Análise térmica de sistema de refrigeração direta em fermentadores cilindrocônicos

Abstract

A fermentação alcólica, processo central da indústria cervejeira é um processo que libera uma grande quantidade de calor. Sendo assim, os recipientes de fermentação devem estar equipados com instalações de refrigeração para o correto controle da temperatura. A presente pesquisa tem como objetivo a análise da troca de calor de fermentadores cilindrocônicos dotados de sistema de refrigeração direta através de serpentina meia-cana. Para a consecução desse objetivo foi necessária a elaboração de um roteiro de cálculo seguro baseado em equações e experiências encontradas em renomadas literaturas. A análise dos resultados encontrados foi realizada a partir dos valores obtidos através do programa de cálculo atualmente utilizado em uma das maiores empresas fornecedoras deste tipo de equipamento para o mercado cervejeiro, a Dedini Indústrias de Base. Constatou-se que os valores obtidos pelo roteiro apresentado na presente dissertação foram maiores do que os calculados no programa, concluindo-se que as diferenças e dificuldades de resfriamento encontradas em equipamentos semelhantes fornecidos a clientes distintos podem ter origem na quantidade de refrigerante. As estimativas para o coeficiente global de transferência de calor independem do roteiro de cálculo seguido, pois há uma variação máxima de 3,5 % nos resultados para o cálculo deste. O mesmo é verificado para as vazões mássicas de amônia requerida, onde esta variação é ainda menor (cerca de 3,0%)

Alcoholic fermentation, brewery industry's central process that liberates a great amount of heat. Therefore, the fermentation containers should be equipped with cooling installations for correct temperature control. The present research aims to analyze the heat exchange in cylindroconical fermenters endowed with a halp-pipe coil direct cooling system. To achieve this objective, the elaboration of a sate calculation route based on equations and experiences found in renowned references was necessary. The validation of the results was accomplished from the values obtained through the calculation program now used in one the largest supplying companies of this kind of equipment for the brewer market, Dedini indústrias de Base. It was verified that the flow of ammonia for the cooling system obtained by the itinerary introduced in the present article was larger than the one calculated in the program, and it can be concluded that the differences and cooling difficulties found in similar equipments supplied to different customers can have origin in the amount of ammonia used in the cooling system. The values for the overal heat transfer coefficient do not depend on the calculation itinerary followed, because there is a maximum variation of 3.5% in the results for the calculation of the coeffiecient. The same is verified for the mass flows of requested ammonia, where this variation is still smaller (about 3.0%)