Avaliação preliminar do desempenho de um trocador de calor piloto para uma indústria produtora de extratos vegetais

Este trabalho objetiva avaliar a eficiência de dois trocadores de calor piloto, propostos a uma indústria de transformação, como forma de melhoria do seu processo produtivo. A matéria prima que se deseja aquecer é composta, majoritariamente, por um extrato vegetal de tanino, obtido da casca da árvore acácia- negra (Acacia decurrens) que possui uma gama muito ampla de aplicações. Entre seus usos, destacam-se: sua ação adesiva, alta capacidade floculante, e, principalmente, curtente para peles animais. O rígido controle da temperatura deste composto vegetal se faz necessário, pois, acima de 90 °C, o mesmo começar perder suas propriedades de interesse. Por este motivo, após passarem pelo trem de aquecimento, a evaporação e, consequentemente, a secagem deste substrato orgânico é realizada a vácuo em evaporadores e um secador do tipo spray dryer. O sistema sugerido à empresa, composto por dois trocadores atuando em série, além de proporcionar um melhor controle da temperatura contribuirá com especificação do produto, e com isto diminui a quantidade de efluente inerente à produção. O primeiro trocador utiliza uma corrente de condensado para aquecer o produto, inicialmente à temperatura ambiente, até, aproximadamente, 60 °C, e, em seguida, esta corrente têm sua temperatura elevada a 90 °C, ao percorrer um segundo trocador que utiliza vapor saturado como fonte de calor. Através da análise dos valores obtidos na operação dos trocadores, referentes à troca térmica, queda de pressão e coeficiente global de transferência de calor, pretende-se escolher as melhores condições para o projeto de engenharia básica de um trocador de calor que atenda as exigências da escala de produção da empresa.This study aims to evaluate the efficiency of two pilot heat exchangers, proposed to a process industry, as a means of improving their production process. The raw material to be heated is composed chiefly of a plant extract that has a very wide range of applications. Among its uses, are: its adhesive action, high flocculant capacity and especially tanning agent for animal skins. The tight temperature control of the plant compound is necessary, because above 90 °C it loses its properties of interest. For this reason, the evaporation and therefore drying of this organic substrate are performed in vacuo in a spray dryer evaporator, after passage through the heating battery. The proposed system of two exchangers operating in series, besides providing a better specification to the product, contributes to reduce the amount of effluent derived from the production. The first heat exchanger uses a condensate stream to heat the product, initially at ambient temperature until it reaches approximately 60 °C, and then, this flow has its temperature increased to 90 °C, going through a second exchanger that utilizes steam as the heat source. Through the analysis of the values obtained in the exchangers operation, related to heat transfer, pressure drop and overall coefficient of heat transfer, we intend to choose the best conditions for the basic engineering design of a heat exchanger that meets the requirements of a company's production scale