Apostilia Engenharia Açucareira, Notas de estudo de Engenharia Química

Baixe Apostilia Engenharia Açucareira e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Química, somente na Docsity! ENGENHARIA E TECNOLOGIA AÇÚCAREIRA Departamento Engenharia Química CTG - UFPE 2006 ENGENHARIA E TECNOLOGIA AÇUCAREIRA Prof. Sebastião Beltrão de Castro Profa. Samara Alvachian C. Andrade Capitulo I ENGENHARIA E TECNOLOGIA AÇÚCAREIRA Matéria prima a cana de açúcar - Do ponto de vista tecnológico, a cana-de- açúcar é da espécie “Saccharum Officinarum”, compõe-se de fibra e de caldo. PAGE 186 percentual entre 15 a 16%, não é difícil de ser constatado. Quanto a sua composição é ainda função do clima, do solo, da pluviosidade, do tipo de cultivo, da idade, da adubação e da variedade botânica da cana. Zerban isolou do caldo da cana a asparagina, a glutamina e a tirosina. E essas, como outras substâncias nitrogenadas, apresentam inconvenientes na elaboração do açúcar. Uma parte dessas substâncias se dissocia durante o processo de fabricação, indo os ácidos aspartico e glutânico se acumular nos méis, com a asparagina e glutamina não decompostas. A decomposição dessas amidas se deve ao desprendimento do amoníaco durante a evaporação do caldo de cana. Uma análise completa da cana, levada a efeito pelo Dr. Browne permitiu elaborar o seguinte quadro: Dados de análise da cana: % Agua 74,50 SiO2 0 .25 K2O 0 .12 Na2O 0.01 CaO 0.02 MgO 0.01 Cinzas 0.5 Fe2O5 vestígios P2O5 0.7 SO3 0.2 Cl vestígios % % Celulose 5.50 Fibra 10,00 Pentosana (Xylan) 2.00 Araban……………………………………. 0.50 Lignina…………………………………….. 2.00 Sacarose PAGE 186 Açúcares 14,00 Dextrose 0 .90 Levulose 0.60 Albuminóides 0 .12 Amidos (P.e.asparagina) 0.07 Corpos 0,40 Amido ácidos (a. aspartico) 0.20 Nitrogenados Ácido Nítrico 0.01 Amoníaco traços Corpos Xânticos traços Graxas e ceras 0.20 Pectinas 0.20 Ácidos livres (a. málico) 0.08 Ácidos combinados (a.sucínico) 0.12 Glicose ou Dextrose Frutose ou Levulose Clorofila Componentes que aumentam Amido com o crescimento e diminuem Substâncias corantes com a maturação Gomas Cêras Ácidos orgânicos Água Sacarose Componentes que aumentam com Fibra Maturação Destrose Substancias nitrogenadas Substancias minerais Substâncias nitrogenadas Nos estudos feitos por Browne, as canas ainda verdes apresentam um mesmo teor de Dextrose e Levulose, mas quando as canas de aproximam de sua maturação, a levulose diminui e às vezes desaparece, mas que irá aparecer no mel final. Isso se deve a uma transformação isomérica da dextrose, quando soluções quentes de sacarose são reaquecidas em meio alcalino, especialmente em presença de sais de potássio. PAGE 186 O aumento da sacarose no período de maturação caracteriza-se pelo decréscimo dos não-açúcares, ocasionando conseqüentemente um aumento na pureza dos caldos. A fibra aumenta com a maturação, o que é benéfico para a indústria, devido ser usada como combustível. As substâncias nitrogenadas durante o período de crescimento não são albuminas coaguláveis pelo calor e a cal, o que vem explicar o motivo porque as canas maduras clarificam melhor. O conteúdo mineral é mais alto no período de maturação, primeiro porque tendo terminado a maturação da cana, também terminou o armazenamento de elementos minerais, acúmulo que faz e que não se perde durante todo período vegetativo, e assim, encontramos mais fósforo, mais potássio, etc, na maturação, do que no crescimento. Em segundo lugar, devido à concentração que existe no período de maturação, em virtude da evaporação que se processa pelas folhas. As substâncias corantes diminuem com a maturação. As canas maduras são um pouco mais ácidas do que aquelas que se acham no período de crescimento, isto devido ao aumento do ácido fosfórico. Do que vimos, não apenas interessam desde o ponto de vista de fabricação o teor de sacarose na cana, se não a relação desta com os sólidos e a quantidade dos constituintes que possam ser prejudiciais à fabricação. Daí porque, as usinas bem orientadas nos campos e nas fábricas têm sempre seus canaviais, divididos em canas de maturação precoce e as de maturação tardia; a fim de que possam elas ser moída no seu período ótimo de maturação. Microflora da cana-de-açúcar – A cana-de-açúcar, S. Officinarum possui flora epifítica característica que influenciou os microorganismos na fabricação de açúcar. Nos estudos levados a efeito por Kuhr, há uns 40 anos, concluiu da incidência de microorganismos nas canas, desde pequenas infestações nos cultivos nas montanhas a elevadas concentrações naqueles cultivos nas partes baixas, naquela ocasião, o tipo de bactéria encontrada era similar ao “bacillus herbícola aureum”. Hutchinson e Lamayar isolaram da cana uma levedura da variedade Saccharomyces Cerevidiae e uma espécie de aspergillus. As canas danificadas pela Diatrene Saccharalis, segundo os estudos de Mokaig e Fort tinham um percentual menor de sólidos e sacarose, um conteúdo maior de não- PAGE 186 Aberturas do feixe – Para se obter boas limpeza recomenda-se um colchão de cana com espessura de dois ou três colmos. Remoção de pedras, seixos e areia. – Pedras seixos e areia constituem o material prejudicial à cana colhida por colhida pelo sistema de apanho mecânico para se ter uma separação aceitável esta só pode ser feita através do sistema de lavagem da cana.. Este material poderá ser aproveitado em aterros Remoção das impurezas fibrosas – As impurezas fibrosas que são os ponteiros, folhas e raízes é reduzida por meio de rolos eliminadores de impurezas. Estas impurezas podem ser utlizadas nos canaviais. Lavagem – A lavagem é iniciada na esteira de arrasto tipo taliscas. Utiliza-se o principio de cascatas com grande volume de água adicionado no topo da esteira utilizando um fluxo turbulento. A esteira de arrasto recomenda-se um ângulo de 40º e velocidade mínima de 50 m / minuto. Também se usa mesas alimentadores com ângulos de 45º e 50º para lavagem da cana jorrando água no topo da mesa. O volume necessário de água para lavagem é na ordem de 10 m³ por tonelada de cana hora. Reutilização da água – A água turva ou usada recomenda-se passar por um tratamento de limpeza de maneira igual ao da água limpa a fim de ser reutilizada. Neste caso o volume de água limpa é na ordem de 4 m³ por tonelada d cana hora. Perdas nas limpezas – As perdas nas limpezas podem ser consideradas em duas categorias: a – Perdas mecânicas – Perdas de canas, pedras, seixos, areia , material fibrosa etc,. Estas perdas de açúcar são na ordem de 2% ou mais. b – Perda de açúcar durante a lavagem da cana – A perda de pol depende dos danos causados na cana durante o corte e o carregamento mecanico. Estas perdas é na ordem máxima de 1%.a lavagem de cana. PAGE 186 Fotossíntese - As canas cultivadas nas regiões tropicais e semitropicais, para que a cana floresça e metabolize a sacarose e outros açúcares monossacarídeos, são necessários três fatores principais: calor, luz e umidade. . O açúcar da cana é um carboidratado de fórmula geral C12H22O11, é um dissacarídeo que consiste de dois compostos monossacarídeo: D-glicose e D-frutose. Os componentes monossacarídeos se condensam em grupos glicosídicos. Estes dois grupos, que nos monossacarídeos livres mostram um equilíbrio de configuração α e β, se fixam na molécula de sacarose em uma configuração α da frutose; enquanto que a componente glicose está ligada na sua forma peronosidica normal, a frutose mostra na molécula de sacarose uma forma normal furonosídica, que não é observada na frutose livre. De acordo com essas circunstâncias, o nome químico da sacarose – D – glucopiranosil – B – D – fruto furanosídio. H – C CH2OH O HO – C - OH C HO – C O H - C - H O H – C H - C - OH H – C H - C CH2OH CH2OH Glicose Frutose Nas plantas, os carboidratos (açúcares, amido e celulose), se formam por um processo fotossintético de assimilação. 6 CO2 + 6 H2O + 675 Kcal = C6H12O6 + 6O2 Este processo se catalisa com a clorofila. O CO2 tomado do ar é equivalente ao O2 cedido ao ar. A energia necessária, por moléculas de oxigênio formado, corresponde pelo menos três quarto da luz alaranjada absorvida pela clorofila Warburg, encontrou que apenas um quarto da luz é tomada por cada molécula de oxigênio, formado, enquanto a outra energia necessária, para a síntese, é a energia primeira tomada do processo de re- oxidação. PAGE 186 Esta formação ocorre nas partes verdes da planta, porém a sacarose se encontra também nos talos, nas raízes e nos frutos. A cana é realmente uma fábrica de carboidratos, por isso tem que admitir que é uma maravilha do reino vegetal e que o açúcar é o alimento mais puro e mais energético da natureza, por isso, não é nada mais, nada menos que a luz solar centralizada. E, além disso, é comercialmente considerado o alimento barato.. Maturação - Para a industrialização da cana-de-açúcar, em bases racionais e econômicas, torna-se imprescindível a determinação de sua maturação. Açúcares, água, sais minerais, matéria orgânica, etc, são os componentes mais importantes, e dentre estes, a sacarose se destaca em proporção, sendo ela a base para a determinação da maturação. A sacarose se forma nos tecidos vegetais, em presença da clorofila e sob a influência da luz, formam-se carboidratos de óxido carbônico e de água, aumentando esse processo com maior intensidade da luz. Tem sido discutido o curso do processo, quais os corpos se formam primeiro. A sacarose finalmente formada passa ao colmo e se uma quantidade maior se forma, o excesso se depositará em forma de amido, que se dissolverá, quando as condições forem propícias, caminhando para o colmo em forma de dextrose. Os açúcares provenientes de uma folha inferior entram no internodio (meritalo) correspondente, sem sofrer modificações posteriores. Mas os açúcares que procedem de folhas jovens, segue a parte superior do colmo, onde os processos de assimilação são muito intensos, sofrendo por isso várias modificações. O armazenamento do açúcar será tanto maior quanto mais normal e uniforme for o crescimento da planta. Quando finalmente, a folha que corresponde a um internódio inferior, seca ou morre, aquele meritalo não recebe mais açúcar, além de que flui dos internódios superiores. Assim, a cana começa a amadurecer primeiramente a sua parte inferior, sendo que a última a atingir esta etapa é a superior, mas antes que isso ocorra já a parte inferior começa a mostrar um princípio de degradação da sacarose. Estes são os fatores que devem determinar o momento mais indicado para o corte, tendo em conta não apenas pureza da parte superior e inferior da cana, mas também o seu peso relativo. Dentro das condições normais de desenvolvimento, a maturação da cana-de-açúcar é função direta de vários fatores, tais como, a umidade do solo, tratos culturais, variedades, época do plantio, praga, moléstias, topografia do terreno, variedades, etc. PAGE 186 Importância industrial do Leuconostoc - Nas espécies L. Mesenteroides e L. Dextranium tem adquirido uma importância capital nesses últimos anos, como produtoras de Dextrana a partir do caldo. Este polissacarídeo alcançou a partir de 1948, na Suécia, um papel relevante na preparação do plasma sanguíneo. A dextrana clínica resultou ser melhor do que um substituto do plasma sanguíneo, principalmente porque nem o sangue nem o plasma podem ser esterilizados por calefação. Anteriormente se descobriu uma aplicação da Diana quando foi utilizada como aditivo dos fluidos usados nas perfurações dos poços petrolíferos, técnica na qual usava para inibir a perda de água nos poços de perfuração. Capitulo II PREPARO DA CANA Provisionamento de canas - O abastecimento de canas às usinas, se faz por tração mecânica (caminhão, treminhões trator, vagões), durante as 24 horas do dia. Alimentação de canas á esteira - A alimentação de canas se faz através de mesas alimentadoras, ponte rolante, tombadores, etc. Esteiras - As esteiras transportadoras, segundo a sua função dividem-se: Alimentar as moendas........... – Alimentadoras – Principal Entre ternos ........................... – Intermediaria Após as moendas ................... – Elevadora de bagaço – Distribuidora de bagaço – Elevadora de bagacinho PAGE 186 – Retorno de bagaço Esteira alimentadora - Tem por finalidade, suprir a esteira principal de uma camada de cana mais ou menos uniforme, e que permita desordenar as canas, para uma melhor eficiência das navalhas. Sua largura é idêntica a do condutor principal.A esteira alimentadora pode ser transversal ou axial. Sua velocidade deve ser a metade da velocidade do condutor principal, entretanto, seu acionamento, deve ser feito por motores elétrico, dotadas de variador de velocidade, cuja velocidade permita variar no momento que for necessário. Compreende uma seção horizontal e outra seção inclinada. O comprimento da seção horizontal deve ser de duas vezes maior, que o comprimento da maior carroceria dos caminhões existentes no transporte de cana para abastecer a usina. Quanto ao desnível, entre o topo de esteira alimentadora a parte horizontal de principal é de mais ou menos 5,00 m. Quanto à potência necessária para o seu acionamento (Hugot), é: T = 0. 6 x S T = C.V. absorvidos pelo condutor alimentador. S = Área carregada com cana no condutor auxiliar em m2. Esteira principal - A esteira principal conduz as canas desde o ponto de entrega da esteira alimentadora, até ao primeiro esmagamento. Compreende uma parte horizontal, uma parte inclinada e topo. Quanto à sua inclinação (aclive) o ângulo é aproximadamente de 18º. Sua largura será igual ao comprimento dos rolos do primeiro terno. As taliscas são metálicas. Sua tração poderá ser feita por máquinas térmicas ou elétricas. Sua velocidade linear corresponde à velocidade periférica dos rolos da moenda. Hugot recomenda que a velocidade da esteira principal à velocidade periférica das moendas, de tal sorte que: V = 0,5 v . Onde : V = velocidade média do condutor v = velocidade média periférica dos rolos. A capacidade da esteira principal será fornecida pela seguinte fórmula: 1000. C = 60 . v . L. h . d PAGE 186 Onde: C = Capacidade em T.C.H. ( 1000 C são Kg de cana por hora); V = Velocidade da esteira em metros por minuto; L = Largura da esteira em metros; h = Altura média do colchão de canas na esteira em metros; d = Densidade aparente da cana no condutor. d = 125 Kg/m3 (em canas desordenadas) d = 150 Kg/m3 (em canas paralelas) d = 300 Kg/m3 (em canas picadas por navalhas) Se relacionarmos a capacidade da esteira à capacidade do “tandem”, poderemos facilmente determinar a altura do colchão de canas na esteira. Quanto ao comprimento da seção horizontal, é calculada pela a seguinte fórmula: LH = 5 3 Onde: LH = Comprimento da seção horizontal em metros.. C = T. C. H. Potência – A potência consumida pela esteira principal é a resultante das potências: A potência necessária para vencer o atrito. A potência necessária para conduzir o peso da cana: a) A potência média necessária para vencer o atrito é dada por: Pf = ( Q + K ) f + K f' ' v . F 06 C 60 x 75 Pf = Potência necessária para vencer a fricção em C.V. Q = Peso em Kg de cana sobre a esteira. K = Peso em Kg da parte superior da esteira. f = Coeficiente de fricção da parte superior, 0,6 f ’ = Coeficiente de fricção da parte inferior, 0,1 v = Velocidade do condutor em m/minuto F 0 6 C = Coeficiente das engrenagens ë aproximadamente 1,4 à 1,5. b) A potência necessária para elevar a cana, é dada por: Pe = 1000 C . H F 06 C 75 x 3600 PAGE 186 Facas rotativas - Chamadas de navalhas rotativas, tem a função de cortar a cana em pequenos pedaços, facilitando o trabalho do esmagamento e aumento de capacidade de moagem do “Tandem”. Quanto à forma das lâminas, estas variam de fabricante para fabricante. Elas giram em sentido oposto ao deslocamento da esteira principal. Sua velocidade no eixo é aproximadamente de 600 rpm e sua potência varia de acordo com as toneladas moídas por hora, e o percentual de fibra na cana. Um jogo de navalhas aumenta em 20% a moagem diária e a extração do Pol de 0,33 a 0,75%. São acionadas por máquinas térmicas ou elétricas. Quanto ao acoplamento do acionamento ao eixo das navalhas, pode ser feito por meio de luvas elásticas. O número de lâminas é um número par de facas por quatro ou seis. O número de facas é determinado pela seguinte fórmula: N = L / P - 1 Onde: N = Número de facas L = Largura do condutor em mm. P = Passo = distância entre duas facas em mm. Cálculo da potência de acionamento - Para determinar a potência de acionamento de uma navalha, é necessário que se determine à proporção de canas não cortadas e conseqüentemente as de canas cortadas. Esses parâmetros são obtidos aplicando as seguintes fórmulas: Proporção de cana que não foram cortadas: i = r / h = 100 Onde: r = ajuste em mm. h = altura do colchão de canas em mm Proporção de canas cortadas: 100 – i K = ----------------- 100 Onde: K = percentagem de canas cortadas em relação a unidade. Potência Motora: é dada por: K C n f R P = 0,0025 ---------------------- P Onde: P = potência motora em C. V. K = percentagem de canas cortadas em relação a unidade. PAGE 186 C = esmagamento em T. C. H. N = rpm do eixo. F = fibra contida na cana em relação a unidade. R = raio do círculo descrito pelas lâminas em cm. p = passe em cm. Desfibrador - É um implemento instalado após as navalhas, o qual tem a finalidade de desfibrar as canas facilitando o trabalho das moendas, permitindo um aumento de aproximadamente 20% em um conjunto já completo com navalhas e ternos, acarretando um aumento de extração de Pol. Sua velocidade de rotação varia de 500 rpm, a 1500 rpm. Sua potência de acionamento varia segundo o fabricante, é na ordem de 25 C.V a 45 C.V por TFH. No caso do desfibrador Tongart, podendo a chegar a 50 C.V por TFH. Implementos alimentadores - Existem vários tipos de alimentadores: O rotativo (também chamados rolos alimentadores). Os alternados (conhecidos como socadores), e os alimentadores contínuos à pressão (WALKERS Limited), press- roll e o top roll. São empregados para facilitar o trabalho dos ternos, evitando que os rolos deixem de pegar o bagaço, quando bem triturados e submetidos a altas imbibições. Separadores magnéticos – Este dispositivo tem por finalidade reter na rampa de alimentação do primeiro terno, os pedaços de ferro que vem com as canas se alimentam às moendas. O aparelho descrito é um eletro-ímã disposto em toda largura da calha de alimentação do esmagador. Ele retém os pedaços de ferro que passam em seu campo. Consome uma potência de aproximadamente 2,0 C.V., por metro de largura da calha condutora. Quanto à sua eficiência, é calculada da ordem de 70% e melhora aproximadamente 85% das lesões que ocorrem na superfície dos rolos %. Ele é provido de um servo-motor, que faz basculhar a rampa do condutor de bagaço, atraindo melhor os pedaços de ferro existentes no colchão do bagaço. A esteira transportadora recomendada é a de borracha. PAGE 186 Capitulo III MOENDAS Moagem - A moagem é a operação da extração da sacarose.. A cana constitui-se em uma fração sólida, que é a fibra, e a outra líquida que é o caldo. A separação é feita num tandem de moenda no qual o caldo é expelido da fibra-que funciona como vasos capilares-através de sucessivas aplicações de pressão a medida que a cana é espremida entre pares de rolos de moendas. A eficiência de esmagamento é determinada por: - Numero de compressões, - Pressão efetiva, - Grau de rupturas das células, - Drenagem do caldo, - Propriedades físicas da fibra. Moendas - As moendas, geralmente são constituídas de quatro a seis ternos. Cada terno é composto essencialmente de três rolos horizontais, formando um triângulo. O rolo superior ou rolo de pressão localiza-se no vértice superior do triângulo, PAGE 186 em F), inclinação dos castelos superiores a 15º (Direção de F), ou ainda levantamento do cilindro de entrada para conservar os castelos superiores verticais. Todas estas modificações melhoram o deslocamento dos cilindros superiores, amaciando este movimento que, pelo contrário, não teve nenhuma influência no melhoramento da constância da relação E/S. F1 F PH CILINDRO SUPERIOR F2 ENTRADA S E CILINDRO DE ENTRADA CILINDRO DE SAÍDA Fig. 1 – Decomposição das reações dos cilindros de uma moenda clássica. Com a moenda tipo “Auto-Regulável”, a articulação dos chapéus sendo equipada com rolamentos, suprime totalmente os atritos devidos aos deslizadores dos mancais superiores nas moendas convencionais e resolve ao mesmo tempo a questão da relação E/S. Com efeito, o deslocamento do cilindro superior faz-se para trás, isto é, seguindo um arco de círculo cujo centro está situado de tal maneira que a relação E/S permanece sempre constante. Além disso, para permitir uma fácil regulagem em função dos diâmetros dos cilindros novos ou usados, o centro de rotação A pode ser igualmente modificado pela rotação de um excêntrico. PAGE 186 A moenda tipo “Auto-Regulável” é a única cuja relação E/S não se modifica em trabalho, qualquer que seja o valor do deslocamento do cilindro superior. Pelo contrário, as moendas chamadas tipo Clássico, se estão na cabeça reta, abrem-se com a mesma quantidade na entrada e na sida, e se estão na cabeça inclinada ou com cilindro de entrada elevado, abrem-se mais na saída do que na entrada. É corrente variar a relação das aberturas E/S em marcha de 2,5 a 2 da primeira à última moenda da uma bateria. Se examinarmos a importância da variação da relação E/S em função do tipo de moenda utilizada, obteremos a moenda tipo “Auto-Regulável ”. Para as moendas do tipo “Clássico”, a variação é de +33 a +125%, enquanto para a moenda tipo “Auto-Regulável ” é de 0,0 a +5,0 %. Podemos afirmar que a relação das aberturas E/S com a nova moenda tipo “Auto- Regulável”, permanece constante para qualquer posição do cilindro superior. Esta disposição apresenta, além disso, a vantagem de assegurar uma pressão de saída contínua invariável. Com efeito, qualquer que seja a espessura da camada de canas ou de bagaço que entra na moenda é sempre prensada da mesma maneira, portanto nas melhores condições de extração. Bagaceira ou virola das auto-reguláveis - A bagaceira se regula do exterior dos castelos da moenda e a largura da lâmina foi reduzida ao mínimo. As virolas ou bagaceiras das tradicionais - A virola ou bagaceira é a peça que conduz o bagaço desde o tambor de entrada ao de saída. Geralmente feita em aço de alta dureza ou ferro fundido, ela é curva e segundo os cálculos matemáticos de Bergmann, formando uma espiral logarítmica. A determinação do raio da virola, do ponto de contato dela no tambor caneiro (bico da virola) e o seu término; constituiu até o ano de 1951, o grande problema dos especialistas em moendas. O processamento se fazia por tentativa; não era possível, sem a observação de pelo menos 5 anos em uma usina, para precisar com exatidão o fator baixo de cada terno que compõem os “tandem”. Precisamente naquele ano, cubano Júlio C. G. Maiz com sua forma analítica resolveu o problema. Hoje em dia, graças ao professor Maiz, é possível a qualquer tecnico PAGE 186 desde que tome conhecimento do seu método, precisar a altura do fator baixo de uma moenda sem necessitar do acervo do conhecimento dessa mesma moenda. A distância do término da virola ao tambor de saída, é outra medida que se vem diminuindo, a ponto de alguns fabricantes construírem as virolas entrosadas nos rolos de saídas, com o objetivo de impedir a queda do bagacinho no parol. Instruções para que um terno funcione bem: - Que o rolo de pressão tenha livre flutuação e que este trabalhe nivelado; - Desde que o rolo flutue livremente teremos melhorado um dos pontos mais importantes do esmagamento das canas, porque: melhoramos a eficiência mecânica e a extração; - Reduzimos os desgastes, a manutenção e chegamos mesmo a evitar certas ruturas; - Obtemos operações mais uniformes, com buchas menos freqüentes das moendas; - Não havendo aparelhos magnéticos, os ferros e outros objetos sólidos que comumente vêm com as canas, podem passar sem ocasionar danos tão grandes nos frisos dos rolos. Considerações para melhorar a flutuação dos rolos - São as seguintes as causas inibidoras: Pistões que se travam nos cabeçotes das virgens podem ser: desenho deficiente, falta de lubrificação descentralização causada por desgaste do mesmo. Chumaceiras ou mancal superior que se travam na queixada das virgens; pode ser pelos os seguintes motivos: A) - Hidráulico em má condição, pode ser por: desgaste de suas partes internas e externas, produzindo o travamento; inércia devido aos pesos; distância demasiada grande entre os cabeçotes e os acumuladores do hidráulico, ocasionando uma alta fricção do fluxo de óleo, afetando o movimento do rolo superior. PAGE 186 Desgaste - Carretas com dentes sumamente desgastados produzem em muitos casos, flutuação do rolo superior diretamente relacionado com o movimento do eixo. Rolo superior desnivelado - Quando um rolo trabalha desnivelado, tem a tendência a revirar as chumaceiras superiores, ocasionando não apenas aquecimento devido à concentração de pressão em pequenas áreas, se não a tendência a travar a chumaceira na virgem, interferindo no movimento do rolo superior. Outros motivos - Enumeram outros motivos, tais como:- desgastes das virolas e rolos das moendas; - pressões diferentes nos hidráulicos da moenda;- parafuso distribuidor do bagacinho;- uniformidade do colchão do bagaço;- tipo de canas, etc... Pressão das moendas - O sistema hidráulico compõe-se de um acumulador hidráulico, e mais uma peça interposta entre estes e os mancais superiores rolos de pressão, que se situa no interior do cabeçote de pressão, nada mais é que um cilindro munido de um pistão, cuja finalidade, é transmitir aos mancais, a pressão hidráulica, proveniente do acumulador. O êmbolo, assim como a tampa que obtura o cilindro no interior do cabeçote, recebe uma gaxeta de couro (sola hidráulica) para vedar o óleo, o qual, proveniente do acumulador, atinge o cabeçote superior através de uma canalização em aço. A força exercida sobre cada mancal do rolo superior é dada por: F = P . S Onde: F = carga hidráulica em toneladas P = pressão exercida em kg / cm2 S = área do cilindro hidráulico Pressões exercidas em cada cabeçote: Primeiro terno = 250 kg / cm2 Segundo terno = 210 kg / cm2 Terceiro terno = 220 kg / cm2 Quarto terno = 230 kg / cm2 Quinto terno = 240 kg / cm2 Sexto terno = 250 kg / cm2. Embebição - Uma moenda, depois de bem ajustada, é responsável por uma eficiência de trabalho de 90% do açúcar e não-açúcar contido na cana moída. PAGE 186 Daí, porque, sob qualquer ponto de vista industrial ou econômico que se analisa, deve-se dispensar às moendas, um cuidado todo especial, além de requerer experiência e em seu manuseio. Os números usados no controle químico e que representam a eficiência de trabalho de um “tandem”, são: Sacarose: Extraída % de sacarose em cana; Perdas nas moendas; Caldo absoluto perdido % de fibra. Constituição físico-química e fisiológico da cana - Em qualquer estudo sobre a embebição é indispensável considerar, em primeiro lugar, as características físico-químicas e fisiológicas da cana, pois se tratando de um organismo formado por células vivas, instintivamente resistem a ceder o caldo por elas aprisionado, enquanto conservam a sua vitalidade. A função do “tandem” é, por conseguinte, destruir o máximo de células (triturando- as) e após esmagando-as, para obtenção de seu caldo constituinte. Pode-se considerar a cana constituída por três caldos:- O medular (o mais rico);– O contido pelos nós (o menos rico);- E o de córtex (o mais pobre). Esses três caldos constituem o caldo absoluto da cana. Porém, a moagem a seco, não é bastante, para permitir a extração de um máximo econômico do caldo normal, uma vez que, o alto poder absorvente da fibra seca, retém o caldo extraído de outras células pela ação compressiva dos rolos. Teremos que usar a embebição e a maceração, para a atingir o objetivo de obter uma extração máxima. Estas razões justificam uma desintegração preliminar da cana antes de passar pelos ternos, como na prática é conseguido com o uso de navalhas, desfibradores e esmagadores. O conhecimento desses princípios básicos, ajuda a melhorarmos a extração das moendas. Principais fatores para tornar eficiente a embebição ou a maceração - São os seguintes, os fatores que afetam a eficiência da embebição ou da maceração: • Grau de desintegração do bagaço; • Proporção e estrutura da fibra do bagaço; PAGE 186 • Altura do colchão de bagaço; • Tempo e amplitude do contato da água ou do caldo diluído, com o bagaço; • Quantidade de água, ou de caldo diluído, aplicado sobre o bagaço; • Temperatura e pureza da água e do caldo diluído aplicado sobre o bagaço; • Diferenças ou quedas de Brix e Pureza entre o líquido macerador; • E o caldo original no bagaço; – infecção bacteriológica dos caldos diluídos. Uma das causas principais da baixa eficiência das moendas está na ineficiência dos sistemas de embebição usados. Com efeito, se fixarmos em 100% a proporção teórica da mistura da água de embebição ou de caldo diluído de maceração com o caldo original no bagaço, a experiência nos mostra, que na prática esta proporção de mistura varia entre 20 a 70%. Esta grande flutuação provém geralmente, de sistema inadequado de embebição e maceração. A correção desses sistemas propiciam ganhos substanciais de açúcar extraído pelo “tandem”. - Grau de desintegração do bagaço - Em igualdade de condições tanto a embebição como a maceração, será mais eficiente, quanto mais desintegrado esteja o bagaço. - Proporção e estrutura da fibra do bagaço - Cada variedade de cana, apresenta um conteúdo e estrutura de fibra distinta. É evidente, que para obtermos uma mesma extração, necessitamos de uma maior quantidade de água para um maior conteúdo de fibra. A quantidade de água será mínima de 2,5 vezes o peso da fibra. - Altura do colchão de bagaço – Nas mesmas condições: moagem diária, dimensões dos rolos, pressão e velocidade periférica dos tambores, que são os fatores determinantes da altura do colchão de bagaço, tanto a embebição como a maceração será mais eficiente, isto é, terá tanto maior poder de penetração, tanto vertical como lateral, quanto menor seja a altura do colchão, desde que ele se mantenha compacto. J. Salinas observou que a embebição ou maceração aplicada à saída de cada terno permite uma maior penetração do líquido macerante do que quando aplicada à entrada das moendas. Destas observações concluiu da conveniência de colchões mais finos de PAGE 186 Fora da incógnita A relativa ao primeiro terno, a qual é função da cana moída, não existe o número de rolos ou ternos do “tandem”. Na mesma época que aparecia a fórmula de López Ferrer Onde: C = Capacidade em TC.H.; c = Fator de preparação e 1,10 a 1,25; n = rpm dos ternos; L = Comprimento dos rolos em m.; D = Diâmetro dos rolos em m.; N = Número de rolos de moendas do tandem; f = Fibra em relação à unidade. Após dissecarmos as fórmulas conhecidas de capacidade de um “tandem”, iremos apresentar aquela que nos atrevemos chamar de “RACIONAL”, pelas razões abaixo: 1. A capacidade é função direta da velocidade periférica dos rolos, lógico que ela é considerada independente do grau do esgotamento do bagaço, ou melhor dito, da cana. 2. Esse grau de esgotamento deve dar-se apenas no último terno, sendo os anteriores, apenas preparadores do colchão de bagaço, para entregar em condições ótimas de volume e pressão ao último terno. 3. A extração de sacarose % da sacarose em cana fora de certos limites de moagem em seco, não é função direta dos ternos, se não da quantidade e distribuição da embebição. 4. Para cada “tandem” de determinado número de rolos e sempre que as pressões sejam adequadas às velocidades empregadas, existe uma relação fibra/ velocidade, que é constante para um comprimento determinado dos rolos quando o grau de esgotamento é igual. 5. Quando o número de rolos varia, a constante anterior varia também, se bem que não seja na mesma proporção, porém em relação menor. Reynoso, com 30 Kg/cm2 ou (426 Lib/pol2) em cana desfibrada, obtinha 78% de caldo sobre o peso da cana, enquanto que Deerr, utilizando pedaços de cana de 1 pol3, conseguia apenas 52% apesar de utilizar pressões maiores de 34 Kg/cm2 ou (490 Lib/pol2). PAGE 186 6. O grau de desfibramento da cana pode expressar-se como “Coeficiente de finura” daí porque a capacidade de um “tandem” será inversamente proporcional a esse coeficiente de finura do bagaço. A determinação desse fator é o ponto mais delicado para se estabelecer uma fórmula racional, uma vez que, varia não apenas com o número de ternos, como ainda, com os tipos de frisos e especialmente, sua profundidade. Do que foi possível aos estudiosos do assunto observar, o coeficiente de finura, varia com os diferentes tipos de frisos dos rolos, além do número destes, onde as navalhas são consideradas como dois rolos. Coeficiente de finura = 1____ Kr √ N Kr = função do friso; N = número de rolos onde as navalhas são consideradas como dois rolos. Daí a fórmula: ____ Qa = 100 x Kr x L x V x √ N F Qa = capacidade em arrobas cubanas/hora; F = % fibra na cana; L = comprimento dos rolos em pés; V = velocidade periférica do último terno em pés/minuto; Kr = variando de 1,25 (mínimo) a 1,50 (máximo). Daí porque pode a fórmula acima, tomar os seguintes aspectos: Qa mínimo = L x V x √ N x 125 F Qa máximo = L x V x √ N x 150 F EXEMPLO: Uma usina que tenha uma navalha, um esmagador e quatro ternos, cujos rolos tenham 7 pés de comprimento, velocidade periférica dos últimos rolos de 40 pés/minuto, moendo cana de 11,5% de fibra, moerá normalmente: ____ Mínimo: = 125 x 7 x 40 x √ 16 = 12,173 @. cubanas/hora = 140 ton./hora PAGE 186 11,5 ____ Máximo: = 7 x 40 x √ 16 x 150 = 14,609 @ cubanas/hora = 170 ton./hora 11,5 Potência das moendas - As potências que indicam as obras técnicas, estão, geralmente, em função das toneladas de fibra manipuladas. Nas instalações movidas a vapor, estas potências se determina em H.P. por tonelada de fibra por hora (H.P.I./T.F.H.), ou por tonelada de cana por hora (H.P.I./T.C.H.). A determinação da potência consumida por um tandem é complexa e integra numerosos fatores, tais como: 1. - Potência consumida pela compressão do bagaço; 2. - Potência consumida pela fricção entre os mancais e os moentes; 3. - Potência consumida por fricção entre o bagaço e a virola; 4. - Potência consumida por fricção dos frisos da virola contra os cilindros de moendas e os pentes raspadores; 5. - Potência consumida pelos transportadores (externos) intermediárias; 6. - Potência consumida pelas as engrenagens. Há outros fatores, de determinação difícil ou de estimar, como: variedades de cana, lubrificação, ajuste da aberturas de entrada e saída do coeficiente de finura com que a cana é entregue ao primeiro esmagamento etc. Fórmula geral simplificada - Potência Normal Absorvida por um Terno, em C.V.I.: Primeiro terno: PN = 0,20 F.n.D. Outros ternos: PN = 0,18 F.n.D. Potência absorvida máxima por um terno, em C.V.I. Primeiro terno: Pp = 0,25 F.n.D. Outros ternos: Pp = 0,22 F.n.D. Em termos práticos temos para: Primeiro terno: P = 22 CV por TFH Segundo terno: P = 17 CV por TFH Terceiro terno: P = 18 CV por TFH PAGE 186 reduzindo-se o coeficiente de finura do bagaço e a composição quantitativa deste, experimenta variações. Assim sendo, a composição do bagaço, à saída de cada terno, é um fator importante no ajuste do terno. Por outro lado, este fator é função dos implementos preparadores do colchão da natureza da cana que se mói, da eficiência própria das moendas e da posição do terno no conjunto. Imaginemos o bagaço constituído de duas partes principais: a) - Uma parte sólida representada pela fibra seca; b) - Outra líquida , representada pelo caldo presente juntamente com a água de diluição. Portanto, em cada 100 partes de bagaço à saída de cada terno, existirá F' % de fibra seca e H% de líquido, é desnecessário dizer que: F' + H = 100 Chamando de umidade, a parte líquida contida no bagaço. Dos estudos realizados por Noel Derr, sobre a compressibilidade do bagaço, ele chegou à conclusão de que há um ponto tal de pressão, a partir da qual, a unidade de volume não sofre redução. A aplicação de pressões sobre o colchão de bagaço reduzirá seu volume até um determinado ponto que, a partir do qual, o bagaço atuará como um corpo rígido. Naturalmente, este ponto muito difícil de ser determinado, torna-se ainda mais, de vez que depende da variedade da cana e do seu grau de preparação. A seguir, transcreveremos os resultados obtidos em uma Usina equipada com uma navalha, um esmagador e seus ternos. Teremos oportunidade de observar que há uma pequena diferença no peso específico do líquido que acompanha a fibra seca (que convencionamos chamar de umidade), cujo peso específico é decrescente, à medida que nos aproximamos do último terno o qual, geralmente, está compreendido entre 66 e 62 Lbs. / pés3 ESMAGADOR 1 TERNO 2 TERNOS 3 TERNOS 4 TERNOS 5 TERNOS 6 TERNOS F' 22,00 28,00 35,00 41,00 45,00 49,00 52,00 H 78,00 72,00 65,00 59,00 55,00 51,00 48,00 Fw 78,00 87,00 91,00 95,00 98,00 100,00 101,00 hm 66,00 66,00 65,00 64,00 63,00 62,00 62,00 PAGE 186 F' = Fibra % em bagaço que sai de cada terno; H = Umidade % em bagaço que sai de cada terno; fw = Peso específico da fibra seca em Lbs./pé3 ; hw = Peso específico d a umidade em Lbs./pé3 . No quadro acima, vemos que a percentagem de fibra cresce à medida que o colchão sofre novas compressões, muito embora as pressões dos ternos sejam crescentes a partir do primeiro terno. Também podemos observar a pequena variação do peso específico da parte líquida retida pelo bagaço, à saída de cada terno. A relação H/F' de cada terno depende do grau de preparação que recebeu a cana, antes de chegar ao 1º terno. Por exemplo: Quando a cana é preparada por uma navalha com um esmagador ou por um duplo esmagador sem navalhas, a relação do primeiro terno será de H/F' = 72/28. Se existe um jogo de navalhas e duplo esmagador, ou duplas navalhas e um esmagador ou ainda uma navalha, um esmagador e um desfibrador entre a relação de umidade para fibra será de H/F' = 65/35. Para um conjunto de 5 ternos com um esmagador e uma navalha, a relação para o último terno será de H/F' = 50/50. E para um outro conjunto que tenha os mesmos aparelhos preparadores, mas que o “tandem” tenha 6 ternos, a relação será de H/F' = 48/52 também para o último terno. Das experiências de Deerr, comprovadas posteriormente por outros investigadores no campo da prática, o bagaço ao ser comprimido, por um “tandem”, chega a pesar de 70 a 80 lbs./pé3 , segundo o grau de compressão aplicado, ou seja , segundo o número de ternos considerados. Em 150 experiências feitas, em um conjunto de 1 esmagador e 6 ternos, chegou-se aos seguintes resultados: Esmagador 1º terno 2º terno 3º terno 4º terno 5º terno 6º terno Bw 1122 1154 1154 1186 1218 1250 1283 PAGE 186 Bw = expresso em lbs./pé3, representa o peso específico do bagaço. Do exposto concluímos que necessitamos conhecer a composição do bagaço à saída de cada terno, a fim de calcularmos os ajustes dos mesmos. 4) Velocidade linear dos rolos - A quantidade de fibra que passa pelos ternos de um “tandem” é constante da unidade de tempo, enquanto que o seu volume irá decrescendo sob as sucessivas e crescentes pressões a que está submetido o bagaço em trânsito. Como conseqüência, o operador terá que calcular aberturas compatíveis com a manutenção do volume correspondente à saída de cada terno. 5) Natureza do material dos rolos e virolas - A qualidade do material que compõe as camisas dos rolos e das virolas é de grande importância, no estudo dos ajustes dos ternos, muito embora não entre diretamente nos cálculos das áreas de entrada e saída. As camisas dos rolos devem ser feitas de ferro (fundido) mole, enquanto que as virolas devem ser de ferro (aço) duro. É óbvio que, as camisas de ferro mole facilitam a ação de “agarre” do bagaço ao passo que o ferro duro usados na confecção das virolas oferecem a vantagem de diminuir o coeficiente de atrito, facilitando o deslize do bagaço. 6) Drenagem do caldo extraído - Um dos detalhes mais importantes quando se assenta uma virola, é o relativo a drenagem que se deve deixar na parte posterior da virola, cujo objeto é permitir uma boa vazão do caldo extraído pelo rolo superior e o de saída. Recomenda-se para um bom funcionamento de drenagem, cuidado especial não só com os Messchaert nos rolos de entrada, como também frisos semelhantes nas virolas. A má drenagem acarreta jorros de caldo, que se projetam entre os rolos de pressão e saída, alcançando às vezes boa distância. Quando isto acontece, diz-se que, o terno tende a cuspir. Esse fenômeno também resulta algumas vezes de uma relação muito grande entre as aberturas de entrada e saída. 7) Dispositivos para melhorar a alimentação dos ternos - Os acondicionadores do colchão de bagaço são aparelhos que se adicionam às moendas, com o objetivo de melhorar a eficiência da moenda, evitando o engurgitamento dos ternos. É bom salientar PAGE 186 A’ = Área efetiva por onde passa o bagaço. Logo: A’ = A1 + A2 – A3 para a secção correspondente a um dente do rolo. Figura nº 3, chamando: A1 = Área do triângulo abc A2 = Área do triângulo acd’f A3 = Área do triângulo dcf A’ = Área efetiva por onde passa o bagaço. A área correspondente à secção de um dente, será dada por: A’ = A1 + A2 – A3 Pelo que vimos da figura anterior, concluímos que, a área efetiva, pode ser suposta como girando ao redor do eixo do tambor superior, formando assim um volume de revolução. De acordo com esse critério, que é certo, podemos aplicar o teorema de Pappus, que diz assim: “O VOLUME QUE GERA UMA ÁREA PLANA QUE GIRA EM TORNO DE UM EIXO, É IGUAL AO PRODUTO DESSA ÁREA PELA CIRCUNFERÊNCIA QUE DESCREVE SEU CENTRO DE GRAVIDADE”. Então se fizermos: V1 = Volume gerado pela área A1 ao girar em torno do eixo de pressão. V2 = Volume gerado pela área A2 ao girar em torno do eixo de pressão. V3 = Volume gerado pela área A3 ao girar em torno do eixo de pressão. V = Volume resultante dos anteriores. C1 = Comprimento da circunferência descrita pelo centro de gravidade da área A1. C2 = Comprimento da circunferência descrita pelo centro de gravidade da área A2. C3 = Comprimento da circunferência descrita pelo centro de gravidade da área A3. Teremos então, aplicando o teorema de Pappus, que: V = V1 + V2 – V3 = A1C1 + A2C2 – A3C3 V = A1C1 + A2C2 – A3C3 h h PAGE 186 De De-h De De-h Dm De De-h Dm h S De S C De C h’ S Figura 4 Figura 5 Figura 6 Demonstra-se matematicamente que o volume anterior é equivalente ao gerado por um retângulo determinado pelas linhas de centro dos dentes dos rolos inferior e superior. O diâmetro de giro desse retângulo e que corresponde a seu centro de gravidade, se chama “diâmetro médio”, isto se pode apreciar claramente nas figuras 4, 5 e 6. Observa- se, para qualquer dos 3 casos, o diâmetro médio está expresso por: Dm = De – h + C (1) Onde: De = Diâmetro externo do rolo superior h = Altura do dente do rolo superior C = Distância entre as linhas de centro dos dentes dos rolos: superior e saída Como se pode apreciar, na fórmula (1), Dm é função de C e este por sua vez está subordinado a Dp, cujo valor é o que buscamos para determinar o ajuste. Em outras palavras, a equação (1) tem duas icógnitas, Dm e C. Contudo, podemos estabelecer outra equação, que é a seguinte: V = A x v (2) Onde: V = Volume em trânsito em pés3/minuto A = Área efetiva por onde passa o bagaço, em pés2 PAGE 186 v = Velocidade linear correspondente a um determinado a um tambor imaginário cujo diâmetro exterior é determinado pelo centro de gravidade do retângulo antes mencionado, ou seja, cujo diâmetro exterior é Dm. Por outro lado sabemos que: A = L x C (3) Onde: L = É o comprimento dos rolos em polegadas. C = É a distância entre os centros de dentes, em polegadas. Sabemos também que: v = π x Dm x N (4) Onde: Dm = É o diâmetro médio e N = o rpm dos rolos. Substituindo os valores das equações (3) e (4), na equação (2), teremos: V = L x C x F 07 0 x Dm x N / 1.728 Dm = 1.728 x V / L x C x F 07 0 x N (5) NOTA: O número 1.728 que aparece na equação nº 5 é o fator de conversão de pés3 em polegadas3. 1º terno 2º terno 3º terno 4º terno 5º terno 6º terno Diâmetro exterior do rolo superior em polegadas (De) 0,886 0,8636 0,889 0,919 0,902 0,902 Velocidade angular do rolo superior em R.P.M. (N) 4,450 4,190 4,710 4,400 7,180 6,220 Velocidade linear do rolo superior em pé/min (V) 12,399 11,366 13,170 12,750 20,352 17,633 Fibra % de bagaço a saída de cada terno (F’) 25 35,00 41,00 45,00 49,00 52,00 Umidade % de bagaço a saída de cada terno (H) 75 65,00 59,00 55,00 51,00 48,00 Peso específico da fibra seca a saída de cada terno em Kg/m3 (W) 1395 1459 1523 1571 1603 1619 Peso específico líquido do bagaço a saída de cada terno em Kg/m3 (hw) 1058 1042 1026 1010 994 994 Peso específico do bagaço a saída de cada terno (bw) 1154 1154 1186 1218 1251 1283 PAGE 186 Substituindo o valor de Dm na fórmula nº 1 , encontraremos: 50,4 / C = De - h + C C(De - h + C) = 50,4 C(35,5 - 4,25 + C) = 50,4 C2 + 31,25 C - 50,4 = 0 C = - 31,25 + 31,252 + 4 x 50,4 / 2 C = 1,565” Conhecido C poderemos determinar Dp - Com efeito: C = h / 2 + h’ / 2 + Dp Dp = C – (h / 2 + h’ / 2) Substituindo no 2º membros as incógnitas pelos seus respectivos valores, temos: Dp = 1,565 - (4,25 / 2 + 3,375 / 2) Dp = 2,2475 O sinal negativo indica que os frisos estão entrosados. Portanto, a distância S, de ponta a fundo, é determinada por: S = h’ - Dp = 3,375 - 2,2475 S = 1,1275 S = 1”1/8 Regulagem da moenda – A regulagem de um tandem requer tres medidas: a – A abertura entre o rolo superior e o rolo de entrada, b – A abertura entre o rolo superior e o rolo de saída, c – A abertura entre o rolo superior e a virola ou bagceira. Traçado analítico das virolas - Existe vários métodos de traçados da virola. PAGE 186 Nenhum desses traçados dá-nos uma indicação segura, da altura inicial da virola Graças ao Fator Baixo (F.B.), o qual foi proposto por J. D. Compain no ano de 1950, e que apenas pelo traçado analítico poderá ser precisado. O Fator Baixo deverá variar entre 3/8 a 1”. O traçado: 1º ) - Em um ponto qualquer C , da linha ab, se traça a vertical cd, que conterá o centro do tambor de pressão; 2º ) - Marca-se a distância C 01 = Z, de acordo com os diferentes tipos de virgens. Do ponto 01 como centro, se descreve o círculo R1, com o diâmetro exterior do rolo superior; 3º ) - Com a distância X = R1 + R2 + E + 1/16” (que compreenda a soma dos raios do tambor superior e o de entrada, mas a Entrada, e mais 1/16” para o ajuste); desde o ponto 01 como centro, se intercepta à linha ab no ponto O2. Deste último ponto como centro e com o raio exterior R2, do rolo de entrada, se descreve o círculo m2; 4º ) - O centro O3 e o círculo m3 do tambor de saída, são obtidos de maneira análoga ao item 3. A distância Y = R1 + R3 + S , quando S é positivo, é Y = R1 + R3 - S , quando S é negativo, isto é, quando a saída está engrenada. 5º ) - Marca-se o ponto N sobre ab, tal que, T = 1/3R1 ; do ponto N, traça-se o segmento NO1, prologando-se indefinidamente. 6º ) - Com a distância R3 + D, se descreve o arco m4, com centro em O3. 7º ) - Tira-se uma tangente comum ao tambor de pressão e ao tambor de entrada; o ponto de contacto dessa tangente com o segmento NO1, representa o ponto inicial da virola, e A a sua altura inicial. 8º ) - Sobre a vertical cd, com a distância R1 = A + 1/4” determina-se a altura B. 9º ) - Com o centro em O1 e o raio R = R1 + B + 1/4” , traça-se o arco m5 , que intercepta o arco m4 no ponto u3, e C representará a altura da virola. 10º ) - Sobre os segmentos u1u2 e u2u3, tira-se as mediatrizes ff' e ee' o ponto de convergência W, dessa duas últimas linhas, com a 3ª do raio será o centro do arco u1u2u3 e, conseqüentemente, será o centro do arco da espiral da virola. 11º ) - O pescoço de ganso da virola se obtém, traçando-se uma arco de raio V, desde o ponto u1 ao fundo do friso. 12º ) - A espessura da virola não deve exceder o espaço: PAGE 186 H = P - (R1 + B), sendo P a distância entre o centro do tambor superior e a superfície superior do gigante ou cêpo da virola. 13º ) - Entrada Real (E.R.) = Entrada de ponta a ponta de friso + h1 / 2 + h2 / 2 ; h1 e h2 representam respectivamente as profundidades dos frisos dos tambores de pressão e entrada. A altura inicial da virola, A = E.R. + F.B. Fórmula da Entrada Real E.R. = A.R. + h1 / 2 + h2 / 2 Capitulo IV PAGE 186 • Dispersões iônicas e moleculares: partículas de 0.000001 a menores. O material grosso e disperso no caldo consiste principalmente de: terra, bagacinho, cera, etc. Sua separação faz-se normalmente por tamização e filtração do lodo. Os colóides no caldo incluem tanto os provenientes do solo como os derivados da cana. Além das partículas de terra, por ocasião do esmagamento com a respectiva embebição, é extraído da cana: ceras, gorduras, proteínas, gomas, pectinas, taninos e substâncias corantes, que permanecem em solução coloidal. Os microorganismos que acompanham os caldos da cana podem também favorecer a aparição de substâncias coloidais. O percentual de substância coloidal situa- se entre 0,50 a 0,30% de caldo. As dispersões iônicas e moleculares incluem o açúcar e os constituintes da cinza. Sacarose - O leite de cal tem efeito sobre as soluções de sacarose, apenas a quente, em soluções concentradas. Fervidas em soluções alcalinas concentradas, a sacarose se decompõe em ácidos: láctico, fórmico, acético e húmico; os quais se unem a base presente formando os sais correspondentes. Em apenas pequenas concentrações, os álcalis combinam-se com a sacarose, a frio, formando combinação solúveis de reação alcalina, chamadas sacaratos. O hidróxido de cálcio assim como de outras terras alcalinas (Ba, Sr, etc) formam também sacaratos. Os sacaratos de cálcio conhecidos são: Mono – sacarato de cálcio - C12H22O11 CaO Bi – sacarato de cálcio - C12H22 CaO Tri – sacarato de cálcio - C12H22O11 3CaO Operando a quente os dois primeiros são solúveis em água, o terceiro é praticamente insolúvel. Ao submetermos à ebulição os dois primeiros sacaratos, dá-se a formação do sacarato tri-cálcio e sacarato livre, tornando-se a solução turva. Açúcares redutores - Como a ação dos álcalis sobre cada um destes açúcares (glicose e levulose) PAGE 186 difere pouco, estudaremos apenas a sua ação sobre a glicose. Esta é talvez a mais importante questão, das muitas que possam ocorrer em uma usina de açúcar branco. Os álcalis e terras alcalinos, diluídos, especialmente em altas temperaturas, transformam a glucose (dextrose e frutose) em: glicose, frutose e manose; dessas três substâncias, as duas primeiras são ao término, aproximadamente iguais enquanto que, a percentagem de manose é bem inferior. A frio os álcalis e terras alcalinas se combinam com a “glucose”, formando os glucosatos, análogos aos sacaratos. Esses compostos não se cristalizam e se decompõe com facilidade. Quando em presença da luz a 50º C, escurece com facilidade. A decomposição da glucose é função da concentração e temperatura, o que constitui um problema sumamente importante para o técnico açucareiro, transformando-se neste caso a “glucose” em ácidos orgânicos. Quando aquecemos uma solução de glucose a uma temperatura aproximadamente de 70º C, em presença de NaOH ou KOH, notaremos que a reação alcalina vai desaparecendo gradualmente, a cor torna-se e dá-se a formação de sais derivados dos ácidos glucínicos e sacáricos. O primeiro se decompõe imediatamente pelo calor e a concentração em ácido húmico, acético, fórmico, e certa quantidade dar apoglucímico. O ácido sacárico é mais fixo, formando sais que cristalizam bem. Contudo, em estado livre se decompõe gradualmente tomando a cor castanha. A ação da cal sobre a glucose em temperaturas inferiores a 55º C, produz principalmente, ácido lático, que é muito estável e não está sujeito à decomposição espontânea, muito embora em altas temperaturas se formem os ácidos glucínicos e sacáricos, já mencionados, seguindo-se dos produtos de sua decomposição. Todos os sais normais, solúveis, de reação alcalina, sem distinção, decompõem a “glucose”, originando a cor escura. Se as condições locais permitires usar uma quantidade maior de cal, teoricamente ela não ocasionará mais inconvenientes na fabricação do açúcar branco. Porém, como a percentagem de antocianina depende da maior ou menor coloração da cana, praticamente, isto é, industrial, torna-se impossível eliminá-lo completamente. Nem o uso da sulfitação, será capaz de descorá-la mesmo temporariamente. Dizem, aqueles que têm experiência no processo de carbonatação, que este, em virtude do excesso de cal com que se trabalha, ser o único meio de eliminá-la. Composição dos não-açúcares PAGE 186 1) Carboidratos (diferente dos açúcares) Hemicelulosas e pentanosas (xilas).................. 8.5 % Pectinas ................................................................ 1.5 % 2) Compostos orgânicos nitrogenados Proteínas superiores (albuminas) ...................... 7.0 % Proteínas simples (albuminas e peptosas) ........... 2.0 % Aminoácido (glicina, ácido aspártico) .................. 9.5 % Amidos ácidos (asparagina e glutamina) .......... 15.5 % Ácidos orgânicos (diferente das aminas) Aconítico, oxálico, glicolico e málico ................... 13.0 % 3) Substâncias corantes Clorofila, antociamina, sacaretina e taninas ....... 17.0 % 4) Ceras, gorduras e sabões Cera de cana ....................................................... 17.0 % 5) Sais inorgânicos Fosfatos, cloretos, sulfatos, silicatos, nitratos de sódio, potássio, cálcio, magnésio, alumínio, ferro........ 7.0 % 6) Sílica ...................................................................... 2.0 % Sacaretina - Este pigmento encontrado na fibra da cana, em contato com substâncias ácidas é incolor ao passo que em contato com substâncias alcalinas, toma a cor amarela intensa. Ela, ao contrário da antocianina é descorada pelo processo de sulfitação, porém, não é eliminada por nenhum processo, nem mesmo pelo de carbonatação. Como geralmente, ao manipular-se o branco direto, trabalha-se em zona ácida, causa poucas dificuldades na manipulação deste tipo de açúcar. PAGE 186 Quando sulfitamos os caldos de um pH 5,5 apesar de ter espaço de tempo relativamente curto entre a calagem e sulfitação, não impede que haja hidrolise da sacarose, ao mesmo tempo em que a celulose do bagaço se hidrolisa. E como o SO2 não é uma substancia permutante e sim descorante provoca uma certa quantidade de anomalias no processo: dificuldades no trabalho de decantação, e evaporação ao mesmo tempo em que os colóides perturbam as operações de filtragem da cachaça, cujas tortas são bastante úmidas e conseqüentemente moles. O SO2 atua pela a liberação de H, transformando as matérias corantes em leuco-derivados possíveis de re-oxidação e promovendo uma pseudoclarificação por força do seu potencial hidrolitico que semi-pepitiza a celulose por hidrolise e os protídeos por dissociação, o que acarreta uma serie de embaraços e inconveniências à marcha do possesso. Trabalhando em meio acido pelo processo de sulfitação, se abrem um ponto ótimo aparente por descoramento, vês que este ótimo não pode permanecer durante o processo de da elaboração, em virtude da oxidação e degradação a que estão sujeitas a s substancias leico-compostas (corantes, sais de ferro, etc), resultantes da sulfitação dos caldos nas fases de pré-aquecimento, evaporação dos produtos em preparação, devido as coeficientes da dissociação do SO2 que hidrolisa parte da sacarose dos caldos e celulose do bagaço, transformando parte destas em outros carboidratos : hexoses e pentoses. A sacarose hidrolisada não se regenera mais que quando em estado de inversão, combina-se formando sais de Ca, Mg e K, que juntamente com os ácidos orgânicos do meio formam um complexo salino de reação acida, transformando-se assim em fonte permanente de melaço. O conjunto de sulfitação compreende: forno, caixa de sublimação, coluna de resfriamento e coluna de sulfitação. - Forno – O forno de enxofre que é fixo ou móvel, tem formato cilíndrico, construído em aço carbono ou em ferro fundido. O forno móvel é acionado por um motor elétrico girando em baixa rotação. Em uma das extremidades é dotado de um porta- ló por onde alimenta o enxofre na forma de bastonetes e controla a entrada de ar, para mistura do enxofre no processo de queima e na outra extremidade está conectado com a caixa de sublimação; PAGE 186 - Caixa de sublimação - localiza-se entre o forno e a coluna de resfriamento, tem formato retangular ou quadrado, construído em chapas de aço carbono, e tem a função de completar a reação de S + O2 produzindo o gás sulfuroso que é tóxico, venenoso, e prejudica a saúde; -Colunas de resfriamento - tem a função de resfriar o gás sulfuroso que sai do forno com temperatura elevada, antes de entrar em contato com o caldo, vês que em alta temperatura, aumenta as condições de corrosão; - Coluna de sulfitação - Existe vários tipos como a convencional a Werkspoor, entre outras, que tem a função de fazer a mistura do gás sulfuroso com o caldo, cujo fluxo do caldo deve ser constante. Construída em aço inox ou em ferro fundido, com bandejas do mesmo material ou em madeira. O pH recomendado para o caldo sulfitado está entre 3,8 e 4,2. Redutor de viscosidade - Sob a ação do gás sulfuroso, alguns sais orgânicos, principalmente os de cálcio são decompostos, com formação de sulfito de cálcio e ácidos orgânicos. Com a decomposição dos sais de cálcio, reduz consideravelmente a viscosidade dos xaropes e massas cozidas. Elimina parte das gomas e substâncias pécticas, diminuindo a viscosidade e facilitando a filtração. Anticéptico - O gás sulfuroso tem ação preservativa sobre o caldo, já que ele é um poderoso anti-séptico. Atua principalmente sobre o Leuconostoc de Mesenteroides, é um dos poucos microorganismos, que tem como primordial para a sua propagação o alcalino. Neutralizante - A sua ação neutralizante é utilizada quando se adota o processo de sulfitação. Os sais formados com a cal são praticamente insolúveis em meio neutro ou alcalino. O uso do SO2 sobre o caldo de cana pode ser resumido nos seguintes itens: PAGE 186 Formação de precipitados de pequenos cristais de CaSO3 que possuem uma grande atividade superficial, sendo, portanto, fortemente absorvente e além disso, em razão de sua densidade elevada resultam em poderosos auxiliares de decantação. - Por ação fortemente bactericida, a sulfitação destrói os microrganismos no caldo de cana, evitando a ação danosa destes. - Pôr ser um redutor energético o SO2 atua sobre as substâncias corantes do caldo reduzindo a cor. O SO2 também reage com os açúcares redutores inibindo a formação de melaninas e caramelos que são altamente melacigênicos e corantes. - Finalmente, a sulfitação produz xarope com menor viscosidade, o que facilita a cristalização da sacarose nos cozimentos. Pré-aquecimento da sulfitação - É norma generalizada na fabricação do açúcar direto realizar-se um pré-aquecimento do caldo a sulfitar para que entre no sistema a temperatura de até 75º C. A razão principal para isto é que o sulfito de cálcio (CaSO3) formado nessa temperatura é menos solúvel que o formado a temperatura ambiente conseguindo-se, assim, uma precipitação mais completa no mesmo, melhorando consideravelmente a decantação e produzindo caldos clarificados com menos cálcio residual o que também influirá positivamente na formação das incrustações nos aquecedores principais durante o aquecimento a 105º C. A adição do dióxido de enxofre gasoso pode ser feita antes ou depois da calagem. Controla-se a quantidade que entra por tonelada de caldo misto, e em seguida faz o controle usual do pH da calagem. A pré-calagem evita a corrosão pelo caldo misto sulfitado. A adição do dióxido de enxofre gasoso pode ser feio antes ou depois da calagem. O dióxido de enxofre liquido pode ser introduzido diretamente na tubulação do caldo misto, devendo ser controlado por meio de um medidor de fluxo. Fornos fixos ou rotativos - A combustão se processa a 250F 0B 0C com a seguinte reação: S + O2 = SO2 + 70,2 Kcal Durante a combustão a temperatura do SO2, não deve exceder a 900º C, a fim de evitar a sublimação do enxofre: S + 2 O = SO2 : 2SO2 + 2O = 2SO3 ( anidro sulfúrico) SO3 + H2O = H2SO4 PAGE 186 de decantação: 100 ml F 0A E 15º BÉ (2 horas) 90 F 0B E 95 ml Boa Dispersão 60 F 0B E 90 ml Dispersão moderada F 03 C 60 Dispersão Ruim O caldo após sulfitado,- elaboração do açúcar branco de consumo direto,- recebe outro agente clarificante, a cal, sob a forma de hidróxido. A adição do leite de cal se faz nas mexedeiras, obtendo-se um pH de 6,8. Na elaboração do açúcar demerara ou crú, adiciona-se o leite de cal até obter um pH entre 7,0 e 7,4. Em qualquer dos processos o leite da cal deve ter um grau Bé igual ou inferior a quatro, a fim de se obter uma ótima reação cal caldo. A finalidade é obter o pH do caldo misto o mais próximo possível do valor desejado e pré-fixado tanto da escolha correta desse pH, quanto sua mínima variação ao valor fixado, dependem os resultados obtidos no processo de clarificação. pH F 0A E não é possível ter uma regra geral para encontrar um pH ótimo devido aos diferentes tipos de não-açúcares presentes no caldo. O pH ótimo é aquele que se obtém um pH do xarope de 6,5 e obtém-se um mel final com pH próximo de 5,8 de tal maneira que a cristalização é conduzida na faixa de 5,8 a 6,5. Um pH superior a 6,5 aumenta a viscosidade, aumento de cor e perdas elevadas de açucares redutores, principalmente a frutose. Com o pH inferior a 6,5 a inversão da sacarose aumenta com rapidez. Neste caso o caldo misto deve ser elevado para um pH de 7,4 no caso o processamento do açúcar demerara. Com o pH de 6,5 temos um valor muito bom para conduzir as operações na seqüência da cristalização, obtendo-se massas cozidas fáceis de elaboração, mínimo de cor indesejável, pequena decomposição de açucares redutores, e perda mínima de sacarose por inversão. O pH exato da calagem do caldo varia com a sua composição, onde os ajustes freqüentes no ponto de controle são freqüentes no ponto de controle. Cana de boa qualidade ocorre boa clarificação com esse controle. Ou seja, há boa floculação da matéria em suspensão, decantação rápida e fluxo de caldo limpo. Com cana de má qualidade ou deteriorada torna-se, muitas vezes, impossível obter um caldo claro e uma decantação rápida. Caldo de aparência leitosa constitui indicio de cana velha (azeda). Isto é causado por dextranas que, pela ação protetora dos colóides, PAGE 186 impedem uma boa floculação. Em tais casos uma calagem mais elevada pode mostrar se útil, mesmos que os efeitos na cristalização do açúcar sejam menos favoráveis. Alcalinização – O caldo após sulfitado recebe outro agente clarificante, a cal, sob a forma de hidróxido. A adição do leite de cal se faz nas caleadeiras também chamadas de mexedeiras. A caleação poderá ser: a frio ou simples caleação, e a quente, processo Daves, de dupla caleação. No segundo processo, o caldo após sulfitado é adicionado nas mexedeiras. Nesta é caleado e em seguida aquecido à temperatura de 70 ºC com o fim coagular as pectinas e albuminas. Após voltamos a alcalinizar a um pH mais convincente e é aquecida a temperatura de 105º a 110 ºC. Quanto à técnica de adicionar o leite de cal, este pode ser manual ou automático. O método automático é o mais indicado, porque independe do operador em manter uma constância do pH. É de grande importância à qualidade da cal, conhecer a sua composição, pois vários inconvenientes ao processo de fabricação, poderão acarretar uma cal de inferior qualidade. Efeito do processo da calagem – A cal pode ser adicionada sob a forma do leite de cal ou de sacarato de cálcio. O leite de cal é uma solução com muito cálcio em suspensão e pouco em solução. Considerando que apenas os íons de cálcio presentes na solução estão aptos a reagirem imediatamente com o caldo, isto significa que a cal em suspensão deverá primeiro dissolver-se para depois reagir. O sacarato é uma solução na qual o cálcio se encontra totalmente na forma iônica e portanto a reação é instantânea. A principal diferença entre os dois métodos está relacionada com a maior disponibilidade de cálcio em solução permitindo que a reação ocorra com maior rapidez. Durante a calagem o fosfato de cálcio precipita-se garantindo uma carga positiva que neutraliza a carga negativa das proteínas e outras partículas absorvidas na superfície do cristal formado. É de grande importância a área superficial disponível e não o peso PAGE 186 do cristal de fosfato de cálcio. E enquanto mais fino forem os cristais maior será a redução da carga nas partículas. Este é o principio básico da dosagem da dosagem com o sacarato, onde adicionando a cal dissolvida, obtém-se floculos de fosfato de cálcio bastante finos e que apresenta grande superfície especifica. Outra vantagem do sacarato sobre o leite de cal é quanto o bombeamento, circulação e armazenamento. Com o sacarato os problemas com bombas, obstrução de canalização são bem menores. Se a dosagem com sacarato de cálcio a quente não for suficiente para reduzira carga superficial das partículas, neste caso a etapa seguinte será a adição de fosfato ao caldo misto. Recomenda-se uma adição de fosfato solúvel na ordem de 50 a 100 ppm para atingir o teor mínimo necessário para se ter uma boa floculação na ordem de 200 ppm. Processos de alcalinização - Existem vários métodos de alcalinização, sendo similares às reações químicas que ocorrem. As variações nos procedimentos podem ter efeito muito pronunciado, sobre as características físicas do sistema. Isto é verdadeiro no que diz respeito a sistemas instáveis, como os colóides e a fenômenos tais, como os estados de agregação, adsorção e hidratação. Pelo que vimos até agora, torna-se impossível, predizer qual o melhor sistema, para um caldo particular. Existem cinco métodos usados para a alcalinização do caldo de cana: 1) Alcalinização a frio: Adiciona-se ao caldo cru o leite de cal, (com 2.5 á 7.5% de CaO), elevando o seu pH de 7.0 á 8.6; aquecendo-se a seguir a temperatura de 105 á 115º, após deixando-o repousar. Normalmente, se deseja ter um caldo clarificado neutro. 2) Alcalinização a quente: O caldo cru com temperatura de 100 á 115º C, se junta o leite de cal até pH de 7.0 á 8.0, deixando-se em seguida repousar. 3) Alcalinização fracionada: Alcaliniza o caldo a pH 6.0 á 6.4, após aquece a temperatura compatível, volta-se a alcalinizar a pH previamente selecionado. 4) Alcalinização fracionada e duplo aquecimento: Tem como na alcalinização fracionada, o caldo se alcaliniza a pH até 6.4, aquecendo-o a uma temperatura de 90º PAGE 186 CO2................................................................................................42,7 % SO3.................................................................................................................................. traços Matéria orgânica............................................................................. 0,7 %. As amostras de xarope devem ser diluídas a mesma graduação que as amostras de caldo decantado que alimenta a evaporação,o que permitirá: 1 – Determinar o aumento de cor produzido para julgar uma aplicação indébita de calor. 2 – A amostra diluída de xarope deverá efetuar-se todas as analises inclusive o coeficiente glucosico, ou seja: redutores x 100 Coeficiente glucosico = _______________________________ Pol O aumento do coeficiente glucósico do xarope em comparação do caldo decantado, denuncia que produziu inversões. Alem disso se deve estabelecer o balanço de redutores totais convertendo a redutores por cálculos, a sacarose que o xarope contem e assim quando todo o açúcar que sai do evaporador calculado em redutores é menor do que o que entrou se concluirá que houve decomposição de açucares redutores. Normas de coeficientes glucosicos – Devemos ter: Diferença entre caldo de primeira pressão e o caldo misturado....................0,5 Diferença entre o caldo misturado e o caldo decantado................................0,5 Diferença entre o xarope e o caldo decantado...............................................0,5 Quando a diferença entre os redutores do xarope e do mel for pequena, com um coeficiente glucosico de cinco no caldo decantado, verificar se há infecção nas moendas e decomposição nos evaporadores e especialmente nos pré-evaporadores. A diferença ideal entre as purezas do caldo de primeira pressão e a do caldo misturado, deve ser de 2,5. Quando 10 ml de caldo de primeira pressão for neutralizado por 2ml de NaOH a N/10, a cana é considerada nova , valores maiores a cana é considerada velha ou então passada do período de maturação. PAGE 186 Adição da cal – O objetivo da adição da cal é a purificação do caldo. A quantidade de cal a ser usada é em media 800 á 1.000 gr por tonelada de cana no fabrico do açúcar demerara , correspondendo a 25 litros de leite de cal a 6º Bé por tonelada de cana hora. Durante a calagem é necessário conhecer as reações que ocorrem. Adicionando uma certa quantidade de leite de cal ao caldo misto aquecido a formação de precipitados pode ser observada, no inicio em pequena quantidade, mas muito volumosa. Continuando a adição de cal,maior formação de flocos pode ser observadas favorecendo inclusive a sedimentação. Após certo tempo de sedimentação o precipitado vai ao fundo e o caldo torna-se mais claro. Todas as impurezas em suspensão concentram-se no fundo. No precipitado são eliminados os não açucares em suspensão no caldo misto junto com certa quantidade de não-açucares em solução. Portanto a calagem objetiva aumento do pH do caldo pela adiçõ da cal e garantir a presença de íons Ca² que irão precipitar junto com o fosfato existente no caldo. Métodos de adição da cal ao caldo - Existem dois métodos de adição do leite de cal: método manual e Método eletrometrico Método manual: Consiste em intermitentemente verter volumes requeridos do leite de cal de densidade conhecida, as mexedeiras. O grande inconveniente desse sistema é de criar zonas de alta alcalinidade muito prejudiciais principalmente ao fabrico do branco direto. Outros o fazem criando um tanque acima das mexedeiras os quais providos de agitação, recebe o leite de cal e daí, por meio de uma válvula deixa-se cair vagarosamente o leite de cal durante certo tempo, e no final do tempo de retenção, faz-se a corrente, porém, não existe mais onde a indústria atingir um estágio tecnológico melhor. Método automático: Podem ser mecânicos e eletrométricos: Método mecânico: Também é inconveniente, podendo fazê-lo de várias formas, entretanto, se tivéssemos de imperiosamente sugerí-los, apenas o faria de duas formas: 1) Adicionando cada pesada, balança de caldo, deixando vazar de um recipiente de volume previamente conhecido, de tal sorte, que o recipiente esvaziasse quando o tanque da balança enchesse. A correção de pH seria feita na mexedeira através de um potenciômetro. PAGE 186 2) A outra modalidade consistiria em se manter dois tanques, sendo um de caldo e outro de cal, ambos providos de retornos de tal modo que permanecendo sempre a um mesmo nível, pudéssemos com auxílio de um vertedor em V, manter um mesmo fluxo de leite de cal e caldo misturado. Neste caso como no anterior, deveremos ter um controle potenciométrico, a fim de aumentar o fluxo do leite de cal, quando houver necessidade, de vez que, como é do nosso conhecimento o pH do caldo é variável. Método eletrométrico: Para o controle eletrométrico da calagem, torna-se necessário um potenciômetro e um conjunto de dois eletrodos próprios. Esse dispositivo deve ser acoplado a um outro eletromecânico, a fim de controlar a quantidade de leite de cal que se junta de acordo com a leitura do pH dada pelo potenciômetro, com relação ao ponto desejado de controle, daí ser o ponto onde é tomada a amostra mais importante que depois passa por meio de uma pequena conexão auxiliar, a câmara onde se acha situada o eletrodo. Como em qualquer sistema o leite de cal deve ser adicionado antes do clarificador, seja qual for o processo de caleação e termocaleação usados. Pode-se escolher três lugares para a caleação da câmara com o eletrodo: 1) Imediatamente após o local da última calagem ou após a segunda calagem, se for este o caso. 2) Imediatamente antes do local da introdução, no agitador do caldo aquecido e tratado. 3) No tanque receptor do caldo decantado. Entre essas modalidades, a mais usual é a primeira. O uso das duas modalidades um e dois implica que o mecanismo do controle deve fixar-se para que mantenha um valor de pH igual ao que se deseja para o caldo clarificado, mas a diferença estimada do pH entre o caldo clarificado e o ponto onde seja localizada a câmara de eletrodo. A grandeza dessa diferença varia com a situação da câmara, com a composição do caldo, e principalmente com o conteúdo de fosfato. A câmara de eletrodo se coloca imediatamente após a adição do leite de cal e conseqüente agitação. Quando o equipamento é bem posto, a variação do pH deve flutuar entre 0.8 a 0.2 extensiva esta variação ao caldo decantado. Além da posição da câmara do eletrodo, um PAGE 186 • Completar as reações dos componentes do caldo com os produtos químicos utilizados no sistema de purificação; • Desidratação dos colóides do caldo, para proporcionar sua precipitação pelo o efeito de coagulação das partículas, • Eliminar microrganismos pela esterilização; • Flocular as impurezas insolúveis, e • Remover os gases • Reduzir a viscosidade. A temperatura do caldo deve ser elevada a acima do ponto de ebulição. A temperatura do caldo aquecido deve ficar entre 105ºC e 110F 0B 0C, que é a temperatura ótima para a decantação. Temperatura maior provoca a opalescência do caldo decantado, muito embora forneça uma melhor cachaça e uma decantação mais rápida devido à redução da viscosidade. Tipos de aquecedores de caldo - Os aquecedores de caldo que operam nas usinas de açúcar, classificam-se em: - convencionais, que são os tipos verticais e horizontais; - especiais, que são os de unidades ou de Webre - placas. Aquecedores tipo Webre - Os aquecedores de caldo tipo Webre consta de três corpos horizontais, um sobre os outros, construídos em chapas de aço carbono que varia de 9 á 16 mm. Os corpos são ligados através de condutos de caldo, nos cabeçotes frontais e do vapor no corpo. No corpo inferior se faz a drenagem das águas condensadas e a extração dos gases incondensáveis. A temperatura dos gases incompensáveis é de 10F 0B 0C inferior a da temperatura do vapor, ou seja: Tgi = tv - 10 Recomenda-se instalar os purgadores bem próximo à saída das águas condensadas, a fim de ter maior aproveitamento do vapor. Só se usa purgador nos aquecedores cuja pressão de vapor de aquecimento seja positiva. PAGE 186 O feixe tubular é fixado em dois espelhos, construído em aço carbono ou inox, cuja quantidade de n tubos pôr passo é função da vazão ou capacidade de moagem, que é acrescida do caldo de retorno dos filtros, do leite de cal e a água usada no parol das moendas para remover o bagacinho. Chamando de caldo para o processo de purificação, o somatório desse material. O somatório dos n tubos, nos três corpos, cada, com dois passos, fornece a superfície interna de aquecimento. Os tubos são em aço carbono com espessura de 1,9 á 2,65 mm ou em aço inox, latão ou cobre com espessura de 1,0 á 1,6 mm, e comprimento padrão de 4.880 mm. Nas extremidades colocam-se as tampas, que são projetadas para trabalhar com pressão, normalmente, de 8 a 10 kg/cm2, e quando são fechadas devem ser bem vedadas. As extremidades dos corpos recebem o nome de cabeçote. Um cabeçote frontal, que é dividido em dois passos, e o outro cabeçote traseiro, onde tem uma chapa horizontal tipo vertedor. Os espelhos são em aço carbono, ou em aço inox e espessura que varia de 25,4 à 38,1 mm conforme o diâmetro do aquecedor. Vapor para aquecimento - O aquecimento é feito com vapor servido, oriundo das turbinas a vapor – vapor saturado-, e vapor vegetal produzido no primeiro e no segundo efeito, desde que a pressão seja positiva, o qual passaremos a chamar de V1 e V2 respectivamente. Quando o múltiplo efeito for um quíntuplo efeito só devem sangrar vapor vegetal do terceiro efeito, desde que sua pressão seja positiva, o qual denominamos de V3. Usando: Vapor servido para os últimos estágios de aquecimento, vapor vegetal V3, vapor vegetal V2, e vapor vegetal V1 para os primeiros estágios de aquecimento. Nos corpos que tem pressão negativa recomenda-se ter muito cuidado ao fazer sangria pois existindo penetração de ar nas diversas linhas de vapor ou nas linhas dos incondensáveis o que é provável, desequilibrar todo o sistema.. A eficiência do aquecimento é função da transferência de calor entre o vapor na superfície externa do feixe tubular e o caldo que passa internamente. Uma boa transferência de calor requer a remoção dos gases incondensáveis e uma boa drenagem das águas condensadas. PAGE 186 Um outro fator importante é a incrustação na parte interna do feixe tubular, que são relativamente moles que devem ser removidas. Velocidade do caldo - A velocidade do caldo deve ser na faixa de 1,8 à 2,0 m/s. Recomenda-se para projetos, velocidade de 1,5 m/s. Velocidade superior a 2,0 m/s, reduz o tempo de contato do caldo com o agente térmico, que é o calor. Velocidade inferior a 1,5 m/s, aumenta as possibilidades de incrustações. Dimensionamento dos aquecedores - Toma-se por base o peso do caldo para o processo de purificação. Seleciona-se: os tubos – diâmetro, comprimento e material - que irá formar o feixe tubular e a velocidade do caldo nos aquecedores. Conhecendo a temperatura do vapor, que será usada nos aquecedores, o valor de K, coeficiente de transmissão de calor do caldo frio e a temperatura desejada para o caldo a saída do aquecedor. Com esses valores, calcula-se o numero de tubos por passo, e a área de aquecimento da unidade de aquecimento. Calculo dos aquecedores - A fórmula que determina a superfície de um aquecimento do aquecedor de caldo, é dada por: P.c T - to S = --------------- ln ------------- K B T - te Onde: S = área interna de aquecimento em m2 P = peso do caldo a aquecer em Kg/h; c = Calor específico do caldo,.... c = 1 - 0,006 B; B = Brix do caldo a aquecer;; te = temperatura do caldo a entrada do aquecedor ºC; ts = temperatura do caldo a saída do aquecedor; KB = coeficiente de transmissão de calor Kcal / m2 h ºC . PAGE 186 Limpeza usando caldo misto a frio – É um dos métodos mais econômicos. A limpeza se processa por ação abrasiva do caldo, em alta velocidade e em contra corrente sobre as incrustações. Antes de proceder a limpeza, e conveniente aquecer a unidade a temperatura correspondente a 0,352 kg/cm2 durante uns 40 minutos. A cada oito dias recomenda-se abrir o aparelho para passar uma escova para remover uma tênue incrustação que se forma no feixe tubular. PAGE 186 Capitulo VIII DECANTAÇÃO Considerações – O objetivo principal da clarificação é eliminar a quantidade máxima de impurezas contidas no caldo. Na elaboração do açúcar cru ou demerara, a cal e o calor são praticamente os únicos agentes usados para este fim, muito embora algumas vezes usa-se uma pequena quantidade de fosfato solúvel. Na elaboração do açúcar branco de consumo direto além do uso da sulfitação adiciona-se outras substancias químicas juntamente com a cal. Decantação - Esta é uma das fases das mais importantes na elaboração do açúcar; onde uma boa decantação geralmente fornece um bom açúcar, com perdas mínimas no processo. Si não temos uma boa decantação todas as operações seguintes terão dificuldades porque terão dificuldades para corrigir as etapas seguintes. Si tem uma má decantação todas as operações em seguidas serão dificies porque não pode corrigir os passos posteriores. A produção de um açúcar de boa qualidade exige que tenha tido uma boa decantação. Ou seja uma má decantação não produz açúcar de boa qualidade. Para elaborar um bom açúcar é necessário ter: boa decantação boa semente e boa cristalização. Um decantador deve fornecer os meios para a obtenção do caldo a partir da etapa de alcalinização, com boas condições para a recuperação do açúcar. Isto significa fornecer um produto livre do material insolúvel e a um nível de pH a fornecer xarope com pH de 6,5. PAGE 186 O aparelho de decantação deve ter as seguintes funções: - remoção de gases, - sedimentação, - remoção das escumas, - saídas de caldo decantado, - espessamento da cachaça e - remoção da cachaça.. . O caldo a ser tratado nesses aparelhos entra continuamente com saída simultâneas de caldo clarificado, cachaça e escumas. O melhor projeto é aquele que tem velocidade mínima na alimentação e nos pontos de saída a fim de reduzir as correntes interferentes. Os decantadores com vários pontos de alimentação a saída do caldo são os mais difíceis de controlar. Nesses aparelhos deve-se evitar a formação dos gases no seio do decantador mediante uma apropriada distribuição do caldo e correta extração dos gases. No decantador deve ser mantido com nível mínimo de cachaça e bem compactado. Controlando esse detalhe operacional, o decantador deve produzir caldo claro livre de matéria insolúvel e um nível de pH ótimo e sem destruição da sacarose. Segundo as direções de fluxos do caldo e da cachaça, os decantadores contínuos são classificados em três sistemas: - Clarificadores de correntes encontradas .........-- consideradas um bom sistema, - Clarificadores de correntes paralelas,.............. - considerado um sistema melhor; - Clarificadores de correntes perpendiculares, ...- considerado como melhor sistema; Quanto à formação de flocos de cachaça ponto principal na clarificação dos caldos de cana, tem dois fatores básicos: fator de adesão e fator de colisão. Fator de adesão - É aquele que tem a tendência dos flocos em aderir-se quando se chocam entre si, devido ao movimento browniano resultante do tratamento químico envolvendo o pH na obtenção do ponto isoelétrico das substancias contidas no caldo. Fator de colisão – Provocado no decantador contínuo, por meio de movimento induzido ao sistema, e na câmara de floculação de tamanho adequado ao volume do caldo a decantar, e fornecer as palhetas uma agitação suave. PAGE 186 0,035 grama/litro de caldo. Quando isto não acontece devemos adicionar uma quantidade de P2O5 que cubra esse déficit. Após numerosas investigações sobre decantação, J. Salinas, chegou a conclusão que apesar de ter encontrado caldos com valores normais de P2O5 (0,04 á0,06) e em igualdade de pureza, a clarificação dos caldos ainda pode ser deficiente, mesmo tendo variado o pH, o que vem demonstrar que outros fatores, quer de origem orgânica, minerais e biológicas, podem intervir de modo negativo. J. Salinas encontrou um índice de clarificação relativo, o qual foi chamado de coeficiente de clarificação de J.Salinas, que é a razão dos teores de P2O5 e impurezas não–açucar totais em estado coloidal, referidas a 100 partes de matéria sólidas. O Brix influi notavelmente na clarificação, concorrendo para que esta se realce de forma satisfatória, este quociente não deve ser inferior a dez , segundo a formula por ele estabelecida: P2O5 x 1002 P2 O5 x 1002 Quociente de clarificação = _____________ _________= _______________ Brix (Brix – açúcar total) Brix . Não açúcar A determinação do conteúdo coloidal dos caldos é feita com o auxilio do Sedment- Test. Este quociente é valido nas canas para caldos não contaminados por elementos microbiológicos, os quais formam nos caldos corpos orgânicos de natureza mulsilaginosas e emulsoides, que dificilmente decantam pelo ordinário. Decantadores - Avaliação da eficiência da decantação não deve se limitar somente ao controle da turbidez do caldo. É indispensável que se controle também sistematicamente a qualidade da floculação que alimenta o decantador. Velocidade de alimentação - A velocidade de alimentação do caldo ao decantador, não deve ultrapassar a 0,4 m/s, na canalização que liga o flash – tanck a entrada do aparelho de decantação.. A rotação do eixo central de um decantador é 12 r.p.h. ou seja uma volta em cada cinco minutos. Partes principais de um decantador – Um aparelho de decantação continua compreende três partes: - Câmara de floculação – que é o compartimento superior; PAGE 186 - Câmara de compressão da cachaça – que é o compartimento inferior; - Câmara de sedimentação – que são os compartimentos intermediários. Tipos de decantadores - Os principais tipos são: - Deming -Multi-Feed - Rapi-Dorr, - S R I - Bach, entre outros. Torre de pré-floculação e flash tanck - A torre de pré-floculação elimina totalmente o ar dissolvido no caldo ou preso ao bagacinho, muda a vazão turbulenta para laminar e permite o controle dos ajustes no caldo antes da clarificação. A prática normal anterior era ajustar essas variáveis com base no caldo clarificado. O tanque FLASH elimina o ar dissolvido no caldo ou preso ao bagacinho. Quando o flasheamento não ocorre, as bolhas de gás que estão aderidas aos flocos reduzem a velocidade de decantação. Capacidade dos decantadores – A capacidade de um decantador contínuo é medido em m2,em área de sedimentação, ou em m3 em volume. Área – m2 – para cada t. c. d. é necessário 0,140 m2 de área de sedimentação; Volume – m3 – A capacidade é determinada pelo tempo de retenção necessária para permitir a sedimentação da cachaça. Para cada T.C.D. é necessário de 100 á 132 litros de volume de decantação. A capacidade de sedimentação varia, segundo a variedade da cana; cana crua ou queimada, tempo de corte ao esmagamento, maior ou menor pluviosidade; tipo de adubação, se o corte é ou não mecanizado; teor de P205 no caldo, entre outro fatores de menor importância. Auxiliares de decantação – os principais auxiliares de decantação: Acido fosfórico - Quanto maior o teor de P205 inorgânico no caldo, melhor é a eficiência de clarificação do caldo. Durante a calagem o fosfato de cálcio precipita-se garantindo uma carga positiva que neutraliza a carga negativa das proteínas e outras partículas absorvidas na superfície PAGE 186 cristal “formado”. A adição de fosfato ao caldo deve ser feita sempre antes da adição do leito da cal. Deve manter um teor de P205 da ordem de 30 – 50 ppm no caldo clarificado. Floculantes – Teoricamente os floculantes participam do terceiro estágio da clarificação, que é o agrupamento dos flocos formado (floculação secundária). A eficiência do floculante depende: do grau da hidrólise; do peso molécular; da carga elétrica; cuidado no preparo; dosagem e adição de NaOH elevando o pH da solução do polímero (pH=9,0 ) é sempre benéfica. Considerações técnicas para melhoria do processo da purificação do açúcar - Entendemos que devemos adicionar aos elementos básicos fundamentais um bom controle sanitário, pela influência que o mesmo representa na recuperação de açúcar e álcool. Com introdução da mecanização no campo, a cana chega à usina com seu estado sanitário comprometido: - se a isto unirmos o atraso desde o corte até a moagem; - efeito de altas temperaturas da região; - chuvas; -canas queimadas; etc. são fatores que causam deteriorização das canas mediante um rápido desenvolvimento bacteriano. Por este motivo, é que devemos ter todo o sistema de extração do caldo nas melhores condições sanitárias possíveis, com limpezas periódicas a base de vapor e água quente (a cada 4 horas é o ideal). Clarificação - Uma boa clarificação pode ser obtida com um apropriado controle de pH resultante de uma alcalinização correta; controle de temperatura correta e constante; velocidade correta do caldo através dos clarificadores; separação rápida do lodo; uso correto de agentes auxiliares de clarificação, como são os floculantes, usando o tipo mais apropriado e em forma correta; evitar a formação de gases no seio dos clarificadores mediante uma apropriada distribuição do caldo e uma correta extração de gases. PAGE 186 Sais de ferro - São de pouca importância para os produtores de branco, uma vez que, sendo o trabalho conduzido em meio ácido, devido a substâncias redutoras que anteriormente foram adicionadas no caldo (SO2 ou hidrosulfito de sódio) impessam que os novos sais de ferro que se `referem atinjam os açúcares. Produtos corantes devido ao superaquecimento (Caramelização) - Nas usinas atuais, o escurecimento causado pelo caramelização, é facilmente evitado, isto porque a caramelização só se forma em temperaturas superiores a 145º C. Desde que os aparelhos de cozimento trabalham com suas superfícies de aquecimento (no caso das serpentinas) livres de incrustações e que os espelhos superiores das calandras sejam côncavos, dificilmente teremos o fenômeno de caramelização, trabalhando-se com o vazio normal. Entretanto, o mesmo não acontecia no tempo onde os cozimentos eram conduzidos com fogo direto em aparelhos abertos. Finalmente, para completar esta parte sobre substâncias corantes, convém lembrar que no início das safras, os primeiros cozimentos fornecem açúcar amarelo devido, a impurezas em suspensão nos caldos, por deficiência de limpeza nos aparelhos e tubulações; e não a certas substâncias corantes insolúveis ou sais de ferro, como anteriormente se acreditava. Fermentações que podem ocorrer - Diferentes fermentações podem ocorrer nas usinas as quais devem ser impedidas, especialmente nas fábricas de açúcar branco, onde a temperatura, reação e a concentração, favorecem a maior ou menor intensidade da fermentação. Por outro lado, além de destruir a sacarose (aumento das perdas indeterminadas), no caso do branco, é de escurecer o açúcar, tira o brilho do cristal. As usinas de açúcar podem apresentar as seguintes fermentações: Dextrina, láctica, butírica, alcoólica e espumosa. Dextrina - Quase todas as canas, principalmente aquelas que ainda não atingiram a seu ponto de maturação são veículos de microorganismos, chamado “Leuconostos Mesenteróides”, transformando o açúcar em uma substância gelatinosa formada quase exclusivamente de dextrina. Este fenômeno é acompanhado de ácido láctico e acético. PAGE 186 Esses microorganismos propagam-se melhor em meio alcalino e são bactérias termófilas. Entretanto, são facilmente combatidas, usando-se o hipoclorito de sódio nas moendas ou outras substâncias específicas. Fermentação láctica - Todos os açúcares que se encontram no caldo de cana podem ser atacados pelos produtores de ácidos lácticos. Segundo os autores, a fermentação láctica ocorre mais freqüentemente nas usinas que usam o processo de carbonatação, ou em caldos decantados, ligeiramente ácidos e postos a esfriar durante um tempo longo. Porém, a fermentação láctica segundo OWENS, é facilmente contida elevando-se a temperatura das soluções sacarinas, acima de 70º C. Fermentação butírica - A fermentação butírica, segundo OWENS, é feita e notada nas soluções diluídas de açúcares, principalmente nas águas de lavagem dos tanques de caldo, xaropes e méis. Tem um cheiro penetrante, muito parecido ao da manteiga rançosa. Geralmente notamos a fermentação butírica, nas proximidades das usinas. A fermentação butírica não ocorre nos caldos nem tão pouco nos líquidos de alta concentração tais como: xarope e méis. Fermentação alcoólica - Este tipo de fermentação raramente existe nas usinas, espontaneamente. É, entretanto, conseguida artificialmente, em soluções diluídas de méis, para a fabricação de álcool. Fermentação espumosa - Concluindo, citaremos ainda aquela que geralmente chamam de “fermentação espumosa”, muito semelhante a uma fermentação normal, com a diferença que esta somente há em altas temperaturas, em virtude da decomposição dos sais de cálcio originados pela decomposição espontânea dos sais de “glucose”, por conseguinte, os microorganismos não estão presentes a esta decomposição. Em virtude do grande desprendimento de CO2, resultante dessa decomposição, provoca às vezes o transbordo dos cristalizadores e malaxeur, com considerável elevação de temperatura. A possibilidade de aparição de fermentação espumosa é o motivo adicional da constante vigilância a fim de evitar desnecessariamente decomposição de açúcares redutores. PAGE 186 Ácidos orgânicos - A quantidade destes corpos depende do estado de saturação da cana. São eles: ácidos glicólico, oxálico, málico, sucínico e outros e quando as canas têm passado da sua maturação ou cortadas há tempo, encontramos o ácido acético. Cinzas - O conteúdo de cinzas no caldo é muito pequeno e o potássio constitui quase 50% dessas cinzas. Durante a alcalinização, o K se separa em parte em estado livre e a outra parte forma sulfito quando o caldo é sulfitado. Quando em presença de combinações solúveis de cálcio com ácidos orgânicos, os sais solúveis de potássio já mencionados, se decompõe em quase sua totalidade, formando sais orgânicos de K e sulfito de cálcio insolúvel. Pectinas e gomas - A pectina se precipita pela cal somente em parte, sendo que as gomas não se precipitam. Porém, quando no processo de sulfitação, onde usamos uma maior quantidade de cal, quase que a eliminamos totalmente. Devido a este feito devemos atribuir uma maior filtrabilidade dos caldos. Influência dos ácidos sobre os componentes da cana - Como não usamos os ácidos na fabricação do açúcar sob a forma de cristal, apenas estudaremos a influência dos ácidos diluídos. Sacarose - Os ácidos hidrolisam a sacarose, desdobrando-a em glicose e levulose, principalmente a quente. A sacarose que anteriormente era dextro-rotatória perde esta propriedade e se torna levo-rotatório. Devido a isto, o fenômeno chama-se inversão e os açúcares formados se designam como açúcares invertidos. Nas usinas o estudo das inversões deve ser cuidadosamente observado, mormente quando fabricamos o branco de consumo direto, pois, poderá ocasionar perdas indeterminadas demasiado altas. Como já tivemos oportunidade de dizer, a hidrólise depende da natureza e a concentração do ácido e da maior ou menor temperatura. O ácido nítrico e o clorídrico são os que mais rapidamente invertem, enquanto que na força invertida dos ácidos orgânicos é mais fraca. PAGE 186 que assim fornecem uma superfície filtrante necessária, acumulada sobre o tambor. A torta continua a se espessar, até que a seção emirja do líquido. Após a formação da torta sobre o cilindro do filtro, com uma espessura conveniente, aplica-se água quente pulverizada, isto é, a lavagem. O vazio aspira lentamente a água. O empobrecimento da torta é eficaz, porém o Brix do caldo aspirado pelo vazio de alta é ligeiramente inferior ao do caldo do vazio de baixa. Depois da última rampa começa a secagem e a água é aspirada. Ao entrar novamente no liquido, a seção alcança a raspa que se apóia sobre a tela perfurada. Neste momento, o distribuidor desliga o vazio, que faz a torta a torta ficar aplicada à tela. Filtro rotativo a vácuo deve conter - Bomba de ar, peneira para bagacilho, ventilador, agitador e motor para o acionamento do filtro. Torta – uma boa torta é seca e porosa, contem de 75 a 80 % de umidade. A quantidade de torta por tonelada de cana moída varia de 25 a 40 kg, valor esse devido à umidade e ao bagacilho que contem a torta. A espessura da torta varia em media de 0,5 a 1,0 cm. O filtro fornece em media de 60 a 70 kg de torta por m² por hora. Esgotamento – A torta contêm em media de 1,8 a 2,0% de sacarose, correspondente a 0,1 a 0,4% de sacarose em cana. Lavagem – A quantidade de água de lavagem que passa ao caldo claro, representa uma pequena fração de água enviada ao filtro um valor próximo de 20 a 25%. A maior parte fica retida a torta.A eficiência da lavagem tem maior importância do que a água empregada. A temperatura da água empregada deve está entre 75 a 80 F 0B 0C Capacidade – A capacidade de um filtro rotativo é 0,01939 m² por T.C.D Manutenção - Verificar: as peneiras, a raspa, o vacuômetro, as telas e os bicos aspersores de água. Agitador - Tem a finalidade de evitar a sedimentação da cachaça. PAGE 186 Cachaça - A temperatura da cachaça a filtrar deve está entre 85 e 90F 0B 0C. Temperaturas inferiores a 80F 0B 0C, há possibilidade de obstrução nos furos das telas. O pH é alcalino. Capitulo X EVAPORAÇÃO Evaporação (E) - Consiste na eliminação do excesso de água, por vaporização, usando o vapor d’água, como fluído de aquecimento, a fim de obter um concentrado, a uma concentração desejada. Vaporização (V) - É o fenômeno pelo qual um fluído passa do estado líquido para o estado de vapor. Condensação (W) - É o fenômeno pelo qual, o fluído passa do estado de vapor para o estado líquido. Concentração (C) - É o percentual, em peso, de sólidos solúveis, contidos em uma determinada solução. Concentração inicial (Ci) - É a solução inicial antes de sofrer o processo de evaporação. Concentração final (Cf) - É o concentrado final, depois de sofrer o processo de evaporação. Vapor - É uma fonte de energia universal. Normalmente gerado em caldeiras, utilizando como fonte de calor a combustão de: óleos, lenha, bagaço, gases, etc. Vapor saturado - É produzido em contato com a água e por isso contam sempre uma certa quantidade de partículas d’água. Contendo umidade, torna-se um bom condutor de PAGE 186 calor, goza da propriedade de, sendo constantes a temperatura da água e do vapor, ser sua força elástica sempre a mesma, qualquer seja o volume ocupado. É bom condutor de calor. Vapor super-aquecido - Resulta de um superaquecimento do vapor saturado em super- aquecedores, tornando-se seco, isto se verifica a uma temperatura mais alta que a temperatura sob a qual é saturado. Não possuindo umidade não é bom condutor de calor. Título do vapor - O título x de um vapor é a quantidade de vapor seco que contém a umidade de peso deste vapor. Um vapor com título x = 0,95, contém 95% de vapor e 5% de água arrastada. Volume de vapor - É o espaço ocupado por um certo peso de vapor a uma dada pressão. Entalpia - É o calor que entra na formação do vapor, considerando-se como ponto de partida a fase líquida na zona de saturação a zero grau centígrado. Entalpia é dada por: H = U + P.V Onde H = entalpia U = energia P = pressão do fluído V = volume do fluído Variação de entalpia - Calcula-se a variação de entalpia, quando ocorre uma variação de temperatura: Q = Mc (tf - ti) Calor - É a energia em movimento. - É a energia que atravessa as fronteiras de um sistema fechado provocada pela diferença de temperatura. - O calor flui do quente para o frio. PAGE 186