Apostila Sobre Tratamento de Caldo 2011

APOSTILA SOBRE TRATAMENTO APOSTILA SOBRE TRATAMENTO APOSTILA SOBRE TRATAMENTO DE CALDO - DE CALDO - DE CALDO - 201120112011

APOSTILA SOBRE TRATAMENTO DE CALDO - 2011

A uma empresa francesa, localizada em Saint-Etienne/Frana. Foi criada em 1978, uma empresa relativamente nova e est presente em mais de 150 pases, contando hoje com 25 unidades de produo espalhadas pelo mundo e mais de 30 filiais comerciais. Atualmente a produo corrente de cerca de 1.000 produtos e vem atuando nos mais variados setores do mercado como: papel e celulose, cosmticos, minerao, petrleo, acar e lcool, indstria txtil, agricultura, tratamento de guas residuais e tratamento de gua para o consumo humano.

SNF FLOERGER

Tendo atingido um expresivo volume de negcios ao longo dos ltimos anos, a se consolidou como a empresa lder mundial em produo de polmeros.

A vem comercializando os seus produtos diretamente para as usinas de acar e lcool em todo o territrio nacional desde 1999 atravs de sua representante autorizada

. Atravs da , a coloca toda sua experincia, produtos e servios disposio do setor sucroalcooleiro.

Fazem parte da linha de produtos para o setor sucroalcooleiro, a linha FLONEX: polmeros aninicos, catinicos e no inicos ; e poliaminas descolorantes para todo o tratamento de caldo.

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SNF FLOERGERSKILLS QUMICA SKILLS QUMICA

APLICAO DE POLMERO E TRATAMENTO DE CALDO

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Sediada em Dois Crregos/SP a conta com um depsito de polmeros para poder atender seus clientes diretos.

A , que tem em seu quadro profissional altamente especializado, conta com o apoio tcnico/comercial da , com sede em Guarulhos/SP, onde mantm um amplo depsito com estoques regulares de todos os seus produtos.

O estabelecimento de novos padres de qualidade com especificaes mais rigorosas para o acar, assim como a produo de etanol em grande escala, mostraram que algumas das tcnicas empregadas no tratamento de caldo tornaram-se deficientes, obtendo-se um caldo parcialmente clarificado e com excessiva proporo de bagacilho em suspenso.

SKILLS QUMICA

SKILLS QUMICASNF FLOERGER

A aplicao de polmeros, requer tratamentos eficientes; atende as exigncias ambientais, dando maior sustentabilidade para a usina; tem uma necessidade crescente na recirculao de guas, evitando o desperdcio e poluio do meio ambiente; automao dos sistemas de dosagem adequada, visando baixar


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custos, onde a vazo de polmero est amarrada com a vazo de caldo; e a assistncia tcnica, muito importante neste contexto.

A assistncia tcnica, tem como objetivo o acompanhamento contnuo no processo de aplicao e preparo de polmero, onde em caso de problemas, uma segunda opinio sempre pode ajudar. Novos procedimentos e equipamentos so testados em laboratrio, com a finalidade de determinar o produto e dosagem ideal para o processo. No desenvolvimento de novos produtos, a

realiza testes antes da comercializao

DEFINIES IMPORTANTES :

Polmeros: A palavra POLMERO vem do grego poli (muitas) + mero (partes ), e exatamente isto, a repetio de muitas partes de um tipo de composto qumico. E polimerizao o nome dado ao processo no qual as vrias unidades de repetio ( monmeros ) reagem para gerar uma cadeia de polmero. Resumindo, so macromolculas, ou seja, molculas enormes, formadas pela unio de molculas menores, que so chamadas de monmeros, ou seja, todas as vezes que diversos monmeros so agrupados, ns produzimos um polmero.

bom lembrar, que o polmero em si, no necessariamente ele artificial. Existem polmeros naturais, muito estudados dentro da bioqumica como: protena, que um tipo de polmero formado pela juno de diversas molculas de aminocidos ; a celulose, que tambm um tipo de polmero formado pela juno de diversas molculas de beta-glicose ; o amido, que tambm formado pela juno de molculas de alfa-glicose, etc.

Dentre os polmeros artificiais de adio temos o polietileno, polipropileno, policloreto de vinila ( PVC ) e o poliestireno. Como exemplo tambm temos as poliaminas tercirias, poliaminas quaternrias, poliacrilamidas, colides de melanina, e polmeros naturais derivados de tanino.Na etapa de clarificao de caldo de cana empregam-se normalmente as poliacrilamidas, que so polmeros de alto peso molecular e solveis em gua.

Disperso Coloidal: um sistema gua-slido, geralmente em suspenso, onde as partculas possuem cargas negativas e estas partculas variam em tamanho de 0,1 a 1 milimicrons.

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Coagulao: agrupamento das partculas coloidais, por desestabilizao das cargas.

Floculao: agrupamento das partculas coloidais em tamanho suficientemente grande para haver sedimentao.

A coagulao tem por objetivo aglomerar as impurezas que se encontram em suspenses finais ( ou em estado coloidal ) e algumas que se encontram dissolvidas, em partculas maiores que possam ser removidas por decantao ou filtrao.


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Principais Caractersticas dos Coagulantes:- mineral ou orgnico. Como mineral temos o exemplo do cido fosfrico e orgnico a

poliamina- so sempre catinicos e alta densidade de carga- baixo ou alto peso molecular- esto presentes sempre na forma lquida.

Principais Grupos Orgnicos:- poliaminas ; polydadmac ; resina dicianodiamida ; resina melanina formaldedo.

Existem algumas vantagens e desvantagens na aplicao de um coagulante mineral ou orgnico que so:


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- Mineral: como vantagens, possuem larga aplicao e baixo custo. E desvantagens, requer alta dosagem, formao de grande volume de lodo e alteram o pH.- Orgnico: como vantagens, requer uma baixa dosagem, formao de pequeno volume de lodo e no alteram o pH. E como desvantagem possui um custo mais elevado.Os polmeros podem pertencer s famlias dos no inico, que no possuem carga ; aninico, que possuem carga negativa; catinico, que possuem carga positiva; e os anfteros com carga negativa e positiva. No setor de acar e lcool especificamente trabalhamos com o aninico e catinico.

Como uma cadeia de polmero formada pela adio de uma grande quantidade de monmero, durante a polimerizao, cadeias com diferentes comprimentos sero formadas, e portanto, uma distribuio de comprimentos de cadeia ser obtida. Consequentemente, uma distribuio de pesos moleculares tambm existir, no sendo possvel obter um valor nico e definido para o peso molecular do polmero.

Tanto o peso molecular quanto a distribuio de pesos moleculares so determinadas pelas condies operacionais da reao, sendo que diferentes condies operacionais produziro polmeros com pesos moleculares mdio diferentes.

Devido grande competio industrial, so de extrema importncia: a habilidade de poder controlar o peso molecular do polmero durante sua produo; e o entendimento de como o peso molecular influencia nas propriedades finais do polmero.


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Na figura acima, em um determinado ensaio, a medida que aumenta o peso molecular do polmero, temos um aumento da velocidade de sedimentao e consequentemente uma maior claridade do caldo clarificado. Em uma outra situao, a medida que aumenta o peso molecular, quando chegar em um determinado momento ou uma concentrao mxima permitida, a velocidade de sedimentao e a claridade do caldo clarificado diminui. Fato este, que no somente um polmero de peso molecular alto que vai determinar a sua tima eficincia, preciso realizar um teste prvio em laboratrio e ajustar a dosagem para da ento determinar o tipo de polmero em uso.

PREPARAO E EFICINCIA DO FLOCULANTE:

Os floculantes utilizados nas usinas de acar e lcool para promover a formao de flocos no processo de clarificao, so dissolvidos em gua em concentraes que podem variar de 0,03 a no mximo 0,1%, antes de serem adicionados no caldo.Devido ao alto peso molecular, o floculante est sujeito despolimerizao. Alm deste, alguns outros fatores podem reduzir a eficincia ( atividade ) do floculante: longo tempo de armazenagem da soluo, temperatura, sais minerais e materiais em suspenso na gua utilizada na diluio, etc.

No estado slido ( p ) a molcula se apresenta enrolada. Durante a dissoluo a molcula se desenrola ( hidratao ), lentamente, necessitando de no mnimo 2:30 horas para completar este processo, isto para floculante aninico. Para o floculante catinico o tempo de no mnimo 1:30 horas.

A atividade mxima do floculante coincide com a mxima linearizao da molcula. Neste estado a molcula muito frgil, com possibilidade de se despolimerizar em molculas de peso molecular menor.

Quando em soluo a molcula pode, se quebrar em molculas menores pela ao de agitao violenta e temperatura elevada, ambos associados ao tempo ( agitadores, bombas, acidentes na linha, etc. )

O bom desempenho de um polieletrlito depende das seguintes caractersticas: grau de hidrlise, peso molecular, carga eltrica, quantidade empregada na clarificao e cuidados no preparo/dosagem.

A quantidade ideal de polmero a ser adicionado ao caldo depende de sua qualidade e das caractersticas disponvel. Tanto para a seleo do melhor polmero, como para otimizao da sua dosagem, recomendvel que sejam conduzidos testes preliminares em laboratrio.


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De um modo geral, a dosagem de polmero para tratamento do caldo tem variado entre 1 a 3 ppm ( com base na matria prima disponvel ).

A adio de grande quantidade de polmero pode provocar o efeito contrrio, ou seja, em vez de provocar a atrao das partculas, estabilizam o colide e dificultam a floculao. Os efeitos da aplicao da quantidade correta e de grande quantidade de polmero so esquematicamente representados abaixo:


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- Quantidade correta de polmero:

+POLMERO SLIDOS EM

SUSPENSOFLOCULAO

- Grande quantidade de polmero:

+Figura 10 - ilustrao na Aplicao de Polmero


Os cuidados a serem tomados com o polmero podem ser divididos em: cuidados no preparo propriamente dito, cuidados com a gua de diluio utilizada e cuidados com a dosagem do produto.

Cuidados no Preparo: - os tanques devem ser construdos em inox, ou ao carbono, sendo este

ltimo, revestido com resina epxi, para evitar a reao dos ons Fe++ com o polmero, tornando-o menos eficiente.

- a agitao mecnica deve ser leve, de 20 a 30 rpm.- a diluio no preparo deve estar na faixa de 0,03 a 0,1% no mximo.- o polmero deve ser adicionado no tanque quando este estiver com metade

do seu volume com gua, e bem lentamente atravs de eductores, evitando a formao de grumos.

Cuidados com a gua de diluio:- deve ser isenta de slidos em suspenso- deve ser isenta de dureza e slica- a temperatura da gua utilizada no deve ser superior a 50C. Temperatura

muito elevada provoca a quebra da cadeia com consequente reduo do peso molecular, provocando a queda da eficincia do polmero.

- o pH da gua deve ser neutro, ou seja, prximo de 7,0.

Cuidados na dosagem do polmero:- a bomba dosadora deve ser do tipo helicoidal, de deslocamento positivo,

preferivelmente com variador de velocidade.- deve ser utilizados rotmetros, ou algum outro indicador de vazo, para

medio da vazo da soluo de polmero na entrada de cada decantador, faciligtando o controle pelo operador.

- o ponto de aplicao no deve ser um local de muita turbulncia, porm, onde seja certa a sua homogeneizao, sem risco de quebra da cadeia do polmero.

- polmeros de elevado peso molecular no devem ser agitados com ar comprimido, pois, dependendo da intensidade da agitao corre-se o risco de


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todo polmero permanecer na parte superior do tanque, separando-o da gua que permanecer no fundo, e tambm pode haver a quebra da cadeia.

- o floculante em p, sendo higroscpico, deve ser guardado em lugar seco e de baixa temperatura.

- as embalagens devem ser mantidas fechadas, para impedir a absoro de umidade- um floculante seco, pode ficar armazenado por at 2 anos- evitar inalar o floculante- contato com a pele deve ser evitado- contaminao nos olhos: deve-se lavar rapidamente com gua.No exemplo abaixo, temos os tipos de dosagem de polmero, quando este for dosado na

linha. Recomendamos o 2 exemplo, pois h uma melhor homogeinizao do floculante com o caldo, e evita o choque direto com caldo.

Durante os testes em campo, alguns parmetros so necessrios para a confirmao dos testes preliminares em laboratrio que so:


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- vazo de caldo, xarope ou lodo ? importante o conhecimento para determinarmos a dosagem em ppm.

- concentrao na diluio ? estabelecer um padro para no haver perda de eficincia e tambm para determinao da dosagem em ppm

- vazo do floculante ? importante o conhecimento para determinarmos a dosagem em ppm e estabelecer um limite para no haver superdosagem e perda da eficincia do floculante, causado pela estabilizao dos colides, dificultando a floculao.

Teoricamente os floculantes participam do terceiro estgio de clarificao, que se relaciona com agrupamento dos flocos formados.

Os floculantes constituem-se basicamente de grupos Acrilatos e Carboxilas. Em soluo, o grupo Acrilato dissocia-se, ficando as cargas negativas distribudas ao longo da cadeia, como mostrado na FIGURA 5. Os grupos COO servem como elo de fixao com partculas negativamente carregadas ( FIGURA 5c) atravs de uma ponte com um ction divalente. Se algumas partculas compartilham de uma mesma cadeia, ento uma extensa rede de flocos formada como verificado na FIGURA 5b. Estes flocos podem crescer rapidamente, quase que instantaneamente, atingindo 1 cm ou mais de dimetro, provocando uma rpida separao entre fases.


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BASE PARA A SELEO DE POLMEROS E OBJETIVOS DA APLICAO:


Como as cargas na superfcie das partculas variam de caldo para caldo, o tipo de floculante requerido depende das caractersticas destas partculas.

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++--++

--

CaCa

FIG. 5 - a) HIDRLISE DE FLOCULANTES b) FORMAO DE FLOCOS c) PONTE CATINICA

25%50%

a)

b)c)

Partcula de impureza

Cadeia de poliacrilamida

000-000-

-- -

-

-

--

-

Ca2+

Ca2+

-- -

-

-

--

-

Ca2+

Ca2+



Qualquer que seja a aplicao, fundamental conhecer o peso molecular e o grau de hidrlise do polmero, bem como sua carga inica ( catinico / aninico ) e nvel de contaminantes indesejveis.

A seleo do polmero mais adequado em cada caso deve ser feita por investigao em testes preliminares de laboratrio, onde so testados polmeros de diferentes grau de hidrlise e peso molecular.

Pode-se dizer que os objetivos da adio de polmero ao caldo promover a formao de flocos mais densos no processo de clarificao do caldo, visando:

- maior velocidade de decantao- compactao e reduo do volume de lodo- reduo da turbidez do caldo clarificado- produzir um lodo de melhor filtrabilidade, e consequentemente um caldo filtrado mais

limpo- menores perdas de sacarose na torta- mxima eliminao de colides.

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TRATAMENTOS FSICOS E QUMICOS

A tecnologia empregada na purificao do caldo de cana fundamenta-se na coagulao mxima dos seus colides e na formao de um precipitado insolvel que a adsorva e arraste todas as impurezas responsveis pela sua natureza turva e opalescente.A composio do caldo de cana em processamento e o tipo de acar a produzir tem sido aceitos como os principais fatores que determinam o processo de purificao a utilizar.

CLARIFICAO DE CALDO E XAROPE



Dos inmeros processos estudados e conhecidos, com vista floculao dos colides do caldo, apenas os baseados na mudana da reao do meio e da temperatura prevaleceram industrialmente.O caldo misto de cana que flui das moendas, encerra em soluo, diversas substncias solveis como sacarose, glucose, frutose, sais minerais, compostos nitrogenados, etc., e em suspenso, bagacilho, terra, cera, etc. Como se trata de matria prima extrativa, o caldo de cana de composio extremamente varivel, podendo apresentar modificaes em funo de:

- variedade, idade e sanidade da cana

- condies climticas

- tratos culturais

- condies do solo e da nutrio deste

- tempo de espera para a industrializao aps a despalha pelo fogo

- tempo de espera para a industrializao aps o corte.

Em razo dessas provveis modificaes, o caldo de cana apresenta-se como um material que pode reagir diferentemente quando submeditos aos processos usuais de clarificao. Por esses processos, procura-se separar tanto quanto possvel do caldo as impurezas em suspenso, e as dissolvidas, sem afetar a sacarose presente, tornando-o claro e cristalino.Os reflexos de uma purificao mal feita se fazem sentir nas fases posteriores da fabricao. Na fase de evaporao, por exemplo, a separao de parte das impurezas minerais e orgnicas do caldo, na forma de incrustao, concorre para a diminuio da capacidade evaporativa dos vasos de mltiplos efeitos, comprometendo-se assim, a eficincias desses equipamentos. Por outro lado, as impurezas no separadas do caldo pela clarificao, podem se constituir, na fase de cozimento, em ncleos de cristalizao de sacarose, dando origem a cristais impuros, durante o crescimento dos cristais, essas impurezas podem tambm aderir s sucessivas capas cristalinas, depreciando-os. Em consequncia, a fase de centrifugao e a de conservao do acar final ficam comprometidas: uma massa cozida contendo cristais impuros, cristais de diferentes tamanhos, cristais de crescimento irregular, falsos cristais, etc. no se centrifugando bem, ou seja, no permite uma separao correta dos mis.Atualmente, na grande prtica aucareira, os processos bsicos de purificao esto baseados numa peneiragem inicial do caldo misto e numa clarificao posterior, utilizando-se de reagentes qumicos e do efeito da temperatura.

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Dos diversos reagentes qumicos existentes, a cal constitui o agente bsico de todos os processos de clarificao. Alm da cal, para a produo de melhores tipos de acar, o enxfre, o reagente mais usual. Esses reagentes, alterando as condies de pH do meio, aliado ao efeito da temperatura, provocam quando adicionados ao caldo, a formao de precipitados, que produzem a remoo, em maior ou menor grau, de suas impurezas.O caldo de cana que flui das moendas, sob o aspecto fsico-qumico um disperside constitudo de matrias em todos os graus de disperso, incluindo-se desde partculas grosseiras at ons.As disperses grosseiras do caldo recm extrado das moendas so separadas com facilidade, utilizando-se de um sistema de peneiras. J as disperses coloidais, moleculares e inicas, so separadas, tanto quanto possvel, utilizando-se de processos diversos de clarificao.

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Abaixo, segue algumas composies do caldo de cana:


O caldo extrado pelas moendas comea a ser purificado pela remoo do material em suspenso, que ele encerra, atravs da sua peneiragem. Esse caldo contm areia, terra, pedaos de cana e de bagao, chamado genericamente de bagacilho, os quais devem ser eliminados antes que ele passe fase de clarificao..Vrios so os tipos de peneiras utilizadas na prtica para o tratamento de caldo, com o objetivo de separar essas impurezas grosseiras. A quantidade de bagacilho arrastada no caldo varia consideravelmente, dependendo do grau de preparo da cana, do assentamento da bagaceira, do tipo de ranhura utilizada, da variedade de cana, do tipo de condutor intermedirio, etc.A presena de bagacilho durante a clarificao indesejvel, pois, alm de produzir danos como entupimento de canalizaes, bombas, registros, etc., podem ocorrer com a alcalinizao do meio durante a caleagem, a solubilizao da celulose que libera um produto amarelo, a sacaretina, que interfere na qualidade do acarO caldo que sai das moendas deve passar primeiramente atravs de uma peneira de malha de aproximadamente 1,0 mm de dimetro, quando a frao mais grosseira do bagao retirada. Porm, esse caldo peneirado ainda contm muita partcula fina, de tamanho inferior a 1,0 mm, devendo ser submetido a uma segunda peneiragem para remov-la. Normalmente utiliza-se telas com perfuraes de 0,4 mm de dimetro.

Tipos de peneiras:

- Estticas ( DSM, Cush-Cush )

- Vibratrias

- Rotativas

A matria estranha vinda do campo, causa um substancial aumento de perda de acar no bagao, torta de filtro e no mel final, provocando um decrscimo no rendimento industrial, de modo que a recuperao de acar diminudo. A presena dessas impurezas provoca uma srie de problemas como: estrago e rompimento de bombas, vlvulas, linha de canalizao e podendo tambm acumular-se nas caixas de caleagem, nos decantadores, nas caldeiras, etc.

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PENEIRAGEM DO CALDO


Face a isso, as tcnicas mais recentes tem mostrado a necessidade de se eliminar a maior quantidade possvel de slidos em suspenso como: terra, areia, argila, etc.Essa preocupao cresce medida que aumenta a mecanizao das operaes de corte e carregamento, em cada unidade aucareira. A quantidade daquelas impurezas transportadas para as usinas pelo carregamento menico em dias secos da ordem de 1 a 3%, mas em dias midos varia em mdia entre 6 a 8%. Se essas impurezas no foram removidas atravs de uma eficiente lavagem, pode a sua quantidade no caldo atingir nveis indesejveis, sendo necessrio elimin-lo antes que o caldo seja clarificado.

A eficincia de separao de uma peneira depende fundamentalmente de:

- abertura da tela utilizada

- porcentagem de rea aberta

- distribuio granulomtrica dos slidos totais ( minerais e orgnicos ) em suspenso.

Mesmo aps o tratamento fsico, o caldo de cana ainda contm impurezas na forma de compostos solveis, coloidais e insolveis em suspenso que devem ser removidos.O objetivo da clarificao remover o mximo possvel as impurezas presentes no caldo, e o processo de clarificao do caldo consiste basicamente em se fazer a coagulao/floculao do material em suspenso no caldo e remov-lo na decantao.Os objetivos da clarificao podem ser definidos como:

- mxima eliminao de no acares

- mxima eliminao de colides

- caldo clarificado com baixa turbidez

- mnima formao de cor

- mxima taxa de sedimentao

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PENEIRAGEM DO CALDO

TRATAMENTO QUMICO


- boa compactao de lodo

- contedo mnimo de clcio no caldo

- pH do caldo adequado de modo a evitar a inverso da sacarose ou decomposio dos acares redutores.

Pela importncia que assume na fabricao do acar, especialmente na clarificao de caldo, o fsforo tem sido um dos elementos mais estudados pelos tecnologistas. um dos elementos responsveis pela precipitao das impurezas do caldo no processo de defecao.O fsforo encontra-se no caldo de cana na forma mineral e na forma orgnica. A maior parte desse elemento, encontra-se na forma solvel, visto que pela clarificao com cal, a sua eliminao da ordem de 80 a 90% ( pH de 7,0 a 7,6 ).O restante do fsforo est na forma de fosfolipdios, fosfohexoses, fosfoprotenas, etc., e cujo comportamento na clarificao ainda desconhecido.Outro ponto importante o comportamento do fsforo na clarificao. Ao alcalinizar o caldo com leite de cal, no se tem com o fosfato um composto qumico definido, mas sim uma massa amorfa, cuja composio e natureza variam amplamente.A maioria das experincias sobre o teor de fsforo no caldo para uma boa clarificao cita o valor de 0,03%, ou seja, 300 mg de P2O5 por litro.Em realidade, algumas variedades mostram boa clarificao mesmo com baixos teores de fsforo, enquanto que outras mostram bons valores desse elemento e no clarificam bem, sendo conhecidas como refratrias. Por outro lado, alguns estudos mostraram que uma melhor adubao fosfatada da cana de acar contribui para o aumento desse elemento no caldo.

Altos teores de fsforo no caldo ocasionam:

- borras muito volumosas

- borras de baixa densidade

- decantao lenta

- sobrecarga dos filtros, etc.

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TRATAMENTO QUMICO

DOSAGEM DE FSFORO


Baixos teores de fsforo por sua vez, so responsveis por:

- caldos escuros

- pequeno volume de borras

- baixa remoo de clcio

- clarificao difcil

- borras no compactas, etc.

Os produtos contendo fsforo ( cido fosfrico, fosfatos, etc. ) so normalmente recebidos na usina prontos para a aplicao no processo.A armazenagem feita em tanques de fibra de vidro, inox ou ao carbono revestidos com epxi. obrigatrio que a adio seja sempre antes da adio do leite de cal ou sacarato ( se possvel antes da sulfitao ).A quantidade a ser adicionada varia de acordo com o P2O5 presente originalmente no caldo. O ideal que o total de P2O5 no caldo ( existente + adicionado ) seja superior a 200 ppm, no limite de 300 ppm.O local de aplicao do fosfato funo das condies de cada usina. Por via de regra, o fosfato adicionado ao caldo misto antes da dosagem com o leite de cal e a sulfitao.Evidentemente, cada usina deve observar as melhores condies de aplicao.A escolha da fonte de fosfato a utilizar na usina outro ponto importante. O ideal sempre colocar no caldo um produto com alta pureza em P2O5, sem levar outros elementos, a no ser que se reconhea tambm as suas vantagens tcnicas. Neste particular, o cido fosfrico parece ser o que melhor se presta para este fim, ou seja, fornece radicais fosfricos para a precipitao do clcio e magnsio, alm de produzir efeitos complementares de clarificao, sem levar para a fbrica outros elementos.Por outro lado, a permanncia de algum fosfato no caldo clarificado pode ser benfica operao de evaporao, j que os sais fosfricos precipitados nos evaporadores do origem a incrustaes mais moles. Portanto, a ao do fosfato se faz presente tanto na clarificao como na evaporao, contribuindo para o abrandamento das incrustaes.

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DOSAGEM DE FSFORO


A clarificao do caldo pelo processo de sulfitao, baseia-se na formao do sulfito de clcio que um sal pouco solvel, que posteriormente ser removido do fluxo de fabricao. Todavia, parte da cal usada combina-se com os cidos orgnicos, dando a formao de outros sais.Para se entender o processo necessrio compreender, de um modo geral, as propriedades e as aes do gs sulfuroso sobre o caldo de cana, cujas principais so as seguintes: purificante, descorante, neutralizante, fluidificante, preservativa, inversiva e precipitativa.

- Ao purificante: ao se aplicar o anidrido sulfuroso ao caldo bruto, observa-se que pequenas partculas so formadas no caldo, as quais vo se transformando em volumosas massas de flocos com variveis densidades. Este fenmeno ocorre em virtude dos colides encontrarem nesse meio seu ponto isoeltrico.

- Ao descorante: as matrias coloridas do caldo so reduzidas em parte pelo anidrido sulfuroso. A sua ao descorante devido a sua propriedade redutora, baseada na liberao de hidrognio, o qual reduz as substncias coloridas, dando formao a compostos menos coloridos. Esta descolorao temporria, pois, o caldo sulfitado exposto ao ar vai gradualmente se oxidando pela absoro de oxignio, retornando cor primitiva.

- Ao neutralizante: a sua ao neutralizante utilizada quando se adota ao processo de defeco-sulfitao. Os sais formados com a cal so praticamente insolveis em meio neutro ou alcalino.

- Ao fluidificante: o cido sulfuroso reduz a viscosidade do caldo pela precipitao de certos colides, fazendo melhorar a decantao e a qualidade do caldo para evaporao e cozimento, produzindo dessa forma mis mais esgotados.

- Ao preservativa: um poderoso antissptico, evita o desenvolvimento de microorganismos prejudiciais.

- Ao precipitativa: quando a estabilidade do estado coloidal do caldo rompida, ocorre a precipitao coloidal. Os colides hidrfobos mantm a estabilidade das partculas pela atrao das molculas entre si, atravs de suas cargas eltricas. Todas as vezes que estas cargas eltricas so neutralizadas, ocorre a aglomerao de um grande nmero de partculas coloidais at formarem grandes flocos que podem ser separados por sedimentao, ou filtrao. A neutralizao das cargas coloidais so satisfeitas pela adsoro de ons de carga oposta. Os colides hidrfobos do caldo de cana so principalmente de natureza inorgnica. Por outro lado, a estabilidade coloidal dos colides hidrfilos mantida pela combinao das molculas ou ions do soluto com uma determinada proporo de molculas de solvente.

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SULFITAO DO CALDO


Neste caso, a precipitao ocorre pela eliminao das molculas de gua, que formam a camada protetora das partculas coloidais, o que ocorre pela ao do calor. Esses colides so principalmente orgnicos, como hemicelulose, substncias nitrogenadas, amido, etc.. Entretanto, alguns colides depois de floculados podem retornar ao estado coloidal, o que chamado de peptizao. Isso ocorre geralmente quando o pH do meio alterado.

Durante a purificao do caldo, outro fenmeno que pode ocorrer o da adsoro, que consiste na adeso do colide sobre a superfcie de matria slida. Essa matria slida com grande rea superficial como o caso do fosfato de clcio, e dos precipitados de slica, ferro, alumnio, adsorvem os colides e produzem a purificao do caldo. O pH do meio tem papel definido na capacidade de adsoro dos colides pela matria slida. Como o caldo composto de vrias substncias as quais necessitam de diferentes condies de pH para obter sua floculao, difcil se torna a remoo das mesmas em um nico processo geral.

A ao precipitativa, ocorre pela reao entre o anidrido sulfuroso e a cal, dando formao de um sal pouco solvel em meio neutro e alcalino, o sulfito de clcio. Esse procedimento ocorre quando se faz a sulfitao e em seguida a neutralizao com leite de cal.

As reaes que ocorrem durante o processo so as seguintes: quando o gs borbulhado no caldo, h reao com a gua, dando cido sulfuroso e esta soluo contm H2SO3 molecular no dissociado e ons dissociados de HSO3

Uma no adequada neutralizao do cido sulfuroso pela cal produzir bissulfito, que nas fases posteriores de concentrao poder se decompor, dando formao do sulfito de clcio, que ir incrustar os aparelhos.

Quanto mais alta a concentrao de Ca?? e SO3 , mais completa a precipitao do sulfito de clcio aps o aquecimento. Porm, formam-se cristais muito finos que dificultam a sua remoo.A neutralizao do cido sulfuroso requer um tempo mais ou menos longo e uma elevada temperatura, acima de 100C.

- Ao Inversiva: O anidrido sulfuroso, em condies especficas, pode provocar a inverso da sacarose em glicose e levulose.

C12H22O11 + H2O ? C2H12O6 + C6H12O6

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SULFITAO DO CALDO


A intensidade da inverso funo da concentrao de cido ( pH ), do tempo e da temperatura do meio. Baseado neste fato, tem-se recomendado que a sulfitao se processe o mais rpido possvel. Se o pH est compreendido entre 4,5 e 4,7 pode-se elevar a temperatura entre 50 a 70C.Os principais objetivos da sulfitao so:- reduo do pH para precipitao e eliminao de albuminas ( protenas )- diminuio da viscosidade do caldo e consequentemente de massas, xarope e mis.- formao de complexos com acares redutores, impedindo a sua decomposio, e controlando a formao indesejvel de cor.O benefcio da sulfitao ser realizada a 70C acelerar a cristalizao do sulfito de clcio ( CaSO3 ), evitando assim que parte do mesmo permanea em soluo, o que contribui para a formao de incrustaes nos evaporadores.A temperatura de 70C considerada ideal, porque alm de ser a temperatura de menor solubilidade do CaSO3, favorece a velocidade das reaes envolvidas.

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SULFITAO DO CALDO

RESTRIES E SULFITAO

Apesar da sulfitao ser o mtodo mais utilizado no tratamento do caldo da cana-de-acar, no Brasil e em pases produtores de acar branco, este processo apresenta alguns aspectos que tem restringido seu uso. Entre eles, destacam-se as normas de segurana alimentar, questes de ordem operacional, tecnolgica e ambiental.Observa-se uma tendncia mundial na reduo do uso de compostos a base de enxofre nos alimentos, devido aos seus possveis efeitos nocivos ao consumidor. E tambm, porque a presena destes compostos pode prejudicar a qualidade dos produtos que utilizam o acar como matria prima, caso das indstrias de laticneos e bebidas carbonatadas.Do ponto de vista do processo, a sulfitao apresenta srios problemas de irregularidade, dificuldade operacional, perdas de sacarose por se trabalhar em valores de pH que chegam na faixa de 3,8 4,3, e devido a reao de solubilizao entre o SO2 gasoso e o caldo no ser perfeita, ocasionando variaes de pH final no caldo sulfitado e a consequente inverso da sacarose. Isto leva a obteno de produtos de qualidade inferior, incluindo, mas no limitando, a alta concentrao de SO2 e problemas de estocagem.


Alm disso, na sulfitao do caldo de cana, o SO2 obtido pela queima do enxofre elementar, em fornos rotativos, na prpria indstria. Essa atividade pode lanar grandes quantidades de dixido de enxofre ao ambiente, provocando srios problemas ambientais, como chuvas cidas, desconforto no ambiente de trabalho das fbricas e corroso em metais nas instalaes industriais.

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SULFITAO DO CALDO

CALAGEM

Nesta etapa eleva-se o pH do caldo, seja com Hidrxido de Clcio ou Sacarato de Clcio, a valores prximos de 7,0 a 7,4 em quantidade suficiente para neutralizar os cidos orgnicos presentes no caldo, formando sais insolveis, e os flocos formados iro sedimentar arrastando partculas em suspenso, compostos coagulados, alm de diferentes propores de gorduras, ceras, graxas, gomas, etc.

A cal para ser usada na alcalinizao do caldo deve passar previamente por uma hidratao, ou seja, ser transformada numa suspenso de leite de cal. A aplicao da cal na forma de p no aconselhvel, devido ao seu efeito nocivo sobre os componentes do caldo, principalmente sobre os acares redutores. H sempre o perigo de superalcalinizaes locais.Em realidade muitos so os estudos sobre a importncia do fsforo no caldo de cana com vista clarificao. Entretanto, poucos so os informes de como se processam as suas reaes com o on clcio. Por outro lado, certo que a maior parte do fosfato do caldo removido pela caleagem. A remoo desse elemento da ordem de 80 a 90%, quando o pH chega a atingir 7,5. Os outros 10% de fosfato de clcio permanecem no caldo clarificado na forma de compostos orgnicos. provvel, entretanto, que pelo efeito de hidrlise, algum fsforo desses compostos se precipite durante o transcorrer do processo.

A cal virgem poder ser recebida a granel ou em contineres. Se o recebimento for a granel recomendada a armazenagem em silos para minimizar ataque qumico pelo ar ambiente ( CO2 e umidade ), que altera consideravelmente as suas caractersticas iniciais com o tempo, em detrimento de sua qualidade.


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CALAGEM

Para uma boa operao do equipamento recomendvel a utilizao de uma cal virgem de boa qualidade, de extino rpida, para evitar principalmente acmulo de pedras no extintas na cmara de hidratao, reduzindo assim possibilidade de danos mecnicos nos agitadores.A granulometria exigita est entre 10 40 mm, e na utilizao de cal micropulverizada devero ser tomadas precaues devido a sua elevada reatividade, e formao de p durante a descarga na moega de alimentao do hidratador de cal.A adio do leite de cal ao caldo de cana em sua fase de clarificao geralmente feita de maneira intermitente ou contnua. O mais usual nas usinas a caleagem contnua.A caleagem contnua est fundamentada no trabalho de se adicionar um volume de leite de cal proporcional ao volume de caldo que chega continuamente aos tanques de reao. A caleagem contnua mais correta aquela em que se faz o controle automtico de pH. Entretanto, pelas dificuldades que oferecem ainda os aparelhos controlados de pH, preciso ter um controle rigoroso neste procedimento.

- Controle da adio do leite de cal : A quantidade de leite de cal a ser utilizada na indstria aucareira varia com o processo de clarificao adotado, com a natureza do caldo, com o tipo de acar a ser fabricado, com a qualidade da cal, com o tipo de conservao da cal pela usina, etc.


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CALAGEM

Evidentemente, o consumo de leite de cal ser tambm funo do teor de seu CaO disponvel. Um leite de cal com baixo CaO disponvel ser consumido em grande quantidade. Quanto maior for o teor de CaO disponvel da cal, melhor ser a qualidade da suspenso obtida. De qualquer forma, o melhor procedimento da clarificao aquele em que o pH final da reao seja conduzido para prximo da neutralidade, pois neste ponto se tem o mnimo de danos para a sacarose.Como a finalidade do uso da cal precipitar as impurezas, a determinao e controle de sua quantidade deve ser a mais correta pois, como se sabe, com muito leite de cal, os acares redutores so facilmente decompostos, com formao de produtos escuros que dificultam a decantao, a filtrao e a cristalizao.

Em caso de falta de leite de cal, o caldo permanece cido, turvo, mesmo depois de decantado. Alm disso, h perdas de sacarose por inverso.

A melhor forma de se controlar a alcalinizao do caldo atravs da determinao contnua do pH. No se recomenda o controle pela acidez, pela pequena importncia que se atribui aos cidos ou aos alcalis presentes no caldo, quando comparados com a concentrao de ons hidrognios. O pH realmente o melhor meio que determina as caractersticas de coagulao e precipitao dos colides do caldo.

Outro ponto importante no controle da caleagem a amostragem e o intervalo de controle. So dois fatores interligados e passveis de variao. A amostra de caldo deve ser retirada quanda da sada do caldo para a fase de aquecimento, pois, neste ponto deve ter recebido a quantidade suficiente de leite de cal para atingir o pH desejado. O intervalo de medio da acidez do caldo, por sua vez, funo do tipo de controle adotado.

- Controle atravs do pH :

O controle da caleagem do caldo misto ou previamente sulfitado atravs do pH constitui o mais correto de todos os sistemas empregados para este fim.O melhor controle aquele feito por potencimetro registrador e controlador do pH de forma contnua. O operador, quando do funcionamento da fabricao, aps o aparelho devidamente instalado, fixa o pH desejado de trabalho, o qual mantido automaticamente pelo aparelho.


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CALAGEM

As vantagens do uso do controle automtico do pH so as seguintes:

- facilidade de instalao- conservao fcil- longa durao- do resultados de confiana, quando calibrados e limpos frequentemente- maior economia de cal- regula automaticamente o fluxo do leite de cal- economia de mo de obra.A coagulao observada no caldo para valores de pH acima de 6,0 est associada com a precipitao de fosfatos de clcio, os quais possuem uma carga levemente positiva e este o processo de calagem normalmente empregado pelas usinas.Pobre floculao normalmente ocorre devido deficincia em fosfato. Em alguns casos ( cana velha ) mesmo a adio normal de clcio, no suficiente para garantir uma boa floculao, pelo fato de que estes ons estejam


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CALAGEM

formando complexos com o caldo e no ficam disponveis para formao de clcio desejado. evidente que ao lado da importncia do pH e do tipo de acar a produzir ou do processo de clarificao, outros fatores, tais como a industrializao de canas queimadas e no imediatamente cortadas, canas passadas ou bis , geadas, broqueadas, etc., podem exercer grande influncia no comportamento do caldo das diversas variedades de cana. Alm desses fatores, muitas outras condies, tais como, paradas determinadas pela persistncia das chuvas, por defeitos mecnicos dos equipamentos, etc. , podem contribuir para o mau funcionamento da clarificao nas usinas de acar, mesmo em presena de teores aceitveis de fosfato no caldo em processamento.

AQUECIMENTO DO CALDO

A operao de aquecimento consiste em se elevar a temperatura do caldo por volta de 103 105C, visando remover albuminas e impurezas coloidais, induzindo nos decantadores a sua separao por floculao e precipitao. A temperatura do caldo no deve ultrapassar a 105C, pois sendo superior, corre-se o risco das ceras se emulsificarem, tornando difcil a sua separao.Para maior eficincia do processo, importante se torna considerar as velocidades de circulao do caldo e do vapor, ao mesmo tempo que se faz necessrio a eliminao dos gases incondensveis e dos condensados.

Problemas ocorrem quando o caldo no aquecido temperatura adequada:- incompleta eliminao de gases e ar do caldo

- formao de flocos deficientes devido s reaes qumicas que no se completam

- coagulao incompleta, no permitindo a total remoo das impurezas e aumentando a turbidez do caldo clarificado.

No caso de temperaturas muito altas, os seguintes problemas podero ocorrer:- destruio e perda de acar

- formao de cor no caldo devido decomposio de substncias orgnicas

- caramelizao do acar, causando aumento na colorao

- consumo excessivo e desnecessrio de vapor


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A maioria das protenas presentes no caldo apresentam desnaturao quando aquecidas acima de 65C, na qual o efeito mais visvel uma reduo da solubilidade.Ao lado da protena, outros materiais carregados esto presentes adsorvidos na superfcie das partculas ( polissacardeos ) e, portanto, apesar da protena estar sempre presente, h a possibilidade dela nem sempre ser a nica responsvel pela estabilidade do sistema.A composio do material encontrado nas superfcies das partculas varia de caldo para caldo e j foi verificado que em alguns casos a floculao ocorre apenas pelo aquecimento. sugerido que durante o aquecimento, novas camadas de materiais so superpostas s camadas originais, levando a uma alterao na estabilidade do sistema e consequentemente a resposta deste sistema atrao dos fosfatos de clcio. H duas razes para que esta deposio ocorra durante o aquecimento:- o material liberado de certas clulas plastdeas ( cloroplastos, clomoplastos, mitocndrias, etc ) que arrebentam durante o aquecimento.- a solubilidade de certos materiais macromoleculares presentes so alterados durante o aquecimento e a precipitao ocorre.Outra constatao importante a relacionada com o amido presente em suspenso. Verificou-se que a temperatura prximas de 60 70C no s ocorre a desnaturao da protena e outros complexos orgnicos, como tambm a gelatinizao do amido e uma parcela da desestabilizao do sistema pode ser atribuda a este efeito, pois o amido em soluo pode revestir a partcula, evitando a coagulao.Um outro efeito importante do aquecimento o relacionado com as velocidades das reaes que so violentamente aumentadas com o aumento da temperatura.

- Temperatura do caldo alimentando o decantador:

Aps aquecimento a 105C a sua passagem pelo balo de flash, a temperatura do caldo diminui para cerca de 98C. Uma pequena variao nesta temperatura poder ocorrer em funo da altura da usina em relao ao nvel do mar.

Caso a temperatura seja baixa, a decantao ser mais difcil e imcompleta levando a:- menor velocidade de decantao das partculas em suspenso

- coagulao incompleta


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- presena de bagacilho e slidos no caldo clarificado

Na prtica podemos constatar que a temperatura est baixa observando a chamin do balo de flash. Se a quantidade de vapor saindo pela chamin for muito pouca, a razo a baixa temperatura do caldo aps os aquecedores.

A queda de temperatura no interior do decantador deve ser a menor possvel para obtermos uma boa decantao, e para tal a temperatura do caldo clarificado no deve ser inferior a 95C.

Temperaturas baixas levam tambm a um maior consumo de vapor na evaporao.Os principais fatores que podem influenciar a queda de temperatura so:- tempo de reteno muito longo. Se o caldo permanecer no interior do decantador por um

tempo maior que o necessrio poder existir queda de temperatura.

- capacidade excessiva. Se a capacidade do decantador for maior que a necessria, poderemos ter quedas na temperatura devido ao aumento do tempo de reteno. Algumas vezes, quando a usina necessitar reduzir a moagem, pode ser necessria a parada de alguns decantadores.

- isolamento defeituoso. Os decantadores devem sempre ser bem isolados para evitar perdas de calor. Quando a temperatura do caldo baixa podem ocorrer perdas de acar devido ao de microorganismos, o que fatalmente acontece em temperaturas abaixo de 70C. A falta ou deficincia no isolamento provocam o aparecimento de correntes no interior do decantador, que prejudicam a clarificao.

FLASHAMENTO

Aps o aquecimento o caldo vai para o balo de flash, que tem a funo de liberar todas as partculas em suspenso das bolhas de ar que ali esto agregadas e que comprometeriam a decantao e clarificao, se no fossem retiradas.

O flashamento consiste na expanso brusca do caldo de sua presso na tubulao para a presso atmosfrica. Esta ebulio explosiva e violenta elimina o ar e os gases dissolvidos contidos no caldo, inclusive aquele adsorvido na superfcie das partculas de bagacilho

Exemplos de bagacilho com bolhas de ar aderido


FLASHAMENTOcom ar

sem ar

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FLASHAMENTObalo de flash

exemplo de um bom flashamento

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FLASHAMENTO

Em vrias instalaes ainda hoje bastante comum encontrar o balo de flash subdimensionado em prejuzo do aquecimento do caldo.

Mais frequente ainda a existncia do balo de flash colocado no nvel mais alto possvel, de forma a alimentar todos os decantadores que, por sua vez, possuem desnveis entre eles e consequentemente maior arraste de ar e maior turbulncia nos decantadores mais baixos.

O mais correto que o nvel de caldo no balo de flash seja o mesmo do caldo no interior do decantador. Em outros casos, deve-se prever a instalao de um controlador de nvel entre os dois, de forma a sempre manter um selo lquido e evitar o arraste de ar com o caldo.

Cada instalao deve ser analisada isoladamente em virtude das particularidades de cada usina.

DECANTAO DO CALDO

O caldo de cana aps sofrer tratamento qumico e trmico, colocado em repouso, para que haja remoo das impurezas por floculao e posterior sedimentao ou emerso.

Os principais objetivos da clarificao, do ponto de vista prtico, so: a precipitao e a coagulao to completa quanto possvel dos colides; uma rpida velocidade de assentamento; um mnimo volume de lodo; lodos densos, e a produo de um caldo mais claro possvel.

Entretanto, esses objetivos podem no ser atingidos se:

- no houver a quantidade e qualidade do polmero

- temperatura e pH irregular do caldo

- nvel alto de lodo dentro do decantador

- pobre presena de fsforo no caldo a decantar

- tempo de reteno do caldo nos decantadores

Como o processo de separao do precipitado formado no lquido feita por sedimentao e muito raramente por filtrao, a produo de flocos bem formados muito importante.


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FLASHAMENTO

A velocidade de sedimentao das partculas depende do seu tamanho, forma e densidade, bem como, da densidade e viscosidade do caldo.

Com a clarificao qumica, h formao de flculos que se apresentam amorfos, com o emprego da temperatura, h um aumento na movimentao, pondo em contato umas partculas com as outras, o que faz aumentar o tamanho e a densidade dos mesmos. Alm do mais, o calor desidrata os colides e diminui a densidade e a viscosidade do meio.

Quando a clarificao no bem conduzida, quer pela aplicao dos reagentes ou pela prpria qualidade do caldo, observa-se que o seu pH varia de um compartimento a outro do decantador. Com essa irregulariadade poder ocorrer a inverso da sacarose e a destruio dos acares redutores dando formao a cidos.

O tempo mdio que o caldo deve permanecer no interior dos decantadores convencionais de cerca de 3 horas. Nos decantadores tipo rpido e sem bandejas este tempo pode ser inferior a 1 hora.

O tempo de reteno do caldo a alta temperatura nos decantadores, tem um grande efeito sobre o caldo e os seus componentes. Assim que, todas as vezes que se retm o caldo nos decantadores por um tempo muito longo, haver destruio dos acares redutores e inverso da sacarose, com consequente reduo na recuperao de acar e na sua qualidade. Quando o caldo extrado pelas moendas se mostra refratrio, ou contm uma grande quantidade de matria suspensa de baixa densidade, s vezes necessrio ret-lo por um tempo mais longo, necessitando, nestas condies, que a fbrica esteja equipada com uma capacidade excessiva de clarificadores. Isso pode ocorrer principalmente onde o corte e o carregamento so mecnicos.Muitas vezes, o caldo do decantador apresenta um ganho de pureza, isso porque a levulose que levorotatria destruda, ficando apenas a glucose que mais resistente e tem carter tico dextrgiro. Dessa forma, o valor da glicose somado ao da sacarose, causar um gio de pureza. A pureza tambm alterada porque o brix diminudo, devido destruio dos redutores e formao de cidos.

Muitas usinas se utilizam do coeficiente glucsico para avaliar a taxa de inverso. Esse coeficiente dado pela reao:

C. G. = Acar redutor% x 100 _______________________ Sacarose% ( Pol )


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FLASHAMENTO

O uso desse coeficiente tem valor relativo, pois pode ocorrer que sacarose e acares redutores estejam sendo destrudos, e o valor permanece o mesmo.

A inverso nos decantadores praticamente inevitvel. Estima-se que a perda por inverso em condies normais, da ordem de 0,2 a 0,3% da sacarose do meio. Em condies especiais, esse valor pode atingir a 1%.

No caso de uma eventual parada por chuva ou quebra mecnica ( quando no se esgota os decantadores ) , os decantadores permanecem cheios e uma inevitvel perda e destruio de acar ocorre, com um considervel aumento de cor no caldo, decrscimo na pureza e pH, esse ltimo devido formao de cidos. Essas ocorrncias negativas favorecem a perda de sacarose. Recomenda-se para esse fato no ocorra, deve-se proceder de forma normal na caleagem e apenas 3 ou 4 horas antes da parada, elevar o pH para em torno de 7,8.

aconselhavel tambm, durante o transcorrer da safra, os decantadores serem liquidados de tempo em tempo para limpeza.

A limpeza dos clarificadores necessria, pois, uma certa quantidade de lodo fica retida no aparelho, e como esse material um excelente meio de cultura, as bactrias termfilas a crescem e se multiplicam. Aps um certo perodo de tempo, produzem gases que ao se deslocarem para superfcie, turbilhonam o meio, prejudicando a sedimentao.

Um outro ponto importante a ser monitorado durante o processo de decantao, a queda de pH do caldo clarificado. Chamamos de queda de pH a diferena entre os valores de pH do caldo entrando no decantador e do caldo clarificado saindo do decantador.

O valor da queda de pH no deve ser superior a 0,5, ou seja, o pH do caldo dosado deve ser 7,0 7,2 e o pH do caldo clarificado deve ficar entre 6,5 6,7.

As razes para grandes quedas de pH podem ser:

- aquecimento do caldo insuficiente- temperaturas muito altas- valores de pH elevados- valores de pH baixos- tempo de reteno muito longo- nvel de lodo alto dentro do decantador- hidratao deficiente da cal


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FLASHAMENTO

O motivo mais frequente da presena de bagacilho no caldo clarificado a degasagem insuficiente do caldo, causado por:

- subdimensionamento do balo de flash- nvel do balo de flash muito superior ao nvel do decantador- temperatura do caldo na entrada do tanque de flash inconstante e insuficiente para uma

boa degasagem- presena de areia no balo de flash, reduz a rea de flasheamento, reduzindo a eficincia

da degasagem

Outras causas tambm podem ser citadas, como:- floculao deficiente causada por erros operacionais ou insuficincia / desempenho do

equipamento.- tempo de decantao insuficiente- excessivo retorno de slidos via caldo clarificado devido baixa reteno de slidos nos

filtros- insuficiente dosagem de polmero- elevado volume de lodo no decantador

A vazo do caldo clarificado na sada dos decantadores deve ser controlada com a finalidade de evitar o aparecimento de correntes e movimentos no interior do decantador.

As quantidades de caldo clarificado que saem de cada compartimento no caso de um decantador de bandeja, devem ser iguais. Isto pode ser conseguido com uma boa regulagem das canecas que controlam a sada de caldo do decantador.

Decantadores sem bandejas so ainda mais exigentes que os convencionais e a vazo de caldo deve ser sempre constante.

Durante o processo de decantao, a matria suspensa e os colides coagulados por uma das tcnicas de clarificao e pelo aquecimento, se separam do caldo claro. Este corresponde de 80 a 90% do caldo original, e, quase que invariavelmente, segue para a fase de evaporao. Ao passo que o lodo, aps sofrer diversos tratamentos vai filtrao, onde se separa o caldo do precipitado.

Todo o decantador deve ter um bom isolamento trmico para conservar a temperatura do caldo e evitar perdas trmicas.


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FLASHAMENTO

A falta ou deficincia no isolamento, provocam o aparecimento de correntes no interior do decantador, que prejudicam a clarificao.

Um importante fator para a performance dos decantadores a velocidade do caldo entranto no decantador. Altas velocidades provocam turbulncias, que danificam os flocos j formados e tornam a decantao deficiente.

Maiores cuidados so exigidos nas usinas em que operam com vrios decantadores onde a distribuio do caldo deve ser proporcional capacidade de cada decantador.Uma clarificao eficiente est sempre relacionada com a correta formao de flocos, resultando de um bom desempenho das etapas anteriores de tratamento fsico e qumico do caldo.Aps a sada do caldo clarificado dos decantadores, este deve passar pelo processo de peneiragem, com o objetivo de eliminar partculas em suspenso que podem acompanhar o caldo aps a decantao.

As peneiras mais utilizadas so dos tipos esttica ou rotativa. A tela utilizada pode ser de ao inoxidvel ou polister, com abertura variando de 100 mesh ( 0,15 mm a 200 mesh ( 0,074 mm ).

O peneiramento pode ocasionar queda de temperatura e tambm a contaminao do caldo, sendo portanto necessrio manter o equipamento em boas condies de operao.

A limpexa frequente das peneiras evita a perda de capacidade e a possibilidade de contaminao. Geralmente utiliza-se gua sob presso ou vapor na limpeza das peneiras, e muito cuidado deve ser tomado para que as telas no sejam danificadas.

Apesar do maior investimento inicial, testes realizados mostraram maior eficincia da peneira rotativa, alm de apresentar outras vantagens como menor perda de calor, limpeza automatizada, etc.

A qualidade do acar est associada diretamente eficincia do processo de clarificao do xarope. A falta de um tratamento eficaz do xarope, traduz em um acar de menor qualidade, com a presena de cor, impurezas e pontos pretos.

O processo de flotao vem sendo empregado h muito tempo para a clarificao de xarope e calda de acar, sendo reconhecido como uma

FLOTAO


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FLOTAO

ferramenta eficiente para a garantia de obteno de um acar de melhor qualidade, especialmente em condies adversas da matria prima.

A flotao um processo de separao slido-lquido onde os materiais em suspenso so aderidos a bolhas de ar, tornando-os mais leves que o meio em que se encontram. Os flocos formados, tendem a flutuar na superfcie do meio, de onde so removidos na forma de um lodo ou espuma. A flotao de xarope envolve as etapas principais de condicionamento, ajuste de temperatura, aerao, macrofloculao e separao de fases.

A etapa inicial de condicionamento consiste no preparo das partculas presentes no meio para a flotao, atravs de um ou mais processos fsico-qumicos que tornam essas partculas hidrfobas ( averso gua ), forando a sua precipitao na forma de pequenos flocos ( microflocos ) de separao mais fcil. Para que a reao de precipitao seja bem conduzida fundamental prejetar-se adequadamente os pontos de adio de produtos qumicos. Para tanto, deve ser considerado, entre outros, o tempo de reao de cada produto, bem como a homogeneizao necessria do meio.

Aps o condicionamento, pode ser necessria uma etapa de aquecimento para acelerar as reaes de condicionamento e reduzir a viscosidade do meio. A seguir, tem-se a etapa de aerao, onde feita a adio de microbolhas de ar que vo se unir s partculas a serem separadas do meio, tornando-as menos densas que o lquido e, portanto propensas flotao.

O tamanho e a quantidade de bolhas de ar geradas so fundamentais para o bom desempenho do processo. Bolhas muito grandes causam turbulncia no meio, impedindo o contato dessas com as partculas. De forma ideal, as bolhas de ar e as partculas devem ter tamanhos semelhantes, variando entre 10 e 200 micra. Abaixo de 10 micra a flotao muito lenda e, pela hidrodinmica do lquido, o contato entre bolhas e partculas mais difcil. Acima de 200 micra, as bolhas so grandes e causam turbulncia no lquido. Sistemas de aerao inadequados comprometem o desempenho de toda a unidade de flotao, consistindo em uma das deficincias mais usualmente observadas nas unidades de flotao existentes.

Uma etapa complementar de macrofloculao necessria para agrupar as partculas ( ou microflocos ) com as bolhas de ar, formando grandes flocos ( macroflocos ) de baixa densidade. O aumento do dimetro da partcula pode ser obtido com a adio de um agente floculante, que provoca a aglomerao de vrias partculas em um floco. Entretanto, existe um limite timo para o aumento de dimetro por floculao. A partir de um determinado tamanho, um pequeno aumento no dimetro do floco requer a adeso de um grande nmero de partculas, exigindo por sua vez, uma grande quantidade de agente floculante. O excesso de adio de floculante comum ocorrer em unidades


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existentes como forma de compensao de problemas de projeto e de operao.

A separao das fases realizada em um tanque flotador, onde as partculas ou flocos menos densos que o lquido encontram condies favorveis para se deslocar em relao ao lquido, acumulando na superfcie como uma densa espuma ( lodo ) que removida por raspadores mecnicos de superfcie. Tal remoo deve ser adequada para manter uma camada de lodo ideal que favorea a concentrao das impurezas sem propiciar a destruio dos flocos flotados. Aps a remoo dessa espuma, tem-se uma fase lquida isenta de partculas e flocos em suspenso.

- Sistemas de aerao:

Devido sua importncia, a etapa de aerao pode ser considerada o corao do processo de flotao. Existem formas diferentes pelas quais as bolhas de ar podem ser introduzidas no processo, sendo as mais usuais para a flotao de xarope a disperso mecnica do ar ( flotao por ar disperso ) e a dissoluo e posterior nucleao do ar na suspenso ( flotao por ar dissolvido ). Em geral, a introduo de ar por disperso mecnica ocorre pelo borbulhamento de ar ( natural ou forado ) sob as ps de um agitador a alta velocidade ou pelo borbulhamento de ar atravs de uma membrana porosa. A formao de pequenas bolhas de ar ocorre pelo atrito entre as grandes bolhas introduzidas no meio e o lquido que se desloca a altas velocidades. Como vantagem, esse processo apresenta a possibilidade de introduzir no lquido uma grande quantidade de ar. Por outro lado, as bolhas formadas so relativamente grandes, dificultando a sua adeso s partculas. Alm disso, a grande turbulncia causada pelo borbulhador pode provocar a quebra dos flocos formados, alm de um considervel consumo de energia.

A flotao por ar dissolvido baseia-se no princpio da solubilidade de um gs em um lquido ser maior quanto maior for a presso esttica no meio. A aerao por ar dissolvido obtida pela pressurizao inicial do lquido ( ou de parte dele ), em contato com ar que nele borbulhado, causando a sua dissoluo no meio. Em seguida a presso do meio reduzida, tomando o lquido supersaturado. Ocorre ento a nucleao / precipitao do excesso de ar na forma de minsculas bolhas ( microbolhas ), que se formam, preferencialmente junto s partculas em suspenso, que agem como ncleos de precipitao. Nesse processo, as bolhas de ar formadas so muito pequenas ( possibilitando a separao de partculas de dimenses reduzidas ), e se formam exatamente onde devem atuar, ou seja, junto s partculas, o que se constitui numa grande vantagem do processo. Em contrapartida, a desvantagem desse princpio, est na limitao prtica da quantidade de ar


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que pode ser adicionada, a qual depende da diferena entre as solubilidades do ar no meio alta e baixa presso.

Como a solubilidade do ar em solues aquosas decresce com o aumento da temperatura e com o aumento do teor de slidos dissolvidos ( brix ), em processos conduzidos quente e ou com elevado teor de slidos dissolvidos, a quantidade de ar disponvel para a flotao pode ser reduzida e, em muitos casos, insuficiente para promover a flotao de todas as partculas em suspenso. comum observar-se unidades de flotao de xarope por ar dissolvido que no operam bem quando o brix ou a temperatura do xarope aumenta. Outra desvantagem desse processo consiste no maior consumo de energia e na necessidade de um compressor para a adio do ar ao meio.

- Sistemas de aerao por ejetores de mistura:

Uma interessante forma de aerao, que combina vantagens dos dois processos anteriores, sem contudo, incorporar suas respectivas desvantagens, consiste na aerao com ejetores de mistura. No interior desses sistemas ( Figura abaixo ), o lquido acelerado em um venturi, trocando presso esttica por velocidade de escoamento. Com isso, gera-se vcuo sada do bico ejetor, que succiona o ar atmosfrico que flui paralelamente com o lquido em direo cmara de mistura do equipamento. Nessa cmara ocorre a desacelerao do meio e a consequente permuta de velocidade de escoamento por energia de cisalhamento e presso esttica. Em determinado ponto dessa cmara ( zona de choque ), ocorre um choque do ar com o lquido promovendo um ntimo contato entre as fases. Na zona de choque, a presso esttica eleva-se instantaneamente, ao mesmo tempo em que o atrito e o cisalhamento causados provocam a disperso do ar no lquido na forma de microbolhas. A mistura lquido-ar passa ento por um cone divergente, onde concluda a permuta velocidade-presso esttica. Com o aumento da presso esttica, tem-se a dissoluo de parte do ar disperso no meio, originando um meio praticamente saturado com ar dissolvido, contendo tambm uma grande quantidade de microbolhas de ar, finamente divididas e dispersas. Dessa forma, na aerao com ejetores de mistura, as bolhas so produzidas tanto por processo de ar dissolvido quanto por processo de ar disperso, sem limitaes prticas da quantidade de ar que pode ser adicionada e sem a necessidade de compressores de ar, garantindo-se tima eficincia com baixo investimento e reduzindo consumo energtico, mesmo quando operando com brix e temperatura de xarope elevados


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FLOTAO

- Custos e benefcios:

Os benefcios diretos de operao de uma unidade de flotao de xarope so, em grande parte, devidos ao aumento do valor agregado ao acar de melhor qualidade produzido, sendo este benefcio definido pelo mercado e, consequentemente, dependente de suas oscilaes.Do lado dos custos, o gasto com produtos qumicos auxiliares do processo representa um dos itens de maior peso e depende, entre outros, da eficincia da unidade. Tecnologias obsoletas, alm de no garantir a obteno da qualidade do produto final, favorecem a adio de maior quantidade de produtos qumicos como forma de compensao de suas deficincias, o que em muitos casos, inviabiliza a sua operao.Considerando-se a tendncia do mercado de acar de um lado e a disponibilidade de tecnologias mais confiveis, que apresentem menores custos operacionais por outro lado, o mercado de unidades de flotao de xarope mostra-se bastante promissor, tanto para a implantao de novas unidades quanto para a otimizao de unidades existentes.


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FLOTAO

- Otimizao de unidades existentes:

Grande parte das unidades de flotao de xarope existentes apresenta deficincias de concepo e de projeto importantes que podem ser otimizadas. De forma geral, as seguintes deficincias podem ser observadas em unidades existentes:

- Sistemas de aerao deficientes: quando as bolhas de ar geradas so muito grandes ou em vazo insuficiente, os flocos formados no flotam, restando dispersos no meio;

- Turbulncia na entrada do xarope: em circuitos de alimentao do xarope ao flotador que compreendem muitos obstculos e/ou mudanas bruscas de fluxo, ocorre turbulncia excessiva do meio que tende a destruir os flocos formados nas etapas anteriores, comprometendo a etapa de flotao;

- Localizao inadequada dos pontos de adio de produtos: para ocorrerem as reaes de micro e macro-floculao, necessrio que a admisso dos produtos qumicos seja feita nos pontos corretos. Os produtos auxiliares de floculao atuais tendem a requerer tempos de reao muito inferiores queles requeridos no passado;

- Sistema de raspagem de lodo ineficiente: raspadores de lodo de fluxo radial favorecem o acmulo de lodo nos tanques de flotao, levando desagregao dos flocos formados e flotados, e posterior arraste destes com o xarope tratado.

O processo apresentado na figura abaixo. A primeira etapa consiste no sequestro das impurezas que do cor ao xarope, atravs da adio de produto surfactante catinico, em geral uma poliamina acclica ou um quaternrio de amnio derivado de cidos graxos, que age especificamente junto aos compostos colorantes do xarope. O surfactante ( positivo ) e os compostos colorantes ( negativos ) se aderem fsico-quimicamente atravs de seus stios polares, formando um precipitado insolvel de natureza hidrofbica. Devido ao seu custo considervel, o agente descolorante deve ser dosado com cuidado, de acordo com a sua necessidade. Em casos onde a cor do acar j se encontra prxima faixa desejada, a adio de agente descolorante pode ser reduzida significativamente, ou at mesmo suprimida. Aps a adio de descolorante, ocorre a etapa de microfloculao das impurezas, com a adio de cido fosfrico ( ou outra fonte de fsforo ) e sacarato de clcio ( mistura de caldo de cana ou xarope com hidrxido de clcio ). Em pH apropriado, tais produtos reagem para formar o sal insolvel de fosfato de clcio, que promove a co-precipitao das impurezas no xarope, incorporando-as aos seus flocos.


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FLOTAOA microfloculao, por si s, responsvel por uma considervel reduo na turbidez e na

quantidade das partculas em suspenso no xarope, assim como alguma reduo na sua cor bruta. Quando no feita a adio de descolorante, a cor ICUNSA do xarope sofre apenas uma pequena reduo durante a etapa de microfloculao. Com a etapa de microfloculao tem-se uma reduo nos resduos insolveis e pontos pretos at nveis bastante baixos, juntamente com um aumento na reflectncia do acar e uma pequena reduo na sua cor ICUMSA.

Aps a microfloculao, o xarope aquecido a 80 85C para reduzir a viscosidade do meio, acelerar as reaes de precipitao e floculao da etapa anterior, e reduzir a solubilidade do sal de fosfato de clcio que, ao contrrio de outros sais, menos solvel quente do que frio. Para evitar incrustao nos aquecedores de xarope, o sacarato de clcio pode ser adicionado ao xarope aps o aquecimento. Em seguida, o xarope segue para a etapa de aerao em ejetores de mistura. Nos aeradores, o ar atmosfrico admitido e cisalhado em minsculas bolhas pela ao da energia cintica que transferida do xarope que se desloca em alta velocidade. Ao mesmo tempo, uma frao do ar admitido no processo dissolvida no xarope em consequncia do perfil de presses que existe no interior do aerador. Pelas caractersticas do sistema, que concilia a aerao por ar disperso com a aerao por ar dissolvido, a aerao obtida permite a introduo de bolhas de ar na quantidade e qualidade necessrias para a perfeita flotao de todas as impurezas presentes no meio, qualquer que seja a natureza do xarope.


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FLOTAOA vazo total de ar admitida ao processo depende do teor de impurezas, sendo monitorada em rotmetro de ar. Devido sua natureza hidrofbica, os flocos constitudos pelos precipitados que foram formados pelos colorantes e o surfactante ( agente descolorante ) se aderem firmamente s bolhas de ar, formando flocos bastante estveis.Depois da aerao, ocorre a etapa de macrofloculao das impurezas atravs da acio de um polieletrlito floculante aninico base de poliacrilamidas. O polmero se agrega a vrios microflocos de impurezas, formando macroflocos que, ao se formarem, aprisionam as bolhas de ar que se encontram dispersas no meio. Os macroflocos assim formados apresentam densidade inferior densidade do xarope.No flotador os flocos aerados se deslocam em regime laminar em direo superfcie do equipamento, onde se acumulam formando uma espessa e escura camada de lodo. Ao mesmo tempo, o xarope clarificado com colorao, turbidez e viscosidade reduzida, e isento de impurezas em suspenso, se acumula na parte inferior do flotador. O lodo sobrenadante removido do sistema por meio de raspadores de superfcie, sendo normalmente enviado para o tanque de caldo misto. O xarope clarificado, por sua vez, removido pelo fundo do flotador e enviado para a etapa de cozimento. A concentrao e a espessura da camada de lodo flotado so reguladas atravs do nvel de operao do flotador, que ajustado atravs de uma vlvula de controle de nvel do tanque.

Xarope Bruto (esquerda) Xarope Flotado (direita)


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FILTRO PRENSA

O mecanismo de filtrao, no caso mais geral, envolve o escoamento de fludos pelos interstcios de camadas porosas de slidos que constituem o bolo. Durante a operao de filtrao, o bolo vai se espessando, aumentando portanto a distncia a ser percorrida pelo fludo que vai atravessar o bolo e o meio filtrante. Durante a filtrao industrial, o bolo fica sujeito a presses crescentes, que modificam sua porosidade. Esse fato e outros, fazem com que o estudo do mecanismo de filtrao seja bastante difcil. A maioria dos trabalhos modernos sobre mecanismo de filtrao, estudam a influncia da permeabilidade de camadas porosas, e dos parmetros que a modificam, no escoamento dos fludos.

Os filtros vcuo, de tambor rotativo, so os mais utilizados nas usinas de acar e lcool para filtrar o lodo do decantador e recuperar o acar contido neste. A filtrao vcuo realizada criando-se uma presso negativa abaixo do meio filtrante e levando-se o lodo com gua. O filtrado resultante contm acar que retornar ao processo.

FLOTAO

Detalhe do flotador: a borra e raspador


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FILTRO PRENSA

Os principais parmetros que devem se observar durante um teste em laboratrio no caso de filtro prensa so:

- velocidade de drenagem nos primeiros 10 seg.- a qualidade do filtrado, turbidez e presena de slidos- avaliar a eficincia a uma baixa dosagem e alta dosagem de polmeroJ nos testes em campo devemos observar:- o ponto de injeo de polmero, muito perto ou muito longe da entrada de lodo no filtro

prensa- a velocidade da cinta do filtro, muito alta ou baixa, o que compromete na perda de %Pol.- tamanho dos flocos- secagem da torta, umidade abaixo de 75% considerada ideal.- qualidade do filtrado

Exemplo de lodo bem compacto com polmero


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FILTRO PRENSA

Na otimizao de um filtro prensa, devem-se observar os seguintes parmetros:

- Condies de mistura: a mistura deve ser otimizada para obter os melhores tamanhos dos flocos para a drenagem. necessrio regular a velocidade do agitador; definir o melhor ponto de injeo de polmero ; e verificar a distribuio de lodo na tela.

- Sistema de lavagem: Se as telas no esto perfeitamente limpas, impossvel ter uma boa drenagem. Deve-se verificar todos os parmetros como fluxo de gua ; presso da mesma a limpeza das mangueiras caso estejam entupidas. Para uma boa lavagem essencial que a gua utilizada esteja limpa e quente a uma presso constante. Os condensados de aquecedores, vcuos e evaporao so boas fontes de gua quente. A temperatura desta deve estar em torno de 80C. Ela deve passar por um filtro para remover material em suspenso, que entupiria os bicos. A presso da gua deve ser superior a 1 Kgf/cm. O filtro de gua deve ser inspecionado para se observar a existncia de entupimento, e se ocorrer a quantidade de gua diminui consideravelmente. Em certas ocasies as aberturas de sada dos bicos aspersores se danificam ou desgastam, necessitando substituio dos mesmos. Quando o filtro de gua no recebe a devida ateno, os bicos podem entupir, alterando o formato dos jatos de gua e neste caso a lavagem da torta ser prejudicada. Para que a lavagem da torta e a recuperao do acar sejam eficientes, todos os bicos aspersores devem funcionar corretamente.

- Fluxos: se a estrutura dos flocos no est otimizada, a drenagem ser ruim. Para melhorar os resultados, necessrio ajustar os fluxos de lodo, deve ser o mais constante possvel ; fluxo de polmero, de preferncia ser automatizado com a vazo de lodo ; e a ps diluio, mantendo uma diluio uniforme, ou seja a quantidade de slidos ideal para uma boa floculao e filtrao.

- Floculao: quando a floculao no est satisfatria, necessrio diminuir mnima dosagem e ir aumentando gradativamente at se obter melhores resultados.

- Drenagem ( Perda de acar no lodo ): quanto mais rpido for o desgue, mas seco ser o lodo que chegar zona de presso, contribuindo assim para uma reduo na perda de acar. Nesse tem deve-se verificar a eficincia da lavagem das telas.

- Alimentao de lodo ( Perda de acar no lodo ): quanto maior for a velocidade de rotao, mais fina ser a camada de torta. A espessura da camada de torta deve ser observada constantemente e corrigida sempre que necessrio para manter a espessura entre 7 e 10 mm. Se a camada for grossa teremos elevada pol e umidade na torta. Com camadas finas temos reduo na


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FILTRO PRENSA

capacidade do filtro, riscos de entupimento e caldo filtrado com elevada turbidez ( baixa reteno ).A seleo do floculante deve ser exata para obter uma melhor performance. Alguns parmetros so importantes como: ajustar a ps diluio, peso molecular, estrutura molecular e ajuste da concentrao de polmero.

O dimensionamento de um filtro prensa para o tratamento de lodo deve levar em considerao alguns parmetros tais como: terra na cana, bagacilho no caldo misto, quantidade de insolveis que so arrastados pelo caldo at o decantador, enxofre e cal ( se adicionado ao caldo misto ), outros materiais de fundo orgnico ( bagacilho complementar, no acares, ceras e polmeros naturais insolveis, que ao entrarem no decantador ( que tambm por sua eficincia de decantao ) geral uma determinada quantidade de lodo que deve ser processado pelos filtros.Se considerarmos que duas indstrias com mesma capacidade de moagem apresentarem diferenas nestas variveis, teremos ento um balano de massa distinto com relao gerao de torta. Ento conclumos que um filtro dimensionado para uma indstria pode no cumprir com os requisitos da outra, logo, o dimensionamento de um filtro deve levar em conta mais que a moagem diria, principalmente este simples balano de massa, ou seja, um fator de suma importncia no rendimento de um filtro est relacionado com a quantidade de lodo/torta de que capaz de processar.

Em outras palavras, em uma indstria onde a quantidade de torta gerada pela combinao destas variveis gera uma quantidade de torta de 30 Kg de torta/ ton. cana necessita de um filtro menor que outra que gera 50 Kg de torta/ton. cana, mesmo que a moagem seja exatamente a mesma.Casos comuns de subdimensionamento de equipamentos de filtrao, causam para o industrial, perdas irreparveis j na primeira safra, o que se agrava com o passar dos anos obrigando ao industrial adquirir outros equipamentos complementares para suprir a carncia.

DECANTAO DE FULIGEM

As vantagens de um sistema de decantao de fuligem so:- reutilizao da gua, gerando grande economia- reduo da emisso de fuligem na atmosfera- reduo dos custos com manuteno dos bicos dos lavadores


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- gerao de benefcios ambientais, sociais e econmicos- maior sustentabilidade da empresa.

Para atender s regulamentaes ambientais de hoje, os gases emitidos por caldeiras que utilizam bagao de cana e outros tipos de biomassa similares devem, obrigatoriamente, passar por uma etapa de lavagem eficiente para remoo das partculas slidas que so arrastadas. A opo de lavagem de gases via mida, embora adequada e barata, esbarra na dificuldade de contar com um processo eficiente de remoo da fuligem da gua.

No caso das usinas de acar e lcool, principalmente nesse momento em que h uma grande ampliao de parques industriais para atender aos programas de co-gerao de energia, deve ser dada ateno prioritria ao tratamento dos efluentes gerados na lavagem dos cinzeiros e dos gases emitidos pelas caldeiras. Assim, mister a adoo de uma tecnologia que permita a remoo total das partculas slidas destas correntes, bem como o reaproveitamento da gua utilizada no processo.

Na queima de bagao de cana nas caldeiras, a parte mais leve dos slidos residuais arrastada junto aos gases de exausto, requerendo a instalao de sistemas de remoo dos slidos desses gases, para que estes se enquadrem aos parmetros exigidos pela legislao ambiental. Os slidos no arrastados pelos gases se depositam nos cinzeiros das caldeiras e tambm precisam ser removidos, para evitar a obstruo do equipamento e a perda de eficincia.A qualidade e a quantidade dos slidos residuais oriundos da queima do bagao independem dos sistemas de limpeza a serem empregados. Sua qualificao e quantificao, embora extremamente difcil de serem previstas, so fundamentais para um adequado dimensionamento dos sistemas de limpeza.

De forma geral, os slidos residuais compreendem, alm de fuligem de bagao, grande quantidade de material no queimado e resduos minerais oriundos do solo ( areia e argila ). O total de fuligem esperado pode ser relacionado diretamente capacidade de gerao de vapor da caldeira. A quantidade de bagao mal queimado depende da eficincia de queima da caldeira, a qual depende do tipo e das condies operacionais do equipamento. Caldeiras mais modernas, tendem a gerar menos bagao mal queimado. Os slidos minerais dependem dos processos de colheita e transporte da cana, bem como, da existncia e dos tipos de sistemas de lavagem da cana na instria. Com o aumento da colheita mecanizada, e consequente reduo da utilizao de gua de lavagem na cana, maior quantidade desses slidos vem sendo admitida nas caldeiras.

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Importante ainda salientar que cada um dos slidos mencionados acima apresenta caractersticas diferentes de densidade e granulometria, que afetam em muito o comportamento frente aos processos usuais de separao.Uma vez separados, os resduos de queima precisam ser removidos da indstria. A viabilidade de implantao de sistemas de limpeza depende, em muito, dos sistemas a serem empregados para o manuseio e transporte desses slidos. A prtica de lanamento destes resduos na gua de lavagem da cana vem se tornando cada dia mais invivel. Por um lado, as presses ambientais para despejos hdricos e, por outro, os custos da gua e os prprios requisitos do processo industrial, vem exigindo a introduo de sistemas de reciclo de gua em circuito fechados e independentes. Para viabilizar a sua remoo da indstria por via rodoviria, os slidos residuais devem ser concentrados, transportados e dispostos de forma apropriada, evitando-se ao mximo a necessidade de utilizao de ps carregadeiras, correias transportadoras e equipamentos similares que apresentam altos custos de investimento, operao e manuteno.

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DECANTAO DE FULIGEM

Sistema de decantao fuligem


A lavagem da fuligem feita da seguinte maneira: no interior do lavador, encontram-se bicos espargidores de gua, onde as partculas slidas, depois de umedecidas, precipitam-se devido o aumento de peso, permitindo a decantao por gravidade; a baixa velocidade de ascenso dos gases; a ao de jatos de gua, que direcionam as partculas para o fundo do lavador

Estima-se que a emisso de material particulado resultante da combusto do bagao seja de 2,2 a 3,6 Kg/Ton. Cana, sendo que 80% so lanados na atmosfera e 20% so depositados nas fornalhas, cinzeiros e sales das caldeiras e retirados por corrente contnua de gua.O ajuste da decantao minucioso, uma vez que no h uma regra de comportamento da fuligem com o polmero ( aninico ou catinico ), necessitando vrios testes at se conseguir uma dosagem ideal. Depende muito da quantidade de material mineral para ajuste dessa dosagem, ocorrendo muitas vezes de se obter melhores resultados com polmeros catinicos e em determinadas plantas, com polmero aninico, independendemente do pH da gua da fuligem.Abaixo, representado na figura, seria a qualidade da gua ideal para retornar para um lavador de fuligem aps a decantao com o polmero.

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Apostila Sobre Tratamento de Caldo 2011

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