TRATAMENTO DE CALDO E A SUA IMPORTÂNCIA. Carlos A. Tambellini

Transcrição

1 TRATAMENTO DE CALDO E A SUA IMPORTÂNCIA Carlos A. Tambellini

2 PRÉ TRATAMENTO DE CALDO Limpeza da Cana Peneiramento de Caldo Bruto Regeneração de Calor

3 TRATAMENTO DE CALDO Sulfitação Calagem / Dosagem por Sacarato Aquecimento de Caldo Decantação Filtração

4 Limpeza a Seco LIMPEZA DA CANA OPÇÕES PARA LIMPEZA DE CANA Lavagem da Cana

5 LIMPEZA DA CANA VANTAGENS DA LIMPEZA A SECO Não há perda de sacarose Eliminação da palha e parte da areia Impacto ambiental reduzido

6 PENEIRAMENTO DE CALDO FINALIDADE DA PENEIRA Eliminar materiais grosseiros em suspensão, tais como: areia, pedaços de cana e de bagaço (bagacilho).

7 PENEIRAMENTO DE CALDO Peneiras Fixas TIPOS DE PENEIRAS Peneira Cush-Cush Peneiras Vibratórias Peneiras Rotatórias

8 PENEIRAMENTO DE CALDO PENEIRA ROTATIVA PENEIRA ROTATIVA TANQUE PULMÃO

9 TANQUE PULMÃO DE CALDO CONTROLE DE NÍVEL DO TANQUE PULMÃO CALDO ZONA DE ATUAÇÃO PARA ABRIR ZONA DE VARIAÇÃO DE NÍVEL ZONA DE ATUAÇÃO PARA FECHAR TANQUE PULMÃO

10 REGENERAÇÃO DE CALOR OBJETIVO DA REGENERAÇÃO Utilizar fluídos quentes do processo para trocar calor com o caldo até uma temperatura adequada para a sulfitação da ordem de 70ºC, proporcionando assim uma economia de vapor e, consequentemente, de bagaço.

11 REGENERAÇÃO DE CALOR OPÇÕES DE TROCA TÉRMICAT Caldo Misto x Caldo Clarificado Destilaria Caldo Misto x Vinhaça Caldo Misto x Condensado de Vapor Vegetal (90ºC) Caldo Misto x Condensado de Vapor Vegetal de 1º Efeito Pressurizado (112ºC)

12 REGENERAÇÃO DE CALOR TIPOS DE REGENERADORES Regenerador Thermol Regenerador a Placas

13 REGENERAÇÃO DE CALOR REGENERADOR THERMOL

14 REGENERAÇÃO DE CALOR REGENERADOR THERMOL

15 REGENERAÇÃO DE CALOR REGENERADOR A PLACAS COM LIMPEZA QUÍMICA LINHA DE LIMPEZA QUÍMICA CALDO CONDENSADO OU VINHAÇA REGENERADOR

16 REGENERAÇÃO DE CALOR SISTEMAS DE LIMPEZA Química (CIP) Mecânica

17 Descorante Anti-séptico SULFITAÇÃO AÇÃO DO ENXOFRE NO CALDO Precipita colóides orgânicos Reduz viscosidade Atenua a reação de Maillard Evita ação do Leuconostoc

18 SULFITAÇÃO QUALIDADE DO ENXOFRE Pureza : > 99,5% Umidade: < 3% Acidez (como H2SO4): < 0,07 Forma : Peletizado Cinzas : < 0,07% Betume : < 0,3% Arsênio : Isento Embalagem Consumo : Saco/bag : 80 a 200 g/s de açúcar

19 SULFITAÇÃO COMBUSTÃO DO ENXOFRE S + O2 SO2 + calor Liquefação : 120 C Combustão : 250 C Ebulição : 450 C

20 SULFITAÇÃO REAÇÕES QUÍMICAS Reações Importantes: S + O 2 SO 2 + calor SO 2 + H 2 O (caldo) H 2 SO 3 (anidrido de ácido sulfuroso) H 2 SO 3 + Ca (OH) 2 CaSO 3 + 2H 2 O (precipitado)

21 SULFITAÇÃO REAÇÕES QUÍMICAS Reações Indesejáveis veis: Formação de H 2 SO 4 elevada corrosão nas partes em contado. 2SO 2 + O 2 2SO 3 SO 3 + H 2 O (caldo) H 2 SO 4 (ácido sulfúrico) H 2 SO 4 + Ca (OH) 2 CaSO 4 + 2H 2 O O sulfato é parcialmente solúvel e incrustante.

22 SULFITAÇÃO Curvas teórica e experimental de equilíbrio termodinâmico entre SO 2 e SO 3 nos gases de combustão de enxofre % em volume de SO 3 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Experimental Teórico 0, % em volume de SO 2

23 SULFITAÇÃO FORNOS DE ENXOFRE Material de construção do forno : ferro fundido ou aço carbono Área de combustão : 0,02 m²/tch Fornos compridos são mais eficientes (comprimento = 3 diâmetros). Rotação 0,3 a 3 rpm com inversor de frequência.

24 SULFITAÇÃO FORNOS DE ENXOFRE Teor de SO 2 nos gases : 10 a 14% SO 2 Combustor de alvenaria com estrutura metálica. Tamanho/volume : ~0,08 m³/tch. Os gases devem sofrer rápido resfriamento entre o sublimador e a coluna através de camisa de água fria na tubulação de gases.

25 SULFITAÇÃO TIPOS DE SULFITADOR Multijato Coluna com Bandejas Coluna com Bicos Aspersores Sistema Misto com ou sem Recirculação de Caldo

26 SULFITAÇÃO TIPOS DE EXTRAÇÃO DE GASES Ejetor a Vapor Ejetor com Ar (Ventoinha) Exaustor Multijato

27 SULFITAÇÃO INSTALAÇÃO DE SULFITAÇÃO CALDO COLUNA DE SULFITAÇÃO COLUNA DE RESFRIAMENTO DE GASES CÂMARA DE SUBLIMAÇÃO FORNO

28 SULFITAÇÃO COLUNA DE SULFITAÇÃO

29 É fabricado com caldo sulfitado. A cor é importante. Consegue-se fabricar açúcar cristal direto com cor de UI. SULFITAÇÃO AÇÚCAR CRISTAL BRANCO O nível de enxofre no açúcar é desprezível. Vinhos recebem SO 2 depois de prontos para ajustes de cor e como anti-séptico.

30 SULFITAÇÃO AÇÚCAR DEMERARA OU V.H.P. Não são sulfitados A cor não é limitante

31 CALAGEM AÇÃO DA CALAGEM NO CALDO Purificação física através da formação e precipitação de substâncias insolúveis.

32 Natureza: Rocha CaCO3 CaCO3 + Calor CaO + CO2 CaO + H2O Ca (OH)2 Consumo: CALAGEM CAL - Açúcar Demerara ou VHP = 200 g/sc açúcar - Açúcar Cristal = 200 a 500 g/sc aç.

33 CALAGEM QUALIDADE DA CAL VIRGEM Teor de CaO = 85 a 90% Pedras brancas de tamanho homogêneo. Embalagem bag/granel. Armazenamento em silo ou depósito. HIDRATADA Teor de Ca (OH)2 > 90% Umidade < 2% Embalagem bag Armazenamento em silo ou depósito.

34 CALAGEM REAÇÃO QUÍMICA Ca 2+ + HPO 4 2- CaHPO 4 Os fosfatos orgânicos e inorgânicos reagem com o cálcio (Cal) e formam compostos do tipo fosfato ácido de cálcio (CaHPO 4 ) que são precipitáveis e que em presença de polímeros incorporam impurezas tipo colóides em suspensão no caldo e as transformam em lodo.

35 CALAGEM REAÇÃO QUÍMICA A somatória entre o teor de P 2 O 5 orgânico (cana) com o P 2 O 5 inorgânico (adicionado) deverá ser da ordem de 300 ppm para se obter uma boa clarificação; De modo geral é necessário complementar fósforo (P 2 O 5 ) no caldo para melhorar as condições do tratamento até cerca de 300 ppm de P 2 O 5.

36 CALAGEM SISTEMA DE HIDRATAÇÃO Manual em tanques de alvenaria. Contínuo em tambores rotativos. Maturação do leite de cal por cerca de 24 h em solução com ~15 Bé ou seja 200 g/l de Ca (OH)2 à 20 C. Controle de ph no caldo: - Açúcar branco - 6,8 / 7,0 - Açúcar V.H.P./Demerara - 7,0 / 7,2

37 CALAGEM PREPARO DE LEITE DE CAL TANQUES DE LEITE DE CAL SILO HIDRATADOR

38 DOSAGEM POR SACARATO DE CÁLCIOC AÇÃO DA CALAGEM POR SACARATO As reações e o efeito da dosagem a partir do sacarato de cálcio são os mesmos que ocorrem na calagem com o leite de cal.

39 DOSAGEM POR SACARATO DE CÁLCIOC VANTAGENS O hidróxido de cálcio dissolve mais facilmente em soluções de açúcar, formando sacaratos, que em soluções aquosas As reações ocorrem mais rapidamente entre o fosfato presente no caldo e o cálcio

40 DOSAGEM POR SACARATO DE CÁLCIOC PREPARO DO SACARATO O sacarato de cálcio é preparado a partir de 1 parte de leite de cal 15ºBé com 10 partes de caldo clarificado ou 2,5 partes de xarope.

41 DOSAGEM POR SACARATO DE CÁLCIOC SISTEMA CONTÍNUO DE DOSAGEM TANQUE LEITE CAL 15ºBé PARA AQUECEDORES CALDO OU XAROPE PREPARO DE SACARATO CALDO SULFITADO TANQUE PULMÃO DE SACARATO

42 AQUECIMENTO DE CALDO OBJETIVO DO AQUECIMENTO Elevar a temperatura do caldo até 105ºC visando remover albuminas, impurezas coloidais e desaerar as impurezas fibrosas por flashing.

43 AQUECIMENTO DE CALDO OPÇÕES DE SANGRIA Sangria de 1º Efeito (VV1) Sangria de 2º Efeito (VV2) Sangria de 3º Efeito (VV3) Sangria de 4º Efeito (VV4) T VAPOR (ºC) T CALDO (ºC)

44 AQUECIMENTO DE CALDO TIPOS DE AQUECEDORES Aquecedor Casco e Tubos Horizontal Vertical Aquecedor a Placas

45 AQUECIMENTO DE CALDO AQUECIMENTO DE CALDO AQUECEDORES HORIZONTAIS

46 AQUECIMENTO DE CALDO AQUECIMENTO DE CALDO AQUECEDOR HORIZONTAL

47 AQUECIMENTO DE CALDO AQUECEDOR VERTICAL VAPOR DEGASAGEM CALDO AQUECEDOR AQUECEDOR AQUECEDOR AQUECEDOR TQ CONDENSADO

48 AQUECIMENTO DE CALDO AQUECIMENTO DE CALDO AQUECEDOR VERTICAL

49 AQUECIMENTO DE CALDO SISTEMAS DE LIMPEZA Mecânica Hidrojateamento Química

50 DECANTAÇÃO TIPOS DE DECANTADORES Decantador Rápido Decantador Multi-Feed

51 DECANTAÇÃO SISTEMA DE DECANTAÇÃO FLASH AQUECEDORES DE CALDO LODO CALDO DOSADO DECANTADOR CALDO CLARIFICADO TANQUE PULMÃO TQ POL.

52 DECANTAÇÃO DECANTADOR RÁPIDO

53 DECANTAÇÃO DECANTADOR MULTI - FEED

54 DECANTAÇÃO DECANTADOR MULTI-FEED X DECANTADOR RÁPIDOR VANTAGENS DESVANTAGENS MULTI-FEED - Menor exigência de controle - Menor consumo de polímero. - Maior retirada de bagacilho. - Maior custo de implantação. - Maior degradação e infecção (maior tempo de residência). RÁPIDO - Menor tempo de residência. (menor degradação e infecção) - Menor custo de implantação e manutenção. - Maior consumo de polímero. - Maior exigência de controle. - Menor retirada de bagacilho.

55 FILTRAÇÃO DE LODO TIPOS DE FILTROS Prensa Desaguadora Filtro Rotativo

56 FILTRAÇÃO DE LODO INSTALAÇÃO DE FILTRO PRENSA LODO BALÃO CALDO FILTRO MOEGA CAIXA CALDO FILTRADO TQ POLÍMERO TQ ÁGUA TQ CAL CONDENSADA

57 FILTRAÇÃO DE LODO INSTALAÇÃO DE FILTRO PRENSA

58 FILTRAÇÃO DE LODO INSTALAÇÃO DE FILTRO ROTATIVO FILTRO MULTIJATOS CAIXA ÁGUA MULTIJATOS CAIXA LODO CAIXA CALDO FILTRADO

59 FILTRAÇÃO DE LODO Filtro Prensa x Filtro Rotativo VANTAGENS DESVANTAGENS ROTATIVO - Menor consumo de polímero. - Maior área ocupada. - Maior custo de manutenção. - Maior quantidade de torta. PRENSA - Melhor qualidade do caldo filtrado. - Facilidade operacional. - Pode operar sem bagacilho. - Maior capacidade unitária. - Maior consumo de polímero. - Gera água de lavagem de tela com açúcar (~0,5 B). (usar na embebição) - Caldo filtrado mais diluído ( ~ 2 B)