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Guias e Dicas
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Bagaço da Cana de Açúcar na Geração de Energi: importância, Teses (TCC) de Engenharia Elétrica

A origem da cana-de-açúcar, Históricos da cogeração no Brasil; entre outros.

Tipologia: Teses (TCC)

2015

Compartilhado em 07/12/2015

Neilson89
Neilson89 🇧🇷

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George Guida de Souza
A importância do Bagaço da Cana de Açúcar para a Geração de
Energia da Unidade de Pedro Afonso Açúcar e Bioenergia.
Pedro Afonso TO
2015
Faculdade Rio Sono
Credenciada pelo Decreto Governamental nº 2.365 de 04/03/2005
Rua 04, nº 350 - Centro - CEP 77710-000 - Pedro Afonso TO.
Tel.: (63) 2112 0110 / (63) 3466 2432 / (63) 8447 2002
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Baixe Bagaço da Cana de Açúcar na Geração de Energi: importância e outras Teses (TCC) em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity!

George Guida de Souza

A importância do Bagaço da Cana de Açúcar para a Geração de

Energia da Unidade de Pedro Afonso Açúcar e Bioenergia.

Pedro Afonso – TO 2015

Faculdade Rio Sono

Credenciada pelo Decreto Governamental nº 2.365 de 04/03/ Rua 04, nº 350 - Centro - CEP 77710- 000 - Pedro Afonso – TO. Tel.: (63) 2112 0110 / (63) 3466 2432 / (63) 8447 2002

George Guida de Souza

A importância do Bagaço da Cana de Açúcar para a Geração de

Energia da Unidade de Pedro Afonso Açúcar e Bioenergia.

Trabalho de conclusão de curso apresentado à Banca Examinadora da Faculdade Rio Sono – RISO, como requisito parcial para a obtenção de grau de Bacharel em Tecnologia em Agroindústria, sob a orientação da Professora Adm. Esp. Laenna Silva Noia Ribeiro.

Pedro Afonso – TO 2015

Faculdade Rio Sono

Credenciada pelo Decreto Governamental nº 2.365 de 04/03/ Rua 04, nº 350 - Centro - CEP 77710- 000 - Pedro Afonso – TO. Tel.: (63) 2112 0110 / (63) 3466 2432 / (63) 8447 2002

DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho primeiramente a Deus pelo o seu amor para comigo e a oportunidade de vida até o presente momento. E principalmente a minha noiva Esdras Oliveira da S. Mota minha fonte de inspiração que sempre me apoiou em todos os momentos que eu sempre precisei. À minha família pelo carinho e pelo apoio aos meus estudos.

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus por ter me concedido forças e me guiado até o presente momento para que eu possa seguir em frente e conquista os objetivos que ele tem preparado em minha vida. Agradeço a minha noiva Esdras Oliveira da S. Mota pelo o incentivo e a inspiração, e aos meus pais por sempre acreditar em meus objetivos e pela confiança. A Diretora Adm. Laenna Silva Noia Ribeiro, minha orientadora, pela a sua dedicação na orientação do meu trabalho, e o incentivo nos mementos em que sempre precisei. Aos amigos que no decorrer do curso, sempre me apoiaram e pela força que sempre me deram.

RESUMO

Em ralação as consequências ambientais, as empresas vêm se adequando cada vez mais em sustentabilidade. Pois se desperta olhares de todo o planeta onde o crescente consumo da população versus o fornecimento de alimentos e a “geração de energia”, seja uma fonte proveniente e renovável ao meio ambiente. Diante das grandes concentrações de usinas de cana-de-açúcar no Brasil e a sua biomassa proveniente que essas agroindústrias oferecem para a geração de energia, faz com o que as usinas priorizem não só a sua produção, mas principalmente a grande importância ao aspecto à sustentabilidade. A unidade de Pedro Afonso Açúcar e Bioenergia, como todas as empresas também prioriza a importância da sustentabilidade. A unidade de Pedro Afonso visa o aproveitamento do “bagaço da cana” como um produto indispensável para a sua produção, pois o consumo através da queima do bagaço em caldeiras de alta pressão é gerar vapor, onde sustenta a funcionalidade da planta para a fabricação do Álcool, e a superprodução de energia. A unidade de Pedro Afonso Açúcar e Bioenergia produzem em media ao dia 720 MWH de energia, e além de consumir o que antes sobrava, o estoque de bagaço da unidade precisa se utilizado junto a outros resíduos provenientes a combustão, assim possibilitando o aumento e a geração de energia da unidade. O presente trabalho tem o papel principal de mostrar a importância dos aspectos ambientais que estão envolvidos junto a Cogeração de energia, e apresentando notadamente as vantagens obtidas e a minimização aos impactos que são causados pelos os resíduos gerados da cana de açúcar no meio ambiente. A cogeração de energia por meio de sua queima é mostrar a importância da comercialização do excedente de uma energia limpa e renovável.

Palavras-chave: Sustentabilidade, Cana-de-açúcar, Cogeração.

ABSTRACT

In grating the environmental consequences, companies are increasingly being adapted in sustainability. For awakens looks around the planet where the growing consumption of the population versus the food supply and the "power generation", is a source from the environment and renewable. Given the large concentrations of cane sugar mills in Brazil and its biomass from these agro-industries offer for power generation, makes the mills prioritize not only their production, but mostly great importance to the aspect sustainability. The unit of Pedro Afonso Sugar and Bioenergy, like all businesses also emphasizes the importance of sustainability. The Pedro Afonso unit aimed at taking advantage of the "bagasse" as an indispensable product for its production, and its use by burning bagasse in high- pressure boilers generate steam is where the plant maintains functionality for manufacturing alcohol, and the overproduction of energy. The unit of Pedro Afonso Sugar and Bioenergy produce on average 720 daily energy MWH, and besides consume what was left before the stock unit bagasse need if used together with other waste from the combustion, thus allowing for the increase and the unit of energy generation. The present work has the main role to show the importance of the environmental aspects that are involved with energy cogeneration, and notably presenting the advantages gained and minimizing the impacts that are caused by the waste generated from sugar cane in the environment. The cogeneration through its burning is to show the importance of marketing the surplus of clean and renewable energy.

Keywords: Sustainability, cane sugar, Cogeneration.

  • FIGURA 01 – Analise de PCTS................................................................................
  • FIGURA 02 – Caminhão sendo descarregado em Mesa Alimentadora...................
  • FIGURA 03 – Eletroímã em esteira de cana desfibrada
  • FIGURA 04 – Rolo Flutuante....................................................................................
  • FIGURA 05 – Terno de Secagem.............................................................................
  • FIGURA 06 – Caldeira Aquatubular de Alta Pressão...............................................
  • FIGURA 07 - Turbina a Vapor..................................................................................
  • FIGURA 08 - Turbina a Vapor em funcionamento....................................................
    1. INTRODUÇÃO....................................................................................................... SUMÁRIO
  • 1.1PROBLEMATICA..................................................................................................
  • 1.2 JUSTIFICATIVA...................................................................................................
  • 1.3 OBJETIVOS.........................................................................................................
  • 1.3.1 OBJETIVO GERAL...........................................................................................
  • 1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.............................................................................
    1. METODOLOGIA.....................................................................................................
    1. REFERENCIAL TEÓRICO
  • 3.3.1 A origem da cana-de-açúcar e a história da produção de açúcar no Brasil......
  • Brasil........................................................................................................................... 3.3.2 Início da expansão da cana-de-açúcar e seu desenvolvimento na história do
  • 3.3.3 Programas de Incentivos a Superprodução......................................................
  • 3.3.4 Inícios da produção do Combustível da cana-de-açúcar..................................
  • 3.4. O início da geração de energia através da biomassa da cana...........................
  • 3.4.1 Históricos da cogeração no Brasil.....................................................................
  • 3.5 Processo Industrial...............................................................................................
  • 3.5.1 Recepção da Cana............................................................................................
  • 3.5.2 Processos de retirada das impurezas da cana.................................................
  • 3.5.3 Preparo da cana................................................................................................
  • 3.5.4 Processo de difusão..........................................................................................
  • 3.5.5 Processos feitos por Moendas..........................................................................
  • 3.5.6 Bagaço da cana................................................................................................
  • 3.5.7 Poder Calorífico do Bagaço...............................................................................
  • 3.6 Sistema operacional de uma Caldeia Aquatubular..............................................
  • 3.6.1 Processos de queima do bagaço na Caldeira...................................................
  • 3.7 Turbinas a Vapor..................................................................................................
  • 3.7.1 Princípios de Funcionamento............................................................................
  • 3.7.2 Componentes de uma Turbina a Vapor............................................................
    1. Estudo de Caso......................................................................................................
  • 4.4.1 Recepção, Preparo e Extração (RPE)...............................................................
  • 4.4.2 Operações em Caldeiras de Alta Pressão........................................................
  • 4.4.3 Operação em Turbinas a Vapor........................................................................
    1. Apresentação da empresa.....................................................................................
    1. RESULTADOS E CONCLUÇÕES.........................................................................
    1. CONCLUSÃO........................................................................................................
    1. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS......................................................................

1.1 PROBLEMATICA

Para se obter uma boa combustão do bagaço da cana para a geração energia, é preciso garantir a eficiência na produção e uma boa extração do bagaço. Para garantir a funcionalidade das caldeiras de alta pressão é necessário que se obtenha um auto fluxo continuo do bagaço final, com uma umidade devidamente baixa (bagaço completamente seco). Mas ao contrário, se a umidade do bagaço final for muito elevada à operação nas caldeiras poderá acarretar sérios transtornos, como o abafamento ou até mesmo a parada total do processo de produção. Outro problema que pode causar sérios transtornos com a parada da planta, é se não obtermos um bom sistema de limpeza de impurezas minerais e vegetais vindas diretamente do campo junto com a cana de tal maneira que foi colhida. Pois isso trará diversos problemas, como o desgaste dos equipamentos com o alto nível de impurezas minerais, e até mesmo podendo encher as fornalhas das caldeiras de terras, e isso também trará percas na produção, pois será necessária a parada da planta para a limpeza nas fornalhas onde terá percas na geração de energia.

1.2 JUSTIFICATIVA

Devido às condições climáticas e a escassez de água os sistemas hídricos estão se tornando cada vez mais uma grande dor de cabeça para as autoridades, pois os níveis dos reservatórios das usinas hídricas estão cada vez mais baixos gerando caos ao setor hidrelétrico, e provocando o aumento na conta de luz dos brasileiros. Portanto houve o interesse de aprofundar na matéria prima que ao longo dos tempos se tornou um produto totalmente reaproveitável, e que possivelmente será proveniente para garantir a demanda de energia do futuro. Desta forma, foi desenvolvida a pesquisa feita no presente trabalho com o intuito de mostrar a importância da produção de energia elétrica através da utilização do “bagaço da cana-de-açúcar”.

1.3 OBJETIVOS

1.3.1 OBJETIVO GERAL

Observar a importância do bagaço da cana de açúcar para a geração de energia na unidade de Pedro Afonso – TO.

1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

 Mostrar a contribuição e a importância que a cana-de-açúcar trouxe para o Brasil e o seu desenvolvimento desde os dias atuais.  Avaliar a utilização do bagaço como fonte de geração de energia.  Mostrar o Processo Industrial e a importância do bagaço.

3. REFERENCIAL TEÓRICO

3.3.1 A ORIGEM DA CANA-DE-AÇÚCAR E A HISTÓRIA DA PRODUÇÃO DE

AÇÚCAR NO BRASIL.

Para Junior (2011, apud BNDS, 2008, p.16), “a cana-de-açúcar é uma planta do tipo C4 pertencente ao gênero Saccharum, vindas de regiões temperadas quentes e tropicais da Ásia”. Mas Foi na Nova Guiné Bissau que o homem teve o seu primeiro contato com a cana-de-açúcar. De lá, a planta foi levada para a região do Golfe de Bengala, e foi na Índia que seu primeiro nome deu origem à palavra "shakkar" da língua “sânscrita” antiga língua originaria da Índia, e no Brasil ficou conhecida até hoje nacionalmente como “cana-de-açúcar”. Segundo Machado, “a cana-de-açúcar é, talvez, o único produto de origem agrícola destinado à alimentação que ao longo dos séculos foi alvo de disputas e conquistas, mobilizando homens e nações”. Sousa afirma que, “segundo os mais antigos relatos, o açúcar foi primitivamente relatado quando o general Niarchos, subordinado do imperador macedônico Alexandre, o Grande, foi encarregado de realizar a conquista da Índia Oriental”. Com o passar dos tempos naquela região, o general Niarchos observou que os nativos daquele lugar consumiam o açúcar através de um suco da cana que eles deixavam em repouso até se transformar em um “mel” próprio da cana-de- açúcar. E através dessa descoberta, os ocidentais consumiam entre si o açúcar da cana que ficou conhecido naquela época como “sal indiano”. Além disso, foi o único tipo de adoçante utilizado naquela época, e que era feito apenas do melaço e o sumo da própria cana. Segundo Machado, “os árabes introduziam seu cultivo no Egito no século X e pelo Mar Mediterrâneo, em Chipre, na Sicília e na Espanha. Credita-se aos egípcios o desenvolvimento do processo de clarificação do caldo da cana e um açúcar de alta qualidade para a época”. Através desse processo de clarificação, os egípcios conseguiram a obter um açúcar naquela época com suas características próximas ao açúcar que consumimos nos dias de hoje, e com uma nova aparência aos olhares do consumidor, e logo o produto passou a ser comercializado, mas somente

em pequena quantidade devido o seu valor ser muito elevado onde só quem poderia consumir era apenas quem tinha mais condições na época. Segundo Sousa, “por volta de 650, os exércitos árabes conquistaram a Pérsia, região em que existiam avançados estudos referentes ao desenvolvimento de técnicas que facilitariam o transporte do açúcar através do seu refinamento”. Os árabes ao dominarem esse espaço na produção de açúcar, despertaram o interesse de plantar mudas de cana-de-açúcar em regiões em que se prosperassem cada vez mais as plantações. Por volta do século X e XI, os árabes e os egípcios, vieram a aprender com os povos persas a maneira como se produzia o açúcar sólido, e foi desta forma nessa época que se estabeleceram uma nova formula de expandir o açúcar e a maneira de como se produzia atreves de caravanas entre países asiáticos e africanos. Aproximadamente pelo o século XII, a cana chegou a uma boa parte do território português onde rapidamente se adequou ao ambiente, e se tornou em grandes centros de pesquisas de novas culturas da planta, e aperfeiçoamento de técnicas de plantio. E neste mesmo período os portugueses observaram que em algumas regiões o cultivo da cana não se mostravam favoráveis. E somente pelo século XV, com as navegações portuguesas no seu auge, os espanhóis juntamente com os portugueses começaram a comercializar a cultura da cana-de-açúcar para vários outros países. Por volta de 1454, o açúcar obtido da cana-de-açúcar já era considerado mercadoria de grande importância para ser vendido, mas a produção e a mão-de-obra não eram suficientes para a demanda de exportação do produto para outros países. Desta forma, uma das alternativas para suprir a mão-de-obra daquela época era a vinda de escravos africanos capturados e vendidos principalmente na Ilha Madeira, (Junior, 2011, apud Magalhães, 2009, p.16).

Segundo Fiomari (2004, p.24), “em 1492, o navegador genovês Cristóvão Colombo, a serviço da rainha Isabel da Espanha, procurava uma nova rota para as Índias e acabou descobrindo a América”.

Em sua segunda viagem à América (1493) ele introduziu a cana de açúcar na região onde hoje é a República Dominicana. Mas, com a descoberta do ouro e prata pelos espanhóis no início do século XVI, o

Somente nos séculos XVI e XVII, o açúcar se tornou em principal produto brasileiro, onde se tornou a base e a sustentação da economia do país. Mas o açúcar só veio a ser conhecido popularmente nas cozinhas do mundo somente a partir do século XVII, quando o produto veio a se tornar uma mercadoria bastante favorável ao bolso do consumidor. Historicamente com o passar dos séculos, Piracicaba, era a região que possuía os três maiores engenhos centrais do país e usinas de porte, com o decorrer dos anos Piracicaba se tornou o maior produtor de açúcar do estado de São Paulo. Mas foi no Nordeste, principalmente nas capitanias de Pernambuco e da Bahia, que os engenhos de açúcar vieram a se progredir. E com a crescente produção de açúcar no decorrer dos anos, as plantações de cana-de-açúcar vieram a se expandir pelo o litoral brasileiro em menos de vinte anos. E somente por volta de 1550 o país já tinha se tornado como o maior produtor mundial de açúcar.

A monocultura da agroindústria açucareira gerou riqueza para o Brasil Colônia e a consequente cobiça externa. Durante a invasão holandesa ocorrida no litoral nordestino (Bahia, Pernambuco, Maranhão e Sergipe), o processo produtivo da cana-de-açúcar atingiu cifras admiráveis, impulsionadas pelo capital e pela experiência holandesa no comércio entre mares, Segundo Vieira.

Em 1654 ocorreu no Brasil à expulsão dos holandeses devido às agroindústrias canavieiras terem uma grande queda na produção, e isso veio ocorrer porque os holandeses adquiriram conhecimentos na produção de açúcar no Brasil mais precisamente no litoral nordestino e passaram a fazer concorrência com o produto nas Antilhas e na América Central. E aconteceu que, após um século depois o Brasil deu a volta por cima e voltou a ocupar a sua liderança novamente no cenário mundial da produção de açúcar, e devido à queda na produção do açúcar levado pelos holandeses nas Antilhas e na América Central, essa decadência foi causada por agitações políticas e conflitos sociais que estava acontecendo na independência das colônias européias. Com a expansão dos holandeses nas Antilhas e na América Central na produção de açúcar, os Estados Unidos estava apenas começando a ser o principal exportador de açúcar para a Inglaterra e outros países, mais isso só não aconteceu devido à independência na América Central; contudo o Brasil acabou assumiu

novamente o seu posto de maior produtor e começou a exportar para a Inglaterra e para outros países. Na primeira metade do século XIX, os Estados Unidos e a Europa passaram a produzir açúcar de um tipo de beterraba açucareira, o que fez o Brasil perder de novo a liderança. Nesse período surgiu o engenho a vapor como a sua inovação também no início do século XIX. E os produtores brasileiros rapidamente adquiriram a essa inovação de engenhos a vapor, e seus patrimônios e os engenhos passaram a ser mais complexos e atualizados para a época, Cita Vieira.

E com o passar dos tempos, muitas outras inovações foram executadas nos engenhos indústrias e logo começaram a surgir grandes desenvolvimentos na indústria açucareira. Mais precisamente no ano de 1854 com o surgimento das ferrovias no Brasil, surgiu o consórcio “ferrovia indústria”. Através desse consórcio, trabalhadores dos engenhos passaram a ajudar a construir e a utilizar a ferrovia para transportar a cana, o que permitiu a expandir essa iguaria de vez, e em todo o território nacional. Desta forma, começaram a surgir unidades maiores de produção do açúcar, onde os engenhos estavam se desenvolvendo cada vez mais conforme a sua produção, e devido à alta demanda na produção do açúcar, e ao mesmo tempo em que aumentava a produção, os engenhos maiores reduzia seus pequenos números de concorrentes, devido a Revolução Industrial que acontecia nessa época. E rapidamente com as necessidades de maior produção do açúcar, os engenhos foram se transformando em usinas de açúcar, assim comercializando o produto, tanto, para o consumo direto ou quanto para a exportação para vários países. As usinas nordestinas eram as principais responsáveis por toda exportação brasileira e ainda completavam toda a demanda dos estados do sul. A produção do nordeste somada a de Campos, no norte fluminense, e a rápida expansão das usinas paulistas acenavam para um risco que estava prestes a acontecer, que foi a superprodução.

3.3.3 PROGRAMAS DE INCENTIVOS A SUPERPRODUÇÃO

Em 1933 o governo Getúlio Vargas lançou o programa IAA (Instituto do Açúcar e Álcool), criado para controlar a produção, e que atribuía a cada usina, uma