Baixe Difusor e moenda cana e outras Notas de estudo em PDF para Cultura, somente na Docsity! Extração do Caldo cana. Moagem http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18145/tde-17012011- 144324/publico/DISSERTACAOFABIO.pdf A moagem é um processo que visa extrair o caldo contido na cana já desfibrada, ao fazê-la passar entre dois rolos submetidos pressão de aproximadamente 250 kg/cm²,e rotação. Um objetivo secundário da moagem, porém importantíssimo, é a produção de um bagaço final em condições de propiciar uma queima rápida nas caldeiras. Cada conjunto de rolos de moenda, montados numa estrutura denominada "castelo", constitui um terno de moenda. O número de ternos utilizados no processo de moagem varia de quatro a sete e cada um deles é formado por três rolos principais denominados: rolo de entrada, rolo superior e rolo de saída normalmente as moendas contam com um quarto rolo, denominado rolo de pressão, que melhora a eficiência da alimentação. A carga que atua na camada de bagaço é transmitida por um sistema hidráulico que atua no rolo superior. Colocar outro fluxograma da extração por moenda Preparo da Cana Transformar a cana em um material homogêneo, composto por longas fibras, o que facilita a alimentação no primeiro terno e melhora a extração. Têm por objetivo:  Promover o rompimento da estrutura da cana;  Romper as células da cana para facilitar a extração do caldo;  Aumentar a densidade da cana;  Melhorar a eficiência da embebição. Índice de Preparo (Open Cell) Relação porcentual do pol das células abertas em relação ao pol total da cana. Que não devem ser superiores 89% Densidade da Cana É a relação existente entre a massa de cana (Kg) e o volume que esta se ocupa (m3). A moagem é um processo volumétrico e que, portanto ela será mais eficiente à medida que aumentarmos a densidade da cana na entrada do primeiro terno. Isto é conseguido após a passagem da cana pelo picador e pelo desfibrador, elevando a densidade da cana inteira (175 kg/m3) ou da cana picada (350 kg/m 3) para valores em torno de 450 kg/m3 de cana desfibrada. Cana Inteira Cana Picada Cana Desfibrada Vantagens do Adensador Pica a Cana inteira na saída da Mesa Alimentadora. Produz uma alimentação uniforme para Moenda, melhorando a extração e aumentando a moagem em torno de 10%. Evita buchas nos Picadores e Desfibradores. Evita a necessidade do 2o Picador na esteira metálica. Separa as Palhas da Cana, aumentando a eficiência do sistema de Limpeza a Seco. Os niveladores são usados para altas moagens (acima de 500 TCH) e tem a finalidade de produzir uma altura constante do colchão de cana na esteira metálica para o picador e o desfibrador. O nivelador consiste em um eixo robusto colocado transversalmente (ao movimento da) à esteira metálica, no qual são montados os suportes que sustentam as lâminas oscilantes ou fixas. Esse conjunto recebe o nome de rotor e gira sobre mancais de rolamento com uma velocidade periférica entre 50 e 60 m/s Na Usina usa-se um nivelador colocado através do condutor de cana, girando de maneira que a ponta dos braços, passando perto do estrado do condutor, trabalha em sentido oposto a este. O nivelador tem a finalidade de regularizar a distribuição da cana no condutor e nivelar a camada a uma medida certa e uniforme, evitando enganos nas facas. Nivelador de cana Picadores de Cana: O picador é constituído por um ou dois jogos de facas (dois conjuntos em sequência) que prepara a cana a ser enviada ao desfibrador. É um equipamento rotativo de facas oscilantes, que opera a uma velocidade periférica de 60m/s tendo sentido de rotação correspondente ao da esteira metálica. e tem por finalidade aumentar a densidade da cana, cortando-a em pedaços menores facilitando o trabalho do desfibrador. Atualmente fez se uma fusão desses dois equipamentos. Agora as usinas mais modernas adotam o nivelador picador que tem muito mais eficiência no preparo da cana para a extração. Picadores (antigo) www.simisa.com.br/arquivos/download/Download13.pdf Desfibrador Têm como objetivas a preparação e a desintegração da cana, retalhando-a e fazendo-a em fragmentos, facilitando a extração pelas moendas. Separador Magnético (Eletroímã) É instalado ocupando toda a largura do condutor e tem a finalidade de atrair e reter os pedaços de ferro que passam pelo seu campo de ação Protege os componentes da moenda contra materiais ferrosos estranhos, que por ventura venham junto com o carregamento ou desprendidos dos equipamentos.. Os objetos mais frequentes são pedaços de faca de picadores. Ganchos de leradeiras de palha, porcas, etc. Pode contar com a eliminação completa dos objetos todos os pedaços de ferro são atraído pelo o eletroímã até os que se acham na parte inferior da cama de cana normalmente, pode-se calcular que o separador magnético evita cerca de 80% dos danos que seriam causados à superfície dos rolos sem o uso. A cana após passar por estes processos descritos, cuja finalidade é prepará-la para posterior moagem. Ternos de Moenda Conjunto de 04 rolos de moenda dispostos de maneira a formar aberturas entre si, sendo que 03 rolos giram no sentido horário e apenas 01 no sentido anti-horário. Sua função é forçar a cana a passar por essas aberturas de maneira separar o caldo contido no bagaço. Rolos de Moenda sentido trabalho Terno da moenda Rolo da moenda a) Rolo de Pressão Encontra-se na parte superior do termo logo acima do rolo inferior de entrada. Sua função é compactar a camada de cana permitindo uma melhor alimentação do termo. b) Rolo Superior Está localizado na parte superior do castelo, entre o rolo de entrada e o rolo de saída, gira no sentido anti-horário. É muito importante no conjunto de ternos devido ao maior contato com a cana. Também recebe a força através do acoplamento e transmite aos demais rolos por intermédio dos rodetes. c) Rolos Inferiores Em cada terno de moenda possui 02 rolos (entrada e saída), a função do de entrada é fazer uma pequena extração de caldo e direcionar a cana na abertura de saída. São construídos em aço, tem como função acionar o rolo de entrada, saída e o rolo de pressão através do rolo superior tem 15 dentes. Pentes Elementos colocados na região de descarga da moenda para limpeza das camisas: (imagem pente superior e saída)  Pente do Rolo superior;  Pente do rolo de saída. Pentes Bagaceira Bagaceira Tem como função conduzir o bagaço do rolo de entrada para o rolo de saída. É resultante do traçado de cada terno objetivando o melhor desempenho do terno.  Cuidados  Se for instalada muito alta, a carga sobre o rolo superior é muito elevada, ocorrendo desgaste da bagaceira, aumentando a potencia absorvida, sufocando a passagem de bagaço. Resultando em alimentação deficiente do terno.  Se for instalada muito baixa, o bagaço ao passar sobre ela não é comprimido. suficientemente para impedir que o rolo superior deslize sobre a camada de bagaço resultando em embucha mento. Messchaerts http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Repositorio/05_- _Moendas_000fxourdm402wyiv8018wi9tas2husf.pdf As ranhuras Messchaerts têm o objetivo de melhorar a extração. Na zona AB o rolo de entrada do bagaço recebe a pressão máxima que o caldo é extraído. Este caldo, porém tem apenas 2 saídas: uma na frente do outro lado da bagaceira e outra atrás na direção do ponto C. Nestes dois lados encontrasse uma camada muito grossa de bagaço, dificultando a passagem. Os messchaerts são conseguidos de 2 maneiras: 1. Eliminando 1 dente e colocando o messchaert no eixo do dente eliminado; 2. Deixando todos os dentes e colocando o messchaert entre dois dentes; O último sistema possui a vantagem de não perder nenhum dente, evitando assim a criação de uma zona de pressão mais fraca na camada de bagaço comprimido. Dimensões do messchaerts No rolo de entrada ao messchaerts têm uma largura de 5mm, não devendo ser muito largo pois o bagaço dente a entrar na ranhura, dificultando a drenagem. Os microrganismos presentes no ar, ou trazidos pela cana se instalam e se proliferam em esteiras de cana, castelos, calhas, tanques e etc; alimentando-se dos açúcares contidos no caldo, e produzindo, principalmente ácido acético e gomas. Provoca perdas de açúcar ocasionado pelas infecções, podendo comprometer desde a eficiência de trocadores de calor (a placas) até o processo de fermentação, podem também afetar o processo de cristalização causando o aumento de mel final, pois convertem a sacarose presente no caldo em glicose e frutose. Sistema de Embebição A moagem visa a máxima remoção do açúcar contido na cana, através da extração do seu caldo. Para isso, é necessário que haja um esmagamento da camada de bagaço em cada terno. No entanto, verifica-se que o simples esmagamento não é suficiente para se obter bons níveis de extração. Isto pode ser melhor entendido, quando verificamos as proporções de caldo em relação à fibra antes e após o esmagamento em cada terno. Na primeira unidade de moagem ocorre a maior parte da extração global, simplesmente pelo deslocamento do caldo provocado pelo esmagamento. Com isto, a cana que apresenta em torno de 7 partes de caldo para cada parte de fibra (teor de fibra de 12,5%), terá uma relação diminuída para valores em torno de 2 a 2,5 partes após a primeira unidade de moagem, ficando cada vez mais difícil extrair o caldo remanescente. Com isto, houve a necessidade do artifício da embebição, que visa a diluição do caldo contido no bagaço na entrada de cada terno. Testes realizados no Sugar Research Institute (SRI), na Austrália, demonstraram que o caldo residual no bagaço após a moagem é praticamente constante, independente do teor de fibra e da umidade na alimentação. Assim se o limite de drenagem de caldo da moenda não for ultrapassado, não importa a quantidade de água que se coloque na entrada, a umidade de saída permanecerá inalterada. Na prática a extração de um conjunto de moendas aumenta rapidamente com embebições de 250-280 % fibra. Acima disso a resposta da extração começa a diminuir, mas obtêm-se ganhos expressivos até 350 % fibra. A drenagem de caldo da moenda pode ser o limitante no ajuste da umidade do bagaço, quando altos valores de embebição trazem altos valores de umidade, entretanto o limite desta é mais comumente controlado por outras restrições no processo, como clarificadores, evaporadores ou caldeiras. Embebição é, portanto, o processo no qual água ou caldo são aplicados ao bagaço de um terno para aumentar a diluição do caldo contido no mesmo, levando a um conseqüente aumento da extração no terno seguinte. ° Embebição Simples: Fluxograma de embebição simples É uma maneira rudimentar de aplicação da embebição, onde apenas água é aplicada no bagaço de cada terno, a partir do segundo. Sua utilização é comum em usinas que não apresentam desfibrador no sistema de preparo nem rolo de pressão nas moendas. Neste tipo de embebição não existe divisão do caldo de cada terno no gamelão e o caldo extraído por todos os ternos se mistura e é levado para o peneiramento O caldo misto segue para a fabricação e o bagacilho retorna para a moenda, antes do 1º ou do 2º terno. A eficiência desse sistema é baixa, pois o volume de água aplicado em cada terno é muito pequeno. Para aumentar o volume, elevando a extração para níveis satisfatórios, seria necessária maior quantidade de água, tornando o sistema antieconômico ao exigir um superdimensionamento dos setores de fabricação até a evaporação e de geração de vapor, para remover o volume de água adicional na concentração do caldo. ° Embebição Composta: Fluxograma de embebição composta - Utilização de frisos que possibilitem boa drenagem e reduzam a umidade final do bagaço. - Instalação de esteiras de arraste. - Aplicação de água de embebição por tubo pressurizado, principalmente em instalações com esteiras de borracha. Embebição com Recirculação e Embebição Integral: A embebição composta convencional apresenta bons resultados devido ao aumento do volume de embebição em cada terno. Porém, este sistema ainda não é suficiente para saturar o bagaço embebido com caldo; considera-se que essa saturação é conseguida quando se atinge uma relação caldo/fibra em torno de 7, valor próximo à cana que alimenta o 1º terno de moenda. Procurando atingir esse objetivo, partiu-se para a utilização de outros sistemas de embebição. Partindo-se do sistema de embebição composta convencional e com o objetivo de se aproximar cada vez mais da saturação do bagaço, pode-se acrescentar ao caldo de embebição de cada terno parte do caldo do próprio terno, que recircula com o objetivo de aumentar o volume de caldo de embebido no terno considerado. Esta prática é muito benéfica ao se processar uma cana com baixa concentração de Brix (início de safra), quando se utiliza pouca água de embebição para não diluir muito o caldo misto. A recirculação aumenta a eficiência da embebição sem promover esta diluição. Quando a embebição por recirculação de caldo chega a saturar o bagaço de cada terno, ou seja, elevar a relação caldo/fibra para valores em torno de 7, temos a embebição integral. Para que isso seja possível, são necessárias várias modificações nas moendas, tais como:  Melhoria na drenagem, com instalação de "Meschaerts".  Instalação de esteiras de arraste com fundo perfurado para drenar o excesso de caldo.  Instalação da calha Donnelly em todos os ternos.  Modificação do sistema de aplicação da embebição, para que o bagaço, ao sair da moenda, seja imergido no fluido de embebição (água ou caldo recirculado). A instalação desse sistema depara com problemas relativos à dificuldade de alimentação das moendas, que o tornam de difícil implantação em escala industrial ainda mais com as altas moagens, verificadas atualmente. Entretanto quando esses problemas forem equacionados, o sistema apresentará grande eficiência. Vazão da Água de Embebição: Como a moagem é um processo volumétrico, o volume de material entrando em cada terno deve ser mantido o mais constante possível. No caso da embebição composta, a variação da vazão de água afetará o volume de material entrando em todos os ternos a partir do 2º, que ocasionará flutuações indesejáveis nas variáveis de processo como: umidade e pol do bagaço e extração total. Portanto, é importante garantir vazão constante de água para a moenda. A maioria das usinas utiliza na embebição a água condensada no processo de fabricação de açúcar complementada com água fria. A primeira corrente está mais sujeita a variações, podendo ser escassa em muitos instantes, dependendo do balanço da usina. O ideal é ter um reservatório exclusivo para água de embebição das moendas, onde se faz a mistura da água quente dos condensados com a água fria. O nível desse tanque deve ser controlado e mantido constante. Na saída do tanque deve-se ter uma tubulação independente para cada conjunto de moendas, de modo que a alteração na vazão de um não interfira no outro. Outra boa alternativa é a instalação de uma válvula de controle de vazão em cada conjunto. O sistema deve ser dotado de medidores de vazão de água para controle preciso da embebição. Controle de Temperatura da Água de Embebição: A temperatura ideal da água de embebição tem sido muito debatida sem que chegar- se, contudo à uma conclusão unânime. A favor da água fria (temperatura ambiente à 50 °C) é apontada melhor alimentação da moenda. Alguns compostos cerosos da cana fundem à 60 °C e tornam o bagaço escorregadio, entretanto a aplicação de chapisco tornando a superfície do rolo rugosa, encampa esse problema. A água aplicada por meio de bicas apresenta o inconveniente de embeber o bagaço da parte superior da camada, deixando a parte inferior menos embebida. Isto ocorre devido ao grande poder de absorção de caldo pelo bagaço, ao sair da compressão em um terno de moenda. Portanto, as partes primeiramente atingidas pela embebição irão absorvê-la, deixando as camadas inferiores embebidas de forma deficiente. Já no caso da embebição pressurizada, além do poder de penetração do caldo na camada devido à pressão dos jatos, existe uma agitação do bagaço na saída do pente provocada pelos mesmos, o que leva a uma distribuição da embebição muito mais uniforme em todo o volume de bagaço. O tubo pressurizado é dimensionado em função da moagem, da taxa de embebição, e da pressão de trabalho, que é recomendada em torno de 3,0 kgf/cm². Apresenta furos longitudinais igualmente espaçados e com diâmetro determinado em função dos parâmetros acima citados e do número de furos desejado. Apesar de sua instalação ser possível em esteiras convencionais de lona ou em esteiras de arraste, sua eficiência tem se mostrado maior nas primeiras, onde justamente, a embebição por bica é menos eficiente. ° Quantidade de Embebição: A quantidade de água de embebição aplicada a uma moenda depende de vários fatores:  Fibra da cana.  Capacidade de fabricação.  Alimentação das moendas.  Pressão hidráulica.  Limite máximo economicamente viável.  Limite de absorção do bagaço. Como normalmente o limite máximo economicamente viável está muito acima da capacidade de absorção pela fabricação de açúcar ou da alimentação das moendas, deve-se atentar para outros fatores. O aumento na embebição provoca um aumento proporcional na energia necessária para evaporação do caldo. Não se deve prender-se a taxas de embebição recomendadas como ideais, pois esses valores são apenas médios e orientativos. Em síntese, a quantidade de água aplicada a uma moenda seria a máxima que não cause problemas de alimentação na mesma, desde que esse valor não ultrapasse a capacidade de processamento da Fábrica de Açúcar. Se este não for o fator limitante, deve-se aumentá-la de modo que a alimentação das moendas indique o ponto ideal. Outra prática comum nas usinas é controlar a embebição a partir de uma faixa de concentração de Brix ideal na decantação. Esta interferência entre o processo de fabricação e a moagem deve ser evitada. Isto porque o Brix do caldo misto depende fundamentalmente do Brix da cana entrando na moenda. Portanto, para canas com Brix muito elevado, a quantidade de água necessária na embebição para obter um caldo misto com determinada concentração pode ser muito superior à limitação máxima de alimentação na moenda. Isto leva à conclusão de que se deve diluir o caldo misto na própria fabricação, e não aumentar a embebição. Valores normalmente encontrados nas usinas estão em torno de 25 a 35% de embebição % cana, podendo atingir valores maiores, dependendo das condições citadas anteriormente. Existe ainda um procedimento muito comum nas usinas, que é o de limitar a quantidade de água em função da umidade do bagaço, ou ainda reduzir a água no último terno, aumentando no penúltimo. Isto muitas vezes não é correto, pois apesar da embebido ter influência na umidade do bagaço final, existem outros fatores ainda mais influentes, que podem estar sendo esquecidos, como: Alimentação constante das moendas. Vazamentos de caldo pelo pente superior. Pressão hidráulica. Separação do Caldo Misto: Muitas usinas vêm utilizando o recurso de isolar o caldo do 1º terno e enviá-lo para a fabricação de açúcar e o 2º terno para fabricação de álcool, mantendo, no entanto, um recurso de complementar o caldo do 1º terno com o do 2º terno ou vice- versa, dependendo da produção de açúcar ou álcool. Este é um sistema muito versátil, pois permite desde a mistura total dos caldos (caldo misto) até a separação total (caldo para açúcar e caldo para álcool), passando por situações intermediárias de direcionamento. Desta maneira, o caldo para açúcar é fornecido com Brix mais alto, economizando energia na evaporação. Também no início da safra, quando a cana tem Brix muito baixo, consegue- se operar com taxas de embebição muito altas sem a preocupação de diluição excessiva do caldo para açúcar. Peneira Rotativa namica,%20Termoeconomica%20e%20Economica%20de%20uma%20Usina%20 Sucroalcooleira%20com%20Processo%20de%20Extracao%20por%20Difusao.pdf No difusor de cana de açúcar, a sacarose é extraída exclusivamente por um processo de lavagem repetitiva, passando por diluição para a solução de menor concentração. Esta é basicamente a razão principal da necessidade de um excelente preparo de cana, para que seja possível a água entrar em contato com o maior número de células abertas e, assim, alcançar os elevados índices de extração no difusor. Um esquema do processo de difusão é apresentado na Figura 2.8. Figura 2.8: Esquema de um difusor (Fonte: UNI- SYSTEMS).  Difusão: separação por osmose, relativa apenas às células não rompidas da cana, aproximadamente 3%;  Lixiviação: arraste sucessivo pela água da sacarose e das impurezas contidas nas células abertas. O verdadeiro processo de difusão, que é aplicado, por exemplo, no processamento da beterraba, a elevada temperatura de operação promove uma quebra química das membranas das células que contém a solução rica em sacarose, aumentando desta forma sua permeabilidade e permitindo que a sacarose passe através da membrana na direção de uma solução com menor concentração (transferência de massa por diferença de concentração). A beterraba é composta por 16% de açúcar, 4% de massa e 80% de água. Considera-se como média referencial, a produtividade de 160 quilos de açúcar por tonelada, ou 9,6 toneladas/hectare. O processo da extração utilizado é a difusão, onde a massa ralada da beterraba é mergulhada em água quente de 80-100ºC, e por diferença de potencial, transfere-se o açúcar da massa para a água, formando a garapa. Daí para a frente, o processo da produção do açúcar segue o aplicado no Brasil. No caso da cana-de-açúcar, as células que contém a sacarose são completamente insensíveis à temperatura, de maneira que no difusor de cana a sacarose é extraída exclusivamente por um processo de lavagem repetitiva, passando por diluição para a solução de menor concentração. www.posalim.ufpr.br/Pesquisa/pdf/DissertaFabianeH.pdf http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18145/tde-17012011- 144324/publico/DISSERTACAOFABIO.pdf A água de embebição é alimentada na parte final do difusor, próximo da saída do bagaço, a uma temperatura entre 75 e 90 °C; um aquecedor por contato direto com vapor controlado automaticamente permite manter a adequada temperatura da água. A embebição é a seguir enviada a uma canaleta transversal que cobre toda a largura do difusor e é uniformemente distribuída sobre a camada de cana que atravessa os 14 captadores dependo da capacidade . Por baixo da camada, o fundo do difusor é formado por 14 recipientes justapostos, os quais recebem o caldo que atravessou a camada de cana (o estrado do transportador é formado por uma grade que deixa passar apenas o caldo). Uma bomba coleta o caldo retido no recipiente e o envia ao distribuidor anterior, de modo que o caldo retrocede de recipiente em recipiente desde a extremidade de saída até a extremidade de entrada da cana no difusor, desta forma a circulação dos caldos é feita em contracorrente com o bagaço, permitindo, assim, a manutenção de um diferencial de concentração entre as soluções praticamente constantes ao longo do difusor. Assim, a concentração do caldo aumenta sua concentração gradualmente até atingir seu máximo o captador situado junto à entrada da cana no difusor, de onde é bombeado para peneiramento e daí para o processo. Analogamente, o bagaço que segue em direção à parte final do difusor tem sua concentração de sacarose diminuída gradualmente, como pode ser verificado pela curva de concentração apresentada na Figura 2.9. Neste processo, o bagaço que sai do difusor ainda está encharcado, assim ele passa ainda por uma moenda que tem como finalidade retirar o excesso de água de modo que o bagaço possa ser utilizado nas caldeiras para geração de energia. O caldo enviado à sulfitação corresponde a uma parcela do caldo coletado no primeiro recipiente. O restante do caldo do primeiro recipiente é despejado sobre a cana do transportador. Figura 2.9: Curva típica de concentração no difusor (Fonte: UNI- SYSTEMS). Vista interna de um difusor (Fonte: UNI-SYSTEMS). 2.4.3.2 Especificações Técnicas e Modelos As capacidades e especificações técnicas de alguns modelos de difusores fabricados pela UNI-SYSTEMS são mostradas nas Tabelas 2.1 e 2.2, respectivamente. Tabela 2.1: Desempenho dos difusores. Modelo Extração (Pol%) 97,0 98,0 98,5 98,5 Capacidade – Toneladas de Cana por Dia (TCD) CDU-2W30 6.000 4.000 3.000 2.000 CDU-4W70 10.040 8.060 6.080 3.000 CDU-5W80 12.580 10.120 7.660 4.000 CDU-6W100 14.000 12.120 9.160 5.000 Tabela 2.2: Especificações técnicas dos difusores. Parâmetro Especificação Capacidade Até 80 toneladas de fibra por hora (TFH) Distância entre centros dos eixos 61,5 metros Largura Compatível com sua capacidade Tempo de retenção Aproximadamente 50 minutos Altura do colchão de bagaço 0,8 a 1,6 metros Velocidade linear das correntes 1 metro/min Consumo total de energia 16,6 HP/TFH Embebição 250 a 300 % fibra Temperatura em operação 75 a 90°C Consumo de vapor de baixa pressão 6 a 100 kg vapor/TFH Extração de sacarose Até 98,5 % Umidade final do bagaço 45 a 51 % Índice de células abertas 89 % mínimo 2.4.3.3 Viabilidade Econômica na Substituição de Moendas Para se fazer uma análise da viabilidade da instalação do difusor, de início deve ser elaborado um novo balanço de matéria e energia para adequar o processo existente às implicações associadas com a integração de um difusor. Uma análise completa da fábrica existente é fundamental para avaliar as mudanças necessárias e o investimento de capital correspondente. Em detalhes: • Deve ser verificado se os equipamentos existentes na fábrica estão preparados com capacidade extra para a maior quantidade de sacarose. • Deve ser revisado o balanço de vapor para verificar se existe vapor de escape disponível e suficiente para o aquecimento do corpo do difusor, a quantidade aproximada é de 10 % acima da quantidade de cana processada em toneladas. • Deve ser verificado se o turbo gerador existente tem capacidade extra para suportar o fluxo adicional de vapor vivo que antes era usado nas turbinas de acionamento das moendas e, se for o caso, avaliar o capital adicional necessário para a instalação de novos turbo geradores. • Deve ser modificado o sistema de alimentação da caldeira para que possa receber bagaço com fibra mais longa e o sistema de cinzas deve ser capaz de manusear uma quantidade maior desse resíduo. 2.4.3.4 Vantagens do Difusor Resultados práticos mostram que o percentual de polarização em massa (Pol), que indica o teor de sacarose aparente no bagaço originário do difusor, diminui consideravelmente, chegando até 0,7 %, e, na maioria dos casos, menor de 1,0 %. O ganho de 1 % de Pol do bagaço representa um aumento na renda operacional de aproximadamente US$ 750,00 por cada 1.000 toneladas de cana processada pelo difusor, baseando-se em um preço médio do açúcar de US$ 215,00/ton. Assim, uma usina que mói 2.000.000 toneladas de cana por safra, aumentará sua renda de açúcar em US$ 1.500.000,00. O difusor usa apenas 3 % da energia mecânica total necessária por um tandem convencional de moendas de seis ternos acionados por turbinas de simples estágio. Considerando um teor de fibra de 12,5 % na cana, essa economia representa um ganho de aproximadamente 10 MW por cada 1.000 toneladas de cana processada pelo difusor. Assim, uma usina que mói 2.000.000 toneladas de cana por safra, aumentará sua renda em cogeração em US$ 600.000,00 considerando a energia ao preço de venda de US$ 30/MW, reduzindo em aproximadamente 70 % os custos com as linhas de vapor vivo e condensado. Uma economia média de 10 a 15 % no investimento de capital é esperada com a instalação completa do difusor (incluindo os rolos desaguadores e o terno de moenda de secagem) se comparado com um tandem de moenda de mesma capacidade. Além disso, o difusor requer 40 % menos de capacidade instalada para aquecimento e clarificação de caldo e filtragem de lodo. Um difusor não necessita das pesadas fundações de concreto, típicas de um tandem de moenda, e reduz em aproximadamente 70 % os custos com as linhas de vapor vivo e condensado. Os custos de manutenção médios para um difusor completo com os rolos desaguadores e terno de moenda de secagem correspondem entre 35 e 40 % do custo médio requerido para um tandem de moenda convencional de mesma capacidade. Um painel de controle central permite que o processo seja controlado por um único operador por turno. A aplicação de eletrodos nos componentes de moenda é reduzida em 80 % e os gastos com lubrificantes são reduzidos em 25 projetados conforme NR·8. Alimentação: A cana previamente preparada e alimentada por uma esteira transversal com fundo ajustável que garante que a distribuição uniforme do bagaço na extensão da largura do difusor. Recirculação: um conjunto de 15 captadores construído em aço inoxidável permite a captação do caldo percolado sendo que o caldo do ultimo captado segue para peneira rotativa e o caldo dos dois captadores subsequentes segue para os aquecedores e retorna ao difusor. Os demais fazem recirculação do caldo em contra corrente ao movimento do leito. Um conjunto de calhas distribuídas ao longo do corpo do difusor faz a perfeita distribuição do caldo recirculado dentro do difusor. As calhas possuem sistema de regulagem para melhor direcionar a incidência do caldo sobre o leito de cana. Descompactadores: conjunto de roscas aforadoras faz a descompactação do leito devolvendo a permeabilidade do colchão (bagaço) garantindo a eficiência na extração. Opcionalmente pode-se colocar um terceiro conjunto de afofadores. Aquecimento: a temperatura é fundamental processo de difusão, por isso o difusor é equipado com um conjunto de aquecedores adequadamente dimensionados para esquentar o caldo proveniente dos captador e recircular no interior do difusor. Para manutenção da temperatura outros cincos pontos de adição de vapor são colocados diretamente em cinco captadores. Pré-desaguamento: no ultimo estagio do difusor está situado o rolo desaguador cujo objetivo é fazer o pré-desaguamento do colchão. Para facilitar a drenagem do caldo nesta região, as laterais do difusor também são providas de chapas perfuradas. Colocar imagem..... Descarregamento: um descarregador rotativo é montado na saída do difusor para descompactar o colchão e uniformizar a alimentação do transportador de saída. Principais caraterísticas Fundo móvel sem correntes  Maior área perfurada relativa.  Maior ação das roscas afofadoras.  Assepsia interna facilitada. Acionamento do fundo  Acionamento individual por pistas móveis.  Cilindros hidráulicos de simples efeito para avanço e retorno.  Baixo índice de custo manutenção.  Movimento controlado por PLC.  Se necessário, o sistema de movimento pode ser reparado individualmente. Mesmo com difusor em operação. Vantagem do difusor Dedini/Bosch  Não utilizam correntes.  Não utiliza eixos e grandes redutores.  Estrutura mais leve e simples.  Menor tempo de montagem.  Não utiliza componente complexo  Facilmente expansível.  Menor custo de manutenção.  Maior disponibilidade devida à baixa manutenção. Expansibilidade  Não possui componentes complexos que inviabilizam a expansão.  Estrutura simples adequadamente preparada para crescimento na largura Descrição do difusor A construção do Difusor De Smet e feita em aço soldado, o comprimento varia de 48,3 a 61 metros, a seção transversal é retangular e a largura varia de acordo com a capacidade requerida. A grade internas móveis são suportadas por duas correntes laterais paralelas externas, com passo em torno de 90 cm. Estas correntes são sustentadas em cada extremidade do difusor por rodas dentadas. No lado do acionamento, as rodas dentadas são acopladas a redutores, que são acionados por motores elétricos com inversor de frequência. O transporte da cana e feito por grades articuladas com telas fixas. As grades e telas são rigidamente unidas aos correspondentes gomos das correntes laterais. As correntes são providas de buchas lubrificantes. Os rolos movimentam- se nos trilhos paralelos. Os trilhos de retorno ficam embaixo da carcaça, dando total visibilidade e acesso as grades, além de complete assepsia. A espessura do colchão de cona varia de 1,5 a 2 metros. No final do caixa de difusão, um rolo de descarga é responsável pelo nivelamento do fluxo de bagaço na saída do difusor. Dois conjuntos de roscas afofadoras fazem a descompactação do colchão de cana, permitindo maior permeabilidade e garantindo a eficiência da extração. Durante toda a passagem pelo difusor, o colchão de cana é submetido a intensos sprays de caldo de concentração progressivamente menores. Os sprays de caldo são lançados uniformemente acima da cana por uma serie de calhas de transbordamento que se estendem pela largura do carcaça. As calhas são posicionadas acima de cada coletor de caldo e projetadas para distribuir uniformemente o caldo sobre o colchão. Apenas a ultima calha é abastecida com água. Todos os coletores de caldo possuem a mesma largura, eles coletam o caldo extraído de cada calha distribuidora através do colchão de cana. O caldo extraído, coletado em compartimentos individuais, e bombeado através de bombas centrifuga até as calhas de transbordamento (em direção contraria ao movimento do colchão de cana). Outra bomba de maior capacidade continuamente circula o caldo rico sabre a cana de alimentação do Difusor. O abastecimento da cana-de-açúcar e feito através de um transportador de arraste, concebido de forma a espalhar a alimentação uniformemente sobre a grade do difusor. A operação e controle do difusor são feitos através de urn painel de controle centralizado, permitindo urn completo automatismo. Degradação enzimática: Resultante da ação de proteínas, denominadas enzimas, sendo a principal delas a invertase. As enzimas atuam como catalisadoras da inversão de sacarose. A invertase (enzima) pode estar presente naturalmente na cana ou ser produzidas por leveduras como a utilizada na fermentação alcoólica. Ela fica inativa acima de 65 °C. Os produtos são glicose e frutose que não cristalizam e não são recuperados como açúcar, aumentando a geração de mel. Infecção microbiana: É causada por determinados micróbios, principalmente pelas espécies Leuconostoc. Destrói a sacarose formando produtos de alta massa molecular principalmente, dextrana, manitol e ácidos orgânicos. São produtos melassigênicos e uma parte permanece no açúcar bruto após incorporarem-se durante o processo produtivo. Essas bactérias tem fácil proliferação em locais onde o caldo é desviado como por exemplo nas bordas das canaletas de embebição, nos castelos onde pode haver queda de caldoe principalmente nas telas das peneiras rotativas de caldo. Essa espécie de micróbio aumenta a viscosidade e dificulta seriamente processos que dependem da ação gravitacional como cristalização, filtração e clarificação, mesmo quando presentes em pequenas quantidades. Testes demonstraram ser esta a principal causa da degradação da sacarose, mais de 60 % nesse caso, sendo o principal causador o microorganismo Leuconostoc. Em caso de infecções severas observa- se além do odor azedo, formação de aglomerados brancos denominados comumente de “canjica”. Controle da degradação da sacarose nas moendas A degradação da sacarose causa uma queda na pureza e na massa de sacarose, porém as alterações nesses parâmetros são relativamente pequenas e difíceis de medir com precisão. Sua utilização como indicador de perdas é também comprometido pelo fato da dextrana ser dextrógira, que pode mascarar a perda de sacarose. Os microorganismos que são responsáveis pela maior parte da fermentação da sacarose são mesófilos, ou seja, desenvolvem-se melhor em temperaturas moderadas entre 15 e 40 °C. Além disso, as bactérias produtoras de ácido lático estão ativas. Estudos estabeleceram que a razão entre perda de sacarose na moagem e formação de ácido lático é de 8:1, podendo ser dependente da temperatura e outros fatores. Os produtos da fermentação podem ser medidos como variável de controle operacional. Um nível de ácido lático maior que 300 a 400 mg/kg de sólidos dissolvidos (ppm) no caldo misto indicará que a higiene e sanitização da moenda estão inadequadas e ações corretivas são necessárias. Para controlar as perdas a primeira medida importante é lavagem sistemática e bem feita. Evitar ou lavar todo acúmulo de caldo estagnado. Todo turno lavar com água quente ou vapor saturado todos os pontos acessíveis da moenda que estão em contato com o caldo. Peneiras, canaletas de caldo, e castelos devem ser bem lavados. Em situações de paradas para manutenção, outros pontos potenciais de contaminação devem ser limpos como suporte das bagaceiras, pontas de rolos, coletores de caldo e tanques das sucções das bombas. A limpeza efetiva deve ser suficiente para elevar a temperatura superficial acima de 75 °C por um ou dois minutos. Algumas usinas empregam coletores de caldo, canaletas e tanques de cobre para inibir o crescimento de Leuconostoc. A utilização de bactericidas pode ser efetiva sendo aplicados pelos funcionários por bombas costais nas partes externas e por bombas dosadoras que aplicarão de maneira adequada a quantia certa de bactericida no caldo, dentre os produtos disponíveis estão alvejantes halogenados, formaldeído, compostos de enxofre, tiocarbamatos e quaternário de amônia. Cada um apresenta vantagens e desvantagens e nem todos são aprovados para indústrias alimentícias. Pode ser aplicado sendo acrescentado ao caldo da última moenda, se os caldos sucessivos são reconduzidos às moendas precedentes pela embebição composta. Pode ser acrescentado, também, nos cochos de embebição das moendas sucessivas. Com este fim,emprega-se freqüentemente o formol, ou o "Lystonol S", ou o amônio quaternário. Este último produto é considerado tóxico em certos países e sua adição na fabricação de produtos alimentícios é proibida. Entretanto, na África do Sul (SMRI, rep. n.O 64, 1964, p. 22) foi demonstrado que após a evaporação não resta nenhuma evidencia dele no caldo. Controle da degradação da sacarose nos difusores (mudar) Os difusores não apresentam tanto problema de contaminação microbiana, pois o seu próprio processo em si garante a eliminação desses fatores. São utilizadas altas temperaturas para difusão e também o caldo é tratado com sulfito e cal para o controle de pH reduzindo a formação de microrganismos responsáveis pela deterioração de sacarose. Carlos A. Tambellini Como incrementar o ganho energético industrial utilizando o sistema limpeza a seco Consequências das impurezas no processo industrial Aumento de desgaste na esteira de cana, picadores, desfibradores, moendas, bombas, tubulações, regenadores de calor, aquecedores, partes internas da caldeira, além de ocasionar limpezas mais intensas da fornalha e de outros pontos de coleta de impurezas na caldeira. Interferem no processo de tratamento de caldo provocando acúmulos de terra em caixas de caldo e prejudicando os sistemas de clarificação e filtragem de lodo. Diminui o poder calorífico do bagaço gerado. O desgaste prematuro do sistema de preparo de cana, trás um prejuízo significativo para a operação industrial pelas paradas obrigatórias para manutenção. Os únicos equipamentos de parada periódica para manutenção nas usinas são justamente os picadores e os desfibradores. Estima-se que as impurezas minerais geram um acréscimo de custos de manutenção da ordem de R$ 0,50 a R$ 0,70 por tonelada de cana moída. Alternativa colheita mecanizada cana crua picada. Fonte Empral  O propósito é separar as impurezas vegetais (palhiço) e minerais (terra) da cana na usina.  O processo industrial se beneficia com menor quantidade de impurezas.  O palhiço separado é usado como combustível para geração de eletricidade, aumentando a receita. Composição da cana. Fonte Empral Conseqüência das impurezas no processo industrial. Fonte Empral Consequência das impurezas no processo industrial. Fonte Empral Equipamento Empral para cana picada. Fonte Empral Equipamento Empral para cana inteira. Fonte Empral Equipamento Empral para cana picada. Fonte Empral Equipamento Empral para cana picada. Fonte Empral Equipamento Empral para cana picada. Fonte Empral Equipamento Empral para cana limpeza cana. Fonte Empral JATO DE AR PRINCIPAL SEPARADOR DE IMPUREZAS COM DISCOS ROTATIVOS JATO DE AR SECUNDÁRIO TRANSPORTADOR DE CANA TRANSPORTADOR DE IMPUREZAS MINERAIS TRANSPORTADOR DE CANA ARLMPO CHAPA CURVA DE + PALHA SEPARAÇÃO INERCIAL DIVISOR DE FLUXO TRANSPORTADOR DE PALHA AR LIMPO / PALHA Vegetal separation efficiency, dry basis (%) Limpeza de cana aseco E Evolução Açucareira Quatá CÂMARA 3 DE SEPARAÇÃO DE IMPUREZAS o 5 10 15 2” » Vegetal impurítes, w et basis (%) SAT TO NT AME Alta eficiência na remoção de minerais (> 70%) Baixa eficiência na remoção de vegetais (30 — 50%)