Neste conteúdo, serão abordadas as principais características que você precisa saber e/ ou decidir sobre o seu processo para dar início à produção.
A etapa de finalmente tirar um sonho do papel e começar um novo o processo para fabricação demanda um profundo estudo dessa rota produtiva. Este deve levar em consideração as características desejadas do produto final, a eficiência do processo e a maior otimização de custos para uma maior rentabilidade lucrativa.
Você já tem seu produto e processo desenvolvido e chegou na etapa de iniciar a produção? Falaremos aqui os 5 passos para que você desenvolver e iniciar o seu processo produtivo.
Quando olhamos para um diagrama de fluxo de processos pela primeira vez, é fácil nos confundir, dada a quantidade de informações expostas. Porém, apesar de parecer complexo, todos os processos seguem um caminho parecido do início do seu desenvolvimento até seu modelo final.
Antes de discutir os passos envolvidos no design conceitual de um processo, é importante perceber que as decisões mais importantes do processo giram em torno das sínteses ou rotas químicas envolvidas na produção do produto desejado. A alternativa para garantir a eficiência e minimizar os custos do seu processo, então, consiste nas seguintes etapas:
- Decidir se o processo será batelada ou contínuo;
- Identificar estruturas de entrada e saída de processos;
- Definir estruturas de reciclo;
- Identificar etapas de separação;
- Desenhar a rede de trocadores de calor ou o sistema de recuperação do processo.
Pensando no início de um novo processo, esses 5 passos devem ser seguidos nessa ordem.
1. Processo em batelada ou contínuo?
Essa análise deve ser feita considerando a definição de cada um dos tipos de processo. Além disso, deve-se optar pela forma que sua empresa deseja operar a linha de produção.
Um processo em batelada consiste em uma produção de uma quantidade determinada de produto em um determinado tempo. Ou seja, o processo é alimentado, a operação é executada e o produto é descarregado, iniciando-se outro ciclo.
O processo em batelada tem, na maioria das vezes, intervalos discretos entre as séries de operações unitárias (misturador, reator, aquecedor, torre de destilação), sendo sequenciado pela remoção e depósito de produto e, enfim, tendo os equipamentos limpos e prontos para o próximo processo.
Contrário a isso, o processo contínuo alimenta continuamente uma série de equipamentos, sendo que cada um normalmente performa uma única operação. Então produtos, subprodutos e corrente de resíduos saem do processo e são enviados para o estoque ou para demais processos.
Existem diferentes fatores para considerar se a melhor forma será como processo contínuo ou em batelada, mas uma importante consideração é o tamanho da sua produção. Se for desejado produzir uma quantidade relativamente pequena, como algo menor que 500 toneladas por ano, batelada provavelmente é a melhor opção.
Ademais, é importante ressaltar neste passo que, pensando em termos de custo, o processo em batelada normalmente é mais barato, justamente porque o mesmo equipamento pode ser utilizado em várias unidades de operação. Além de poder ser reconfigurado facilmente para uma larga variedade de produtos.
2. Identificar as estruturas de entrada e saída do processo
Aqui vamos entender a importância de identificar as entradas e saídas do processo, sendo as entradas representadas por correntes de alimentação e as saídas representadas pelas correntes de produto, que podem ser as desejadas ou apenas resíduos das reações no processo, que por vezes podem ser reaproveitados.
Primeiramente, ao avaliar uma rota para começar a sua produção, deve-se construir um diagrama do conceito do processo. Tal diagrama usa a estequiometria, ou seja, toda a proporção de entrada de reagentes e saída de produtos e subprodutos formados no processo da principal reação, para identificar as alimentações e os produtos químicos necessários.
Em geral, temos aqui um passo para uma representação global das reações envolvidas na transformação dos seus reagente para o produto final.
Após esse diagrama simplificado, é necessário fazer o Diagrama do Fluxo de Processo de maneira mais completa, que também consiste em uma representação na sua forma mais básica e rudimentar.
Analisar esse diagrama é uma forma efetiva de entender o seu processo. A partir disso, é necessário analisar como será o descarte, a utilização ou encaminhamento das correntes envolvidas no processo.
3. Identificar e definir a estrutura de reciclagem do processo
A ideia do reciclo é bem simples, partindo do passo anterior. Lembre-se que algumas reações não são 100% eficientes e parte dos reagentes que não são transformados em produtos, mas podem ser reaproveitados em etapas anteriores no processo por meio de correntes de reciclo ou by-pass, como também é chamada. O reciclo é de elevada importância na recuperação de reagentes e consequente redução geral do custo de operação da planta.
É importante notar que, no caso em que um composto é reciclado com um reagente e ele ainda assim não reage, então uma corrente de purga deve ser utilizada para evitar a acumulação desse tipo de composto, chamado de inerte, no processo. Para isso, a corrente de reciclo mostrada na imagem acima seria dividida em duas, uma que realmente voltaria a alimentar a unidade de processo e outra, a corrente de purga, que seria descartada.
Vale ressaltar que, se houver uma corrente no seu novo processo de difícil separação da mistura das substâncias nela presentes, deve-se ter uma atenção especial para essa etapa.
4. Estrutura Geral do Sistema de Separação
Como pontuado anteriormente, a estrutura da sequência de separação tem importantes questões vinculadas com a sequência de colunas de destilação e alguns problemas associados a misturas complexas (como azeótropos, por exemplo).
Cabe aqui o entendimento de que um sistema azeótropo consiste em uma mistura de duas ou mais substâncias que possuem um ponto de ebulição fixo e constante, semelhante ao de uma substância pura, de tal forma que seus componentes não podem ser separados por processo de destilação simples. Sendo assim, é um ponto delicado separar pelo menos duas substâncias em uma mistura de maior complexidade.
Analisar as complexas misturas existentes em um processo é um passo essencial, pois neste ponto existe uma série de fatores que complicam a continuidade da produção. A atenção especial neste caso convém ao sistema de mistura, eficiência de separação e pureza dos compostos finais.
5. Rede de Trocadores de Calor ou Processo de Sistema de Recuperação de Energia
O ponto principal do processo de recuperação de energia é o de otimizar a energia nos processos. Portanto, partindo do pressuposto de que todos os pequenos processos necessitam de trocadores de calor, há uma análise essencial para entendimento da real necessidade e a quantidade de trocadores no seu processo, que estão intrinsecamente ligados ao custo de operação e manutenção da linha produtiva.
Em termos de recuperação de energia, deve-se entender as correntes de saída e os momentos de necessidade de troca de energia, analisando a possibilidade de integrar uma possível perda no final do processo a um ponto de necessidade energética anterior a isso.
Tem interesse em iniciar um novo processo? A Propeq é especialista em pesquisa e desenvolvimento de rotas produtivas e pode te ajudar a tirar esse projeto do papel!
