Oferece redução de custos de transporte e assentamento, por não exigir equipamentos especiais, e pessoal qualificado (ZATTONI 2005). Os aços-carbono possuem na sua composição quantidades limitadas dos elementos carbono, silício, manganês, cobre, enxofre e fósforo, e de um modo geral apresentam baixa resistência a corrosão. Utilizados para água doce, vapor, condensado e ar. Principais características Fusão 1350 a 1400ºC Maleabilidade Boa Ductibilidade Boa Tenacidade Boa Usinagem Ótima Soldabilidade Ótima Tabela 1 – Características do aço carbono (FONTE: O AUTOR). 1.4.2 Tubo de aço liga – e aço inoxidável Denominam-se “aços-liga” todos os aços que possuem qualquer quantidade de outros elementos, além dos que entram na composição do aço-carbono. Dependendo da quantidade total de elementos de liga, distinguem-se os aços de baixa liga, com até 5% de elementos de liga, aços de liga intermediária, contendo entre 5% e 10% e os aços de alta liga, com mais de 10%. Utiliza-se molibdênio juntamente com o cromo para altas temperaturas (Mo melhora a resistência à fluência e o Cr melhora a resistência à oxidação). Para baixas temperaturas utiliza-se níquel. Os aços inoxidáveis são os que contêm pelo menos 12% de cromo o que lhes confere a propriedade de não se enferrujarem mesmo em exposição prolongada a uma atmosfera normal. Ambos os tubos são bem mais caros, além de terem conformação, montagem e soldagem mais difíceis e mais caras. Justifica o emprego de aços-liga e inoxidáveis nas seguintes situações:
  17. 17. 17 a) Altas e baixas temperaturas – Temperaturas acima ou abaixo dos limites de uso do aço-carbono, quando seja exigida grande resistência mecânica, resistência à fluência ou resistência à corrosão. b) Alta corrosão – Serviços com fluidos corrosivos, mesmo quando dentro da faixa de emprego dos aços-carbono. Com exceção de alguns fluidos, por exemplo, a água salgada. c) Necessidades de não contaminação – Por corrosão. d) Segurança – Utilização de fluidos perigosos (muito quentes, inflamáveis, tóxicos, explosivos etc.) quando seja exigido o máximo de segurança contra possíveis vazamentos e acidentes. 1.4.3 Tubos de ferro fundido e de ferro forjado Os tubos de ferro fundido são usados para água, gás, água salgada e esgoto, em serviços de baixa pressão, temperatura ambiente, e onde não ocorram grandes esforços mecânicos. Esses tubos têm boa resistência à corrosão, principalmente à corrosão do solo, e grande duração. Os tubos de ferro forjado são conhecidos como “tubos de ferro galvanizado”, pelo fato de serem quase sempre galvanizados. Empregam-se esses tubos em tubulações industriais secundárias, de baixas pressões e temperaturas, para água, ar comprimido, condensado etc. Esses tubos têm baixa resistência mecânica e boa resistência à corrosão, equivalente à do ferro fundido e bem melhor do que a do aço-carbono, além de resistirem muito bem ao contato com a água, a atmosfera e o solo. 1.4.4 Tubos de metais não ferrosos São de pouca utilização devido ao alto custo. Em comparação geral ao aço- carbono apresentam melhor resistência à corrosão, menor resistência mecânica e às altas temperaturas, melhor comportamento em baixas temperaturas. 1. Cobre e suas ligas Excelente resistência ao ataque da atmosfera, da água (inclusive água salgada), dos álcalis, dos ácidos diluídos, de muitos compostos orgânicos, e de numerosos outros fluidos corrosivos. As ligas de cobre estão sujeitas a severo efeito de corrosão sob tensão quando em contato com amônia, aminas e outros compostos nitrados. Todos
  18. 18. 18 esses materiais podem ser empregados em serviços contínuos desde -180ºC até 200ºC. Devido ao alto coeficiente de transmissão de calor, os tubos de cobre e de latão são muito empregados em serpentinas, e como tubos de aquecimento e de refrigeração. 2. Alumínio e suas ligas São muito leves, têm alto coeficiente de transmissão de calor, e têm boa resistência ao contato com a atmosfera, a água, e muitos compostos orgânicos, inclusive ácidos orgânicos, possuem baixa resistência mecânica. Os tubos de alumínio são empregados para sistemas de aquecimento e de refrigeração, serviços criogênicos e serviços de não contaminação. 3. Chumbo São maciços, pesados, têm baixa resistência mecânica, mas apresentam excepcional resistência à corrosão, resistindo muito bem à atmosfera, ao solo, às águas, aos álcalis, aos halogênios, e a numerosos outros meios corrosivos. O chumbo é um dos raros materiais metálicos que pode trabalhar com ácido sulfúrico em qualquer concentração. São empregados principalmente para tubulações de esgoto. 4. Níquel e suas ligas: Os principais materiais dessa classe empregados na fabricação de tubos são: Níquel comercial, metal Monel (67% Ni, 30% Cu), Inconel (80% Ni, 13% Cr). Todos esses materiais apresentam simultaneamente excepcional resistência à corrosão, e boas qualidades mecânicas e de resistência às temperaturas, tanto elevadas como muito baixas. O mais usual desses materiais é o metal Monel, que é empregado para tubulações de água salgada, de ácido sulfúrico diluído, de ácido clorídrico diluído, de álcalis aquecidos. 5. Titânio, Zircônio e suas ligas: Esses metais têm propriedades extraordinárias tanto de resistência à corrosão, como resistência às temperaturas e qualidades mecânicas; além disso o peso específico é cerca da metade do peso específico dos aços. O comportamento em relação a numerosos meios fortemente corrosivos é melhor do que o dos aços inoxidáveis e das ligas de níquel.
  19. 19. 19 1.5 Definições 1.5.1 Tubulações São conjuntos de tubos e seus acessórios, aplicados para distribuição de vapor para força e/ou para aquecimento, distribuição de água potável ou de processos industriais, distribuição de óleos combustíveis ou lubrificantes, distribuição de ar comprimido, distribuição de gases e/ou líquidos industriais. O custo das tubulações pode representar 70% do custo dos equipamentos ou 25% do custo total da instalação. 1.5.2 Válvulas Válvulas são dispositivos destinados a bloquear, estabelecer, controlar e interromper o fluxo em uma tubulação. Podem controlar fluidos de todos os tipos, dependendo apenas no material de fabricação. São os acessórios mais importantes existentes nas tubulações e por isso deve-se tomar cuidado em sua especificação, escolha e localização. São peças caras, que podem introduzir perdas de carga de grande valor, pois há possibilidade de vazamento (em juntas, gaxetas, etc.), então em qualquer instalação deve existir sempre o menor número possível de válvulas. A escolha do tipo de válvula depende da natureza da operação a realizar, das propriedades físicas e químicas do fluido considerado, da pressão e da temperatura a que se achará submetido, e da forma de acionamento pretendida. Entre os tipos mais usuais, para o estabelecimento ou interrupção do fluxo tem- se as válvulas do tipo gaveta. Figura 11 – Representação esquemática da válvula do projeto (FONTE: O AUTOR).
  20. 20. 20 1.5.3 Bombas São dispositivos mecânicos construídos para dar energia mecânica ao fluido, com a finalidade de transportá-los de um ponto ao outro. Recebe energia de uma fonte motora qualquer e cede parte desta energia aos fluidos, transformando o trabalho em energia de pressão e/ou cinética. Especificamente, o objetivo final das bombas pode ser: Compensar as perdas do sistema de dutos para prover a vazão requisitada; Produzir jatos (energia cinética); Fazer o fluido atingir certa altura (energia potencial); Pressurizar o fluxo (energia de pressão). Entre as mais usuais, tem-se as bombas de deslocamento positivo ou volumétricas, que fornecem determinada quantidade de fluido a cada rotação ou ciclo. Dá-se o nome de volumétrica porque o fluído, de forma sucessiva, ocupa e desocupa espaços no interior da bomba, com volumes conhecidos, sendo que o movimento geral deste fluído dá-se na mesma direção das forças a ele transmitidas, por isso a chamamos de deslocamento positivo; Figura 12 – Bomba centrífuga do nosso projeto (FONTE: O AUTOR). 1.5.4 Purgadores de vapor São dispositivos automáticos que separam e eliminam o condensado formado nas tubulações de vapor e nos aparelhos de aquecimento, sem deixar escapar o vapor. Os bons purgadores, além de removerem o condensado, eliminam também o ar e outros gases incondensáveis (CO2, por exemplo) que possam estar presentes. São os dispositivos de separação mais importantes e de emprego mais comum em tubulações industriais.
  21. 21. 21 A remoção do condensado do ar e de outros gases existentes nas linhas de vapor deve ser feita para: Conservar a energia do vapor; Evitar vibrações e golpes de aríete nas tubulações, causados pelo condensado, quando empurrado pelo vapor em alta velocidade; Evitar a erosão rápida das palhetas das turbinas, que seria causada pelo impacto das gotas de condensado; Diminuir os efeitos da corrosão; Evitar a redução da seção transversal útil de escoamento do vapor devido à acumulação do condensado; Evitar o resfriamento do vapor em consequência da mistura com o ar e outros gases. Figura 13 – Purgador do nosso projeto (amarelo) na tubulação da entrada de vapor nos equipamentos (FONTE: O AUTOR).
  22. 22. 22 Figura 14 – Suportes e válvulas (FONTE: O AUTOR). 1.6 Nossas escolhas de material para a tubulação De acordo com a análise de todas as informações necessárias para a diferenciação de materiais e acessórios para as tubulações industriais, definimos: Tubulações internas aos equipamentos e transporte de matéria-prima e toda a tubulação que entrar em contato com o produto: será feita de aço inoxidável com 12% de cromo que facilita a soldagem de topo e aumenta a resistência e oxidação. Na solda da tubulação, será obrigatório o uso de suportes semimóveis (figura 14) na forma de anéis que irão circundar o tubo e serão fixados por cabos de aço, em vigas localizadas acima da linha de produção; Tubulação de vapor: será utilizado aço carbono que supre a necessidade de transporte de vapor aliado à redução de custos com a tubulação. O aço carbono terá uma proporção de 0,2% de carbono para essas tubulações para que a soldagem de topo seja mais eficaz e que essa tubulação seja mais resistente a trincas. Como mencionado, as emendas terão solda de topo para evitar vazamentos, risco que será minimizado com o suporte soldado no local; Acessórios: os flanges para a ligação de tubos a equipamentos serão do tipo pescoço integral, para maior segurança da tubulação aos impactos causados pela força de bombeamento. A face será com ressalto, que é a mais usada e econômica (UNIVEDA, 2012). As válvulas serão do tipo gaveta, devido somente a necessidade de interrupção ou estabelecimento da vazão na linha de processamento; Caldeira e torre de resfriamento: a caldeira será do tipo aquatubular de tubos curvos, que, além de possuir maior capacidade de produção de vapor bem como maior eficiência quanto ao fornecimento de combustível para a sua produção, não apresentam limite na produção de vapor, bem como menor tamanho e mesma eficiência das demais. Para a torre de resfriamento, optou-se por uma com tiragem de ar mecânica induzida, contra-corrente. As entradas e saídas de tubulações de vapor e da torre de resfriamento podem ser analisadas pela figura abaixo.
  23. 23. 23 1 2 3 4 6 5 7 1 – Caldeira 2 – Recepção do leite (tanque de resfriamento 3 – Área de produção 4 – Armazenamento de ingredientes 5 – Torre de resfriamento 6 – Higienização pessoal 7 – Armazenamento do produto acabado Figura 15 – Vista superior da planta completa (FONTE: O AUTOR).
  24. 24. 24 CONSIDERAÇÕES FINAIS Após toda a análise e dimensionamento da linha de produção de doce de leite, pudemos perceber um pouco mais a atuação de um Engenheiro de Alimentos no campo de projetos industriais. Assim, concluímos que o esse projeto foi a oportunidade de trabalharmos em equipe numa situação problema que nos levou a pensar como futuros Engenheiros, e por isso foi elaborado e finalizado com êxito.
  25. 25. 25 REFERÊNCIAS Central do Inox - Equipamentos industriais. Disponível em: <http://centraldoinox.com.br/produtos> Acesso em 17 nov. 2012. Grupo Peiralisi Equipamentos. Disponível em: <http://www.pieralisi.com /br/Viewdoc?co_id=470> Acesso em 17 nov. 2012. Homogeneizador de Leite. Disponível em: <http://portuguese.alibaba.com/product- gs/milk-homogenizer-321570085.html> Acesso em 20 nov. 2012. KLUG, T. B. Controle de Qualidade em doces. Relatório final de estágio, Universidade Federal de Pelotas: Pelotas, 2007. Líder Inox – Indústria e Comercio Ltda. Disponível em: <http://liderinox.blogspot.com.br/> Acesso em 20 nov. 2012. Máquinas Termohidráulicas de Fluxo. Disponível em: <http://alexbrasil.com. br/_upload/13cf22f6d1ef8ef3b4f7dfefdba4f548.pdf> Acesso em 20 nov. 2012. UNIVEDA Catálogos. Disponível em: <http://www.univeda.com.br/juntas.pdf> Acesso em 23 nov. 2012. ZATTONI, C. C. Materiais para tubulação. Faculdade de tecnologia de São Paulo: São Paulo, 2005. Disponível em <http://pt.scribd.com/doc/23192663/MATERIAIS- PARA-TUBULACAO>. Acesso em 20 de nov. 2012.

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