Melhoria do Processo e das Práticas de Beneficiamento de ... · Melhoria do processo de uma usina...
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VI Congresso do Algodão, Uberlândia, Agosto 20071
CONGRESSOBRASILEIRODO ALGODÃO
Uberlândia / agosto / 2007
Melhoria do Processo e das Práticas de Beneficiamento de
Algodão no Brasil
Jean-Luc Chanselme, COTIMES
Paulo Vicente Ribas, UNICOTTON
Bruno Bachelier, CIRAD
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FACUALProjeto:
Apoio:
Elaboração eRealização:
Coordenação:
FIALGO
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Objetivo do projeto
Melhorar a curto prazo as usinas antigas para produzir com custo mínimo, uma fibra de melhor qualidade (tipo 31 ou melhor, e folha 3 ou 2), para os mercados de exportação.
O beneficiamento não é uma operação isolada: Ele depende muito da colheita (para o desenho e a utilização da seqüência de máquinas, para os desempenhos e o custo de produção);
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PROCESSO ANTIGO TÍPICO
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PROCESSO ANTIGO TÍPICO
Fardão
1 ou 2 Conjunto (s)
Piranha
HL 72 in.
Batedor 72 in.
3 a 6 Mitchells
3 a 6 Descaroçadores
Condensador
Limpa Pluma 66 in.
F
Secador
Prensa Queimador
Fardão
Separador
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Os processos antigos não são desenhadospara o tratamento do algodão em caroço
colhido mecanicamente
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Limites dos processos antigos(1) Secagem
Pouco eficientes em termos de regulação :Regulação manual eventualRisco de secagem insuficiente (limita a limpeza)Risco de sobre-secar a fibra
Pouco eficientes em termos de energiaGrande pressão estáticaPerda de calor
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Limites dos processos antigos(2) Limpeza de algodão em caroço
Uma etapa só :Insuficiente para um algodão em caroço colhido mecanicamente : a sujeira entra no descaroçador
Batedor com pressão positiva (ar soprado) :Eficiência reduzidaEmissão de poeiras
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Limites dos processos antigos(3) Umidificação do algodão em caroço
Ausência de umidificação do A.C. Umidade da fibra freqüentemente insuficiente Tratamentos mecânicos violentosRisco de estragar a fibra no descaroçadorRisco de estragar a fibra no limpador de pluma
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Limites dos processos antigos(4) Limpeza da fibra
Limpadores de pluma sub-dimensionados:Manta grossaLimpeza e penteagem insuficientesPerdas da fibra
Máquinas antigas:Pode comprometer a obtenção de ajustes conformes
Efeito negativo acumulado com limpeza do AC
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Limites dos processos antigos(5) Limpeza da fibra
Seqüência insuficienteAusência de automatizaçãoPoucas opções para adaptar a seqüênciaInadaptados a acompanhar a evolução dos mercados
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Melhoria do processode uma usina antiga
e avaliação das melhorias técnicas
Objetivos : Melhorar o processo da Algodoeira Fazenda Nova (piloto) e diagnosticar o funcionamento, os produtos obtidos e a relação custo/benefício.
Definir um processo de beneficiamento adaptado ao algodão do MT e aos mercados buscados.
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Modificações do processo de descaroçamento da F.Nova
Natureza das modificações:Uma secagem no início do processoUma pré-limpeza para partículas maiores assim como finasUma umidificação do algodão em caroço antes da entrada no descaroçadorUma limpeza da fibra de capacidade adaptada
O projeto previu e contemplou:As compras dos equipamentos novos e modernosA montagem
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MELHORIA DO PROCESSO F.NOVAProcesso Novo Completo
Batedor 72 sucção
Conjunto 2
F
Pré-limpeza 1
Queimador e Hot-Box
Torre fonte Batedor 96
Extrator 96
LP 103Umidif
AC
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RESULTADOS
Comparação dos processos antigos e novos para:
A qualidade da fibra (visual e HVI)« Bark » e neps de fibraOs parâmetros de beneficiamentoO custo-benefício
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Balanço classificação visualExperimentações de 2005
01020304050607080
Freq
üênc
ia (%
21-22 31-32 41-43 51-53 61-62Tipo
Antigo Novo
Distribuição por tipo de 302 fardinhos
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Balanço classificação visualExperimentações de 2005
0
10
20
30
40
50
Freq
üênc
ia (%
2 3 4 5 6Folha
Antigo Novo
Distribuição por folha de 302 fardinhos
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Balanço classificação visualExperimentações de 2006 (AC 41-4)
Distribuição de 205 fardinhos
0
20
40
60
80
100
Freq
üênc
i
31 41Tipo
Antigo Novo
0
20
40
60
80
100
Freq
üênc
i2 3 4
FolhaAntigo Novo
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Balanço classificação visualCondições reais de produção 2006
0
20
40
60
80
100
Freq
üênc
ia (%
31-2 31-3 31-4 32-3 32-4 42-4Tipo e folha
Antigo Novo
Distribuição de 428 fardinhos
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Resultados HVI 2005Amostras de fardinhos das 3 experimentações
Característica Antigo NovoIMPUREZA (número) 3.8 a 3.0 bIMPUREZA (aréa) 0.50 a 0.37 bRd % (Reflectância ou Brilho) 73.5 b 75.5 a + b (Amarelo) 8.6 8.7
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Resultados HVI 2005Amostras de fardinhos das 3 experimentações
Característica Antigo NovoUHML (comprimento em ") 1.13 a 1.11 bUniformidade (%) 82.5 82.2Fibras curtas (%) 7.1 7.5Resistencia (g/tex) 27.6 27.4
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« BARK » E « NEPS »« Bark » = fibra vegetal (casca de caule)
Sujeira grossa entrando no descaroçadorDesmanchada pelas serrasFibra vegetal misturada com fibra de algodão
« Neps » de fibra = nós de fibra de algodãoCriados pelos processos mecânicos (colheita e beneficiamento
Ambas são um problema para a indústria têxtil
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Sujeira grossa no peito
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Sujeira grossa no peito
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Sujeira grossa desmanchada no peito
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Efeito da 1a etapa de pré-limpeza sobre a sujeira grossa
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Redução da sujeirano ante-peito e no peito
Separação e pesagem por descaroçador (3 fardões)
SUJEIRA NO PEITONO FINAL
Sujeira grossa Sujeira fina Sujeira total
Antigo 2.44 0.49 0.26Antigo + PL1 0.86 0.29 0.16Redução PL1 65% 41% 38%
SUJEIRA SEPARADAPELO ANTE PEITO (Kg/hora)PROCESSO
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Nep de fibra
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Efeito do processo sobre os neps
0
100
200
300
400
500
Num
ero/
2005 2006Tipo AC
Antigo Novo
+ 19 % + 16 %
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Bark e Neps
A redução da sujeira pela PL é grandeA redução do « bark » tem um preço
O aumento dos neps de fibra
Melhoria a buscar ‘na colheitana colheita’’No beneficiamento, maximizar a eliminação da sujeira com o mínimo de neps :
Gestão da umidade e em particular a secagemGestão do ritmo de beneficiamento
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Processo e parâmetros do beneficiamento (2005 exp. 1+2)
Rendimento de beneficiamento
36
37
38
39
40
41
Ren
dim
ento
(%
31-3 31-4 41-4 41-5 51-5
Tipo AC Antigo Novo
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Uberlândia / agosto / 2007Processo e parâmetros do beneficiamento (2005 exp. 1+2)
2. Resíduos da limpeza do algodão em caroço por fardinho
17192123252729
Res
iduo
s/20
0k
31-3 31-4 41-4 41-5 51-5
Tipo AC Antigo Novo
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3. Resíduos da segunda etapa de pré-limpeza (batedor + HL + alimentador) por fardinho
7
8
9
10
11
12
Res
iduo
s/20
0
31-3 31-4 41-4 41-5 51-5
Tipo AC PL1+Antigo Novo
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Estimativas de custo-benefício
1. Limites
Níveis de ágios/deságios variamLimitadas aos padrões universaisBaseadas em desvios do tipo e da folhaNão levam em conta as características intrínsecasNão levam em conta os números de neps
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Estimativas de custo-benefício2. Ágio/deságio médio para 200 kg de fibra / tipo AC
02468
101214161820
Ági
o m
édio
(R$/
Fard
in
31-3 31-4 41-4 41-5 51-5 31-4 41-4 32-4
Tipo AC
Antigo Novo 2005 Novo 2006
Média = 11.6
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Estimativas de custo-benefício3. Custos adicionais e economia com o processo
novo
Custos adicionais EletricidadeGás para a gestão da umidade
EconomiaLenha da secagem no conjuntoAumento do ritmo de beneficiamento
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Estimativas de custo-benefício4. Estimativas de custos adicionais e economia
Elemento de custo Custo(R$/fardo)
Benefício(R$/fardo)
Consumo de gás para a secagem na PL1 (média) 1,1Consumo elétrico 0,4Economia de lenha 0,6Aumento de ritmo de beneficiamento ?Total por fardo 1,4 0,6Balanço por fardo -0,8Balanço por @ -0,06
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Estimativas de custo-benefício5. Estimativas de custo-benefício sem umidificação
Elemento de custo Custo(R$/fardo)
Benefício médio
(R$/fardo)
Benefício max
(R$/fardo)Ágio da fibra no mercado internacional com processo novo 11,6 17,5Custo adicional 1,4Economia de lenha 0,6 0,6Total por fardo 1,4 12,2 18,1Balanço por fardo 10,8 16,7Balanço por @ 0,81 1,25Balanço para 50 000 fardos 540.000 835.000
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Estimativas de custo-benefício6. Estimativas de custo-benefício da umidificação
Elemento de custo Custo(R$/fardo)
Benefício(R$/fardo)
Consumo de gás médio para a umidificação 1,5Aumento de peso (4 kg por fardo) 10,0Total por fardo 1,5 10,0Balanço por fardo 8,5Balanço por @ 0,64
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Estimativas de custo-benefício7. Balanço de custo-benefício do processo novo, com
secagem e umidificação
Elemento de custo Custo(R$/fardo)
Benefício médio
(R$/fardo)Ágio da fibra no mercado internacional com processo novo 11,6Custo adicional 1,4Economia de lenha 0,6Consumo de gás médio para a umidificação 1,5Aumento de peso (4 kg por fardo) 10,0Total por fardo 2,9 22,2Balanço por fardo 19,3Balanço por @ 1,45Balanço para 50 000 fardos 965.000
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Resultados diversos1. Classificação visual do algodão em caroço
A classificação dos fardões varia com os classificadores Pouca relação entre classificação do AC e da fibraO beneficiamento não pode ser devidamente planejado, otimizado.
Necessidade de padrões ou de instrumentos para adaptar a seqüência e otimizar o beneficiamento
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Resultados diversos2. Classificação visual da fibra
A classificação da fibra varia com os classificadores Problema de valorização individual (a empresa)Problema de valorização coletiva (imagem do algodão do Estado ou do pais)
Treinamento e standardização
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CONCLUSÃOObjetivos cumpridos
Melhoria de 1 tipo e mais de uma folha em médiaCusto-benefício altoInvestimento pago em 1 ou 2 safras
A primeira etapa de PL é fundamentalMelhora o tipo direitamente e indireitamenteMelhora a folha e reduz o « bark »Melhora o ritmoSem aumentar o gasto de energia
O projeto mostrou a importância da gestão da umidade
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F I M
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Conjunto 1 Conjunto 2
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Umidade do ar e umidade do algodãoEquilíbrio higroscópico
02468
101214161820
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Umidade relativa do ar (%)
Um
idad
e m
atér
ia (%
)
Caroço Alg. em caroço Pluma