Apostilia Engenharia Açucareira

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(Parte 8 de 51)

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).

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

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

Quarto terno: P = 19 CV por TFH

Quinto terno: P = 20 CV por TFH

Sexto terno: P = 22 CV por TFH

Cálculo das aberturas das moendas - Este é um dos cálculos mais importantes, anualmente feitos nas usinas, onde existem realmente técnicos e técnica.

Na maioria de nossas fábricas, para não dizer a totalidade, as áreas de abertura de entrada e saída das moendas não são determinadas por cálculos. Mas, que os mecânicos ou serralheiros imaginam pelo simples fato de terem aprendido de seus mestres que, para moer-se uma taxa de X ton/hora, em uma moenda cujos rolos tenham “Y” de diâmetro e “Z” de comprimento, cujo R.P.M. dos rolos seja V e o número de ternos Δ, carece então de uma abertura de entrada e saída respectivamente de Se e Ss.

É meridiano que duas usinas da mesma capacidade de esmagamento e dispondo ainda dos mesmos implementos de preparação e esmagamento, mas que em uma, as canas têm baixa percentagem de fibras, enquanto que na outra o percentual de fibra em cana é alto, elas jamais poderão ter as mesmas áreas de abertura e saída. Entretanto, no conceito vigentes de nossos serralheiros e mecânicos, a este dado tão importante, não dispensam a mínima atenção.

Fatores básicos para determinar as áreas de entrada e saída dos ternos do tandem. - São fatores básicos para a determinação das áreas de entrada e saída dos ternos, os seguintes:

  1. - Quantidade de cana que se deseja moer;

  2. - Percentagem de fibra na cana;

  3. - Composição quantitativa do bagaço à saída de cada terno;

  4. - Velocidade angular e linear dos rolos de cada terno do “tandem” ;

  5. - Natureza do material de que são feitos os rolos e virolas;

  6. - Drenagem do caldo extraído;

  7. - Dispositivo alimentador dos ternos;

  8. - Tipo de maceração e quantidade do líquido macerante;

  9. – E outros fatores tais como: condiçõesmecânicas das moendas; embebição com cachaça, quantidade e distribuição do bagacinho, etc.

1) Quantidade de cana que se quer moer - As aberturas dependem da quantidade de cana que se deseja moer na unidade tempo. Desde que se mantenham constantes as velocidades dos rolos e o teor de fibra em cana seja mais ou menos o mesmo, é evidente que, nestas condições, para moermos mais, carecemos dar maiores áreas de entrada e saída aos ternos.

Para os nossos cálculos posteriores, vamos designar por W a quantidade de canas, em arrobas cubanas (11,5 quilos), moídas nas 24 horas. Na prática, quando somos forçados a aumentar ou diminuir a moagem diária, ocasionalmente, na impossibilidade de modificarmos os nossos ajustes ou “setting” apelarmos para as máquinas que acionam o “tandem”, dando-lhe maior ou menor velocidade.

2) Percentagem de fibra em cana – O percentual de fibra em cana é fator básico que governa os ajustes de uma moenda. A uma maior percentagem de fibra na cana corresponderá maiores aberturas; desde que todos os demais fatores permaneçam constantes. Como os ajustes têm que ser fixados antes do início da safra e em cujos cálculos deve se levar em conta principalmente à fibra, ocorrerá que quando esta variar durante a safra, deverão variar também as aberturas, em correspondência com essas flutuações.

Isto se consegue perfeitamente, uma vez que as aberturas se ajustam automaticamente a essas exigências, graças à liberdade que tem o rolo superior de se suspender. Desde que não haja variação na altura do colchão de bagaço, a variação do percentual de fibra em cana, poderá ser observado pelo movimento contínuo das placas dos acumuladores hidráulicos, denotando uma auto-ajustagem dos rolos da moenda em estudo.

Chamando F o porcento de fibra em cana, W a quantidade de cana moída em 24 horas, a quantidade Q de fibra moída na unidade de tempo, será dado por:

Q = W . F / 100 = arrobas de fibra/24 horas

Q = W . F . 25 / 24 x 100 x 60 / lbs. de fibra/minuto

3 Composição quantitativa do bagaço, à saída de cada terno - Chamamos de bagaço, a cana após sofrer seu primeiro esmagamento. À medida que o colchão de bagaço avança, sofrendo sucessivas compressões pelos ternos que compõe o “tandem”, ai 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:

  1. - Uma parte sólida representada pela fibra seca;

  2. - 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.

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