Análise exergética dos processos de expansão de vapor em uma usina de açúcar e etanol

dc.contributor.advisor1Queiroz, João Paulo Silva
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7316247674511327
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-3469-2773
dc.contributor.authorSchiaveto, Gabriel Sanchez
dc.date.accessioned2026-02-10T18:47:59Z
dc.date.issued2025-12-09
dc.description.abstractSteam is the main source of energy in the sugar-ethanol industry, being used to generate mechanical work in the mills, juice heating and evaporation, vacuum generation, ethanol distillation, zeolite regeneration, yeast drying and electricity generation. Each of these processes requires steam under different temperature and pressure conditions, therefore, steam throttling is inevitable. There are two main ways to reduce steam pressure and temperature: backpressure turbines and steam conditioning valves. This study aims to quantify the losses of availability and the exergetic efficiencies associated with turbines and steam conditioning valves in a sugar and ethanol mill located in the São Paulo Estate. To minimize exergy destruction, the actual operating condition (1) was calculated and compared with three simulated and improved scenarios: enabling the intermediate extractions of the turbines (2), installing a new high-pressure turbogenerator (3), and combining both modifications (4). Of the 533.35 MW available for performing work in the studied plant, 492.39 MW are effectively utilized, with the remaining 40.96 MW representing the loss of availability. The exergetic efficiency calculated for the current condition is 92.32%. The simulated scenarios presented gains of 7,223 kW, 15,844 kW and 18,346 kW of useful work compared to the present configuration, corresponding to increases of 1.19 p.p., 2.88 p.p. and 3.39 p.p. in system exergetic efficiency, reaching 95.71% for the best simulated scenario.eng
dc.description.resumoO vapor é a principal fonte de energia da indústria sucroenergética, sendo utilizado para a produção de trabalho mecânico nas moendas, aquecimento e evaporação do caldo, geração de vácuo, destilação do vinho em etanol, regeneração de zeólitas, secagem de levedura e geração de energia elétrica. Cada um desses processos demanda vapor em condições de temperatura e pressão diferentes, logo, a expansão do vapor é inevitável. Existem duas principais formas de rebaixar a pressão e a temperatura do vapor: turbinas de contrapressão e válvulas condicionadoras de vapor. Neste trabalho, foram quantificadas as perdas de trabalho útil e as eficiências exergéticas associadas às turbinas e válvulas condicionadoras de vapor em uma usina de açúcar e álcool no interior do Estado de São Paulo. Com o objetivo de minimizar a destruição de exergia, foi calculada a condição real de operação (1) e comparada com três simulações contendo sugestões de melhoria para a planta: a habilitação das extrações intermediárias de vapor nas turbinas (2), a instalação de um novo turbogerador de alta pressão (3) e as duas modificações juntas (4). Dos 533,35 MW disponíveis para a realização de trabalho na planta estudada, 492,39 MW são de fato aproveitados, onde a diferença de 40,96 MW representa a perda de disponibilidade. A eficiência exergética calculada para a condição real é de 92,32%. Os cenários simulados apresentaram um ganho de 7.223 kW, 15.844 kW e 18.346 kW, respectivamente, de trabalho útil em comparação à configuração real da planta, representando um aumento de 1,19 p.p., 2,88 p.p. e 3,39 p.p. na eficiência exergética do sistema, atingindo 95,71% para o melhor cenário simulado.por
dc.identifier.citationSCHIAVETO, Gabriel Sanchez. Análise exergética dos processos de expansão de vapor em uma usina de açúcar e etanol. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23610.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/23610
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia Química - EQ
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectExergiapor
dc.subjectCogeraçãopor
dc.subjectExpansão de vaporpor
dc.subjectExergyeng
dc.subjectCogenerationeng
dc.subjectSteam expansioneng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.titleAnálise exergética dos processos de expansão de vapor em uma usina de açúcar e etanolpor
dc.title.alternativeExergy analysis of steam expansion processes in a sugar and ethanol planteng
dc.typeTCC

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ANÁLISE EXERGÉTICA DOS PROCESSOS DE EXPANSÃO DE VAPOR EM UMA USINA DE AÇÚCAR E ETANOL - REV2.pdf
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