ANÁLISE DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA EM UM

ANÁLISE DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA EM UM PROCESSO DE
BENEFICIAMENTO TÊXTIL
Stephanie Sousa Lodron, SENAI/CETIQT, [email protected]
Daniel Quaresma, SENAI/CETIQT, [email protected]
Resumo
O setor de beneficiamento têxtil possui um custo de energia elétrica que geralmente é rateado do
custo total, por isso não se consegue ter a precisão do custo de energia elétrica relativo ao processo.
Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho é analisar o consumo de energia elétrica, quantificar
este custo em um processo de beneficiamento têxtil e verificar em qual temperatura um corante
reativo, numa determinada tonalidade, apresenta maior força colorística (rendimento do corante). Os
processos de beneficiamento - cozinhamento e alvejamento simultâneo e tingimento foram realizados
em escala piloto para medição dos parâmetros elétricos. Para medição de parâmetros colorimétricos,
foram feitos tingimentos em escala laboratorial para verificar a força colorística. Ao final destes foi
possível concluir que o rendimento do corante influenciava mais no custo de produção que o próprio
consumo de energia elétrica.
Palavras-chave
Parâmetros elétricos; Beneficiamento têxtil; Força colorística.
1. Introdução
Segundo Gabrielli (2008), se considerarmos que hoje no mundo 86% da energia
consumida tem origem fóssil e não renovável, melhorar a eficiência energética
significa poupar recursos para as próximas gerações.
Atualmente, os maiores
consumidores de energia elétrica no país são os setores industriais, residenciais e
comerciais. No caso da indústria têxtil, seus maiores custos, além do consumo
energético, são com as matérias primas e a mão de obra, sendo que dentro do
contexto de energia os maiores consumidores são a infraestrutura da fiação e as
operações no acabamento (EPE, 2011; RECET et al., 2007).
Dentro deste contexto, este trabalho tem como objetivo analisar o consumo
energético (o comportamento ao longo do processo) e quantificar o custo de energia
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elétrica em um processo de beneficiamento têxtil primário (cozinhamento e
alvejamento simultâneo), além do processo de tingimento.
2. Materiais e Métodos
Este trabalho foi desenvolvido no SENAI/CETIQT e foi necessário utilizar
aproximadamente 20 kg de malha de algodão 100% com estrutura meia-malha.
Sendo este tecido separado em 4 amostras de aproximadamente 5 kg para ser
utilizado no processo de beneficiamento primário e assim verificar a reprodutibilidade
do processo.
Todo o beneficiamento do tecido foi realizado no equipamento Jet IMATEC
(overflow), com uma relação de banho (RB) de 1:20. Sendo desumidificado numa
centrífuga industrial SUZUKI e seco numa secadora industrial SUZUKI. Para a
medição dos parâmetros elétricos foi utilizado um medidor específico modelo CW240
da Yokogowa, equipamento do projeto SIMORAMACO. Após realizar os ensaios de
tingimentos no laboratório e as medições colorimétricas no espectrofotômetro, foram
realizados os tingimentos no equipamento piloto (overflow). Para os tingimentos
foram utilizados aproximadamente 2 kg de malha para cada processo repetidos por
3 vezes em cada temperatura diferente. Posteriormente, para remover o excesso de
água do tecido e o residual de umidade utilizou-se a centrífuga e a secadora.
3. Resultados
Através da análise gráfica, foi possível verificar a reprodutibilidade dos processos de
tingimento (a 40°C, 60°C e 80°C), que foram realizados 3 vezes cada, em dias
distintos. O desvio apresentado pode ser justificado pela variação da potência da
rede elétrica e pela aproximação do peso do material, que gera uma diferença no
volume do banho (variação na RB), além de alterar as quantidades dos produtos
utilizados no processo.
Com relação a centrífuga o tempo de processo do tecido foi muito pequeno, de
aproximadamente de 5 minutos, e devido a problemas na medição não foi possível
utilizar os dados destas medições. Assim, optamos por utilizar a potência nominal da
máquina que é de 2,2 kW.
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Através da secadora foi possível verificar que a energia reativa permaneceu próxima
de zero ao longo do tempo, isto porque o aquecimento é realizado através de
resistência elétrica e esta máquina tem uma capacidade maior de carga de produto.
O tempo de processo do cozinhamento e alvejamento simultâneo, e as lavagens
necessárias para a remoção dos produtos utilizados foi de 185 minutos. Já com
relação ao tempo do tingimento a 40°C foi de 207 minutos, enquanto que o de 60°C
e 80°C 177 minutos. Ao analisarmos o processo a 60°C podemos verificar que a
diferença de temperatura entre o processo a 40°C e 60°C, provocaram uma redução
de cerca de 30 minutos no tempo total do processo. Com relação ao processo de
80°C podemos verificar que só há alteração da temperatura em relação ao de 60°C,
o que eleva o consumo de vapor utilizado no processo.
A tarifa utilizada para calcular o custo do processo, foi verificada na conta de energia
elétrica do SENAI/CETIQT. Como os processos foram feitos entre os meses de
agosto a novembro, selecionou-se a conta do mês de outubro de 2011 para
observar a tarifa paga. A instituição de ensino faz parte da classe comercial do
subgrupo A4 do tipo de fornecimento A4-verde. Nesta classe a conta de luz é
separada pelo consumo no horário de ponta entre 17:30 e 20:30 e no horário fora de
ponta.
A tabela 3 apresenta o consumo em kWh por máquina e a tabela 4 encontra-se a
tabela com os valores das tarifas (horário de ponta e fora de ponta), bem como o
custo de energia elétrica de cada processo por kg (R$/kg) tanto no horário de ponta
como no horário fora de ponta. Isto nos permite verificar que no horário de ponta a
energia elétrica custa quase oito vezes mais do que no horário fora de ponta.
Tabela 1 – o consumo em kWh por máquina
kWh por máquina
Processo
Cozinhamento Alvejamento (C/A)
Tingimento 40°C (T)
Tingimento a 60°C e 80°C(T)
Centrífuga (C
Secadora (S
Overflow
C/A
4,02
T
C
S
4,97
4,03
0,18
11,25
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Tabela 2 - custo de cada processo em R$/kg no horário de ponta e fora de ponta
Composição
Consumo ponta (R$ 1,86)
Consumo ponta (R$ 1,86)
Fora de ponta (R$ 0,24)
Fora de ponta (R$ 0,24)
C/A
R$/kg
1,50
1,50
0,19
0,19
T(40°C)
R$/kg
4,62
0,60
-
T(60°C e
80°C) R$/ kg
3,75
0,48
Centrífuga
R$/kg
0,17
0,17
0,02
0,02
Secadora
R$/kg
4,18
4,18
0,54
0,54
Total
Parcial R$/kg
10,47
9,60
1,35
1,23
Com relação a força colorística (% App. Str.), a média das amostra a 60°C foi de
44,18% e com relação a 80°C foi de 18,89%. Assim, conclui-se que o redimento a
60°C foi menor cerca de 56% em relação ao processo de 40°C e que o de 80°C foi
81% menor. Para chegar à conclusão de qual é o melhor processo em relação ao
custo do corante e de energia elétrica, contactou-se com um representante de venda
de corantes similares ao empregado no estudo, cujo valor verificado foi de R$
25,00/kg.
4. Considerações finais
Através dos resultados obtidos e das análises de dados foi possível observar que o
consumo de energia elétrica, nos processos de 60ºC/80ºC tiveram um custo menor
que o processo de 40°C. Considerando que o quilo do corante reativo é de R$
25,00, em relação ao corante o processo de 40°C obteve resultados melhores que
os processos de 60°C/80°C, e para fazer os processos a 60°C e a 80°C seria
consumido mais corante por causa do baixo rendimento colorístico na temperatura
de tingimento mais elevada. O vapor não foi analisado neste trabalho, mas a
necessidade de vapor para elevar a temperatura à 40°C é menor em relação aos
processos de 60°C/80°C. Dessa forma, há um indicativo em apontar o processo à
temperatura de 40°C, como sendo melhor entre os três processos analisados.
Para trabalhos futuros fica como recomendação um estudo que além de quantificar o
custo elétrico e do corante, quantifique também o consumo e o custo do vapor
utilizado no processo, para chegar a um custo total do processo.
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Agradecimentos
Agradeço a instituição SENAI/CETIQT, pelo apoio financeiro e aos professores e
funcionários Gil Lucido, Alexandre Azevedo, Marcos Lima, Ronaldo Souza, Rogério
e aos ex-alunos Henrique Emrich, Eduardo Habitzreuter, Renato Medeiros e Fagner
Rodrigues.
Referências
GABRIELLI, José Sérgio. Petrobras: Eficiência Energética. Disponível em:
<http://www.hotsitespetrobras.com.br/petrobrasmagazine/Edicoes/Edicao55/pt/Eficie
nciaEnergetica/EficienciaEnergetica.html#ConteinerGeral>. Acesso em: 14 maio
2011.
RECET (Ed.). Renovare: Guia de boas práticas de medidas de utilização racional de
energia e energia renováveis. Portugal: RECET, 2007. 100 p.
RESENDE, Ignacio. Dieta para reduzir custos com energia elétrica: conceitos
gerais. Rio de Janeiro: Studio Digital, 2004.
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