ANÁLISE DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA EM UM
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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 1 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. 2 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$/kg) tanto no horário de ponta como no horário fora de ponta. Isto nos permite verificar que no horário de ponta a energia elétrica custa quase oito vezes mais do que no horário fora de ponta. Tabela 1 – o consumo em kWh por máquina kWh por máquina Processo Cozinhamento Alvejamento (C/A) Tingimento 40°C (T) Tingimento a 60°C e 80°C(T) Centrífuga (C Secadora (S Overflow C/A 4,02 T C S 4,97 4,03 0,18 11,25 3 Tabela 2 - custo de cada processo em R$/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. 4 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. 5