Dimensionamento de câmaras frias

1. BALANÇO DE MASSA
Recepção 400000 ovos/dia
Jornada 16 horas/dia
Peso ovo 55 g
Capacidade 1375 Kg/hora
Descascador (10% ovo é casca)
ms 1237.5
mcasca 137.5
Separador
movo 618.75
mgema 206.2294
mclara 412.5206
Pasteurizador (10% de cada linha é embalada pasteurizada)
movoF1 61.875 movosai 556.875
mgemaF1 20.62294 mgemasai 185.6064
mclaraF1 41.25206 mclarasai 371.2686
Concentrador
Ui Uf
Ovo 75% 52%
Gema 51% 20%
Clara 87% 67%
movoconc 290.0391 mágua 266.8359
mgemaconc 113.6839 mágua 71.92249
mclaraconc 146.2573 mágua 225.0113
Evaporador
Ui Uf
ovo 52% 6%
gema 20% 4%
clara 67% 8%
movoF2 148.1051 mágua 141.934
mgemaF2 94.73662 mágua 18.94732
mclaraF2 52.46186 mágua 93.79545
(50% é ovo inteiro, o restante é
dividido entre gema-33,33% do
ovo e clara- 66,66% do ovo)

Total que entra
1375
Total que sai
1375
1.1. FLUXOGRAMA DO BALANÇO DE MASSA:
2. DIMENSIONAMENTO DAS CÂMARAS FRIAS
A empresa irá dispor de duas câmaras frias, uma na recepção e outra
menor na expedição para o produto pasteurizado. Os dados e cálculos
referentes ao dimensionamento das câmaras frias são dado a seguir
Câmara grande
Dimensões internas:
Altura = 4 m
Largura = 12 m
Comprimento = 16,65 m

Totalizando um Volume interno de:
Vint=800m³
Dimensões externas:
Espessura do alumínio: 0.0008m
Condutividade térmica do alumínio: 180,3 kcal/h.m.º C
Espessura do poliuretano: 0.085m
Condutividade térmica do poliuretano: 0,2 kcal/h.m.º C
Altura = 4.1732 m
Largura = 12.1732 m
Comprimento = 16.8232m
Cálculo da carga térmica
1/U= (1/hext)+(1/hint)+ (Δx alum./ k alum ) + (Δx Pol/ k Pol)
T int 8ºC
T ext 32ºC
Hint 18 kcal/h.m.ºC
Hext 7 kcal/h.m.ºC

U=1.604051Kcal/(h.m.ºC)
Q=U.A.(T+ fc)*24 h
1)Parede, Teto e Piso
a)Parede L-O
Q= 2200.1683Kcal/dia
b)Parede O-L
Q= 2200.1683 Kcal/dia
c)Parede N
Q=2927.9882 Kcal/dia
d)Parede S
e)Teto
f)Piso Tbu=28,12ºC
Cor da
superfície
Orientação
Leste Oeste
Nort
e Teto
Escura 5 5 3 11
Média 4 4 3 9
Clara 3 3 2 5
2) Calor de infiltração
Q=
43665.40396
Kcal/dia
3)Calor de iluminação
Q= 572.76 Kcal/dia

4)Pessoas
Q= 360 Kcal/dia
5)Empilhadeira
Q= 9484.95 Kcal/dia
6)Produto
Qresfr=
804571.4286
Kcal/dia
Qresp=
80457.14286
Kcal/dia
7) Embalagem
Q=
80457.14286
Kcal/dia
8) Ventilação
Q=
104573.5689
Kcal/dia
9)Segurança
Q=
115030.9258
Kcal/dia
TOTAL
1265340.184
Kcal/dia
5314428.771J/h
Câmara pequena
Dimensões internas:
Altura = 4 m
Largura = 3,125 m
Comprimento = 4 m
Totalizando um Volume interno de:
Vint=50m³

Dimensões externas:
Espessura do alumínio: 0.0008m
Condutividade térmica do alumínio: 180,3 kcal/h.m.º C
Espessura do poliuretano: 0.085m
Condutividade térmica do poliuretano: 0,2 kcal/h.m.º C
Altura = 4.1732 m
Largura = 3.2982m
Comprimento = 4.1732m
Cálculo da carga térmica
1/U= (1/hext)+(1/hint)+ (Δx alum./ k alum ) + (Δx Pol/ k Pol)
T int 4ºC
T ext 32ºC
Hint 18 kcal/h.m.ºC
Hext 7 kcal/h.m.ºC
U=1.604051Kcal/(h.m.ºC)
Q=U.A.(T+ fc)*24 h
1)Paredes, teto e piso
Cor da superfície
Orientação
Leste Oeste Norte Teto
Escura 5 5 3 11
Média 4 4 3 9
Clara 3 3 2 5

a)Parede L-O
Q=
684.4252978
Kcal/dia
b)Parede O-L
Q=
684.4252978
Kcal/dia
c)Parede N
Q=
838.0652358
Kcal/dia
d)Parede S
Q=
782.1942201
Kcal/dia
e)Teto
Q=
728.5817687
Kcal/dia
f)Piso Tbu=28,12
Q=
532.5270382
Kcal/dia
2) Calor de infiltração
Q=
13460.80792
Kcal/dia
3)Calor de iluminação
Q=
35.83333333
Kcal/dia
4)Pessoas
Q= 210 Kcal/dia
5)Empilhadeira
Q= 9484.95 Kcal/dia
6)Produto
Qresfr=
295665.664
Kcal/dia
Qresp=
29566.5664
Kcal/dia
7) Embalagem
Q=
29566.5664
Kcal/dia
8) Ventilação
Q=
38224.06069
Kcal/dia

9)Segurança
Q=
42046.46676
Kcal/dia
TOTAL
462511.1344
Kcal/dia
1942546.764J/h
3. BALANÇO DE ENERGIA NO PASTEURIZADOR
O balanço de energia será divido em três etapas:
Aquecimento da matéria prima
Tubo de retenção
Resfriamento da matéria prima
Para o cálculo do Balanço de Energia serão feitas as seguintes
considerações:
1) Perda de calor para a vizinhança desprezível;
2) Mudanças nas energias cinética e potencial desprezíveis;
3) Propriedades constantes;
4) Resistência térmica na parede do tubo e fatores de
deposição desprezíveis;
5) Condições de escoamento plenamente desenvolvidas na
água e na matéria prima (U independe de x).
3.1. AQUECIMENTO DA MATÉRIA PRIMA
3.1.1. OVO INTEGRAL
Do balanço de massa o fluxo de ovo integral que entra no pasteurizador
é de 618,75 kg/h (0,17 kg/s) e será representado por . O ovo integral entra
no pasteurizador a temperatura de 4°C e sai a 61°C, e essas temperaturas
serão representadas respectivamente por e . O fluido de aquecimento é
vapor d’água que entra em contracorrente no pasteurizador a temperatura de
120°C e sai a 100°C, e essas temperaturas serão representadas

respectivamente por e . O diâmetro interno do tubo ( ) será de 30 mm
e o diâmetro externo ( ) será de 50 mm.
Esta etapa pode ser melhor visualizada na figura 1.
Figura 1.Diagrama de aquecimento do ovo integral no pasteurizador bitubular
concêntrico.
Análise: A taxa de transferência de calor requerida pode ser obtida em
um balanço de energia global no fluido quente:
Onde deve ser calculado a que é dada por
= 110°C
Então, é 2070,8 J/kgK .
um balanço de energia global no fluido frio:

= 32,5°C
Então, é 3238 J/kgK .
A partir desses dados obtém-se que é 31376,22 W.
Fazendo um balanço de energia global no sistema têm-se que:
Logo, = 0,76 kg/s.
O comprimento total do trocador de calor pode ser calculado pela
seguinte equação:
onde, é calculada com a equação abaixo:
= 76°C
e a área de troca térmica é dada por:
O coeficiente de transferência Global é dado por:
e e são os coeficientes de troca de calor interno e externo,
respectivamente.
Cálculo do :
, onde é calculado a .
= 0,009 Pa.s
Logo,
= 801,7
Como o valor de Reynolds é menor que 2300 o escoamento do ovo
integral é laminar. E através dessa análise utiliza-se a seguinte correlação para
o cálculo de .
, onde é o valor de Nusselt e é a condutividade
térmica.

deve ser calculado a .
= 486 W/mK
logo,
= 70652 W/m²K
Cálculo do :
= 12,41x10-6
Logo,
= 3898719
Como o valor de Reynolds é maior que 2300 o escoamento do vapor
d’água é turbulento. E através dessa análise utiliza-se a seguinte correlação de
Dittus-Boelter para o cálculo de :
onde n = 0,4 se aquecimento e n = 0,3 se resfriamento, como o vapor d’água
resfria, utiliza-se n = 0,3.
deve ser calculado a ;
= 1,002
Logo,
= 5085,6 e , onde deve ser calculado a ;
= 25,6x10-3
W/mK
Então,
= 6509,6 W/m²K
Portanto = 5960,3 W/m²Ke = 0,74 m.
3.1.2. GEMA
Do balanço de massa o fluxo de gema que entra no pasteurizador é de
206,23 kg/h (0,057 kg/s) e será representado por . A gema entra no
pasteurizador a temperatura de 4°C e sai a 61°C, e essas temperaturas serão
representadas respectivamente por e . O fluido de aquecimento é vapor
d’água que entra em contracorrente no pasteurizador a temperatura de 120°C e
sai a 100°C, e essas temperaturas serão representadas respectivamente por

e . O diâmetro interno do tubo ( ) será de 30 mm e o diâmetro externo
( ) será de 50 mm.
um balanço de energia global no fluido quente:
= 110°C
Análise: A taxa de transferência de calor requerida pode ser obtida em um
balanço de energia global no fluido frio:
= 32,5°C
Fazendo um balanço de energia global no sistema tem-se que:
Logo, = 0,21 kg/s.
seguinte equação:
= 76°C

respectivamente.
Cálculo do :
= 0,2 Pa.s
Logo,
= 12,09
Como o valor de Reynolds é menor que 2300 o escoamento da ge,a é
laminar. E através dessa análise utiliza-se a seguinte correlação para o cálculo
de .
térmica.
= 390,8 W/mK
logo,
= 56796,3 W/m²K
Cálculo do :
= 12,41x10-6
Logo,
= 10772776,6
Como o valor de Reynolds é maior que 2300 o escoamento do vapor d’água é
turbulento. E através dessa análise utiliza-se a seguinte correlação de Dittus-
Boelter para o cálculo de :

= 1,002
Logo,
= 25,6x10-3
W/mK
Então,
= 1972,7 W/m²K
Portanto = 1906,5 W/m²Ke = 0,65 m.
3.1.3. CLARA
Do balanço de massa o fluxo de clara que entra no pasteurizador é de
412,46 kg/h (0,12 kg/s) e será representado por . A clara entra no
pasteurizador a temperatura de 4°C e sai a 58°C, e essas temperaturas serão
representadas respectivamente por e . O fluido de aquecimento é vapor
d’água que entra em contracorrente no pasteurizador a temperatura de 120°C e
sai a 100°C, e essas temperaturas serão representadas respectivamente por
e . O diâmetro interno do tubo ( ) será de 30 mm e o diâmetro externo
( ) será de 50 mm.
balanço de energia global no fluido quente:
= 110°C

= 31°C
Logo, = 0,6 kg/s.
seguinte equação:
= 77,8°C
respectivamente.
Cálculo do :
= 0,006 Pa.s
Logo,
= 848,8
Como o valor de Reynolds é menor que 2300 o escoamento da clara é
de .
térmica.

= 551 W/mK
logo,
= 80078,7 W/m²K
Cálculo do :
= 12,41x10-6
Logo,
= 3077936
Como o valor de Reynolds é maior que 2300 o escoamento do vapor d’água é
= 1,002
Logo,
= 25,6x10-3
W/mK
Então,
= 4568,8 W/m²K
Portanto = 4322,2 W/m²Ke = 0,73 m.
3.2. TUBO DE RETENÇÃO
3.2.1. OVO INTEGRAL
Do balanço de massa o fluxo de ovo integral que entra no tubo de
retenção é de 618,75 kg/h (0,17 kg/s) e será representado por . O
ovointegral entra no tubo a uma temperatura de 61°C permanecendo nessa
temperatura por 3,5 minutos até sair, pois se trata de um tubo isotérmico,

revestido com material isotérmico que garante a não troca de temperatura com
o ambiente. As temperaturas de entrada e saída serão representadas por e
. O diâmetro interno do tubo ( ) será de 30 mm e o diâmetro externo ( )
será de 50 mm.
Figura 1. Diagrama do ovo integral no tubo de retenção.
Análise:Para cálculo da velocidade média utilizamos a equação abaixo:
Onde a área transversal é calculada por .
Então,
Sabe-se que a massa específica do ovo integral a esta temperatura de 61°C é
,
Logo, .
O número de Reynolds é calculado por
Onde a viscosidade é dada a temperatura de 61°C,
Logo,
Como o valor de Reynolds é menor que 2300 o escoamento do ovo integral é
laminar.
Sabe-se que para fluido newtoniano e escoamento laminar existe a relação
entre velocidade média e máxima

Logo,
Para calcularmos o comprimento do tubo de retenção utilizamos a fórmula
Onde é o tempo de residência no tubo, dado por 3,5 minutos (210 segundos).
Com isso temos .
3.2.2. GEMA
Do balanço de massa o fluxo de gema que entra no pasteurizador é de
206,23 kg/h (0,057 kg/s) e será representado por . A gema entra no tubode
retenção a uma temperatura de 61°C permanecendo nessa temperatura por
3,5 minutos até sair, pois se trata de um tubo isotérmico, revestido com
material isotérmico que garante a não troca de temperatura com o ambiente.
As temperaturas de entrada e saída serão representadas por e . O
diâmetro interno do tubo ( ) será de 30 mm e o diâmetro externo ( ) será de
50 mm.
Para cálculo da velocidade media utilizamos a equação abaixo:
Onde a área transversal é calculada por
Então
Sabe-se que a massa específica da gemaa 61°C é
Logo, .
O número de Reynolds para fluido pseudoplástico é calculado por
Onde a viscosidade aparente na gema é dada por µ e tem um valor de
0,141 Pa.sn
, e n =0,903
Logo,
Como o valor de Reynolds é menor que 2300 o escoamento da gema é
laminar.

Sabe-se que para fluido pseudoplástico e escoamento laminar existe a
relação entre velocidade média e máxima
Logo,
Para calcularmos o comprimento do tubo de retenção utilizamos a
fórmula
Onde
Temos que .
3.2.3. CLARA
Do balanço de massa o fluxo de clara que entra no tubo de retenção é
de 412,46 kg/h (0,12 kg/s) e será representado por . A clara entra no tubo a
uma temperatura de 58°C permanecendo nessa temperatura por 3,5 minutos
até sair, pois se trata de um tubo isotérmico, revestido com material isotérmico
que garante que não ocorra troca de temperatura com o ambiente. As
temperaturas de entrada e saída serão representadas por e . O
diâmetro interno do tubo ( ) será de 30 mm e o diâmetro externo ( ) será de
50 mm.
Análise:Para cálculo da velocidade media utilizamos a equação abaixo:
Onde a área transversal é calculada por
Então, .
Sabe-se que a massa específica da clara a 58°Cé
Logo, .
O número de Reynolds é calculado por
Onde a viscosidade é dada a temperatura de 58°C, µ =0,004 Pa.s
Logo,
Como o valor de Reynolds é menor que 2300 o escoamento da clara é laminar.

Sabe-se que para fluido newtoniano e escoamento laminar existe a relação
entre velocidade média e máxima
Logo,
Para calcularmos o comprimento do tubo de retenção utilizamos a fórmula
Onde,
Temos que .
3.3. RESFRIAMENTO DA MATÉRIA PRIMA
3.3.1. OVO INTEGRAL
Do balanço de massa o fluxo de ovo integral que entra no pasteurizador é de
618,75 kg/h (0,17 kg/s) e será representado por . O ovo integral entra no
resfriamento a temperatura de 61°C e sai a 14°C, e essas temperaturas serão
representadas respectivamente por e . O fluido de resfriamento é água
que entra em contracorrente a = 0,76 kg/s no pasteurizador a
temperatura de 5°C e sai a x°C, e essas temperaturas serão representadas
respectivamente por e . O diâmetro interno do tubo ( ) será de 30 mm
e o diâmetro externo ( ) será de 50 mm.
Figura 1. Diagrama de resfriamento do ovo integral no pasteurizador bitubular
concêntrico.

um balanço de energia global no fluido frio:
Observação: este é um processo iterativo, pois não se sabe a temperatura de
saída da água, logo o primeiro chute é de 14°C.
= 9,5°C
= 37,5°C

Logo,
= 13,2°C o que mostra que o chute da temperatura de saída da água para o
cálculo das propriedades foi bom.
seguinte equação:
= 23,2°C
respectivamente.
Cálculo do :
= 0,009 Pa.s
Logo,
= 801,7
Como o valor de Reynolds é menor que 2300 o escoamento do ovo
integral é laminar. E através dessa análise utiliza-se a seguinte correlação para
o cálculo de .
térmica.
= 486 W/mK

logo,
= 70632 W/m²K
Cálculo do :
= 1323,5x10-6
Logo,
= 36556,9
Como o valor de Reynolds é maior que 2300 o escoamento da água é
onde n = 0,4 se aquecimento e n = 0,3 se resfriamento, como a água aquece,
utiliza-se n = 0,4.
= 9,54
Logo,
= 586x10-3
W/mK
Então,
= 7424,6 W/m²K
Portanto = 6718,4 W/m²Ke = 1,77 m.
3.3.2. GEMA
Do balanço de massa o fluxo de clara que entra no pasteurizador é de 206,23
kg/h (0,057 kg/s)e será representado por . A gema entra no resfriamento a
temperatura de 61°C e sai a 14°C, e essas temperaturas serão representadas
respectivamente por e . O fluido de resfriamento é água que entra em
contracorrente a = 0,76 kg/s no pasteurizador a temperatura de 5°C e sai
a x°C, e essas temperaturas serão representadas respectivamente por e
será de 50 mm.

= 6,5°C
= 37,5°C
Logo,
= 8°C o que mostra que o chute da temperatura de saída da água para o
seguinte equação:
= 24,8°C

respectivamente.
Cálculo do :
Como a gema é um fluido pseudoplástico o Reynolds é dado pela seguinte
fórmula:
, onde e são calculados a .
= 70,37 Pa.s0,354
e = 1126,74 kg/m³
Sabe-se que , onde é a área transversal do tubo. Então
é 0,072 m/s
Logo,
= 0,16
Como o valor de Reynolds é menor que 2300 o escoamento da gema é
de .
térmica.
= 389,125 W/mK
logo,
= 56116,8 W/m²K
Cálculo do :
= 1445x10-6
Logo,
= 33483,1

utiliza-se n = 0,4.
= 10,5
Logo,
= 581,2x10-3
W/mK
Então,
= 7134,23 W/m²K
Portanto = 6329,5 W/m²Ke = 0,65 m.
3.3.3. CLARA
Do balanço de massa o fluxo de clara que entra no pasteurizador é de 412,46
kg/h (0,12 kg/s)e será representado por . A clara entra no resfriamento a
temperatura de 58°C e sai a 14°C, e essas temperaturas serão representadas
respectivamente por e . O fluido de resfriamento é água que entra em
contracorrente a = 0,76 kg/s no pasteurizador a temperatura de 5°C e sai
a x°C, e essas temperaturas serão representadas respectivamente por e
será de 50 mm.

= 8°C
= 36°C
Logo,
= 10,9°C o que mostra que o chute da temperatura de saída da água para o
seguinte equação:
= 23°C

respectivamente.
Cálculo do :
= 0,006 Pa.s
Logo,
= 848,8
Como o valor de Reynolds é menor que 2300 o escoamento da clara é
de .
térmica.
= 548,5 W/mK
logo,
= 79715,3 W/m²K
Cálculo do :
= 1382,6x10-6
Logo,
= 34994,3
utiliza-se n = 0,4.
= 10,24
Logo,

= 583,6x10-3
W/mK
Então,
= 7347,35 W/m²K
Portanto = 6727,3 W/m²Ke = 1,3 m.
3.4. DIMENSIONAMENTO DO PASTEURIZADOR
A indústria utilizará 3 pasteurizadores, um para cada tipo de produto,
sendo um para ovo integral, outro para clara e outro para a gema. Como a
demanda da empresa é maior em relação ao ovo integral necessita-se de um
pasteurizador com maior capacidade.
3.4.1. OVO INTEGRAL
O comprimento total de tubulação necessária para pasteurizar este
produto, é a soma dos comprimentos das etapas de aquecimento, retenção e
resfriamento. Isso totaliza um comprimento de 98,51m. Como o comprimento
máximo dado ao pasteurizador é de 6m, a quantidade de tubos necessária é de
17 tubos.
Como o fluxo de ovo integral é de 618,75 kg/h optou-se por um
pasteurizador com capacidade de 1000 kg/h, caso a empresa opte por
aumentar sua produção.
3.4.2. GEMA
8 tubos.
Como o fluxo de gema é de 206,23 kg/h optou-se por um pasteurizador
com capacidade de 500 kg/h, caso a empresa opte por aumentar sua
produção.
3.4.3. CLARA

12 tubos.
Como o fluxo de clara é de 412,46 kg/h optou-se por um pasteurizador
com capacidade de 500 kg/h, caso a empresa opte por aumentar sua
produção.
4. CALDEIRA
O calor necessário para o aquecimento da matéria prima mais os ciclos
de CIP somam 197m³ de vapor diários. Considerando a caldeira operando a 2
bar, tem-se que a massa específica de vapor a essa pressão é de 1,1 kg/m³.
Isso mostra que a indústria necessitará de 2167 kg/dia de vapor. Através da
tabela de vapor saturado d’água tem-se que para a pressão absoluta de 2 bar o
calor total gerado para quilograma de vapor é de 645,8 Kcal. Será utilizado
bagaço de cana de açúcar como combustível da caldeira que apresenta a
capacidade calorífica de 2000 kcal/kg a 20% de umidade. Logo serão utilizados
0,7 ton/dia de bagaço de cana para gerar o calor necessário.
Visando a economia de água e energia, a água condensada após a
troca de calor vai retornar para a caldeira. Após a troca de calor a água
condensada é dirigida a um reservatório e, por bombeamento, retorna para a
caldeira, porém ainda é necessária uma reposição de água para recompensar
as perdas e vazamentos inerentes ao sistema.
A pressão de saída da caldeira será de 2 bar, consequentemente, a
temperatura de 120°C será ramificada em duas tubulações: uma para
abastecer o pasteurizador (120°C) e outra que irá receber uma válvula de
aumento de pressão, que aumentara a pressão a xx, que acarretara em um
aumento de temperatura e passará para yy°C, que será destinado para o spray
dryer.
Então, será utilizada a caldeira VMICR da empresa Steammaster® para
geração de vapor desenvolvida para queima de biomassa com a melhor
tecnologia disponível. Queima combustíveis de alta umidade sem a
necessidade de qualquer refratário na fornalha. Além disso, é muito versátil, já
que permite diversos arranjos de grelhas, pré-aquecedor de ar, economizador e

super aquecedor. Tem como características as pressões de operação até 32
Bar e temperatura de 350ºC, com produção de vapor entre 4 a 40 ton de
vapor/hora. Conforme a figura 4.
Figura 4. Caleira de geração de vapor
VIABILIDADE ECONÔMICA DO PROJETO
CUSTOS FIXOS E VARIÁVEIS
CUSTO VARIÁVEL
Quantidade/dia Custo unidade Custo diário Custo mensal
Matéria Prima
Ovo 400000 R$ 0,18 R$ 73.320,00 R$ 1.466.400,00
Embalagem
Tetra pak 4640 R$ 0,20 R$ 928,00 R$ 18.560,00
Plástico 240 R$ 0,10 R$ 24,00 R$ 480,00
Papelão 48,8 R$ 0,20 R$ 9,76 R$ 195,20
Consumo de água (m³) R$ 2,73 Mês Custo mensal
Vapor (m³) 69,856 1397,12 R$ 3.814,14
Água de limpeza (m³) 57,64 1152,8 R$ 3.147,14
Custo energético/ton R$ 150,00 Custo mensal
Bagaço de cana (ton) 14 R$ 2.100,00
CUSTO FIXO
Funcionários Custo mensal
500 R$ 678,00 R$ 339.000,00
Promoções e 13º R$ 33.900,00
INVESTIMENTO INICIAL

Equipamentos Quantidade Custo final
Câmara fria pequena 1 R$ 23.650,00
Câmara fria grande 1 R$ 60.000,00
Ultafiltrador 2L/min 1 R$ 20.000,00
Envasadora tetra pak TBA8 6000L/h 1 R$ 250.000,00
Empacotadora automática INDUMAX 20pcts/min MF 15000 1 R$ 45.000,00
Spray Drying Meckey gpl200 3 R$ 379.680,00
Esteira 1 R$ 62.500,00
Quebradora e Separadora Silplex 5S100 1 R$ 15.000,00
Caldeira a vapor Hbremer 1 R$ 250.000,00
Pasteurizador ovo integral 1 R$ 75.000,00
Pasteurizador gema,clara 2 R$ 75.000,00
Bombas e acessórios - R$ 753.498,00
Estrutura Física - R$ 4.018.656,00
TOTAL R$ 6.027.984,00
FLUXO DE CAIXA
CUSTO VARIÁVEL
Entrada Preço kg/mês Total
Venda ovo em pó R$ 17,80 47393 R$ 843.595,40
Venda gema em pó R$ 16,80 30315 R$ 509.292,00
Venda clara em pó R$ 33,70 16787 R$ 565.721,90
Venda ovo líquido R$ 8,00 19800 R$ 158.400,00
Venda gema líquida R$ 8,00 6600 R$ 52.800,00
Venda clara líquida R$ 10,00 13200 R$ 132.000,00
Entrada Mensal R$ 2.261.809,30
Saída Mensal R$ 2.139.013,60
Lucro mensal R$ 122.795,70
Investimento/Lucro 49,09
Ano 1
saldo inicial -R$ 6.027.984,00
Receita R$ 27.141.711,60
Saída -R$ 25.668.163,17
Fluxo total -R$ 4.554.435,57
Ano 2
Receita R$ 27.141.711,60
Saída -R$ 25.668.163,17
Fluxo total -R$ 3.080.887,14

Ano 3
Receita R$ 27.141.711,60
Saída -R$ 25.668.163,17
Fluxo total -R$ 1.607.338,71
Ano 4
Receita R$ 27.141.711,60
Saída -R$ 25.668.163,17
Fluxo total -R$ 133.790,28
Ano 5
saldo inicial -R$ 133.790,28
Receita R$ 27.141.711,60
Saída -R$ 25.668.163,17
Fluxo total R$ 1.339.758,14
Pelo gráfico de TRC e pelas tabelas observa-se que o primeiro saldo
positivo da empresa se dá entre os anos 4 e 5.
VPL (Valor Presente Líquido)
y = 2E+07x - 8E+07
R² = 1
-R$ 70,000,000.00
-R$ 60,000,000.00
-R$ 50,000,000.00
-R$ 40,000,000.00
-R$ 30,000,000.00
-R$ 20,000,000.00
-R$ 10,000,000.00
R$ 0.00
R$ 10,000,000.00
R$ 20,000,000.00
ANO 1 ANO 2 ANO 3 ANO 4 ANO 5
TRC

Este indicador de viabilidade calcula o valor líquido presente ao final da
vida útil do produto. Para este cálculo é necessário sabermos o valor do
investimento e o fluxo de caixa até o ano 10.
Conforme a equação do VPL :
Ano VPL (R$)
1 -54545454,55
2 -33057851,24
3 -15026296,02
4 0
5 12418426,46
6 22578957,2
7 30789487,09
8 37320590,42
9 42409761,84
10 46265194,73
VPL total (R$) 89152815,94
Considerando o custo de capital de 10% ao ano (i);
Esse valor de VPL foi obtido considerando até o ano 10;
Sendo VPL>0 , o projeto é considerado viável.
TIR (Taxa Interna de Retorno)
A TIR é um indicador que permite analisarmos o retorno do projeto em
função do custo do capital. Para o cálculo da VPL utilizamos um custo do
capital de 10%, entretanto para que o projeto seja viável, a TIR deve ser maior
que esta taxa do custo do capital, pois somente é obtida quando o seu valor
anula a VPL. Conforme a equação a baixo, igualando VPL a zero, obtemos
que:
0

Investimento Inicial -R$ 6.027.984,00 TIR
Receita Líquida
R$ 1.473.548,43 -76%
R$ 1.473.548,43 -37%
R$ 1.473.548,43 -14%
R$ 1.473.548,43 -1%
R$ 1.473.548,43 7%
R$ 1.473.548,43 12%
R$ 1.473.548,43 16%
R$ 1.473.548,43 18%
R$ 1.473.548,43 20%
R$ 1.473.548,43 21%
A TIR é igual a 21%. Sendo superior o custo do capital do VPL.
Negócio é lucrativo, pois a riqueza gerada pelo investimento cobre o custo
do capital de 0,10.
TIR > 10%
IL (Indice de Lucratividade)
É também conhecido como a relação custo-benefício, quando seu valor
é maior que 1 o IL indica o retorno para cada unidade monetária investida, em
valor presente, em toda a vida útil do projeto.
IL= R$ 15,79
Isto indica que para cada R$ 1,00 investido, há um retorno de 14,79
reais.
Conclusão IL: Como o resultado dos indicadores VPL e TIR terem dado
Positivo, o projeto é viável, a IL, confirma estes resultados.
O projeto pode ser aceito.

SPRAY DRYER
OVO INTEIRO
Dados iniciais
Produto: Ovo desidratado
Aspersão: atomizador rotatório
Umidade inicial: 52 % em massa
Umidade final: 6 % em massa
Vazão de produto: 556,875 kg/h
Temperatura de entrada do ar: 160 ºC
Temperatura da alimentação: 61 ºC
Temperatura do ar ambiente: 24 ºC
Dados da literatura
Calor específico da água: 4,19 kJ/kg.K

Calor específico do vapor de água: 1,886 kJ/kg.K
Calor latente de vaporização da água à 0 ºC: 2504 kJ/kg.K
Relação para a massa específica do vapor à 105
Pa: 220/(T + 273) kg/m3
Calor específico do ar: 1,05 kJ/kg.K
Calor específico do composto orgânico: 3,23 kJ/kg.K
O calor de cristalização é desprezível.
Solução
Balanço de massa (kg/h)
Tar,s = 88,39×log10 Tar,e −112,35
Tar,s = 88,39×log10 61 −112,35
Tar,s = 82,5°C
556,875 * 0,52 = 289,57 kg/h de água
556,875 – 289,57 = 267,305 kg/h de sólido
MP: MASSA DO PRODUTO SECO
WP1: UMIDADE DE ENTRADA DO PRODUTO
WP2: UMIDADE DE SAÍDA DO PRODUTO
GA: FLUXO DE AR QUENTE
HA1: UMIDADE DE ENTRADA DO AR
HA2: UMIDADE DE SAÍDA DO AR
MP * (WP1 – WP2) = GA * (HA2 - HA1)
267,305 * (0,52 – 0,06) = GA * (0,7 - 0,01)
GA = 178, 203 kg/h fluxo de ar

ENTRADA SAIDA
ÁGUA 289,57 17,06
SÓLIDOS 267,305 267,305
TOTAL 556,875 284,365
mevap= 272,51 kg/h
Q1 = 272,51 * (2504 + 1,886 * 82,5 – 4,19 * 61) = 655 099,98 kJ/h
Q2 = 267,305 * 3,23 * (82,47 – 61) 18 537,09 kJ/h
Q3 = 17,06 * 4,19 * ( 82,47 – 61) = 1 534,70 kJ/h
QT1 = 675 171,77 kJ/h
QT2 = 3,23 * ((160 – 24)/(160 – 82,47)) * 675 171,77 = 3 825 479,88 kJ/h
Consumo de energia: 3 825 479,88/272,51 = 14 037,94 kJ/kgH2O
Utilizando velocidade do ar igual 0,15m/s
¨mar: 3 825 479,88 / 3,23 * (160-24) = 8708,52 kg/h
Vazão em volume a 82,5°
¨var: ¨mar/ ƿ agua = 272,51/0,603 = 451,92 m³/h
Vtotal= 9402,10 m³/h = Vs * Ac
1h/3600s * 9402,10 m³/h = 0,15 m/s * (π * D² / 4)
D = 2,08m
Xi = umidade inicial do produto
Xf = umidade final do produto
R = Raio da partícula = 150μm
λv = calor latente de vaporização na T de bulbo umido (Tbu) 41° = 2406,73
kf = coeficiente = 0,0273

ƿ l = densidade liquida
ΔTml = ((Talimentação – Tbu) – ((Tar,s – Tprod,s) / (ln((Taliment. – Tbu) / (Tar,s –
Tprod,s)))
t = (Xi-Xf) * r² * λv * ƿ l / 3 * kf * (1+Xi) * ΔTml
t = (1,08 – 0,06) * (150*10⁻⁶)² * 2406,73*10³*1065,9 /
3 * 0,0273 * (1+1,08) * ((160-41) – (82,5–41)/ ln (160-41)/ (80-41))
t= 4,97 ~ 5 segundos
Assim, os atomizadores terão o mesmo tamanho (diâmetro = 2m e altura=4m), sendo o
tempo recalculado para cada produto.
Produto: Clara de ovo desidratado
Dados da literatura
Calor específico da água: (Cpw) 4,19 kJ/kg.K
Calor específico do vapor de água: (Ce) 1,886 kJ/kg.K
Calor latente de vaporização da água à 0 ºC: (Cl) 2504 kJ/kg.K
Calor específico do ar: 1,05 kJ/kg.K
Calor específico da clara: (cp prod) 3,59 kJ/kg.K

Solução
Tar,s = 88,39×log10 Tar,e −112,35
Tar,s = 88,39×log10 61 −112,35
Tar,s = 82,5°C
177,5 kg/h de água
146,26 kg/h de sólido
MP: MASSA DO PRODUTO SECO
WP1: UMIDADE DE ENTRADA DO PRODUTO
WP2: UMIDADE DE SAÍDA DO PRODUTO
GA: FLUXO DE AR QUENTE
HA1: UMIDADE DE ENTRADA DO AR
HA2: UMIDADE DE SAÍDA DO AR
MP * (WP1 – WP2) = GA * (HA2 - HA1)
146,26 * (0,67 – 0,08) = GA * (0,7 - 0,01)
GA = 125,06 kg/h fluxo de ar
ENTRADA SAIDA
ÁGUA 177,5 11,77
SÓLIDOS (mss) 146,26 146,26
TOTAL 323,76 158,04
mevap= 165,73 kg/h
Q1 = mevap * (Cl + Ce * Tar,e – Cpw * Tprod,e)

Q1 = 165,73 * (2504 + 1,886 * 82,5 – 4,19 * 61) = 398415,75 kJ/h
Q2 = mss * cp prod * (Tar,e – Tprod,e)
Q2 = 146,26 * 3,59 * (82,47 – 61)= 8553,28 kJ/h
Q3 = 11,77 * 4,19 * ( 82,47 – 61) = 1060,3 kJ/h
QT1 = Q1+Q2+Q3 = 408 029,33 kJ/h
QT2 = Cp prod * ((Tar,e –Tar,amb)/(Tar,e – Tar,s)) * QT1
QT2 = 3,59 * ((160 – 24)/(160 – 82,47)) * 408 029,33 = 256537,47 kJ/h
Consumo de energia: 256537,47 / 165,73 = 1547,92 kJ/kgH2O
¨mar = QT2/( Cp gema * ( Tar, e – Tamb)
¨mar = 256537,47 / 3,59 * (160-24) = 525,43 kg/h
¨var = ¨mar/ ƿ agua = 525,43/0,603 = 8340,21 m³/h
Vtotal=¨var + ¨mar = 8865,64 m³/h
Tprod,s)))

(2,03 – 0,06) * (150*10⁻⁶)² * 2406,73*10³*1065,9 /
3 * 0,0273 * (1+2,03) * ((160-41) – (82,5–41)/ ln (160-41)/ (80-41))
t= 113,71/17,33
t = 6,56 ~ 7 segundos
Produto: Gema de ovo desidratado
Dados da literatura
Calor específico da água: 4,19 kJ/kg.K
Calor específico do vapor de água: 1,886 kJ/kg.K
Calor latente de vaporização da água à 0 ºC: 2504 kJ/kg.K
Relação para a massa específica do vapor à 105
Calor específico da gema: 2,72 kJ/kg.K
Solução
Tar,s = 88,39×log10 Tar,e −112,35
Tar,s = 88,39×log10 61 −112,35
Tar,s = 82,5°C

23,68 kg/h de água
113,68 kg/h de sólido
MP * (WP1 – WP2) = GA * (HA2 - HA1)
113,68 * (0,20 – 0,04) = GA * (0,7 - 0,01)
GA = 26,36 kg/h fluxo de ar
ENTRADA SAIDA
ÁGUA 23,68 4,84
SÓLIDOS 113,68 113,68
TOTAL 137,36 118,52
mevap= 18,84 kg/h
Q1 = 18,84 * (2504 + 1,886 * 82,5 – 4,19 * 61) = 45 291,45 kJ/h
Q2 = 113,68 * 2,72 * (82,47 – 61)= 172,08 kJ/h
Q3 = 4,84 * 4,19 * ( 82,47 – 61) = 435,4 kJ/h
QT1 = 45898,93 kJ/h
QT2 = 2,27 * ((160 – 24)/(160 – 82,47)) * 45898,93 = 218998,22 kJ/h
Consumo de energia: 218998,22 /18,84 = 11624,11 kJ/kgH2O
¨mar: 218998,22 / 2,72 * (160-24) = 595,01 kg/h
¨var: ¨mar/ ƿ agua = 18,84/0,603 = 31,24 m³/h
Vtotal= 626,25 m³/h

Tprod,s)))
t = (0,25 – 0,06) * (150*10⁻⁶)² * 2406,73*10³*1065,9 /
3 * 0,0273 * (1+0,25) * ((160-41) – (82,5–41)/ ln (160-41)/ (80-41))
t= 10,96/7,15
t = 1,53 ~ 2 segundo

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