Desenvolvimento de uma ferramenta de cálculo para o estudo das necessidades de refrigeração durante a produção de vinho

Existem cada vez mais temas relacionados com os impactos ambientais e, para tal, é necessário colmatar os mesmos com o recurso à utilização das energias renováveis, tendo em conta que a sustentabilidade energética é uma preocupação em crescimento. Como tal, esta dissertação surge pela necessidade de analisar as necessidades de produção de frio relativas à conceção de vinho tinto e/ou branco, recorrendo à utilização de um subproduto gerado a partir da sua produção, chamado bagaço de uva (biomassa húmida) e a uma tecnologia ambientalmente correta denominada digestão anaeróbica. Com ela, reduz-se as emissões de GEE para a atmosfera e consegue-se converter este tipo de biomassa numa fonte viável de energia. A produção de vinho tinto e branco envolve uma série de processos, em que o controlo rigoroso da temperatura é um dos parâmetros mais importantes a ter em conta. Consequentemente, as necessidades de refrigeração para cada uma das etapas são extremamente importantes, uma vez que temperaturas que não as adequadas podem comprometer todo o processo. A base desta dissertação foi o desenvolvimento de uma ferramenta de cálculo para permitir determinar as necessidades de refrigeração ao longo de todas as etapas, durante a produção de vinho tinto e/ou branco. O bagaço de uva é um subproduto gerado a partir da fabricação de vinho e foi estudado nesta dissertação, uma vez que o propósito foi analisar a viabilidade da sua utilização para a produção de energia elétrica, através da digestão anaeróbica. Foi feita uma simulação na ferramenta de cálculo desenvolvida para uma indústria vitivinícola que utilize 1 000 toneladas de uvas para o fabrico de vinho tinto e outras 1 000 toneladas para vinho branco, através da utilização de bagaço de uva não moído na digestão anaeróbica. Pela utilização de uma planta de cogeração, com um motor de combustão interna que funciona em ciclo Otto e com uma eficiência de 33%, os resultados obtidos demonstram se consegue suprimir a compra de energia elétrica à rede em 25,18%, relativamente às necessidades refrigerativas totais durante a conceção de vinho tinto e branco, em simultâneo. Foi feita também uma análise respeitante à utilização de bagaço de uva moído, com o mesmo propósito, indicando ter um potencial energético mais elevado. Com ele, os resultados obtidos demonstram que para a mesma situação, uma indústria vitivinícola consegue atingir uma poupança de 74,91%.There are many issues pertaining to the environmental impacts and in order to tackle these types of problems, it is necessary to utilize renewable energies bearing in mind that energy sustainability is a growing concern. As such, this dissertation emerged from the need to analyze the cold production requirements related to the production of red and/or white wine via a by-product generated from its production called grape marc (humid biomass). This concept is an environmental friendly technology, called anaerobic digestion for being able to reduce GHG emissions to the atmosphere and can produce electricity by using this type of biomass. The red and white wine production undergo a series of processes where a strict temperature control is one of the most important parameters to be taken into consideration. Consequently, the refrigeration requirements for each of the steps are extremely crucial since temperatures other than the appropriate ones outside each of the temperature range for each step may compromise the entire process. The basis of this dissertation was to develop a calculation tool to determine the refrigeration requirements throughout all of the stages during the production of red and/or white wine. Grape marc is a by-product generated from winemaking and was analyzed thoroughly in this dissertation. One of the purpose of this research was to analyze the feasibility of its use for electric energy production through anaerobic digestion. A simulation was carried out in the calculation tool developed for an industry that uses 1 000 tons of grapes for red wine production and another 1 000 tons for white wine using non-milled grape marc in the anaerobic digestion. Via the usage of a cogeneration plant with an internal combustion engine running on the Otto cycle with an efficiency of 33%, the results obtained showed that the consumption of electricity can be supressed to the grid by 25,18% in relation to the total refrigeration requirements during the red and white wine production simultaneously. A study was also carried out on the use of milled grape marc for the same purpose indicating a higher energy potential. Therefore, the results obtained showed that for the same situation, a wine industry can achieve 74,91% of electricity savings