Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.11/2529
Título: Avaliação do desempenho dos sistemas de refrigeração nas indústrias agroalimentares da Beira Interior
Autor: Nunes, José
Orientador: Silva, Pedro Nuno Dinho da
Andrade, Luís Pedro Mota Pinto de
Palavras-chave: Indústrias agroalimentares
Sistemas de refrigeração
Eficiência energética
Indicador específico de energia elétrica
Modelação
Data de Defesa: 2014
Resumo: As indústrias agroalimentares são um dos principais sectores das indústrias transformadoras da União Europeia, sendo mesmo o sector mais importante em Portugal. A refrigeração é imprescindível nos processos de fabrico das várias fileiras das indústrias agroalimentares e na conservação dos géneros alimentícios. Os sistemas de refrigeração são os principais equipamentos dos estabelecimentos das fileiras da carne, lacticínios e hortofrutícolas, sendo responsáveis pela maior fatia do consumo energético das indústrias agroalimentares, em particular, na forma de energia eléctrica. Para a caracterização dos estabelecimentos industriais, selecionamos 33 na fileira da carne, 31 na fileira dos lacticínios e 23 na fileira dos hortofrutícolas na região centro de Portugal. Foram recolhidos dados das infraestruturas, dos sistemas produtivos e dos sistemas de refrigeração e determinaram-se múltiplos indicadores específicos e valores médios de consumo de energia para cada fileira. Procedemos a uma análise comparativa entre os valores médios calculados e os resultados obtidos para cada estabelecimento, possibilitando-nos concluir que existe um apreciável potencial de poupança de energia eléctrica. Realizou-se, também, uma análise semelhante, com valores de benchmarking, disponibilizados na literatura especializada, que confirmou esse potencial de poupança. A fileira da carne reúne as categorias de matadouros, salsicharias e estabelecimentos de fabrico de presunto. Para cada uma delas avaliou-se a percentagem do consumo de energia eléctrica e de combustíveis, tendo-se chegado aos seguintes valores; 66,4% e 33,6%, para os matadouros; 84,8% e 15,2%, para as salsicharias; e 92% e 8%, para o fabrico de presunto. O consumo médio anual de energia eléctrica registado é de 491,1 MWh, 127,1 MWh e 1034 MWh, respectivamente. Determinou-se ainda o valor médio do indicador específico de energia eléctrica (IEEE), para cada categoria, obtendo-se 148,5 kWh/tonMP, 660,17 kWh/tonMP e 1208 kWh/toMP, respectivamente. As poupanças de energia obtidas para cada uma destas categorias, em relação ao indicador especifico de energia médio é de 17%, 24% e 16,7%, respectivamente, e em relação ao valor de benchmarking, os resultados ainda são superiores. A fileira dos lacticínios foi repartida em estabelecimentos de fabrico industrial e de fabrico artesanal e a percentagem dos consumos de energia eléctrica e de combustíveis para cada categoria foi de 62% e 38% e de 63,5% e 36,5%, respectivamente. O consumo médio anual de energia eléctrica obtido para estas duas categorias de estabelecimentos é de 615,3 MWh e 75,6 MWh, respectivamente. Os indicadores específicos de energia eléctrica médios (IEEE) obtidos para as mesmas, são de 0,283 kWh/lMP e 0,169 kWh/lMP e as poupanças de energia eléctrica são de 19,4% e 29,7, respectivamente. A fileira das hortofrutícolas abrange os estabelecimentos de revenda de produtos e de centrais de fruta e o consumo médio anual de energia eléctrica de cada uma é de 53,1 MWh e 68,6 MWh. O indicador específico de energia eléctrica médios (IEEE) e a poupança de energia alcançada para cada categoria são de 82,5 kWh/tonMP e 60,8 kWh/tonMP, e 18,9% e 17,2 %, respectivamente. Os resultados dos diferentes estabelecimentos, permitiram-nos determinar múltiplas equações lineares, e construir um modelo que avalia o seu desempenho real, incluindo o comportamento dos seus sistemas de refrigeração. Após a aplicação do modelo a quatro casos de estudo conclui-se que existe uma boa aproximação entre os resultados reais dos estabelecimentos e os resultados indicados pelo modelo, podendo assim considerar o mesmo como uma boa ferramenta para estudar o comportamento geral dos estabelecimentos alimentares destas três fileiras.
The agricultural-food industries are one of the main sectors of the manufacturing industries of the European Union, being even the most important sector in Portugal. Cooling is essential in the manufacturing processes of several food industries and in the preservation of food. The cooling systems are the main equipments of meat, dairy, fruit and vegetables establishments, being responsible for the largest share of energy consumption of the food industry, in particular in the form of electricity. For the characterization of the industrial establishments, we selected 33 from the meat sector, 31 from the dairy sector and 23 from the fruit and vegetable sector in the central region of Portugal. Data were collected from the infrastructures, production systems, and cooling systems, and multiple indicators were determined as well as the average specific energy consumption for each row. We carried out a comparative analysis between the mean values calculated and the results obtained for each facility, allowing us to conclude that there is a considerable potential in electricity savings. A similar analysis was also held, but with benchmarking values, available in specialized literature, which confirmed that saving potential. The meat sector gathers the categories of slaughterhouses, charcuteries and the ham production establishments. For each one, we evaluated the percentage of electricity and fuel consumption, having reached the following values; 66.4% and 33.6% for slaughterhouses, 84.8% and 15.2% for charcuteries; and 92% and 8% for the production of ham. The annual recorded average consumption of electrical energy is of 491.1 MWh, 127.1 MWh and 1034 MWh, respectively. The average value of the specific electricity indicator (IEEE) for each category was also determinate, obtaining 148.5 kWh / tonMP, 660.17 kWh / tonMP and 1208 kWh / toMP, respectively. The savings achieved for each of these categories, in relation to the specific indicator of average power is of 17%, 24% and 16.7%, respectively, and relative to the value of benchmarking, the results are even superior. The dairy sector was divided into handmade and industrial cheese production establishments and the percentage of electricity consumption and fuel for each category was of 62% and 38% and 63.5% and 36.5%, respectively. The obtained average annual consumption of electrical energy for these two categories of establishments is of 615,3 MWh and 75,8 MWh, respectively. Specific indicators of average power (IEEE) obtained for the same are of 0.283 kWh /LMP and 0,0,169 kWh/LMP and the electricity savings are 19,4% and 29,7%, respectively. The horticultural sector covers the reselling products establishments and fruit centres and the average annual consumption of electrical power for each is of 53.1 MWh and of 68.6 MWh. The specific indicator of the average power (IEEE) and energy savings achieved for each category are of 82.5 kWh/tonMP and 60.8 kWh/tonMP, and 18.9% and 17.2%, respectively. The results of the different establishments allowed us to determine multiple linear equations and to build a model that evaluates the actual performance, including the performance of their cooling systems. After applying the model to four study cases it was concluded that there is a good approximation between the real results of the establishments and the results indicated by the model and can therefore be considered as a good tool to study the general behaviour of these three food establishments sectors.
Descrição: Tese apresentada à Universidade da Beira Interior para obtenção do grau de doutor em Engenharia Mecânica (3.º ciclo).
URI: http://hdl.handle.net/10400.11/2529
Designação: Doutoramento em Engenharia Mecânica
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