UPRIMEIRA PARTE (1)

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<p>UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS</p><p>ANDRÉ LUIZ DE SOUZA</p><p>PROJETO DE IMPLANTAÇÃO DE UMA</p><p>VINICOLA DE PEQUENA ESCALA PARA E</p><p>ELABORAÇÃO DE VINHOS DE INVERNO</p><p>Poços de Caldas/MG</p><p>2024</p><p>2</p><p>SUMÁRIO</p><p>1. OBJETIVOS 3</p><p>1.1 OBJETIVO GERAL 3</p><p>1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 3</p><p>2. PREMISSAS 3</p><p>3. DESCRITIVO DO PROCESSO 4</p><p>3.1 COLHEITA 4</p><p>3.2 TRANSPORTE 4</p><p>3.3 RECEPÇÃO 4</p><p>3.4 DESENGASSE 4</p><p>3.5 PÉ DE CUBA 5</p><p>3.6 FERMENTAÇÃO 5</p><p>3.7 PROCESSO DE DESCUBA 7</p><p>3.8 FERMENTAÇÃO MALOLATICA 7</p><p>3.9 ESTABILIZAÇÃO DO VINHO 8</p><p>4. DIAGRAMA DE BLOCOS 9</p><p>5. FLUXOGRAMA DO PROCESSO (PFD) 10</p><p>6. BALANÇO DE MASSA 11</p><p>7. BALANÇO DE ENERGIA 12</p><p>8. INSTRUMENTAÇÃO 12</p><p>9. REFÊRENCIAS 12</p><p>10. ESPECIFICAÇÕS DAS MATERIAS PRIMAS, PRODUTOS E EFLUENTES 13</p><p>11. AVALAÇÃO DE UTILIDADES 14</p><p>11.1 LISTA DE EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 15</p><p>12. COMERCIALIZAÇÃO DO VINHO 19</p><p>13. MEMORIAL DE CALCULO 20</p><p>13.1 BALANÇO DE MASSA PARA A ETAPA DE FERMENTAÇÃO 20</p><p>13.2 BALANÇO DE ENERGIA PARA A ETAPA DE MATURAÇÃO 20</p><p>14. ARRANJO GERAL 22</p><p>15. CRONOGRAMA 24</p><p>16. 16 WHAT IF 24</p><p>3</p><p>1. OBJETIVOS</p><p>1.1 OBJETIVO GERAL</p><p>Projetar uma planta para a produção de vinhos de inverno a partir de uvas Syhah</p><p>em pequena escala.</p><p>1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS</p><p>● Descrever as etapas do processo de produção industrial de vinho tinto.</p><p>● Esboçar um diagrama de blocos que demonstra as etapas do processo;</p><p>● Realizar um fluxograma do processo (PFD);</p><p>● Realizar os balanços de massa e energia requeridos para o processo;</p><p>● Listar equipamentos utilizados;</p><p>● Descrever o funcionamento das malhas de controle e instrumentação.</p><p>2. PREMISSAS</p><p>● O projeto abrange a partir da colheita das uvas até a etapa de clarificação do vinho.</p><p>● O balanço de energia é referente a etapa de maturação do vinho e trasfegas.</p><p>● Não será abordado o tratamento de efluentes;</p><p>● Não serão abordadas as etapas de limpeza dos equipamentos.</p><p>● Não sera abordado as etapa de envase e embalagem final.</p><p>4</p><p>3. DESCRITIVO DO PROCESSO</p><p>3.1 COLHEITA</p><p>A colheita será realizada ao fim da safra de inverno, que normalmente acontece em</p><p>meados do início de agosto, pois a variedade Syhah tem um desenvolvimento mais tardio por</p><p>conta da técnica da dupla poda que e aplicada ao seu desenvolvimento. Desta forma optou se</p><p>pela colheita mais tardia com um °Brix de aproximadamente 22°, pois queremos um vinho que</p><p>tenha uma acidez menor e um teor alcoólico moderado. A colheita será realizada ao amanhecer</p><p>para evitar a rápida oxidação dos frutos e será de feita de forma manual para garantir a</p><p>integridade dos frutos no transporte.</p><p>3.2 TRANSPORTE</p><p>O transporte até a vinícola será realizado em 500 caixas de plástico de 20 kg, furadas na</p><p>parte inferior. Para esta transferência se optou por um caminhão de grande porte. Nesta</p><p>operação a carga a ser transportada será de 10,0 toneladas em caminhão fechado não</p><p>refrigerado, pois não há necessidade, já que transporte será feito durante a madrugada, e o</p><p>processamento será feito pela manhã.</p><p>3.3 RECEPÇÃO</p><p>O processamento do vinho tinto acontecera após o recebimento da uva. Ao recebe-las</p><p>de forma manual, elas serão direcionadas para a desengaçadeira, e durante este processo</p><p>serão feitos os seguintes procedimentos:</p><p> Avaliação do estado sanitário da uva;</p><p> Confirmação da cultivar utilizada;</p><p>Também será feita uma amostragem manual de algumas bagas, que serão levadas ao</p><p>laboratório para fazer a composição analítica do mosto, a fim de calcular a quantidade de</p><p>insumos que serão utilizados na vinificação. Para o cálculo dos insumos será usada uma</p><p>estimativa do peso das caixas, levando se em conta a sua capacidade.</p><p>3.4 DESENGACE</p><p>Ao chegar na vinícola, as caixas com as uvas serão direcionadas manualmente para</p><p>desengaçadeira esmagadeira, despejando as uvas, onde serão removidos os engaços dos</p><p>grãos, e de maneira sutil, rompe as cascas das uvas. As caixas vazias serão empilhadas</p><p>manualmente de forma organizada para serem lavadas. Os grãos que são rompidos,</p><p>5</p><p>acompanhados do mosto e sementes serão direcionados para uma bomba peristáltica que</p><p>estará conectada a uma mangueira de 3 polegadas, onde toda a mistura (mosto, casca e</p><p>sementes) será bombeada para três tanques de fermentação (3000L), que estarão conectados</p><p>através de conexões com válvulas para serem alternadas de forma manual por um operador,</p><p>uma após a outra. Durante o processo de desengace também será adicionado ao mosto dióxido</p><p>de enxofre na promoção de 10 g/hectolitro, a fim de evitar a oxidação do mesmo e enzima</p><p>pectolítica, para auxiliar na extração de compostos aromáticos.</p><p>3.5 PÉ DE CUBA</p><p>A hidratação da levedura é necessária para dar início a fermentação em que parte do</p><p>mosto obtido na etapa de desengace é direcionado a uma mistela de 100L para se dar início ao</p><p>pé de cuba. Para a preparação do meio e a estimativa da quantidade de levedura a ser utilizada,</p><p>foi feito um balanço de massa considerando a quantidade total de uvas a serem processadas,</p><p>no caso 10 toneladas, e a estimativa de vinho que teremos ao final, de aproximadamente 6000L,</p><p>considerando um rendimento de 60%.</p><p>Inicialmente para prepararmos o pé de cuba para todos os 3 tanques de 3000L,</p><p>adicionaremos a uma mastela de 300L um volume de água que esteja na proporção de 10:1(1ml</p><p>de agua em 10ml de solução) com a quantidade de mosto a ser adicionada a uma temperatura</p><p>de aproximadamente 37°C, e também será considerado que para cada quilograma de levedura</p><p>serão adicionados 100ml de solução água/mosto.</p><p>Depois de adicionada a solução água/mosto, será dissolvido manualmente na mistela</p><p>Nutristart (nutriente para a levedura) na proporção de 20g/hectolitro. Depois de dissolvido o</p><p>nutriente a levedura será polvilhada na superfície da solução deixando a em repouso por cerca</p><p>de 10 minutos. Após este tempo o mesmo volume é adicionado e agitado. Passados mais dez</p><p>minutos, o volume de solução será dobrado e após mais 10 minutos de descanso, a solução</p><p>será adicionada aos 3 fermentadores.</p><p>3.6 FERMENTAÇÃO</p><p>Na produção do vinho, a fermentação alcoólica, que ocorre no interior da célula das</p><p>leveduras, é responsável pelo teor final de álcool. Durante essa etapa, os açúcares presentes</p><p>na uva são transformados em etanol (FILHO; MENDES, 2003).</p><p>Pela via glicolítica, a glicose é degradada, após dez reações sucessivas, a duas</p><p>moléculas de piruvato, conforme Reação 1. Em seguida, como pode ser visto nas Reações 2 e</p><p>3, ambas são descarboxiladas e o acetaldeído (C2H4O) resultante</p><p>é reduzido a etanol</p><p>6</p><p>(C2H5OH). Obtêm-se também, ao final, o gás carbônico (FILHO; MENDES, 2003). Assim, a</p><p>concentração de açúcares no mosto, a levedura e a temperatura de processo, são fatores</p><p>fundamentais para que ocorra a fermentação e determinantes para a concentração final de</p><p>álcool (SOLEAS; DIAMANDIS; GOLDBERG, 1997).</p><p>C6H12O6 → 2C3H4O3 + 2NADH + 2H+ (Reação 1)</p><p>2C3H4O3 → 2C2H4O + 2CO2 (Reação 2)</p><p>2C2H4O + 2NADH + 2H+ → 2C2H5OH + NAD+ Reação 3)</p><p>Conforme o aumento do teor de etanol no mosto, o comportamento dos</p><p>microrganismos se altera e, ainda, há a extração dos pigmentos e de taninos da casca</p><p>da uva. Durante essa etapa há também o aumento dos compostos aromáticos, os quais</p><p>são subprodutos do processo metabólico das leveduras (SOLEAS; DIAMANDIS;</p><p>GOLDBERG, 1997).</p><p>Entre as centenas de espécies de leveduras conhecidas, a Saccharomyces</p><p>cerevisiae é a mais utilizada na produção de bebidas alcóolicas e isso ocorre por</p><p>apresentarem alta e rápida conversão do açúcar sem a formação de subprodutos</p><p>indesejados (FILHO; MENDES, 2003). Entre as leveduras mais empregadas, a S.</p><p>cerevisiae var. bayanus apresenta crescimento a concentrações mais altas de álcool,</p><p>diante de baixas concentrações de açúcares (GAVA; FICAGNA; ROSSATO, 2017), e</p><p>a temperaturas mais baixas, quando comparada a outras espécies do microrganismos</p><p>(KONIG; CLAUS, 2018).</p><p>O controle da temperatura durante a fermentação também é indispensável</p><p>para um vinho de boa qualidade, desta forma uma análise sensorial e realizada todos</p><p>os dias para checar a temperatura dos tanques. No caso dos vinhos tintos, a</p><p>temperatura ideal deve permanecer em torno de 23°C a 25°C, evitando que se alcance</p><p>uma “temperatura de estresse” a partir de 26°C, em que ocorre uma formação</p><p>excessiva de ésteres indesejados para o vinho (BRAGA; ALZER, 2015).</p><p>Durante este período são feitas remontagens de 15 minutos para</p><p>homogeneizar os tanques, com o intuito de manter a extração de compostos e</p><p>oxigenação do sistema. Vale lembrar que caso o processo de fermentação alcance a</p><p>“ temperatura de estresse” deverá ser adicionado fermoplus, que é um nutriente para</p><p>leveduras com alta ação antioxidante na proporção de 45g/hl, devendo ser adicionado</p><p>durante as remontagens.</p><p>7</p><p>3.7 PROCESSO DE DESCUBA</p><p>Ao final da fermentação alcoólica será feito o processo de descuba, que consiste</p><p>basicamente em trasfegar todo o bagaço presente no tanque de fermentação junto com o</p><p>vinho, através de uma bomba peristáltica para uma prensa pneumática. Dentro desta pressa</p><p>todo o bagaço ser prensado de acordo com a seleção do modo de operação para vinhos tintos,</p><p>onde e necessário uma prensagem mais leve, (de 1 a 3atm), para não haver a extração de</p><p>compostos indesejados e que posteriormente possam prejudicar a etapa de fermentação</p><p>malolática. Desta forma, conforme todo o bagaço e prensado, o vinho e bombeado através de</p><p>uma bomba para o tanque, onde fara a fermentação maolática.</p><p>3.8 FERMENTAÇÃO MALOLÁTICA</p><p>A fermentação malolática, por sua vez, é realizada por bactérias láticas, que</p><p>agem na transformação do ácido málico (C4H6O5) em ácido lático (C3H6O3),</p><p>conforme reação abaixo. Entre as comumente aplicadas, têm-se: Lactobacillus,</p><p>Pediococcus e Leuconostoc e Oenococcus (SILVA, 2020).</p><p>C4H6O5 → C3H6O3 + CO2 (Reação 4)</p><p>Durante este processo ha um acompanhamento laboratorial para verificar se a</p><p>fermentação malolatica esta acontecendo de maneira natural, em vista que não a</p><p>nenhuma adição de insumos nesta etapa, há não ser que seja necessario. Desta</p><p>forma para que este processo ocorra de forma correta, alguns fatores devem ser</p><p>verificados, como:</p><p> Temperatura: A atividade destas bacterias se encontra na temperatura de</p><p>25°C e 30°C, contudo, não e uma temperatura adequeda, pois pode ocasionar</p><p>aumento da acidez volatil, desta forma devemos manter a temperatura entres</p><p>18°C e 23°C;</p><p> Acidez: Ph alto favorece o inicio da fermentação;</p><p> Oxigênio: bacterias latícas não necessitam de uma quatidade grande de</p><p>oxigenio para a respiração, sendo esta uma necessidade que e atendida com</p><p>o proprio oxigenio dissolvido no vinho;</p><p> Antisséptios: o dioxido de enxofre impede a atividade das bacterias latícas,</p><p>portanto o momento que se aplica do dioxido de enxofre livre é importante par</p><p>8</p><p>a fermentação malolática;</p><p>São feitos ensaios diariamente através do metodo de cromatografia de</p><p>camada delgada, com intuido de verificar se todo o acido malico presente ja se</p><p>converteu em acido latico. Depois de realizada esta etapa, sera feira uma trasfega,</p><p>com a separação das borras, para o tanque de maturação.</p><p>3.9 ESTABILIZAÇÃO DO VINHO</p><p>Após o término da fermentação lenta (fermentação malolática), o vinho e</p><p>trasfegado para o tanque de maturação onde passa pelo processo de estabilização</p><p>etapa que “consiste em permitir que o vinho se mantenha em repouso, para que as</p><p>partículas residuais da fermentação se depositem vagarosamente no fundo”. Nesta</p><p>etapa alguns procedimentos também são adotados, como:</p><p>• trasfegas: passagem do vinho de um recipiente para outro para limpa-lo;</p><p>• atesto: conforme ocorre o nível do vinho diminui devido a evaporação e perdas nos</p><p>procedimentos os tanques são preenchidos.</p><p>• Estabilização tartárica: temperaturas amenas fazem com ocorra a insolubilizarão e</p><p>precipitação dos sais como o bitartarato de potássio;</p><p>• Filtração: o vinho passa através de um filtro de forma a eliminar as partículas que se</p><p>encontram em suspensão;</p><p>• Correção do dióxido de enxofre livre;</p><p>3</p><p>1</p><p>9</p><p>4. DIAGRAMA DE BLOCOS</p><p>No diagrama de blocos abaixo, tem-se os processos de produção do vinho.</p><p>figura 1 – Diagrama de blocos da produção de vinho tinto</p><p>5. FLUXOGRAMA DO PROCESSO (PFD</p><p>11</p><p>6. BALANÇO DE MASSA</p><p>O balanço de massa sera feito considerando a presença da levedura no equilíbrio. A base</p><p>de cálculo considerada foi de 16,83 g.L-1 de glicose para 1% de álcool (RIBEREAU-GAYON;</p><p>DUBOURDIEU; DONÈCHE; LONVAUD, 2006). Assim, obteve-se:</p><p>Para o volume final de vinho de 6000 L, tem-se:</p><p>● Massa de glicose: 16,83 g.L-1 * 6000 L = 100980g ou 100,98 kg</p><p>● Massa de álcool: 0,01 * 6000 L * 0,785 Kg.L-1 = 47,1 Kg</p><p>Considerando uma concentração em torno de 12% de álcool:</p><p>● Massa de glicose: 100980 g * 12 = 1211760 g = 1211,76 Kg</p><p>● Massa de álcool: 47,1 Kg * 12 = 565,2 Kg</p><p>● Mols de álcool: 565,2 Kg / 0,046069 Kg.mol-1 = 12268,55 mols</p><p>A partir da estequiometria de um mol de álcool para um mol de dióxido de carbono:</p><p>● Massa de CO2: 12268,55 mols * 0,0440 Kg.mol-1 = 539,81 Kg</p><p>Massa de Saccharomyces cerevisiae: 1211,76Kg de glicose - 565,2 Kg de álcool - 539,81 Kg de</p><p>CO2 = 106,75 Kg.</p><p>Através deste balanco de massa, dos calculos e considerando as concentrações descritas no</p><p>descritivo do processo, podemos estimar o balanco de massa para o pé de cuba que sera adicionado ao</p><p>processo fermentativo. Demostrsto atraves da tabela a seguir:</p><p>Tabela 1: Balanço de Massa para tanque de fermentação</p><p>Pé de Cuba</p><p>Correntes Levedura Mosto Aguá Nutriente Vinho</p><p>Entrada 100,75kg 9060ml 947 ml 1kg</p><p>Saída</p><p>6000L</p><p>12</p><p>7. BALANÇO DE ENERGIA</p><p>Para o balanço de energia consideraremos o esquipamento que tem o maior gasto de energia</p><p>relacionado com o seu tempo de uso. Desta forma faremos o balanço de energia para o sistema e frio</p><p>considerando um tempo e 12 horas, pois e o tempo que os tanques de fermentação não tem</p><p>supervisão, sendo necessario manter a temperatua em torno de 16°C, para que não haja risco</p><p>de um</p><p>aumento subito de temperatura. Com isso, a potencia necessaria sera calculada considerando o cp</p><p>do vinho, sendo aproximadamente 1,2238 Kcal/Kg.°C</p><p>Tabela 2: Balanço de energia o sistema de frio</p><p>8. INSTRUMENTAÇÃO</p><p>Sistema de frio: medidor de temperatura, medidor de nível, válvulas.</p><p>9. SISTEMA DE CONTROLE</p><p>Malha 1(Sistema de refrigeração)- O fermentador terá valvulas manuais conectadas nas</p><p>cintas, que serão acionadas quando necessario, essa necessidade de dara a partir de uma</p><p>analise sensorial do operador de adega, que se necessario abrira as valvulas para o</p><p>resfriamento do tanque.</p><p>Q (KJ/s) Potencia(Kw/s)</p><p>Sistema de frio -124827,6 8,15</p><p>13</p><p>10. ESPECIFICAÇÕES DAS MATÉRIAS PRIMAS, PRODUTOS E EFLUENTES</p><p>● Matérias Primas</p><p>Tabela 3: Especificações das matérias primas e custos diretos</p><p>Nome Valor</p><p>unitario(R$)</p><p>Quantidade Custo(R$)</p><p>Uvas Syrah(Kg) 1,50 10000 15000,00</p><p>Hidróxido de</p><p>Sódio(Kg)</p><p>31,60 50 1580,00</p><p>Nutristart(Kg) 548,59 2 1097,18</p><p>Metabissulfito de</p><p>potassio(Kg)</p><p>72,00 25 1800,00</p><p>Enzima</p><p>pectolítica(L)</p><p>400,00 1 400,00</p><p>Levedura seca</p><p>ativa(Kg)</p><p>538,00 1 538,00</p><p>Açucar Cristal(Kg) 2,65 50 132,50</p><p>Garrafas de</p><p>750ml(unidade)</p><p>0,62 8000 4960,00</p><p>Rolhas 32x23 mm 0,49 8000 3920,00</p><p>Caixas de papelão</p><p>para 6 garrafas</p><p>2,92 1400 4088,00</p><p>Custo Total(R$) 33515,68</p><p>Fonte: elaborada pelos autores</p><p>● Efluentes</p><p>Tabela 4: Especificações dos efluentes</p><p>14</p><p>Nome</p><p>Estado</p><p>Destinação</p><p>Perigo</p><p>Aguas de lavagem</p><p>Líquido</p><p>Estação de tratamento de</p><p>efluentes.</p><p>Risco de</p><p>contaminação.</p><p>Fonte: elaborada pelos autores</p><p> Produto</p><p>Tabela 5: Especificação do produto</p><p>Nome</p><p>Estado</p><p>Cor</p><p>Destinação</p><p>Perigo</p><p>Vinho Syrah</p><p>Liquido</p><p>Roxo</p><p>Comercialização</p><p>Não há.</p><p>Fonte: elaborada pelos autores</p><p>11. AVALIAÇÃO DAS UTILIDADES</p><p>Tabela 6: Massa e uso de cada utilidade necessária no processo</p><p>Utilidade</p><p>Objetivo</p><p>Massa (kg)</p><p>Água</p><p>Lavagem dos tanques</p><p>10000,00</p><p>Ar comprimido</p><p>Processo de descuba</p><p>6000</p><p>Nitrogênio</p><p>Inertização dos tanques</p><p>variavel</p><p>Fonte: elaborada pelos autores</p><p>Tabela 7: Estimativa do consumo de energia por lote produzido considerando 1,30(kW/h), dados do DME de</p><p>Poços de caldas para o sistema de frio</p><p>15</p><p>Equipamento</p><p>Quantidade</p><p>Objetivo</p><p>Consumo de energia</p><p>estimado (kWh)</p><p>Sistema de frio</p><p>1</p><p>Estabilização tartárica</p><p>8,15</p><p>Total de energia estimada por 12 horas</p><p>97,8 kWh</p><p>Custo estimado por dia</p><p>R$ 127,14</p><p>Fonte: elaborada pelos autores</p><p>11.1 LISTA DE EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS</p><p>Tabela 8: Lista das bombas empregadas no processo produtivo e o custo estimado</p><p>Bomba Unidad</p><p>e</p><p>Fluido Material Vazão</p><p>(m3/h)</p><p>Potência</p><p>(W)</p><p>Peristaltica 4 Água de lavagem,</p><p>trasfegas dos vinhos,</p><p>processo de descuba</p><p>Aço inox 1734,6 0,75</p><p>Fonte: elaborada pelos autores</p><p>16</p><p>Tabela 9: Investimentos físicos para a produção e 8000 garrafas de vinho</p><p>Equipamento Quantidade Valor</p><p>unitário</p><p>Custo(R$)</p><p>Caixa de plático(20kg) 500 22,90 11450,00</p><p>Desengassadeira com</p><p>bomba de capacidade para</p><p>2000Kg/h</p><p>1 9100,00 9100,00</p><p>Bomba para transporte do</p><p>vinho para filtração</p><p>1 1692,47 1692,47</p><p>Bomba peristaltica 5 5300,00 26500,00</p><p>Tanques com capacidade de</p><p>3000L</p><p>7 8600,00 60200,00</p><p>Envasadora de vinho com</p><p>capacidade de 60/hora</p><p>1 2023,43 2023,43</p><p>Arrolhadora 1 119,90 119,90</p><p>Sistema de frio 1 99400,00 99400,00</p><p>Tanque pulmão 2000L 1 35800,00 35800,00</p><p>Custo total(R$) 246285,8</p><p>Fonte: elaborada pelos autores</p><p>17</p><p>Tabela 10: Dados técnicos dos equipamentos utilizados na produção de 8000 garrafas de vinho</p><p>Equipamento Dados técnicos</p><p>Desengaçadeira/esmagadeira com</p><p>bomba com capacidade de</p><p>2000kg/hora</p><p>Fabricação em inox e ferro</p><p>Acompanha:cavalete de ferro, motor de</p><p>1,5HP(monofasico)</p><p>Bomba para o transporte do vinho</p><p>com filtro para a filtração</p><p>Bombeamento de 500 a 800 L/h e potência</p><p>de 0,5HP</p><p>Enasadora e vinho com capacidade</p><p>de 60L/hora</p><p>Tensao de entrada 220V – 60Hz</p><p>Potencia de 30W</p><p>Capacidade de envase de 2ml a 3500L</p><p>Fonte: elaborada pelos autores</p><p>Tabela 11: Especificação das tubulações</p><p>Fonte: elaborada pelos autores</p><p>Para os custos de mão de obra relacionados abaixo foram feitas as seguintes considerações</p><p>contabilizando o custo de 3 funcionários para trabalhar diretamente na vinícola para produção de 8000</p><p>garrafas de vinho. Para tabela a seguir, foram considerados além do salário para um contrato de safrista</p><p>de 6 meses, benefícios para os funcionários como auxilio transporte e auxilio alimentação. Desta forma,</p><p>isso será feiro da seguinte forma:</p><p> Auxílio transporte: supôs-se uma passagem de ônibus no valor de R$4,50, sendo 22 dias</p><p>trabalhados no mês, o custo total contabilizando duas passagens diárias e sendo 94% deste</p><p>valor pago pelo dono da unidade produtora de vinho, ou seja R$186,12 mensais para cada</p><p>funcionário;</p><p> Auxílio alimentação: supôs-se um ticket de alimentação diário no valor de R$17,00 para cada</p><p>funcionário, sendo fornecidos 22 tickets mensais;</p><p> INSS: cerca de 29%¨do salário a ser pago pelo funcionário corresponde ao INSS;</p><p> FGTS: 8% do salário a ser pago pelo funcionário deve ser destinado ao FGTS;</p><p>Diâmetro</p><p>nominal</p><p>Unidade Aplicação Compriment o Diãmetro Material</p><p>3’’ 20 Esmagamento de</p><p>processamento,</p><p>trasfegas,</p><p>filtração.</p><p>6 m 87,2 mm PVC</p><p>18</p><p> Décimo terceiro: contabiliza-se o valor de um salário para o 13° dos funcionários;</p><p>Tabela 12: Custos diretos de mão de obra para o contrato de 6 meses</p><p>Funcionario Quantidade Salario Auxilio</p><p>transporte</p><p>Auxilio</p><p>alimentação</p><p>INSS FGTS Décimo</p><p>terceiro</p><p>Técnico de enologia 1 9000,00 1116,72 2244,00 2610,00 720,00 750,00</p><p>Auxiliar de produção 2 14400,00 2233,44 4488,00 4176,00 1152,00 1200,00</p><p>Custo Total(R$) 44090,16</p><p>Fonte: elaborada pelos autores</p><p>Tabela 12: Custos indiretos semestrais de fabricação</p><p>Fonte: elaborada pelos autores</p><p>Custos indiretos semestrais de fabricação Custo para uma produção semestral de 8000</p><p>garrafas</p><p>Manuteção de maquinas e equipamentos 2500,00</p><p>Tarifa de agua, energia e telefone 22885,2</p><p>Total(R$) 25385,2</p><p>19</p><p>12. COMERCIALIZAÇÃO DO VINHO</p><p>Após calcular o custo de equipamentos para a elaboração de uma cantina, os custos diretos bem como os</p><p>custos indiretos de fabricação, é possível calcular os custos totais para uma produção anual de 8000 garrafas de</p><p>750 mL de vinho, sendo os custos totais mostrados na tabela 13.</p><p>Tabela 13: Custo total semestral</p><p>Fonte: elaborada pelos autores</p><p>Sendo assim, o custo unitário para uma garrafa de vinho para a produção anual de 8000 garrafas é em</p><p>torno de R$43,65</p><p>Tipo de custo Custo para uma produção semestral de 8000</p><p>garrafas</p><p>Equipamentos 246285,8</p><p>Materiais 33515,68</p><p>Salario dos funcionarios 44090,19</p><p>Custos indiretos de fabricação 25385,2</p><p>Total(R$) 349276,87</p><p>20</p><p>13. MEMORIAL DE CÁLCULO</p><p>13.1 BALANÇO DE MASSA PARA A ETAPA DE FERMENTAÇÃO</p><p>A realização do balanço de massa foi realizado para a etapa de fermentação,</p><p>dessa forma foram feitas as seguintes considerações:</p><p>1. Regime batelada;</p><p>2. O sistema é fechado, ou seja, massa não atravessa as fronteiras;</p><p>3. O regime é permanente, ou seja, o comportamento se altera com o passar do</p><p>tempo;</p><p>4. Mudança de fase ou reações químicas desprezíveis;</p><p>5. Não é perfeitamente misturado.</p><p>6.</p><p>Partindo da equação geral do balanço de massa e fazendo as seguintes modificações</p><p>temos que:</p><p>= = + -</p><p>13.2 BALANÇO DE ENERGIA PARA A ETAPA DE MATURAÇÃO</p><p>O balanço de energia será referente à etapa de maturação. Para isso, será feito</p><p>as seguintes considerações:</p><p>1. O sistema é fechado, ou seja, massa não atravessa as fronteiras, mas a</p><p>energia sim;</p><p>2. O comportamento é dinâmico, ou seja, ocorrem mudanças na resposta em</p><p>um intervalo de tempo;</p><p>3. Energias cinética e potencial desprezíveis;</p><p>4. Sem acúmulo de massa no sistema;</p><p>5. Independente da pressão em relação à energia interna (U) e à entalpia (H);</p><p>6. Mudança de fase ou reações químicas desprezíveis;</p><p>7. Trabalho (W) desprezível;</p><p>8. A temperatura dentro do tanque é espacialmente uniforme.</p><p>Partindo da equação geral do balanço de energia, temos que:</p><p>Variação da massa</p><p>de microrganismo</p><p>no tanque</p><p>Fluxo da massa de</p><p>microrganismo que</p><p>entra</p><p>Fluxo de massa de</p><p>microrganismo ar-</p><p>rastado</p><p>Variação da massa</p><p>de microrganismo</p><p>produzido</p><p>21</p><p>𝛥𝑈 + 𝛥𝐸𝑐 + 𝛥𝐸𝑝 + 𝛥𝑃 = 𝑄 − 𝑊 (3)</p><p>Aplicando as considerações feitas, a equação (1) pode ser simplificada:</p><p>𝛥𝑈 = 𝑄 (4)</p><p>A transferência de calor Q pode ser definida como:</p><p>𝑄 = 𝑚 𝑐𝑣</p><p>𝑑𝑇</p><p>𝑑𝑡</p><p>(5)</p><p>Separando as variáveis e integrando:</p><p>𝑇 𝑡</p><p>∫𝑇0</p><p>𝑚. 𝑐𝑣. 𝑑𝑇 = ∫0</p><p>𝑄. 𝑑𝑡 (6)</p><p>Resolvendo a integral teremos que:</p><p>𝑚. 𝑐𝑣. (𝑇 − 𝑇𝑜) = 𝑄. 𝑡 (7)</p><p>Isolando Q, chega-se à equação final do balanço de energia para o tanque de fermentação:</p><p>𝑄 =</p><p>𝑚.𝑐𝑣.(𝑇−𝑇𝑜)</p><p>𝑡</p><p>(8)</p><p>Onde:</p><p>𝑄 é o calor transferido para o sistema;</p><p>𝑚 é a massa total envolvida no sistema;</p><p>𝑐𝑣 é o calor específico;</p><p>𝑇𝑜 é a temperatura inicial no digestor;</p><p>𝑇é a temperatura final no digestor;</p><p>𝑡 é o tempo.</p><p>14. ARRANJO GERAL</p><p>24</p><p>15. CRONOGRAMA</p><p>Tabela 20: Cronograma de projeto</p><p>Projeto conceitual 8 meses</p><p>Projeto detalhado 8 meses</p><p>Compras e entregas de</p><p>equipamentos e instrumentos</p><p>3 meses</p><p>Construção 15 meses</p><p>Montagem do</p><p>processo</p><p>3 meses</p><p>Startup 1 mês</p><p>Fonte: elaborada pelos autores</p><p>16. WHAT IF</p><p>Identificação do sistema: Processo de fabricação de vinho</p><p>Subsistema: Avaliação dos processos de produção de vinho</p><p>Responsável:AndréluizdeSouza Data: 26/06/2024</p><p>E SE</p><p>RESPOSTAS DOS</p><p>RESPONSÁVEIS</p><p>MEDIDAS PREVENTIVAS</p><p>OU CORRETIVAS</p><p>A temperatura do tanque</p><p>subir a cima do limite</p><p>estipulado</p><p>A temperatura deve ser</p><p>ajustada manualmente</p><p>abrindo a valvula do</p><p>sistema de frio</p><p>Deve haver uma maior</p><p>obseração por parte dos</p><p>operadores.</p><p>Responsável: Engenharia</p><p>Necessidade de manutenção</p><p>interna em tanques</p><p>A equipe de manutenção está</p><p>capacitada para trabalhar em</p><p>ambiente confinado</p><p>Serão apresentados os</p><p>certificados de treinamento.</p><p>Responsável: Segurança</p><p>Necessidade de limpeza nas</p><p>tubulações</p><p>Existe um cronograma para a</p><p>limpeza periódica das</p><p>tubulações</p><p>Será apresentado o</p><p>cronograma.</p><p>Responsável: Manutenção</p><p>25</p><p>Falta de energia elétrica</p><p>durante a operação</p><p>Os equipamentos estão</p><p>projetados em modo de falha</p><p>segura</p><p>Será apresentado o projeto.</p><p>Responsável: Engenharia</p><p>Em caso de incêndio na planta</p><p>Existem extintores e saídas de</p><p>emergência na instalação e</p><p>brigada de incêndio treinada</p><p>Será apresentado o layout que</p><p>indica as saídas de</p><p>emergência.</p><p>Responsável: Segurança</p><p>Acidentes de trabalho</p><p>Existe uma equipe de</p><p>socorristas</p><p>Será apresentado o certificado</p><p>de treinamento dos</p><p>socorristas.</p><p>Responsável: Saúde</p>