CAPÍTULO I - BENEFICIAMENTO NO BRASIL E MS - 07 CAPÍTULO II - A QUALIDADE DA FIBRA E OS MERCADOS - 12

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2 ÍNDICE Introdução 05 CAPÍTULO I - BENEFICIAMENTO NO BRASIL E MS - 07 O Conteúdo 06 A História 07 O Beneficiamento 08 A Produção no Brasil e no MS 10 Conclusão 11 CAPÍTULO II - A QUALIDADE DA FIBRA E OS MERCADOS - 12 Demanda dos Mercados 12 Avaliação da Fibra de Algodão 12 Classificação do Algodão 14 Exemplo de Ganho na Classificação pela Gestão na Algodoeira 15 Conclusão 16 CAPÍTULO III - BENEFICIAMENTO DO ALGODÃO, QUALIDADE E CUSTO - 17 A Fibra do Algodão 17 O Índice de Neps 20 Beneficiamento e Qualidade 21 Conclusão Beneficiamento e Qualidade 23 A gestão dos Custos no Beneficiamento 24 Conclusão 25 CAPÍTULO IV - PRINCIPAIS PROBLEMAS DO BENEFICIAMENTO - 27 Principais Contaminantes do Algodão 27 Principais limites do beneficiamento 29 Principais limites dos processos de beneficiamento 30 Principais limites dos projetos de beneficiamento 31 Principais limites do estado e da manutenção dos materiais 32 Principais limites de Investimentos 32 Principais limites de segurança Principais limites de conhecimento/capacitação

3 ÍNDICE CAPÍTULO V - A GESTÃO DA LIMPEZA NA ALGODOEIRA - 34 Introdução 34 Limpeza do Algodão em Caroço ou Pré-Limpeza 34 O Limpador do Algodão em Caroço 35 O Extrator de Algodão em Caroço 37 O Alimentador de Descaroçador 38 Conclusão Limpeza do Algodão em Caroço 40 A Limpeza da Fibra 41 O Limpador Centrífugo 41 O Limpador de Serra (limpa pluma) 42 Instalação e Dimensionamento 43 Parâmetros de Funcionamento Importantes 45 Regulagens 45 Conclusão Sobre Limpeza de Pluma Conclusão Geral Sobre Limpeza CAPITULO VI A GESTÃO DA UMIDADE 49 Introdução 49 Umidade e Armazenamento 50 Umidade e Beneficiamento 50 A secagem do Algodão em Caroço 51 A Umidificação do Algodão em Caroço 52 Conclusão Sobre a Secagem e a Umidificação 56 CAPITULO VII A GESTÃO QUALIDADE NO BENEFICIAMENTO 57 Generalidades 57 Exemplos de Medições e Monitoramento na Usina 57 Os Recursos a Disposição do Beneficiador 58 As Peritagens de Usina 59 O Laboratório de Tecnologia da Fibra 59 Conclusão Gestão para Conciliar Lucro e Qualidade dos Produtos 60 03

4 ÍNDICE CAPÍTULO VIII PRENSAGEM E EMBALAGEM DA FIBRA 61 Equipamentos 61 Amarração 64 Armazenagem 66 Armazenagem a Céu Aberto (ao tempo) 66 Armazenagem em Ambiente Fechado (galpões) 67 Emblocamento 68 CAPÍTULO IX AS REGULAGENS PRINCIPAIS DO PROCESSO DE BENEFICIAMENTO 69 Generalidades 69 Segurança 69 Regulagens Gerais 70 Regulagens das Principais Máquinas de Beneficiamento 70 Desmanchador de Fardões 70 Separadores 70 Limpadores Inclinados 70 Extratores (Stick Machine) 71 Alimentadores de Descaroçadores 71 Máquina no Tipo Mitchell Standard e Super Mitchell 72 Ajustes para Máquinas de Média e Alta Capacidade 72 Descaroçadores 73 Máquina de Média e Alta Capacidade 74 Limpadores de Plumas de Serra 75 Máquinas do Tipo Constellation e Máquinas de Alta Capacidade 76 CAPÍTULO X TRANSPORTE DO ALGODÃO EM CAROÇO DA LAVOURA PARA A USINA - 78 Os Cuidados com o Carregamento, Descarga e Transporte 82 Consequências Provocadas pelo Transporte Inadequado 84 Conclusão 84 04

5 INTRODUÇÃO Em uma unidade industrial de descaroçamento, bons desempenhos dependem obviamente do equipamento, mas também da competência do pessoal, da regularidade da manutenção, do cumprimento das regulagens e ritmos recomendados pelo construtor. Não respeitar estes princípios acarreta uma queda no ritmo de produção e na qualidade dos produtos, enquanto aumentam os custos e danos aos equipamentos. O papel do gerenciamento consiste em assumir o programa de manutenção, garantir uma boa comunicação junto aos empregados, envolvê-los e responsabilizá-los com as operações de manutenção, segurança e ações que garantem um funcionamento econômico e satisfatório do ponto de vista da qualidade. O resultado do produtor é parcialmente condicionado à qualidade da fibra. As práticas de produção, em especial o beneficiamento, geram um impacto muito significativo sobre a qualidade do algodão em caroço e da fibra. Os melhores equipamentos nada podem sem o melhor pessoal. Um pessoal competente adquire, assimila e utiliza a informação. Um pessoal formado e informado é capaz de tomar as decisões certas. Por isto, recomenda-se que o pessoal tenha oportunidades e seja beneficiado com uma formação regular, em particular no que tange ao manejo dos equipamentos, à manutenção, às regulagens e à segurança. Esta cartilha é uma iniciativa da AMPASUL (Associação Sul-Matogrossense de Produtores de Algodão) e tem por objetivo orientar de maneira simples, prática e objetiva, aos operadores de máquinas e gestores das usinas de beneficiamento de algodão de empresas ou de produtores associados. O foco buscado pela AMPASUL é de alavancar a capacitação como instrumento essencial para manutenção da sustentabilidade da atividade, baseada na maior eficiência das pessoas envolvidas, seja num patamar gerencial ou operacional, procurando explorar e aplicar seus conhecimentos. Com isso, motivar para o crescimento profissional, tendo como conseqüência mais qualidade técnica nas ações, diminuição de custos nos processos e maior rentabilidade das usinas. As tomadas de decisões dentro da cadeia produtiva do algodão, mais especificamente no processo de beneficiamento, estão realmente baseadas numa condição de qualidade do operador ou gerente, que pode impactar no produto final e condicionar diretamente as reações de mercado. Isso faz com que os industriais da área, produtores ou não, desenvolvam cada vez mais uma gestão empresarial e profissional. Introdução 05

6 O CONTEÚDO Esta cartilha discorre sobre vários temas tratados pelo beneficiamento do algodão, com informações de diversas bibliografias e também provenientes da experiência de 25 anos aplicada pelos especialistas da Cotimes do Brasil em trabalhos desenvolvidos nas diversas regiões do Brasil, onde o comprometimento com o beneficiamento, a qualidade, a capacitação e o profissionalismo da cadeia produtiva do algodão são elos prioritários dessa corrente rumo a excelência. Os assuntos abordarão os principais aspectos técnicos importantes e inerentes às rotinas de beneficiamento e serão apresentados através de tópicos pontuais dos processos, com dicas e comentários específicos de cada etapa. O trabalho expõe um conteúdo enriquecido com desenhos, figuras e fotografias, para facilitar a identificação e o aprendizado por parte dos usuários. O conteúdo desta cartilha será dividido em capítulos que tratarão sobre: Capítulo 1 - Beneficiamento no Brasil e no MS; Capítulo 2 - Qualidade da fibra e mercados; Capítulo 3 - Beneficiamento do algodão, qualidade e custo; Capítulo 4 - Principais problemas do beneficiamento; Capítulo 5 - Gestão de limpeza na algodoeira; Capítulo 6 - Gestão de umidade; Capítulo 7 - A gestão de qualidade no beneficiamento; Capítulo 8 - As regulagens principais no processo de beneficiamento; Capítulo 9 - Transporte do algodão em caroço da lavoura para usina; Capítulo 10 - Prensagem, embalagem e armazenagem da fibra. É importante salientar que, a eficiência da aplicação das informações contidas neste documento depende da capacitação técnica e nível de conhecimento dos leitores e usuários. Dica: O operador de máquina (maquinista) é o gerente do seu processo que é operar máquina. Portanto, seu conhecimento deve ser constantemente alimentado, atualizado e reciclado. O CONHECIMENTO é algo que será levado com o indivíduo por onde este for, independente dos caminhos e dos meios. Depende somente de querer e aproveitar as oportunidades de tê-lo consigo. O Conteúdo 06

7 CAPÍTULO I BENEFICIAMENTO NO BRASIL E MS A HISTÓRIA A cultura do algodão no Brasil teve início em meados do século XVIII, com a revolução industrial na Europa. O primeiro grande produtor foi o Estado do Maranhão que em 1760 começou a produzir e exportar para Portugal, que por sua vez, exportava para a Inglaterra, centro da indústria têxtil na Europa. O beneficiamento do algodão no Brasil tem seu início na mesma época. Contando com a mão de obra de escravos (figura 1), através de um método manual primitivo, utilizava um aparelho denominado churka oriental (figura 2-2 rolos que se movem em sentido contrário), embora já existissem em outros países como Estados Unidos e Inglaterra, processos mecanizados. Foto: CIRAD Figura 1: 1: Idéia Idéia da da produção produção algodoeira algodoeira na época na época de 1760 de 1760 Figura Figura 2: 2: Modelo Modelo de de churka churka oriental oriental Foto CIRAD São Paulo se firmaria depois como grande centro produtor com a vinda de alguns imigrantes norteamericanos. Eles traziam tecnologias mais avançadas de beneficiamento e também sementes de algodão herbáceo, de fibra mais curta que os do nordeste, porém, muito mais produtivos plantados anualmente. De São Paulo o algodão expandiu-se para o Paraná, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul e Goiás, formando a zona meridional, responsável pela grande produção algodoeira do Brasil. Com a expansão da cultura no Paraná na década de 80, as usinas que estavam desativadas no nordeste do Brasil e algumas em São Paulo, foram deslocadas para o estado, a fim de suprir a demanda de beneficiamento criada pelo crescimento. Beneficiamento no Brasil e MS 07

8 A mesma coisa veio a acontecer quando, por problemas financeiros e de manejo fito-sanitário, ocorreu a migração da lavoura para a zona do cerrado brasileiro. Os produtores que empreenderam nestas regiões, trouxeram consigo as usinas que foram sendo desativadas no Paraná. Em Mato Grosso do Sul, o cultivo do algodão começou pela região sul, com a implantação da Colônia Agrícola Federal de Dourados abrangendo os municípios de Naviraí, Fátima do Sul, Glória de Dourados e Deodápolis, entre outras. Inicialmente por intermédio de agricultores nordestinos e da migração de pequenos agricultores (figura 3) que já plantavam algodão em São Paulo e no Paraná. Com o propósito de promover melhores condições de produção aos cotonicultores da região, foi criada em dezembro de 1978 a COPASUL - Cooperativa Agrícola Sul-Mato-Grossense (figura 4), que implantou em Naviraí, na década de 80, sua primeira usina de beneficiamento tida como a mais moderna do Brasil. Figura 3: Migrantes do algodão em Mato Grosso do Sul Figura 4: Usina da Copasul em Naviraí - MS Somente na década de 90 é que a planta passou a ser desenvolvida na região centro-oeste e norte do estado, especialmente nos municípios de Chapadão do Sul, São Gabriel do Oeste e Costa Rica, aonde o algodão se desenvolveu com seu novo perfil produtivo. O BENEFICIAMENTO O descaroçamento é um dos processos mais importantes da cadeia produtiva do algodão. Sua qualidade é totalmente dependente de uma colheita bem feita. Pensar em aumentar os seus rendimentos colhendo fora das normas recomendadas (principalmente de umidade do algodão, velocidade e ajustamentos), é um erro, pois tanto o custo do descaroçamento será elevado como a qualidade da fibra será reduzida. O número de usinas de descaroçamento nos diferentes estados produtores depende dos níveis de produção (produto/área) e da capacidade individual de produção de cada usina. Beneficiamento no Brasil e MS 08

9 Em Mato Grosso do Sul, o parque industrial também evoluiu e atualmente conta com máquinas de diferentes tipos de desenho, ou seja, de processos modernos e antigos. O índice de usinas com processos modernos no MS são similares ao montante no Brasil (figura 5) com 15%, enquanto as usinas que possuem processos de modelo e fabricação antigas somam 85%. Somente na década de 90 é que a planta passou a ser desenvolvida na região centro-oeste e norte do estado, especialmente nos municípios de Chapadão do Sul, São Gabriel do Oeste e Costa Rica, aonde o algodão se desenvolveu com seu novo perfil produtivo. Figura 5: Proporção de usinas modernas e antigas no Brasil Para a safra 2008/09, segundo dados da AMPASUL, estavam em atividade cerca de quinze algodoeiras que supriam aproximadamente uma área de 38 mil hectares. As usinas antigas são de pequena capacidade, concebidas para algodões colhidos manualmente. A sequência de máquinas, desenvolvidas nos EUA nos anos 50, é baseada num conjunto de 5 a 6 descaroçadores de tipo Murray 80 ou 90 serras (figura 6). Estas usinas produzem de 8 a 12 fardos de 200 Kg por hora e por conjunto, a um custo bastante elevado. As usinas comportam de 1 a 4 conjuntos. A qualidade de fibra obtida não está de acordo com as ambições da cadeia de produção para o mercado internacional. Estes equipamentos ainda são fabricados no Brasil por dois dos construtores nacionais. As usinas modernas e de capacidade elevada são de fabricação americana ou brasileira. Os seus processos são tecnologicamente bem mais avançados e mais adaptados à colheita mecânica (secagem, limpeza do algodão em caroço e da fibra, automatização), com 2 a 3 descaroçadores de capacidade máxima de 15 fardos por hora (figura 7). As usinas modernas são amplamente automatizadas e precisam de pouca mão de obra. Figura 6: Conjunto típico de uma usina antiga Figura 7: Usina moderna de fabricação brasileira Beneficiamento no Brasil e MS 09

10 A PRODUÇÃO NO BRASIL E NO MS Como poderemos ver nos gráficos abaixo (figuras 8 e 9), a produção do algodão no Brasil elevou-se fortemente nos últimos anos, vindo a diminuir na safra 2007/08 devido a conjuntura econômica do agronegócio e as condições desfavoráveis de mercado. Apesar disso, as exportações continuaram crescendo e parte desse quadro se deve à qualidade da fibra brasileira. Fica mais evidente com isto, o quanto se deve atentar para a questão do beneficiamento, pois é um processo que pode ajudar muito na manutenção da credibilidade e na rentabilidade do produtor. O papel dos gerentes de cada um dos processos que envolvem o beneficiamento é muito mais importante do que se considera. Figura 8: Produção de fibra do Brasil e do Mato Grosso do Sul Figura 9: Exportação do Brasil e do Mato Grosso do Sul Manter o cliente e aumentar o mercado depende de ações e de produtos que possam atraí-los. Aproveitar as oportunidades junto aos mercados também é uma ação que deve ser buscada. E para isso a qualidade é importante, como compara, por exemplo, os gráficos das produções africanas e no MS (figuras ). Beneficiamento no Brasil e MS 10

11 Figura 10: Repartição da produção de Fibra da África Ocidental entre tipos Figura 11: Repartição da produção de fibra verificada em 2 usinas do Mato Grosso do Sul por tipo Figura 12: Repartição da produção de fibra verificada em 2 usinas do Mato Grosso do Sul por folha CONCLUSÃO *No Brasil a colheita é essencialmente mecânica; *O algodão em caroço é carregado de matérias estranhas; *A época de descaroçamento pode muitas vezes chegar ao período úmido; *As usinas antigas apresentam limites, como veremos no capítulo IV; *As usinas antigas melhoraram muito os limites, mas ainda apresentam deficiências, seja de processo ou de gestão; Portanto, a vontade de melhorar e progredir apesar das crises que se apresentam, é elogiável por parte dos produtores e das associações que os representam e que preparam o futuro da cotonicultura no Brasil e nos estados. A capacitação é um instrumento muito especial e que traz muitos resultados positivos, desde que aplicados devidamente e continuado, podendo melhorar a qualidade e a utilização planejada do processo para reduzir o custo de produção. Esta cartilha é mais um passo que a AMPASUL está dando, com seus parceiros e associados, na busca do melhor para todos e progresso da cadeia produtiva do Mato Grosso do Sul e do Brasil. Aproveite-a! Beneficiamento no Brasil e MS 11

12 CAPÍTULO II A QUALIDADE DA FIBRA E OS MERCADOS DEMANDA DOS MERCADOS O mercado geralmente condiciona a produção da fibra devido aos preços pagos por sua oferta, por suas características de aspecto e de qualidade intrínseca. O produtor deve junto com o beneficiador produzir uma fibra correspondente aos mercados e contratos a serem cumpridos. Os mercados do mundo do algodão trabalham baseados na oferta de produto e na qualidade destes, aplicando nesse comércio, ágios e deságios que são frutos da classificação de qualidade da fibra. A produção de algodão do Mato Grosso do Sul, embora pequena (figura 13) em comparação com estados como Mato Grosso e Bahia, é um importante pólo de desenvolvimento da atividade na região e procura cada vez mais ocupar espaços e aproveitar das oportunidades comerciais que chegam até os produtores. Figura 13: Produção de fibra Brasil vs MS em 2008 (x 1000 t ) As indústrias têxteis sempre buscam a melhor qualidade de fibra, pelo melhor preço. As fiações se interessam por várias características da fibra, muitas delas influenciadas pelo beneficiamento do algodão em caroço. O mercado externo é bem mais exigente do que o do Brasil quanto à qualidade. Ele apresenta grande concorrência, com abundante oferta de tipos de algodão que associam grau superior e características intrínsecas de alto nível. Esses tipos de algodão resultam de colheita manual (África) ou de práticas agrícolas e industriais bem controladas (Austrália). A fibra de Mato Grosso do Sul apresenta características intrínsecas satisfatórias para atender ambos mercados. Ampliar o espaço do algodão de Mato Grosso do Sul e a sua remuneração no mercado depende dos produtores (notadamente, a colheita) e dos beneficiadores. É fundamental que o gerente da algodoeira ou o maquinista que responde pelo desempenho do processo, estejam devidamente aptos a reconhecer as exigências do mercado para poder planejar, medir, controlar e atender aos requisitos dos clientes. AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA FIBRA DE ALGODÃO A fibra de algodão é classificada com base em suas características intrínsecas e extrínsecas, as características intrínsecas são geralmente muito importantes para a fiação. São propriedades físicas da fibra determinadas durante e após a formação. As principais são: Qualidade das fibras e os mercados 12

13 *Os parâmetros de comprimento: numa amostra de algodão, o comprimento das fibras é muito heterogêneo. Vários parâmetros são necessários para descrever o comprimento da fibra, tais como o comprimento comercial (UHML e Staple, em mm ou polegadas), a uniformidade de comprimento (UI em %) e a taxa de fibras curtas representando a proporção de fibras de comprimento < 12.7 mm ou 0.5 presentes na amostra (SFC ou SFI, ou SF em %); *A resistência é a força necessária para romper um pequeno pacote de fibras (STR em gf/tex); *O Índice Micronaire é uma característica que representa o complexo maturidade - finura (IM, sem unidade); *A cor composta da refletância ou brilho que representa a capacidade do algodão a refletir a luz (Rd, em %), e do Índice de amarelamento (+b, sem unidade). As características de comprimento e de cor são fortemente impactadas pelo beneficiamento. Algumas práticas de beneficiamento podem reduzir a resistência. As características extrínsecas também têm importância para a indústria têxtil, pois alem da qualidade dos produtos acabados, condicionam as perdas de matéria e de produtividade. As principais são: *A contaminação representa a presença de matéria estranha na fibra como fragmentos de matéria vegetal (folhas, caules, casquinha e caroço, capim) (figura 14), açúcar (pegajosidade), matérias plásticas, minerais (areia, poeira), metálicas ou químicas (óleo, graxa). O beneficiamento elimina uma parte da contaminação vegetal e mineral (limpeza), mas pode provocar uma contaminação química. *Os neps são nós de fibras ou fragmentos de casca de caroço com fibras. Os neps de fibra são essencialmente criados pelo processo de beneficiamento, dependendo da composição e da operação da sequência de máquinas. Os neps afetam a produtividade da fiação e o aspecto do produto acabado. *A preparação representa a regularidade de aspecto da massa de fibra; é considerada pela indústria Figura 14: Contaminação vegetal da fibra têxtil como testemunha de um tratamento violento da fibra no beneficiamento. A preparação pode aparecer em vários pontos do processo por tratamento forçado (cadências de produção elevadas) ou inadaptado (processamento de matéria úmida) (Figura 15). Figura 15: Fibra apresentando preparação Qualidade das fibras e os mercados 13

14 CLASSIFICAÇÃO DO ALGODÃO A classificação do algodão segue um regulamento técnico definido pelo Ministério da Agricultura, através da Instrução Normativa 63 de 05 de dezembro de 2002 e dispõe sobre a Identidade e Qualidade para a Classificação do Algodão em Pluma. Item 4: O algodão em pluma será classificado por tipo e comprimento das fibras, sendo que o Tipo será determinado levando em conta a cor das fibras, a presença de folhas que irá caracterizar as impurezas e o modo de preparação (beneficiamento) do produto. A classificação pode ser visual, pela qual se define o padrão, e é baseada sobre características de fibras extrínsecas (preparação, impurezas) e intrínsecas (cor). O padrão chamado de base é o Um algodão 31-3 é um produto de melhor qualidade do que o 41-4, enquanto o 51-5 é um algodão pior. O classificador utiliza referência de padrões físicos para definir o padrão de classificação visual (figura 16). O primeiro dígito representa o tipo (preparação, de 1 à 7), o segundo a cor (1 à 4), e o último a folha (contaminação 1 a 7). Figura 16: Padrões físicos USDA Uma maneira mais eficiente e objetiva de efetuar a classificação é por meio de um aparelho chamado HVI (High Volume Instrument), que determina muitas medidas das características das fibras tais como comprimento comercial, fibras curtas, resistência, alongamento, micronaire, cor (Rd, +b, quadrante), impurezas (Trash), e as vezes neps, de forma automática e rápida (figura 17). Nos Estados Unidos, toda a safra de algodão é submetida à classificação pelo método HVI. O Brasil tem mais de 30 instrumentos de classificação situados em laboratórios e cooperativas (BM&F, Associações de Produtores, Cooperativas, S.G.S, Kuhlmann, etc.). A classificação instrumental ainda não é obrigatória, mas uma exigência de mercado. Entre as vantagens de adoção desse sistema, Figura 17: Instrumento HVI de última geração estão o fornecimento de lotes homogêneos, certificação da origem da produção e a possibilidade de implantação de rastreabilidade total, desde o produtor até o consumidor. A classificação instrumental é uma etapa fundamental para a exportação e garantia de um selo de qualidade. O condicionamento do ar é fundamental para a classificação instrumental. A umidade relativa e a temperatura são controladas conforme as normas internacionais ASTM D1776 e ISO 139: Qualidade das fibras e os mercados 14

15 *Temperatura regulada a +20 C +/- 0.5 C; *Umidade Relativa regulada a 65% +/- 2%; *A umidade da fibra condicionada deve ficar entre 6,75 e 8,25 %. A classificação do algodão é um importante instrumento na valorização do produto para o mercado, porém é muito útil para uma avaliação das calibrações e funcionamento do processo de descaroçamento. O gerente, operador, maquinista, produtor ou pessoa diretamente envolvida com os processos na algodoeira e que usa a classificação para avaliar os trabalhos e resultados do beneficiamento, está sem dúvida adiantada na busca contínua por melhorias e por retornos de rentabilidade mais satisfatórios. Vejamos um exemplo de como fazer e como pode ser útil esta avaliação. Para a negociação no mercado, seja interno ou externo, são utilizadas informações dadas pela classificação e comparadas com tabelas oficiais que determinam os índices aceitáveis, incorrendo em ágios ou deságios quando não são cumpridos. Essas tabelas fazem parte da Instrução Normativa 63 do MAPA, as quais são demonstradas no ANEXO 1 desta cartilha. EXEMPLO DE GANHO NA CLASSIFICAÇÃO PELA GESTÃO NA ALGODOEIRA Todos os estudos mostram que a prática da umidificação antes do descaroçador tem um efeito positivo direto sobre o comprimento comercial e a taxa de fibras curtas. Pode-se ganhar em média 1/32 de comprimento e diminuir em 2% a taxa de fibra curta quando a umidade da fibra do algodão em caroço é aumentada em 2 pontos percentuais, por exemplo de 4.5 para 6.5 % (USDA). O interesse da umidificação do algodão em caroço então permite melhorar o valor comercial da fibra, a produtividade e aumentar o rendimento de beneficiamento. Dadas as baixas condições higrométricas durante a safra no Mato Grosso do Sul, umedecer o algodão em caroço é altamente justificado. Visto este fato através da classificação do algodão, onde o índice de fibras curtas é verificado, podemos considerar a seguinte situação para ilustrar o exemplo: Qualidade das fibras e os mercados 15

16 Num take-up (conferência do produto efetuado pelos interessados compradores através das amostras retiradas dos fardinhos) de uma carga de 127 fardinhos de 200 kg ou kg de fibra, cujo algodão em caroço não foi umidificado, registrou-se nos relatórios de HVI o índice médio de comprimento de fibra de 1.3/32 (polegada) ou 27,3 a 27,9 mm. Este algodão registrou 4,5% de umidade antes de entrar no descaroçador. A arroba(@) do algodão valia R$ 34,00 e o fardinho de 200 kg então valia R$ 453,00. O valor da carga ficou em R$ ,00. Conforme citado nesta cartilha, os estudos nos mostram a possibilidade de obter um ganho com a utilização da umidificação do algodão em caroço antes de descaroçar. Neste caso, com uma umidade de 6,5%, seria possível conseguir uma fibra com comprimento médio de 1.1/8 ou 28,0 a 28,7 mm. Seguindo a tabela de ágios e deságios (tabela I CONAB comunicado 030 safra 2008/09 - anexo 1) seria implementado um ágio no valor de R$ 0,066 por kg/fibra ou R$ 0,99/@ ou ainda R$ 13,17 por fardinho. Assim, a mesma carga com 127 fardinhos somaria R$ ,00, ou seja, uma diferença de R$ 1.673,00. Para uma produção de fardinhos, o ganho poderia chegar a R$ ,00. CONCLUSÃO: O beneficiador tem um papel muito importante para a qualidade. Os resultados da comercialização nos mercados podem chegar a valores muito significativos em relação ao valor da carga ou a uma safra, o que confirma a necessidade de uma gestão muito qualificada do processo de beneficiamento. Por isto, tenha sempre em mãos o gerenciamento das ações de sua usina, controlando-as, medindo os resultados e buscando sempre as melhorias. Qualidade das fibras e os mercados 16

17 CAPÍTULO III BENEFICIAMENTO DO ALGODÃO, QUALIDADE E CUSTO INTRODUÇÃO O beneficiamento do algodão consiste em separar a fibra do caroço. É a primeira etapa de transformação do algodão, essencial para a sua valorização. O impacto do beneficiamento é significativo, sobre o custo e o valor da fibra. Beneficiar bem é beneficiar com custo mínimo, assegurando uma boa valorização do potencial de qualidade do algodão em caroço. O contexto exige a gestão da qualidade dos produtos, pois: - A fiação é o principal usuário; - A parte da fibra no custo de produção do fio é de 40 à 60 %; - As fiações têm exigências, seja no mercado interno ou externo; - A classificação HVI revela o efeito do beneficiamento. Os encarregados da usina devem entender e levar em conta a qualidade, para poder produzir o necessário ao cumprimento dos contratos ou para conseguir outros com lucro maior. O potencial de qualidade é máximo quando da abertura das maçãs. Após, ocorre degradação antes e durante a colheita. O beneficiamento tem efeitos positivos e negativos segundo as características de fibra e caroço consideradas. O beneficiador tem um papel muito importante na qualidade A FIBRA DE ALGODÃO A fibra de algodão é uma célula do tegumento do caroço que cresce muito em comprimento e se enche por depósito progressivo de celulose contra a parede primária (figura 18). Na base, o pé estreito mantém a fibra solidaria da camada externa da casca do caroço (figura 19). Quando uma força puxa a fibra, a estrutura fina do pé favorece a ruptura da fibra na base, deixando uma cratera na superfície do caroço (figura 20). Figura 19: O pé da fibra Neste caso, o comprimento da fibra é preservado. Quando a fibra é beneficiada seca, há o risco de que a ruptura da fibra ocorra num outro lugar, reduzindo o comprimento e criando fibras curtas. É uma demonstração de que há necessidade de umidificar a fibra antes da entrada no descaroçador. Figura 18: Estrutura da fibra de algodão Beneficiamento do algodão, qualidade e custo 17

18 Na abertura do capulho, a fibra resseca e pega uma forma mais ou menos torcida (Figura 21), dependendo da importância do depósito de celulose (maturidade) (figura 22). Figura 20: Ruptura da fibra na base Figura 21 : A fibra seca é torcida A fibra de algodão é uma fibra natural e um produto agrícola, o que significa heterogeneidade de forma, de cor e presença de contaminação essencialmente pela colheita (figura 23). O controle da qualidade começa na colheita. Figura 22: Variação de maturidade Figura 23 : Heterogeneidade de forma, de cor e presença de contaminação Parâmetros de qualidade afetados pelo beneficiamento: - Comprimento; - Resistência; - Contaminação; - Cor e Preparação; - Neps. Os parâmetros de comprimento são importantes para a resistência e a regularidade dos fios e as perdas na fiação. O beneficiamento provoca quebras de fibra, implicando em: - Diminuição do comprimento e da uniformidade; - Aumento da taxa de fibras curtas. Beneficiamento do algodão, qualidade e custo 18

19 A resistência é importante para agüentar os tratamentos mecânicos na fiação e para a resistência dos fios. O beneficiamento pode afetar a resistência: - Pelos ferimentos devidos ao tratamento mecânico; - Pela alteração da estrutura molecular da celulose (aquecimento exagerado). Os contaminantes são matérias estranhas introduzidas na fibra entre a abertura das maçãs e o uso na fiação. O processo de beneficiamento não consegue eliminar toda a contaminação (figura 24). - Na fiação, os contaminantes provocam uma perda de matéria na limpeza, uma depreciação do produto acabado e quedas de produtividade; - O processo de beneficiamento deve ser adaptado ao tipo de contaminantes encontrados no algodão em caroço; - Ele elimina uma parte dos contaminantes vegetais e minerais e - Pode gerar outros (caroço, graxa, óleo). - O bark (fibra de casca de caule) é um contaminante muito problemático para a maior parte das fiações que não conseguem separá-lo da fibra de algodão (figura 25); - Nos processos das usinas antigas do MS, a entrada de caules no descaroçador por falta de pré-limpeza gera muito bark. Figura 25: Fibra de casca de caule na fibra Figura 24: Fibra contaminada Beneficiamento do algodão, qualidade e custo 19

20 A preparação da fibra se refere à homogeneidade e regularidade do aspecto da massa de fibra: - A gestão da umidade da fibra, das etapas de beneficiamento, da manutenção e dos ritmos é determinante para a preparação; - A colheita mal feita igualmente favorece a criação de encarneiramentos na fibra (figura 26); - A presença de mechas mais ou menos individualizadas faz temer um beneficiamento inadaptado e um alto teor de neps. Os neps de fibra são nós de fibra gerados pelo tratamento mecânico desde a colheita até o limpador de pluma (figura 27). Os neps de casca de caroço são fragmentos de casca de caroço arrancados no descaroçador e comportando fibras (figura 28). Figura 26: Encarneiramentos na fibra Figura 27: Neps de fibra Figura 28 : Neps de casca de caroço O índice de neps: - Afeta a produtividade na fiação e o aspecto do produto acabado - O beneficiamento gera a maioria dos neps fibra (tratamento mecânico) e dos neps casca (extração no descaroçador). Ele mesmo elimina uma parte. Conclusão sobre os parâmetros de qualidade: - Muitas características de fibra e de caroço são afetadas pelo beneficiamento; - A melhoria de certas características pode obter-se em detrimento de outras (grau x comprimento); - Os algodões do MS têm um alto potencial de qualidade, que o beneficiamento deve levar em conta. Beneficiamento do algodão, qualidade e custo 20

21 BENEFICIAMENTO E QUALIDADE As principais operações do processo de beneficiamento que têm uma influência significativa sobre a qualidade dos produtos são: - A gestão da umidade; - A limpeza do algodão em caroço; - O descaroçamento; - A limpeza da fibra; A gestão da umidade permite ajustar a umidade do algodão em função da operação a ser realizada. De um modo geral, a umidade elevada provoca má abertura e má limpeza. A fibra é preservada, mas o tipo de fibra produzido é reduzido. Ao contrário, a umidade fraca favorece a abertura e limpeza, mas a fibra fragilizada é danificada. A gestão da umidade procura o equilíbrio entre limpeza e preservação da fibra. Uma secagem do algodão em caroço bem executada permite limpar e abrí-lo, chegando a uma melhoria do grau (brilho, folha e preparação). Porém uma secagem exagerada provoca: - Perda de resistência da fibra; - Perda de comprimento e aumento da taxa de fibras curtas; - Amarelamento; Perda de afinidade para tinta; A umidificação do algodão em caroço antes dele entrar no descaroçador visa aumentar a umidade da fibra para suportar melhor as agressões mecânicas e preservar os parâmetros de comprimento, importantes para o valor comercial (figura 29). Figura 29: Efeito da umidade sobre os parâmetros de comprimento A umidificação da fibra antes da prensagem não tem efeito positivo significativo sobre a qualidade. Mas pode ter um efeito negativo muito grande quando se usa aspersão de água na bica: - fibra molhada que vai gerar apodrecimento e papelão no fardo; enrolamento exagerado da manta e aspecto ruim das amostras (sanfonamento). A limpeza do algodão em caroço tem como objetivos: - Retirar as matérias estranhas trazidas pela colheita; - Abrir e homogeneizar o algodão em caroço. Os dois aspectos são fundamentais para a qualidade (grau, preparação, neps). Beneficiamento do algodão, qualidade e custo 21

22 A limpeza do algodão em caroço deve ser privilegiada, pois: - Consegue tirar as matérias estranhas antes do fracionamento pelos descaroçadores e limpadores de pluma; - Provoca poucos desgastes a fibra e caroço. A limpeza do algodão utiliza duas técnicas principais: - A limpeza com rolos de pinos (rolamento, fricção, agitação) para abrir e separar a sujeira fina; - A extração com rolos de serrilhas (centrifugação, batida) para separar a sujeira grossa. O batedor (limpador) é essencial para melhorar o grau (folha, fragmentos vegetais, poeira e areia) por sua ação direta e por seu efeito favorável nas outras fases do processo; O extrator traz muita melhoria do grau (redução das fibras de caules e fragmentos de casquinhas), mas representa um tratamento mecânico bastante violento. O alimentador moderno combina as duas técnicas e termina a limpeza e a abertura do algodão em caroço (sujeira grossa e fina). O descaroçador é a chave da separação da fibra e do caroço, e tem um impacto muito forte sobre a qualidade da fibra e do caroço. O tratamento mecânico pelo descaroçador de serras é violento e tem efeito negativo sobre: - Os parâmetros de comprimento (comprimento comercial, uniformidade, taxa de fibras curtas); - A resistência; - Os neps de fibra e de casca; - O tipo comercial pela preparação da fibra (criação de mechas); - O caroço. O descaroçador possui sistemas de limpeza que devem ser aproveitados: - Do algodão em caroço (ante-peito); - Da fibra, o cata-piolho, que quando o descaroçador tem é importante: Para limitar os efeitos negativos e favorecer os positivos, é fundamental umidificar anteriormente o algodão em caroço, respeitar as regulagens, velocidades e ritmos recomendados. Os descaroçadores de alta capacidade não provocam mais desgastes quando utilizados conforme as recomendações. A limpeza da fibra tem como objetivo melhorar o valor comercial da fibra pela melhoria do grau (cor, folha e preparação). Beneficiamento do algodão, qualidade e custo 22

23 O limpador pneumático (centrífugo) não desgasta a fibra, mas também tem uma eficiência fraca, sem melhoria da preparação, conseguindo eliminar uma parte só das matérias de maior densidade tais como: - caroço; - fragmentos de caroço; - piolhos; - fragmentos de casquinha e caules; - mechas grossas de fibra. O limpador mecânico (de serra), chamado de limpador de pluma, é muito mais eficiente. Ele combina penteagem e limpeza conseguindo uma melhoria muito significativa do tipo e da folha (figura 30), mas com bastantes quebras de fibra (redução dos parâmetros de comprimento). O limpador elimina uma parte dos neps de fibra, mas cria outros e fragmenta os neps de casca. O limpador de serra tem regulagens com efeito sobre penteagem e limpeza, para conseguir os melhores compromissos entre melhoria do grau de um lado, e danos a fibra e perdas de fibra do outro lado. A = alimentador D = descaroçador LP = limpador de pluma Figura 30: Efeito do limpador de serra sobre tipo e folha Conclusão - Beneficiamento e qualidade O beneficiamento melhora algumas características e afeta negativamente outras (quadro 1). O beneficiador tem um papel importantíssimo na qualidade. Beneficiamento do algodão, qualidade e custo 23

24 Quadro 1: Efeitos do processo sobre a qualidade da fibra A GESTÃO DOS CUSTOS NO BENEFICIAMENTO O custo representa 12 a 14 % do custo total de produção e se divide entre: - Custos fixos (potencial grande de redução); - Custos variáveis (redução limitada). Reduzir os custos fixos Diluir os custos fixos pelo aumento da produção de fardos depende de: - Alimentação máxima em algodão em caroço (nunca faltar fardões); - Equipamento moderno e automatizado; - Dimensionamento da alimentação, dos descaroçadores e da prensa (gargalos); - Manutenção cuidadosa para evitar paradas; - Qualidade das peças de reposição; - Operação e gestão por pessoal competente e treinado. Beneficiamento do algodão, qualidade e custo 24

25 Diluir os custos fixos pela redução dos gastos na operação: - Energia (dimensionamento e monitoramento da ventilação e secagem); - Equipamento moderno e automatizado; - Organização e redução da mão de obra; - Pessoal competente e treinado; - Segurança. O beneficiamento do algodão Princípios O beneficiamento deve ser raciocinado (pensado) em função: - Da variedade cultivada; - Das técnicas culturais; - Do clima; - Dos mercados; CONCLUSÃO O processo de beneficiamento deve ser desenhado levando em conta: - As variedades cultivadas; - As técnicas culturais; - O clima; - Os mercados e contratos a serem cumpridos A noção de gestão na algodoeira O beneficiamento não pode ser um só, independente das características da matéria prima que entra na usina, das condições ambientes e do contrato a ser atendido no momento. O beneficiamento deve ser ADAPTADO a cada situação. Ele deve ser GERENCIADO. Todas as etapas do processo de beneficiamento têm um impacto sobre os componentes do lucro da empresa, tais como (quadro 2): - Produtividade (ritmo de beneficiamento); - Qualidade; - Custo de produção; Rendimento de fibra. Beneficiamento do algodão, qualidade e custo 25

26 Quadro 2: Impacto do processo sobre o lucro da empresa Todas as etapas do processo têm uma influência sobre vários parâmetros de qualidade importantes para o valor comercial do produto fibra. A importância do controle da umidade da matéria, das limpezas e do descaroçamento é muito alta para a qualidade e o lucro. Uma melhoria permanente destes componentes do processo deve ser buscada pelos operadores. Esta melhoria só pode ser conseguida se existir uma verdadeira gestão do processo de beneficiamento, ou seja, se o beneficiamento ficar adaptado à matéria prima e aos objetivos comerciais da empresa, com custo mínimo. A gestão da limpeza é inseparável da gestão da umidade, pois, por exemplo, um algodão úmido não se limpa bem. Também a gestão do descaroçamento (ritmo de produção) é inseparável da gestão da limpeza, pois, mais devagar o descaroçamento, menor o fluxo de matéria nos limpadores e melhor a limpeza. A GESTÃO DA USINA DEVE SER ORGANIZADA COMO UM TODO. SÓ UMA POLÍTICA DE GESTÃO INTEGRADA DO PROCESSO PERMITIRÁ A EMPRESA CHEGAR AO MELHOR RESULTADO, OU SEJA, O LUCRO MÁXIMO. A gestão (ou gerenciamento) depende de cada um na algodoeira. É uma ação central que precisa de planejamento, de medição e monitoramento (controle). Se não tem medição, não tem controle. Se não tem controle, não tem gestão. Se não tem gestão, não tem melhoria. Beneficiamento do algodão, qualidade e custo 26

27 CAPÍTULO IV PRINCIPAIS PROBLEMAS DO BENEFICIAMENTO O sistema de cultivo do algodão no Brasil até pouco tempo atrás era predominante de lavouras de pequena escala e a colheita era manual. As usinas eram montadas de acordo com a necessidade da época. Com o deslocamento da cultura para o Paraná na década de 80 e para o cerrado (Mato Grosso, Mato Grosso do Sul e Goiás) nos anos 90, muitas máquinas foram desmontadas e levadas para essas regiões. O sistema extensivo e de larga escala adotou a colheita de forma mecânica. Devido a esta grande diferença no processo de colheita, os produtores e industriais buscaram então adaptar suas máquinas e seus processos para buscar a qualidade exigida pelos mercados. Vamos a partir de agora, nesta cartilha, enumerar alguns itens importantes para que se entenda e procure solucionar e/ou minimizar os principais problemas do beneficiamento no Brasil e no estado de Mato Grosso do Sul. a) Principais contaminantes do algodão; b) Principais limites do beneficiamento; c) Principais limites dos processos de beneficiamento; d) Principais limites dos projetos de beneficiamento; e) Principais limites do estado e da manutenção dos materiais; f) Principais limites de Investimentos; g) Principais limites de segurança; h) Principais limites de conhecimento/capacitação. A) PRINCIPAIS CONTAMINANTES DO ALGODÃO: As matérias contaminantes presentes no algodão em caroço e na fibra, no decorrer dos processos de pré-beneficiamento (colheita e armazenagem do fardão), assim como, o beneficiamento propriamente dito, determinam muitas vezes o gerenciamento dos processos e o resultado da qualidade do produto. Por isto, para uma gestão apropriada dos processos é importante saber que: - É considerada contaminante do algodão em caroço, toda a matéria estranha alheia à sua constituição: caroço fibra de algodão; - É considerada contaminante da fibra, toda matéria estranh a alheia à constituição da fibra; - As contaminações por matérias estranhas ocorrem nos mais diversos países produtores, portanto é relevante para qualidade; - A imagem do algodão brasileiro é afetada negativamente pelo grau (tipo) em função dos contaminantes; Principais problemas do beneficiamento 27

28 Quadro 3: principais contaminantes da fibra de algodão Figura 31: Algodão em caroço com contaminantes orgânicos Figura 32: Caules, folhas, resíduo de plástico. Figura 33: Contraste A.C. e contaminantes. É de extrema importância que o gerente do processo seja conhecedor e esteja ciente sobre esses e quaisquer outros contaminantes. Principais problemas do beneficiamento 28

29 B - PRINCIPAIS LIMITES DO BENEFICIAMENTO: Alguns fatores evidenciam a limitação dos processos atualmente utilizados no Brasil, sejam eles antigos ou modernos. Nas usinas antigas - São adaptadas ao mercado interno que tem preferência por tipos de qualidade inferior; - A maioria dos tipos resultantes são 41-4 e pior; - Geralmente apresenta problemas de aspecto ruim das amostras (preparação), folha e fibras de madeira; - Apresenta seqüências de máquinas desenhadas para algodão colhido a mão; - A gestão da umidade é fraca; Não po ssuem ou não utilizam o sistema de umidificação do algodão em caroço; - Geralmente o sistema de limpeza de pluma é sub-dimensionado (66 ) para a capacidade de produção; - Não possuem automatização nem possibilidade de ajustar o processo; - Os ritmos de produção são mal controlados; - Máquinas antigas e usadas, modificadas empiricamente (figura 34). Figura 34: Adaptação de um desmanchador de fardões Nas usinas modernas Apesar de apresentarem processos e tecnologia mais avançados e uma seqüência de máquinas mais completa e com automação, ainda possuem algumas limitações como: - Problemas de aspecto ruim das amostras (preparação), folha e fibras de madeira; - Seqüências de máquinas imperfeitas ou erradas; - A gestão da umidade em geral é fraca; - Os gestores (operadores) dificilmente são reais especialistas (conhecimento técnico-teórico); Em geral, os processos antigos e alguns modernos não são desenhados para o tratamento do algodão em caroço colhido mecanicamente. Principais problemas do beneficiamento 29

30 C - PRINCIPAIS LIMITES DOS PROCESSOS: 1) SECAGEM 1 Secagem; 2 - Limpeza do algodão em caroço; 3 - Umidificação do Algodão em caroço; 4 - Limpeza da fibra nas usinas antigas. Pouco eficiente em termos de regulação: - A regulação geralmente é manual; Falta de pares termo-elétricos (termômetros) ou instalados em lugar errado (figura 35); - Risco de sobre-secar a fibra; Risco de secagem insuficiente (limita a limpeza). Figura 35: Instalação errada do controle de temperatura Pouco eficiente em termos de energia: - Grande pressão estática em função da resistência à passagem do ar que é soprado na torre tipo gavetas; - Secagem de custo alto (antigas), pois exige mais equipamentos e mais potência; - Perda de calor em virtude da dimensão e material utilizado na fabricação das torres; 2) LIMPEZA DO ALGODÃO EM CAROÇO Geralmente só utiliza uma etapa no processo: - Insuficiente para um algodão em caroço colhido mecanicamente; - As sujeiras entram nos descaroçadores (figura 36). Batedor antigo com pressão positiva (ar soprado): - Eficiência reduzida; - Emissão de poeiras no prédio de beneficiamento. 3. UMIDIFICAÇÃO DO ALGODÃO EM CAROÇO Figura 36: Sujeira no descaroçador Quase sempre não existe, apesar de: - Existir tratamentos mecânicos violentos na fibra ao descaroçar; - Risco de estragar a fibra no descaroçador; - Risco de estragar a fibra no limpador de pluma; - Ser recomendado para fibra entrar no descaroçador com umidade mínima de 6.5%, a umidade da fibra geralmente é insuficiente. Principais problemas do beneficiamento 30

31 4. LIMPEZA DA FIBRA NAS USINAS ANTIGAS Limpadores de pluma sub-dimensionados: - Formam uma manta grossa, mais difícil de preparar para individualizar e limpar; - A limpeza e penteagem são insuficientes; - Ocorrem perdas da fibra. Efeito negativo acumulado com limpeza do AC - Além do comentado no item anterior, ainda soma-se os problemas de limpeza do algodão em caroço. D- PRINCIPAIS LIMITES - DESENHO E EQUIPAMENTOS DA USINA Ventilação - Projetos mal dimensionados em tamanho e trajeto das tubulações (figura 37); Figura 37: Excesso de tubulações Principais problemas do beneficiamento 31

32 Máquinas de desenho antigo - Ventiladores, batedores, alimentadores, descaroçadores, projetados para colheita manual Máquinas modificadas empiricamente - Desmanchador de fardões, limpadores, descaroçadores adaptados. E - PRINCIPAIS LIMITES - MANUTENÇÃO, CONSERVAÇÃO E ESTADO DE MATERIAIS Limpeza - Limpeza muito superficial nos equipamentos; - Tempo insuficiente para realização da limpeza na usina e nos equipamentos. Ventilação Tubulações perfuradas, mal vedadas, com perdas do ar; Máquinas usadas - Maquinário desgastado, com eficiência limitada e difícil de regular; Peças em desacordo - Uso de peças reaproveitadas, diversas vezes recuperadas, como serras, costelas, escovas, etc. (figura 38). Compras insuficientes e pelo preço - Compras efetuadas por administrativos ou técnicos não habilitados, sem conhecimento, sem supervisão do gestor do processo. Muitas vezes peças erradas ou remanufaturadas sem garantias; - Compras efetuadas considerando somente o preço baixo e não a qualidade. Manutenção preventiva - Falta de um programa ou planejamento; - Falta de uma listagem de acompanhamento (check-list); - Falta de capacitação para as tarefas. Figura 38: Reaproveitamento de peças Manutenção corretiva - Falta de registros de ocorrências e análise de casos; - Problemas de controle; - Falta de credibilidade nas informações. F - PRINCIPAIS LIMITES - INVESTIMENTOS Falta de investimento em máquinas - Substituição de máquinas usadas; - Máquinas adicionais para complemento da sequência; - Falta de automação. Principais problemas do beneficiamento 32

33 G) PRINCIPAIS LIMITES - SEGURANÇA EPC (Equipamento de Proteção Coletiva) - Trabalhos efetuados com órgãos em movimento e falta proteções nas máquinas; - O acesso às máquinas sem plataformas, corrimãos, escadas (figura 39); - Conexões elétricas desprotegidas; - Falta de sinalização para operação das máquinas (sirene, indicações luminosas, descritivas, responsabilidades). Figura 39: Falta de plataforma e corrimãos EPI (Equipamento de Proteção Individual) - Opção por não usar capacetes; - Capacetes sem a proteção interna ou totalmente gasta. Prevenção de incêndios - Muitas usinas com queimadores a lenha; - Conexões elétricas desprotegidas (figuras 40 e 41). Armazenagem de fardos - Fardinhos armazenados dentro da usina, próximos às máquinas (figura 42); H) PRINCIPAIS LIMITES CONHECIMENTO/CAPACITAÇÃO Figuras 40: Conexões elétricas desprotegidas - Operação desenfreada para cumprir metas de produção, sem levar em conta a preparação e a capacidade do processo. - Vale lembrar que o beneficiamento não se resume a procurar ritmos máximos. - Falta de um conhecimento mais amplo sobre contratos, clientes, qualidade do algodão e dos mercados; Figuras 41: Conexões elétricas desprotegidas Conhecimento do processo e das máquinas - Falta de conhecimento teórico sobre os princípios de funcionamento; - Falta de conhecimento sobre regulagens; - Falta de documentação impressa como manuais, cursos, etc. Figura 42 : Fardinhos junto à máquina Principais problemas do beneficiamento 33

34 CAPÍTULO V A GESTÃO DA LIMPEZA NA ALGODOEIRA INTRODUÇÃO O algodão em caroço sempre contém matérias estranhas incorporadas durante a colheita, sobretudo quando esta é mecânica: maçãs, cascas, caules, pecíolos, folhas verdes ou secas, gravetos, areia, poeiras. A limpeza é feita antes do descaroçamento (pré-limpeza ou limpeza do algodão em caroço) e após o descaroçamento (limpeza da fibra). A operação de descaroçamento tem como efeito, fracionar as matérias estranhas. Quanto menor o tamanho dos contaminantes, mais é difícil separá-los. Por isto é preferível tirar o máximo de contaminantes antes de chegar ao descaroçador. É o objetivo principal da limpeza do algodão em caroço que também ajuda proteger os descaroçadores e os limpadores de pluma. Porém, a limpeza do algodão em caroço não consegue eliminar todos os contaminantes. Uma proporção variável (importante no caso dos processos antigos típicos no MS) entra no descaroçador onde é fracionada (folha) ou desmanchada (casquinhas e caules). Também se deve lembrar que o descaroçador pode gerar matérias estranhas, particularmente quando ele está em mau estado ou é operado de maneira errada (caroços inteiros ou fracionados). No caso da colheita mecânica, a limpeza da fibra é indispensável para conseguir um grau de folha compatível com os mercados, particularmente de exportação. A massa de fibra que sai do descaroçador é mais ou menos irregular dependendo, em particular, do ritmo de beneficiamento utilizado e da qualidade das serras. Em todas as usinas, mais particularmente no caso dos descaroçadores de alta capacidade, os limpadores de pluma são necessários para corrigir a preparação pela ação de penteagem dos limpadores de serra. LIMPEZA DO ALGODÃO EM CAROÇO OU PRÉ-LIMPEZA A limpeza do algodão em caroço tem por objetivo abrir e homogeneizar a matéria, extraindo dela o máximo de matéria estranha antes da entrada no descaroçador. Estes dois aspectos são fundamentais para a qualidade e o valor comercial. Distinguem-se os batedores destinados a retirar os pequenos resíduos (fragmentos de folhas, areia, etc.) e os extratores destinados a extrair resíduos mais grosseiros (caules, casquinhas, etc.). A Gestão da limpeza na algodoeira 34

35 O LIMPADOR DE ALGODÃO EM CAROÇO O limpador de algodão em caroço comporta rolos com pinos que rodam acima de uma grelha côncava formada por barras (figura 43). A máquina mais comum é o batedor inclinado. Antes de tudo, o batedor permite abrir o algodão em caroço. Em seguida, a limpeza ocorre por agitação e fricção. Quanto mais o algodão em caroço estiver seco, mais eficazes serão tais ações. Os limpadores podem variar conforme o número e tipo de rolos de pinos, o tipo de grelha e o modo de alimentação. - Rolos em número de quatro a nove; - Rolos côncavos no caso das máquinas antigas (figura 44). A eficiência é reduzida pelo fraco numero de filas (4) de pinos compridos (3 ); - Rolos redondos no caso das máquinas modernas (figura 45). O comprimento dos pinos (1 à 2 ), o número de filas (6 à 12) e de pinos por fila são variáveis (figura 46); - Grelha de barras quadradas (figura 47) ou redondas Figura 43 - O limpador de algodão em caroço (figura 48), em geral de diâmetro 3/8, espaçadas de ¼ à 3/8. No caso das máquinas Trashmaster da Lummus e Premium Cleaner da Busa a grelha é mais aberta, permitindo separação de sujeira grossa; - Grelha de discos no caso do Impact Cleaner da Continental ou da Candeloro (figura 49); - Alimentação por gravidade ou com ar empurrado nas usinas antigas, com sucção inclinada ou horizontal nas usinas modernas. - Horizontal em linha, no circuito de secagem, nas usinas modernas da Lummus e da Busa (figura 50). Figura 44: Rolos côncavos Figura 45: Rolos redondos Figura 46: Filas de Pinos A Gestão da limpeza na algodoeira 35

36 Figura 47 : Grelhas de barras quadradas Figura 48: Barras redondas Figura 49: Grelha de discos do Impacto Figura 50: Batedor horizontal em linha Os batedores que funcionam por sucção e com ar quente são os mais eficazes. Nos sistemas de secagem, os batedores ajudam muito pela abertura e agitação do algodão no ar quente. Os batedores que funcionam com ar empurrado nos processos antigos são pouco eficientes pelo desenho dos rolos e pelas turbulências existentes dentro da máquina. Eles geram muita poeira no prédio de beneficiamento. Todos os batedores devem ter uma boa vedação, para evitar perdas de eficiência nos circuitos de sucção e emissão de poeira quando funcionam com pressão positiva. As regulagens padrões recomendadas são as seguintes: - Rotação de cilindros de pinos de 450 à 500 RPM; - Espaçamento entre a ponta dos pinos e a grelha (1/2 à 5/8 ) em toda a largura da máquina; - Capacidade normal de funcionamento limitada ao equivalente de 2,5 fardos/h/pé de largura. Nossas dicas: - Assegurar vedação perfeita dos batedores; - Ajustar a folga pinos grelha com a grelha se existem furos oblongos; - Caso contrário, ajustar com calços nos mancais de rolos; - Limpar a grelha a cada turno e conferir estado e alinhamento das barras de grelha. A Gestão da limpeza na algodoeira 36

37 O EXTRATOR DE ALGODÃO EM CAROÇO O extrator de algodão em caroço comporta rolos dentados (segmentos dentados, serrilhas, serras canais) que rodam em frente de grade de barras (figura 51). A máquina é dedicada a separar a sujeira grossa (casquinhas e caules). A limpeza do algodão em caroço, aplicado sobre os rolos dentados por meio de escovas estáticas, ocorre por centrifugação e batimento sobre as barras. O extrator é geralmente alimentado por gravidade na saída de um batedor. A máquina geralmente é by-passável. É composto por uma válvula (chapa) que, manobrada, permite o algodão em caroço passar direto, evitando o tratamento pela máquina. Os extratores podem variar conforme o número de cilindros de serrilhas, o tipo de grade e o dispositivo de limpeza dos dentes de serrilhas. - Ele comporta 1 a 2 cilindros extratores de serrilhas e um cilindro de serrilhas de recuperação do algodão em caroço caindo dos precedentes com a sujeira. Figura 51 Extrator de algodão em caroço - Grade do cilindro extrator 1 completa nas máquinas modernas (figura 52) ou composta de 2 ou 3 barras independentes quadradas, redondas ou de cantoneiras nas máquinas de tipo antigo HLST ou cópias (figura 53); 54). - Dispositivo rotativo de limpeza dos dentes de cilindros extratores com canaletas ou escovas (figura Figura 52: Grade de barras Figura 53: Barras quadradas Figura 54 : Escovas giratórias A Gestão da limpeza na algodoeira 37

38 O nome HL usado no Brasil para designar o extrator instalado nos processos antigos, vem de H.L.S.T, um extrator de 3 cilindros introduzido no Brasil pela Murray/Piratininga. As regulagens padrões recomendadas são as seguintes: Rotação do(s) primeiro(s) cilindro(s) extrator(es): Quadro 4: rotação dos principais modelos de extratores - Folga recomendada 1/2 entre a ponta dos dentes de serrilha e as barras de batida. Recomendação para o cilindro recuperador do HLST (3/4 ). - Capacidade de funcionamento é limitada ao equivalente de 2,5 fardos/h/pé. Nossas dicas: - Os dentes de serrilhas devem sempre ser extremamente afiados; - As escovas fixas (aço ou nylon) devem ser firmes, pouco deitadas e tocar o fundo do canal de serrilhas; - 2 barras são o suficiente para o primeiro cilindro do HLST; - As grades de barras devem ser alinhadas para ter a folga certa em toda a largura; - Ajustar a folga dentes barra com a grelha (aumentar os furos oblongos se necessário); - Limpar a grelha em cada turno e conferir o estado e alinhamento das barras da grelha. O extrator retira mais de 50% dos resíduos maiores. Ele é indispensável para o algodão em caroço de colheita mecânica. Ele retira 20% a 50% dos resíduos totais (colheita com picker). Sua eficácia só poderá ser máxima se os dentes das serrilhas estiverem bem afiados, se a aplicação das escovas fixas for boa e se as barras do batedor estiverem em bom estado e distância normal das serrilhas (1/2 pol., recomendado para os dois cilindros extratores). O extrator precisa receber um algodão em caroço aberto. Ele está sempre na posição 2, após um batedor que também deverá estar em perfeito estado e bem regulado. O ALIMENTADOR DE DESCAROÇADOR O alimentador de descaroçador recebe o algodão em caroço da rosca alimentadora. Sua função consiste em alimentar o descaroçador uniformemente e de forma regulada, garantindo uma limpeza e abertura complementares e finais do algodão em caroço. A Gestão da limpeza na algodoeira 38

39 Os alimentadores modernos combinam limpeza e extração e tem as seguintes características (figura 55): - Rolos de alimentação tipo carambola, com moto redutor; - Regulação automática do fluxo; - 3 a 4 cilindros limpadores de pinos; - 1 a 2 cilindros extratores de serrilhas; - 1 dispositivo de recuperação com 1 a 2 cilindros de serrilhas; - Uma sucção de poeira fina. As regulagens padrões recomendadas são em geral as mesmas do que as recomendadas para os batedores e extratores: - Espaçamento entre a ponta dos pinos e a grelha (1/2 à 5/8 ) em toda a largura da máquina - Espaçamento recomendado de 1/2 entre a ponta dos dentes de serrilha e as barras de batida. Porém é recomendado consultar os manuais, pois existem muitos modelos que podem necessitar regulagens específicas. As velocidades podem variar muito de um modelo para o outro. Os alimentadores antigos, do tipo Mitchell Standard e Super-Mitchell, desenvolvidos a partir do Modelo K (1930) antes da colheita mecânica, têm uma eficiência limitada. As características são as seguintes (figura 56): - Rolos de alimentação tipo carambola; - Regulação mecânica do fluxo sem precisão ; - Ausência de rolos de pinos; - Cilindros de facas girando na frente de chapas furadas; - Cilindros extratores de serrilhas; - Cilindros de retorno (ajudando a separação das casquinhas); - 1 ou 2 escovas fixas; - Escovas giratórias. Figura 55 : Alimentador de descaroçador moderno típico Figura 56: Alimentador de descaroçador de tipo antigo típico A Gestão da limpeza na algodoeira 39

40 Nossas dicas: Nos processos antigos beneficiando algodões colhidos mecanicamente, o desempenho limitado dos alimentadores Mitchell e Super Mitchell em termos de limpeza e regularidade da alimentação, deve ser compensado por: - uma eficiência forte das etapas anteriores de pré-limpeza; - uma boa limpeza (cada turno), em particular das grelhas traseiras; - uma boa manutenção (serrilhas e escovas conformes). - instalar moto-redutores para a movimentação dos rolos alimentadores; - trocar as chapas furadas traseiras por grelhas de barras de ¼ espaçadas de 5/16 ; Os alimentadores aproveitam de um algodão bem aberto, o que permite uma boa eficiência. Utilizado sozinho, o alimentador moderno pode tirar até 40% da matéria estranha do algodão em caroço, 70% da casquinha, 15 % do piolho e 40% da outra sujeira. CONCLUSÃO LIMPEZA DO ALGODÃO EM CAROÇO A limpeza do algodão em caroço participa muito na qualidade da fibra. Mas ela tem um custo. Ela deve ser desenhada e operada em função da carga do algodão em caroço, considerando os seguintes componentes de rentabilidade: - Ganho em melhoria da qualidade e do valor de mercado da fibra; - Ganho pela proteção do material nas etapas posteriores do processo; - Perda inevitável de matéria; - Consumo de energia; - Custo da manutenção. Seqüência de limpeza do algodão em caroço (pré-limpeza) recomendada para os algodões colhidos mecanicamente no MS: - 1 sistema de cata-pedras; - 2 etapas de pré-limpeza (com 1 até 2 extratores no total); - 1 extrator-alimentador por descaroçador; A única etapa de limpeza (1 batedor + 1 HLST) encontrada no processo de desenho antigo, não basta para eliminar os caules e as cascas que entram nos peitos do descaroçador, com conseqüências péssimas sobre a valorização da fibra Nossa dica: Manter um perfeito estado de máquinas e regulagens. A exposição das máquinas a uma matéria suja e abrasiva impõe cuidados cotidianos, tais como: abertura, limpeza e verificação das peças submetidas a desgaste. Os principais pontos de danos ou de desgaste se situam junto aos extratores (segmentos dentados gastos, escovas fixas ou rotativas gastas ou desfiadas). A Gestão da limpeza na algodoeira 40

41 A LIMPEZA DA FIBRA Na saída do descaroçador, a fibra comporta matérias estranhas e apresenta um aspecto mais ou menos irregular, com mechas (fibra encarneirada) e manchas. O mercado justifica a limpeza da fibra pelo sistema de ágios/deságio envolvendo varias características: - O tipo (regularidade de aspecto); - A cor; - O grau de folha. Os objetivos da limpeza da fibra são de limpar e pentear a fibra para melhorar o seu valor de mercado. Os dispositivos empregados são de dois tipos: - A limpeza pneumática (limpador centrífugo); - A limpeza mecânica (limpador de serras). As usinas modernas geralmente têm os dois tipos de máquinas. A fibra passa pelo limpador centrífugo antes de entrar no limpador de serra. O limpador centrífugo representa uma proteção para o limpador de serra. O LIMPADOR CENTRÍFUGO O princípio e as normas: A limpeza centrífuga consiste em separar o material mais denso do que a fibra pela força de inércia. Os limpadores centrífugos apresentam as seguintes características (figura 57): - Um duto retangular de mesma largura do que o descaroçador e estreito (aceleração do fluxo); - Uma curva fechada (o ângulo forte cria a força centrífuga), com uma fenda de ejeção regulável a mão. O material mais denso que a fibra não consegue realizar a curva e cai pela ranhura. Figura 57 : Corte do limpador centrífugo As máquinas dos vários fabricantes apresentam poucas diferenças. Nas máquinas da Lummus (Super Jet) e da Continental Eagle Corp., a curva é por cima, sendo por baixo no Smart Jet da Busa. A depressão na tubulação entre o descaroçador e o limpador tem que ser de 2 a 2 ½ de água. A sucção é fornecida pelo ventilador do condensador do limpador de pluma ou do condensador geral. Uma mangueira de controle da depressão deve ser instalada para garantir a saída automática do peito do descaroçador em caso de embuchamento no condensador do limpador de serra. A Gestão da limpeza na algodoeira 41

42 As recomendações para uma limpeza eficiente: - O compromisso de regulagem consiste em ejetar o máximo de matérias estranhas, desperdiçandose o mínimo de fibra. Nossas dicas: - Abrir a ranhura até começar perder fibra e fechar um pouco; - Não hesitar a perder um pouco de fibra. A primeira fibra a ser ejetada fica na forma de mechas mais densas, que é interessante de eliminar; Este tipo de limpador elimina os resíduos grossos (piolhos, caroços, fragmentos de casca de caroço, miolo, mechas de fibra), com 10% de eficácia. Não há nenhuma peça em movimento, ou seja, nenhum desgaste à fibra, mas faz pouca limpeza e não corrige o aspecto, porque não abre a massa de fibra. O limpador centrífugo não pode ser instalado nos conjuntos de descaroçadores de tipo antigo, onde a fibra é transportada numa tubulação comum e redonda. O LIMPADOR DE SERRA (LIMPA PLUMA) O princípio e as normas O condensador separa a fibra do ar de transporte e forma uma manta de fibra. A manta é mantida apertada enquanto ela é penteada pelos dentes do rolo de serra. As fibras são individualizadas e as manchas são disseminadas (penteagem). A fibra é arremessada contra as barras afiadas, eliminando as matérias estranhas afrouxadas por centrifugação, batimento, gravidade e circulação de ar (limpeza). Os principais componentes do limpador de serra são (figura 58): - O condensador; - Os rolos de alimentação; - A barra de alimentação; - O cilindro de serra; - As barras de batida. Figura 58: Corte do limpador de serra Exceto o limpador Sentinel da Lummus (que não forma manta), todos os limpadores de pluma de serra respeitam estes princípios. Existem variações entre fabricantes conforme o desenho do condensador, controle da manta, diâmetro do cilindro de serras, controle da limpeza. - Condensadores com sucção de um lado só (LP tipo Constellation e LP Busa). São condensadores de diâmetro grande e a manta se deposita na parte inferior do condensador (figura 59); A Gestão da limpeza na algodoeira 42

43 - Condensadores com sucção dos dois lados (LP Lummus e Continental Eagle). O diâmetro é menor e a manta se forma na parte superior. - 4 a 10 rolos alimentadores de controle da manta (figura 60); - Cilindro de serra de 16 (Lummus, Busa e máquinas antigas), de 20 (Busa) ou 24 (CEC); 5 a 8 barras de batida (facas); Figura 59: deposito da manta na parte inferior Figura 60: Rolos alimentadores A máquina Sentinel da Lummus não forma uma verdadeira manta e não usa rolos de alimentação, mas tem um cilindro separador, uma barra de alimentação, um cilindro de serra e barras de batida (figura 61). A capacidade normal de trabalho do limpador de pluma de serra é de 1 a 1.3 fardos de 227 kg/pé de largura com cilindros de serrilhas de 16, e até 1.6 fardos com serrilhas de 20 e 24. INSTALAÇÃO E DIMENSIONAMENTO A disposição dos limpadores de pluma de serra no processo pode variar: Figura 61: Limpador Sentinel da Lummus - 1 máquina para vários descaroçadores (LP bateria dos processos de desenho antigo com descaroçadores de baixa produção); - 1 máquina por descaroçador (descaroçador com produção de 5 fardinhos por hora e acima). A Gestão da limpeza na algodoeira 43

44 A disposição dos limpadores de pluma de serra no processo pode variar: - 1 máquina para vários descaroçadores (LP bateria dos processos de desenho antigo com descaroçadores de baixa produção); - 1 máquina por descaroçador (descaroçador com produção de 5 fardinhos por hora e acima). Para aumentar o desempenho da limpeza de pluma, duas máquinas podem ser utilizadas juntas (em bateria ou atrás de cada descaroçador) com várias alternativas: - A fibra é dividida entra as duas máquinas (fluxo dividido). - A fibra não passa por nenhuma máquina (bypass ou desvio); - A fibra passa por uma máquina só; - A fibra passa em ma máquina e depois em outra (série). Não recomendado hoje no Brasil; Figura 62 : Limpa pluma de 66 com fluxo dividido A Candeloro supera o sub-dimensionamento dos limpadores de 66 e 86 nos conjuntos de 6 descaroçadores de tipo Murray 90 serras de 12, colocando 2 máquinas de 66 encostadas de traseira uma no outra, com fluxo dividido (figura 62). - Com 2 LP 66 com fluxo dividido, a altura de instalação deve ser suficiente (base do condensador a 2 ou 3 metros acima do chão mínimo) para permitir uma divisão boa da fibra entre as 2 máquinas. - Com 2 LP com fluxo dividido, a velocidade dos condensadores deve ser reduzida até obter uma manta sem furos (moto-redutor com inversor de freqüência). - A opção de 2 máquinas de 66 com fluxo dividido não é recomendada com os conjuntos de fabricação antiga, pois os embuchamentos permanentes dos descaroçadores impedem uma alimentação suficiente das 2 máquinas, que não podem funcionar normalmente e perdem muita fibra; - Para os conjuntos de 5 descaroçadores de 80 ou 90 serras, utilizar 1 LP de 86 ; - Para 6 descaroçadores de construção antiga, instalar de preferência 1 máquina com largura de 102 a 108. A Gestão da limpeza na algodoeira 44

45 Parâmetros de funcionamento importantes O desempenho resulta da interação entre: - A densidade da manta alimentada, - A velocidade de rotação do rolo de serra; - A relação de penteagem; - As folgas entre órgãos. - A densidade da manta alimentada depende do ritmo de descaroçamento e da velocidade de rotação do condensador e da alimentação. Uma manta espessa se abre menos, reduz a limpeza e tende a ser expelida (aumento das perdas). - O acréscimo da velocidade periférica do cilindro de serra aumenta a força centrífuga: - melhor limpeza; - aumento das perdas; - baixa de certos parâmetros de qualidade. REGULAGENS É fundamental observar os espaçamentos entre rolo de alimentação/barra/serra. A regulagem mais importante é a distância entre o rolo flutuante e a barra de alimentação. O espaçamento recomendado por todos os fabricantes é 0.01, ou seja, 0.25 mm sobre toda a curva da barra. Uma folga excessiva deixa a manta frouxa, reduz a abertura, a limpeza e a penteagem, e acarreta perdas irremediáveis de fibra (figura 63). Não se pode regular o conjunto flutuante, barra, serra sem ter visores laterais (figura 64). As barras de batidas dispostas em torno do rolo de serra servem para ejetar resíduos por meio do batimento da fibra (figura 65). É importante observar os espaçamentos entre as barras e as pontas de dentes. Um espaçamento muito grande reduz a limpeza, enquanto que uma proximidade muito grande acarreta perdas de fibra e riscos de danificar os dentes. O espaçamento tem que ser regular sobre toda a largura da máquina. O desgaste das barras, observado com freqüência, acarreta perdas de fibra e redução da limpeza. A relação de penteagem é a relação entre a velocidade periférica do rolo de serra e a do rolo alimentador. Ela pode ser modificada alterando a velocidade da alimentação e, em casos mais raros, alterando a velocidade de rotação do rolo de serra. Quanto maior for, mais importante serão a abertura da manta e a individualização das fibras. Isso favorece a limpeza e a penteagem, mas pode também afetar a qualidade da fibra, sobretudo em caso de coeficientes elevados de alimentação (ritmos elevados ou máquina sub-dimensionada). Figura 63: Perdas de fibra por folga entre flutuante e barra de alimentação Figura 64 : Visor lateral Figura 65: Ejeção normal de resíduos A Gestão da limpeza na algodoeira 45

46 Nossas dicas: O limpador de pluma é uma máquina extremamente perigosa. Todas as regras de segurança têm de ser observadas durante o funcionamento e antes de qualquer intervenção. - O limpador de fibra é uma máquina essencial para a qualidade da fibra e a rentabilidade do descaroçamento. Assim, é preciso cuidar em particular de sua manutenção e regulagens. - Manter uma vedação perfeita nas laterais e na largura do tambor de condensador; - Abrir janelinhas na subida do condensador para ajudar a repartição da manta na largura da máquina; - Nas máquinas modernas, montar um moto-redutor para a regulagem fina das rotações do condensador; - Substituir sistematicamente um rolo flutuante empenado; - Regular a folga entre o flutuante e a barra de alimentação antes de montar os rolos superiores; - Abrir visores nos laterais da máquina se estes não existirem. - Afiar as barras de batida a cada safra; O limpador de serra elimina os resíduos finos (fragmentos de casca, piolhos, folhas) com 40% a 50% de eficácia. A limpeza é puxada e a fibra se torna homogênea graças à penteagem. Todavia, ela sofre danos. Utilizando a limpeza da pluma em boas condições de umidade de fibra e regulagens, os danos a fibra são mínimos. A operação pode ser rentável. Caso contrário, perdas e danos a fibra podem ser importantes e reduzir ou até inverter a rentabilidade da operação. As características afetadas pela limpeza da pluma são as seguintes: - O grau: - A limpeza reduz a folha; - A penteagem melhora o tipo e a cor; - O teor de neps: - Neps de fibra são criados na formação da manta e na limpeza; Outros são eliminados; - Neps de casca de caroço são fragmentados. - Os parâmetros de comprimento: a força de tração sobre as fibras gera quebras, reduzindo o comprimento comercial, a uniformidade e aumentando a taxa de fibras curtas; As quebras aumentam com a velocidade de serra e relação de penteagem. CONCLUSÃO SOBRE LIMPEZA DE PLUMA A limpeza da fibra proporciona uma penteagem. É acompanhada por danos e perdas de fibra nas barras de batida (0,8 até 1% do peso do fardão com um limpador). Mais da metade das fibras perdidas apresenta um comprimento de uma polegada ou mais. Para os algodões pouco carregados, o benefício alcançado através da limpeza pode não compensar as perdas e os danos infligidos às fibras. Duas abordagens são possíveis: - eliminar a limpeza de pluma, desviando-se os limpadores (válvula by-pass); Neste caso se perde a penteagem; A Gestão da limpeza na algodoeira 46

47 - dosar a limpeza e limitar os prejuízos, fechando determinadas barras de batimento (sistemas de batentes Louvers, comercializados pela Continental Eagle Corporation). Neste caso a penteagem é conservada. - Desativação das barras de batidas (Sistema Louvers da CEC) (figura 66). Para os algodões sujos, a melhoria de grau compensa as perdas de fibra. Tem que aumentar a limpeza: - Sistema fluxo dividido; - Sistema tandem. Figura 66: Sistema Louvers da Continental CONCLUSÃO GERAL LIMPEZA A qualidade do algodão em caroço que chega na usina é muito variável. A limpeza do algodão em caroço deve ser desenhada em função da qualidade do algodão em caroço e da limpeza de fibra disponível. A colheita mecânica combinada com a limpeza de fibra freqüentemente sub-dimensionada e de tecnologia primitiva das usinas antigas, impõem uma limpeza de algodão em caroço completa, com máquinas em bom estado e bem reguladas. A limpeza do algodão em caroço e a limpeza da fibra são complementares. Não é possível substituir uma pela outra. Mas se deve raciocinar a limpeza como um todo. É possível melhorar o lucro limitando a limpeza da fibra e melhorando a pré-limpeza (figura 67). A pré-limpeza prejudica menos a fibra (figura 68). Porém a limpeza da pluma traz melhoria mais significativa do grau (figura 67). Figura 67: Efeito da limpeza sobre a cor e valor do fardo Figura 68: Efeito da limpeza sobre as fibras curtas A Gestão da limpeza na algodoeira 47

48 Nas usinas antigas é possível melhorar a pré-limpeza e a limpeza da fibra para conseguir melhorias muito importantes da qualidade, sem aumentar muito o custo de produção. O projeto de Melhoria do Beneficiamento nas Usinas Antigas desenvolvido em Mato Grosso em 2005 e 2006 (*) confirmou uma melhoria de 1 tipo e de 1 a 2 folhas graças à melhoria da pré-limpeza (2 etapas com batedores trabalhando por sucção) combinada com a secagem, e implantação de limpeza de pluma moderna e bem dimensionada (figura 69). Adaptar a limpeza para matéria prima a ser beneficiada e aos contratos comerciais, preparar máquinas para reduzir as perdas, equilibrar pré-limpeza e limpeza da pluma, se chama gerenciar. A gestão da limpeza é importante para o lucro da empresa, pois ela condiciona o rendimento de beneficiamento, impacta o custo e a qualidade da produção. (*) CHANSELME J.L., RIBAS P.V., BACHELIER B., Melhoria do Processo e das Práticas de Beneficiamento de Algodão no Brasil. VI Congresso Brasileiro do Algodão, Uberlândia, Brasil ; Agosto Figura 69: limpeza de pluma moderna em um processo antigo A Gestão da limpeza na algodoeira 48

49 CAPÍTULO VI GESTÃO DA UMIDADE INTRODUÇÃO A umidade de um algodão é a proporção de água na matéria (algodão em caroço, fibra, caroço). Continuamente, o algodão troca vapor de água com o ar ambiente, de forma a alcançar um equilíbrio. Em uma dada umidade relativa, a fibra e o grão apresentam um teor de umidade específico quando estão em equilíbrio (figura 70). Por isso a umidade do algodão é muito variável no decorrer da safra, entre os fardões e mesmo dentro de um fardão. Fonte: USDA Figura 70: Umidade do ar e umidade do algodão no equilíbrio A umidade deve ser controlada: - No campo (decisões de colheita); - Na chegada na usina (decisões de armazenamento); - Antes e durante o beneficiamento (gestão do beneficiamento). A medição da umidade do algodão em caroço, da fibra e do caroço deve fazer-se utilizando instrumentos específicos: os umidímetros (figura 71): Figura 71: Umidímetros de algodão Gestão da umidade 49

50 UMIDADE E ARMAZENAMENTO A umidade do algodão em caroço é o principal fator do armazenamento. Ela tem grande impacto sobre a qualidade da fibra e do caroço, sobretudo em caso de temperaturas ambientes fortes (áreas tropicais). - Medir assim que chega o algodão em caroço; - A umidade é heterogênea (controlá-la em vários pontos). Em caso de umidade muito forte, a fibra apresenta amarelecimento (umidade do algodão em caroço > 12%). A acidez do caroço aumenta e seu poder germinativo diminui. A decisão de armazenamento depende do destino do caroço: - Para a produção de sementes, a umidade deve ser igual ou menor que 10%; - Para a trituração, a umidade deve ser igual ou menor que 12%;. Quanto mais alta a umidade, mais curto deve ser o período de armazenamento: - Umidade do algodão em caroço > 12 %: Beneficiamento imediato ou breve; - Umidade do algodão em caroço < 10 %: Armazenagem em fardões ou armazém com aeração e proteção (chuva e calor). UMIDADE E BENEFICIAMENTO A umidade do algodão exerce grande influência sobre o comportamento da matéria durante o descaroçamento. Uma umidade alta favorece: - Embuchamentos; - Danos nos equipamentos; - Abertura e limpeza fracas; - Aspecto pouco uniforme da fibra com mechas (encarneiramentos). Uma umidade baixa acarreta: - Eletricidade estática resultando em perda de ritmo e embuchamentos; - Danos à fibra. Por isso não é possível beneficiar do mesmo jeito um algodão, seja qual for a sua umidade. A algodoeira deve ter uma gestão da umidade do algodão, para facilitar o beneficiamento e potencializar ao máximo a qualidade e o lucro. Como? - Medir a umidade no fardão em vários pontos (copo ou ponteira); - Medir a umidade relativa do ar (termo-higrômetro); - Monitorar e controlar a umidade dos algodões no decorrer do processo; - Secar o algodão em caroço para facilitar sua abertura e limpeza; - Umidificar para separar a fibra do caroço e limpá-la; - Umidificar a fibra para prensá-la. Gestão da umidade 50

51 A SECAGEM DO ALGODÃO EM CAROÇO Os objetivos da secagem do algodão são: - Reduzir e homogeneizar a umidade da fibra; - Evitar que a sujeira entre mais na massa de algodão; - Facilitar a abertura e a limpeza do algodão em caroço; - Evitar os embuchamentos. Os dispositivos de secagem existentes no MS utilizam queimadores a lenha ou a gás para aquecer a corrente de ar. O ar e o algodão em caroço são colocados em contato numa tubulação de transporte entre o dispositivo de alimentação (tubo telescópico, desmanchador de fardões, torres de regulação) e um batedor inclinado de algodão em caroço, que serve então de separador. O dispositivo típico de secagem recomendado para os algodões colhidos mecanicamente se constitui de um ou dois conjuntos com queimador, tubulações, secador, batedor inclinado com sucção e ventiladores. Os princípios e normas: O nível de umidade da fibra recomendado para limpar o algodão em caroço é de 5%. Umidades maiores reduzem a limpeza. Umidades menores aumentam o risco de quebras da fibra. A eficiência da secagem depende de vários fatores: - A diferença entre temperatura do ar e temperatura do algodão; - O volume e a velocidade relativa do ar quente; - A duração do contato. Preferencialmente realizar a secagem com grandes volumes de ar e tempo de contato longo, do que fazê-la com temperaturas elevadas. As normas de dimensionamento da secagem são: - Velocidade do ar fora do secador de até pés por minuto (FPM); - Velocidade do ar dentro do secador de até FPM; - Proporção ar/algodão em caroço de 40 até 50 pés cúbicos por libra peso (ft3/lb) pés por minuto = 5 metros por segundo O controle da secagem pode ser manual: - Baseado na medição manual da umidade do algodão e do ar; - A temperatura do ar é determinada pelo operador (tabela); - Requer o uso de duas sondas ou pares termoelétricos. Uma sonda fica na entrada do secador, para a regulação, e a outra no ponto da mistura, para controlar o limite de temperatura; Gestão da umidade 51

52 O controle pode ser automatizado (somente com queimador a gás): -Baseado na medição por sensor da umidade do algodão; -Ajuste instantâneo da chama (proteção da fibra e economia de energia); As economias de energia na secagem obtêm-se através de: -Uma regulação automática do queimador; -Da boa vedação do sistema pneumático; -Do isolamento das torres e tubulações. As recomendações para uma boa secagem são: -Desenhar e dimensionar o equipamento para uma secagem eficiente com temperaturas modestas (70 até 120 C); -Manter o sistema bem vedado e isolado termicamente; -Controlar a umidade do algodão várias vezes durante o descarregamento de um mesmo fardão e a umidade relativa do ar; -Ajustar a temperatura em função da umidade, para atuar em temperatura mínima; ou melhor, instalar uma automação. -Nunca ultrapassar 150 C, sob pena de provocar alterações moleculares irreversíveis. Nossas dicas: -No caso do controle manual, é indispensável ter ou gerar uma tabela específica da usina, que indica a temperatura de ar a ser utilizada em função da umidade do algodão em caroço e umidade relativa do ar. -A regulagem e o display das temperaturas devem ficar instalados no painel de controle. Os efeitos positivos de uma secagem bem dominada são: -Boas abertura e limpeza do algodão em caroço, com as quais é possível melhorar o brilho, reduzir a carga e a preparação. Uma secagem muito puxada acarreta perda de tenacidade, redução do comprimento e amarelecimento da fibra. A UMIDIFICAÇÃO DO ALGODÃO EM CAROÇO Os objetivos da umidificação do algodão em caroço são: -Devolver umidade à fibra, para que ela possa suportar melhor as limitações e agressões mecânicas do descaroçador e limpador. Nas áreas tropicais secas, é uma operação essencial para minimizar as quebras de fibra. Todos os estudos mostram que a umidificação antes do descaroçador tem um efeito positivo direto sobre o comprimento comercial e a taxa de fibras curtas. Pode-se ganhar 1/32 de comprimento e 2% de taxa de fibra curta quando a umidade da fibra do algodão em caroço aumenta de 2 pontos. -Evitar a eletricidade estática (que causa embuchamentos); -Facilitar a umidificação da fibra antes da prensagem. Gestão da umidade 52

53 O interesse da umidificação do algodão em caroço então permite melhorar o valor comercial da fibra, a produtividade e aumentar o rendimento de beneficiamento. Dadas as baixas condições higrométricas durante a safra no Mato Grosso do Sul, umedecer o algodão em caroço é altamente justificado. Os objetivos recomendado de umidificação do algodão em caroço consiste em: - injetar ar úmido e quente em caixas situadas entre a rosca distribuidora e cada alimentador de descaroçador, onde o algodão fica bastante compactado e com andamento muito lento (figura 72). O sistema comporta: -Um queimador a gás; -Um atomizador; -Um ventilador; Caixas especiais, com fechamento automático. O uso de vapor (caldeira) ao lugar do ar quente e úmido pode ser possível, mas não é comprovado. Figura 72: Caixas de umidificação do algodão em caroço (entrada dupla) e chapa Os princípios e normas: O nível de umidade da fibra recomendado no algodão em caroço na saída dos alimentadores é de 6.5 a 8%. Umidades maiores protegem mais a fibra, mas reduzem o tipo comercial. Umidades menores aumentam o tipo comercial, mas a fibra é danificada no descaroçador e no limpador de pluma (figura 73). Figura 73: umidade da fibra na entrada do descaroçador Fonte: USDA Gestão da umidade 53

54 A eficiência da umidificação depende de vários fatores: - A diferença entre temperatura do ar úmido e a temperatura do algodão; - O volume e a velocidade relativa do ar quente; - A duração do contato. As recomendações para uma boa umidificação do algodão em caroço: - Desenhar um sistema com possibilidade de equilibrar o fluxo de ar entre as caixas e com caixas de entrada dupla, com válvulas pneumáticas operadas por automação (em função da posição do peito do descaroçador); - Manter o sistema bem vedado e isolado termicamente; - Manter o umidificador e as caixas limpos (limpeza cada turno); - Controlar freqüentemente a umidade do algodão na saída dos alimentadores; - Ajustar as temperaturas no umidificador para ter a umidade de fibra desejada; Nossas dicas: - A limpeza do circuito de água e do umidificador em geral é fundamental; - A regulagem e o display das temperaturas no umidificador devem ser instalados no painel de controle. A umidificação do algodão em caroço ocorre quando este entra em contato com o ar úmido e quente. Trata-se aqui de umedecer e não molhar. UMEDECER A FIBRA ANTES DA PRENSAGEM Os objetivos da umidificação da fibra antes da prensagem são: - Aumentar o peso dos fardos e o rendimento do beneficiamento; -Melhorar o funcionamento da prensa, diminuindo a pressão hidráulica necessária à prensagem de até 40%. A diminuição da pressão hidráulica: - Reduz o tempo de prensagem (mais capacidade da prensa); - Reduz a solicitação mecânica da prensa (menos paradas, menos manutenção); - Reduz os picos de corrente/amperagem; - Melhora o funcionamento da aramação; - Melhora a qualidade da aramação (menos quebras de arames); - Aumenta o peso médio dos fardos (menos embalagens e custo de transporte). Os dispositivos: A umidificação da fibra gera ganho de centenas de milhares de reais (R$), mas a umidade deve ser aplicada de maneira uniforme: - regularmente repartida em toda a manta de fibra; - na forma de vapor e não na forma liquida. Aqui, trata-se de umedecer e não molhar. Gestão da umidade 54

55 É freqüente encontrar em Mato Grosso do Sul umidificação por aspersão de água na bica. A umidificação por aspersão de água acima da manta é altamente desaconselhada porque: - Molha a superfície da manta sem umidificar a fibra (fraca troca de água); - Não traz nenhuma vantagem na prensagem; - Atrapalha o deslizamento da manta; - Pode gerar muitos problemas de qualidade e perda de dinheiro. O sistema de umidificação por meio de ar úmido comporta: - um queimador; - um atomizador; - um ventilador; - um dispositivo específico no condensador ou na bica. Várias usinas usam somente vapor de caldeira ou combinada com umidificador a gás, e conseguem uma umidificação eficiente. Os princípios e as normas: O nível de umidade da fibra máxima aceitado pelas regras de negocio é de 8%. Umidades maiores podem chegar à perdas de qualidade. Umidades menores deixam de aproveitar ao máximo das numerosas vantagens da umidificação da fibra. As recomendações para uma boa umidificação da fibra: - Desenhar um sistema com geração de ar úmido ou vapor de água, com válvula pneumática operada por automação (em função da presença da fibra na bica, da rotação da prensa, da pressão no circuito de fibra, etc.); - Manter o sistema isolado termicamente; - Manter o umidificador, o condensador e a bica limpos (limpeza cada turno); - Controlar a umidade de cada fardo; - Ajustar as temperaturas no umidificador (ou fluxo de vapor) para ter a umidade de fibra desejada; Nossas dicas: - A limpeza do circuito de água e do umidificador em geral é fundamental; - A regulagem e o display das temperaturas no umidificador devem ser instalados no painel de controle; - A medição da umidade do fardo é fundamental. Existem dispositivos automáticos. Gestão da umidade 55

56 CONCLUSÃO SOBRE A SECAGEM E A UMIDIFICAÇÃO As vantagens de um bom controle da umidade são: - Uma qualidade preservada; - Um custo de produção reduzido por:. Beneficiamento mais fácil;. Proteção dos equipamentos;. Redução de consumo de energia; - Um lucro maior; A falta de gestão da umidade gera: - Um encarecimento do beneficiamento; - Uma perda significativa em qualidade; - Grandes desperdícios de energia; - Perda financeira. Gestão da umidade 56

57 CAPÍTULO VII A GESTÃO DA QUALIDADE NO BENEFICIAMENTO GENERALIDADES Todos os parâmetros tecnológicos importantes para a fiação (com exceção do índice micronaire (complexo maturidade - finura) são afetados pelo beneficiamento. O controle da umidade dos algodões e a limpeza (particularmente da fibra) são as duas operações essenciais para a qualidade (Quadro 1 pagina 24 do capitulo 3). Diversas medidas, e de controles devem ser efetuadas de maneira sistemática na usina. São necessários à tomada de decisões (armazenamento, escolhas dos equipamentos a utilizar, gestão da umidade) ou ao acompanhamento da conformidade das operações (desfibragem, temperaturas e umidades das matérias, velocidades de rotações). Os instrumentos HVI e outros equipamentos de análises da fibra devem ser mobilizados para um acompanhamento contínuo da qualidade no processo e decorrer do tempo. As referências externas como as micro-usinas de beneficiamento representam um potencial de melhoria considerável da produtividade e qualidade, infelizmente pouco disponíveis no Brasil. EXEMPLOS DE MEDIÇÕES E MONITORAMENTO NA USINA - medição da umidade do algodão em caroço à chegada de cada fardão (decisão de armazenamento, decisão de secagem/umidificação) (figura 74); - inspeção diária do estoque de algod ão em caroço; - medição da temperatura e umidade relativa do ar várias vezes nas 24 horas; - monitoramento do ritmo de descaroçamento; - controle da desfibragem e eventualmente taxas de línter por máquina; - análises de fibra; - monitoramento da temperatura do ar de secagem; - monitoramento da umidade do algodão em caroço (figura 75); - monitoramento da umidade do fardo; - inspeção diária do estoque de fibra. Figura 74: medição da umidade do algodão no fardão Figura 75: medição da umidade do algodão na entrada do descaroçador A gestão da qualidade no beneficiamento 57

58 A usina deve dispor dos instrumentos necessários: - Termo higrômetro eletrônico portátil; - Par termoelétrico (termômetro); - Umidímetro para algodão em caroço e fibra; - Manômetros diferenciais com tubo Pitot (figura 76); - Tacômetro; - Peso de controle das balanças de fardos; - Controladores elétricos. OS RECURSOS A DISPOSIÇÃO DO BENEFICIADOR A capacitação do pessoal. O domínio dos equipamentos e da gestão pelo pessoal é fundamental e os melhores equipamentos não podem fazer o melhor sem o melhor pessoal: - Capacitação Figura 76: Manômetro diferencial com tubo Pitot - Treinamentos completos e regulares, na duração adequada e de ótimo nível (figura 77); - A escola de beneficiamento é a ferramenta perfeita; - Curso organizado para diversos níveis; - Equipamentos adaptados (micro-usina com lateral transparente) (figura 78); Figura 77: treinamentos de profissionais Figura 78: micro-usina para treinamento A gestão da qualidade no beneficiamento 58

59 AS PERITAGENS DE USINA Fazer um diagnóstico técnico e organizacional representativo, para poder propor melhorias imediatas e em longo prazo. O diagnóstico envolve: - Análise do processo utilizado; - Análise do estado dos materiais e equipamentos; - Observação e análise do funcionamento da usina; e do processo (figura 79); - Análises da fibra e dos materiais coletados na experimentação (figura 80); Recomendações gerais Figura 79: Diagnostico do funcionamento O LABORATÓRIO DE TECNOLOGIA DA FIBRA O laboratório de tecnologia da fibra (instrumento HVI) é uma ferramenta fantástica de acompanhamento do beneficiamento pela qualidade. Ele permite: - Analisar em tempo real a qualidade da fibra produzida (figura 81); - Ter uma referência da qualidade a comparar aos objetivos; - Monitorar o desempenho no decorrer da safra; - Se pode completar por um laboratório de tecnologia do caroço. Figura 80: Analise dos produtos e dejetos Figura 81: O laboratório HVI como ferramenta A gestão da qualidade no beneficiamento 59

60 CONCLUSÃO: GESTÃO PARA CONCILIAR LUCRO E QUALIDADE DOS PRODUTOS é: Gerar um lucro máximo dominando ao mesmo tempo a qualidade dos produtos ao descaroçamento - Confiar a instalação industrial a técnicos que conhecem o algodão e não somente a mecânica; - Dispor de um processo modernizado adaptado às condições locais de produção e os mercados; - Raciocinar na utilização do seu processo em função do algodão em caroço e a fibra desejada; - Assegurar um acompanhamento contínuo e em tempo real dos desempenhos do processo; - Integrar o instrumento HVI na pilotagem do processo; - Organizar e vender a produção por lotes homogêneos; - Implementar uma rastreabilidade da qualidade. Os 4 eixos para um futuro profissional e lucrativo do Beneficiamento em Mato Grosso do Sul: - Capacitação; - Modernização; - Assessoria independente e acompanhamento técnico independente e de alto nível; - G.I.A.C. (Gestão Integrada Auxiliada por Computador) e rastreabilidade. A gestão da qualidade no beneficiamento 60

61 CAPÍTULO VIII PRENSAGEM E EMBALAGEM DA FIBRA EQUIPAMENTOS Os objetivos do enfardamento da fibra consistem em compactá-la para facilitar e baratear seu armazenamento e transporte. O acondicionamento requer os seguintes equipamentos: condensador, bica, dispositivo de umidificação, alimentador, calcador, prensa e amarração/ensacamento. O condensador geral comporta um tambor gradeado giratório (6 a 15 RPM), que separa a fibra de seu ar de transporte e a condensa em uma manta (figura 82). Uma velocidade de rotação muito baixa acarreta embuchamentos, enquanto uma velocidade muita alta forma uma manta irregular e sem consistência. A manutenção do condensador geral requer atenção especial em pontos como: - limpeza a cada turno; - verificação das vedações; - verificação das correias; - verificação das correntes e pinhões; - eliminação dos acúmulos de fibra. Essa manutenção de rotina é importante para realizar uma prensagem dentro das melhores condições possíveis, sem embuchamento. A bica guia, a fibra do condensador até a prensa (figura 83). Seu comprimento depende da capacidade (3,0 m para 10 fardos/h; e 5,5 m para 30 fardos/h). Sua inclinação, que permite à manta de fibra deslizar, se situa entre 40 e 50. Muitas vezes, é nela que se dá a umidificação da fibra, cujos dispositivos antes da prensagem foram citados acima. O papel do alimentador consiste em empurrar a fibra em espera na bica até o calcador. Ele pode ser constituído por tambor de palhetas, esteira ou chapa metálica movida horizontalmente por um pistão pneumático ou hidráulico (empurrador) (figura 84). O calcador (hidráulico ou mecânico com correntes) garante uma pré-compressão da fibra, por movimento alternado de cima para baixo (figura 85). A capacidade da usina determina sua velocidade. Prensagem e embalagem da fibra 61

62 Figura 82: Condensador Geral Figura 83 : Bica do Condensador Figura 84: Empurrador Pneumático Figura 85: Calcador Mecânico Prensagem e embalagem da fibra 62

63 A prensa hidráulica é responsável pela prensagem da fibra e formação de um fardo. Ela pode produzir fardos de diferentes densidades. É possível distinguir diferentes tipos de prensas, conforme sua direção de prensagem e o tipo de caixa (com ou sem portas, caixas fixas ou suspensas, etc.) (figuras 86 a 90). Figura 86: Prensagem Down-Packing de cima para baixo (BUSA) Figura 87 : Prensagem Up-Packing (de baixo para cima) (Candeloro) Figura 88 : Prensa com portas (Murray) Figura 89: Prensa sem portas (Continental E.C.) Prensagem e embalagem da fibra 63

64 Figura 90: Prensa de caixas suspensas A capacidade das prensas propostas pelos construtores de equipamentos descaroçadores varia muito, desde 15 fardos/h até 60 fardos/h. Nas usinas modernas, as prensas são fabricadas de forma a produzir fardos de densidade universal de 227 kg, de dimensões 55" x 21" x 28" (ou 41 x 21 x 38 ), densidade mínima de 28 lb/pé3 (448 kg/m3). No Brasil, o peso médio dos fardos é de 200 kg. O peso dos fardos tem de ser o mais uniforme possível, de forma a diminuir os gastos de energia na prensagem e problemas na indústria têxtil. Com o controle do calcador, é possível definir a regularidade do peso por meio da intensidade do motor, da taxa e da regularidade da alimentação do calcador (uma alimentação baixa traz fardos pesados e vice-versa). AMARRAÇÃO Após ser prensado na densidade desejada, o fardo é aramado antes de ser ensacado. A aramação é em geral feita com arames de aço (figura 91) dispostos e fechados manualmente. As bitolas de espessura dos arames variam entre 3,4 a 4,2 mm. A definição da bitola do arame a ser utilizado, varia de acordo com a dimensão e o peso do fardinho. Há empresas que utilizam arames com até 4,2 mm de diâmetro por fazerem fardinhos de até 250 kg (fora de padrão). A mais utilizada é de 3,5 mm com 2,52 m de comprimento já com as dobras e 2,60 m ainda sem dobrar; Essas tolerâncias de dimensionamento dos arames correspondem ao peso e a pressão (kg/f) exercida sobre os arames. Tem fardinhos amarrados com 8 arames, porém a grande maioria e o padrão utilizado no Brasil é uma amarração com 6 arames. A colocação dos arames se faz em geral manualmente e ocupa de 1 a 2 pessoas. Para obter velocidade de aramação maior com menos mão de obra, usam-se dispositivos metálicos simples (figura 92). Prensagem e embalagem da fibra 64

65 Figura 91: Arames de aço Figura 92: Dispositivo guia para arames Algumas usinas utilizam uma fita plástica de matéria reciclada (figura 93). As bitolas de espessura das fitas atualmente são pouco difundidas no Brasil, por se tratar de uma tecnologia nova e ainda em implantação e testes no processo de enfardamento. Possuem 19 mm de largura x 1,2 ou 1,4 mm de espessura e são compostas de material plástico normalmente aproveitado de reciclagem de garrafas pet. Para este sistema é necessário adaptação na prensa de fardinhos. A colocação da fita pode ser feita manualmente ou automaticamente. Já existem no Brasil sistemas automatizados de amarração das fitas. O fechamento da amarração se dá por pressão do próprio fardo ou por tipo especial de solda (quando automático). O fardo amarrado é inserido em um saco de malha de algodão usando uma embaladora manual (figura 94). Figura 93: Fardo amarrado com fita Figura 94: Embaladora manual Prensagem e embalagem da fibra 65

66 ARMAZENAGEM Os fardos embalados são armazenados com ou sem umidificação, respeitando normas de segurança. A armazenagem é um importante item da etapa pós-beneficiamento. As formas mais habituais são as armazenagens a céu aberto (pátios) e em locais fechados (armazéns e galpões). A definição do tipo de armazenagem a ser utilizada está diretamente relacionada com a disponibilidade de espaço e de equipamentos que farão o manuseio dos produtos (empilhadeiras). Geralmente antes da armazenagem as empresas destinam uma área de espera onde os fardinhos permanecem até receberem a classificação, seja visual ou instrumental, para depois então armazená-los em definitivo. Por questão de segurança, é muito importante que se evite ao máximo armazenar fardos dentro das usinas, em áreas onde ocorre o beneficiamento, devido a altíssima iminência de fogo, bem como, para deixar sempre um bom espaço para movimentação no local. ARMAZENAGEM A CÉU ABERTO (AO TEMPO) A armazenagem ao tempo é amplamente utilizada no Brasil devido ao déficit de locais fechados, bem como, ao custo de implantação de locais deste tipo. Os fatores que mais exigem cuidados para este tipo de armazenagem são aqueles que não têm a ação humana direta, como vento, umidade e a poeira. Para isto, são indispensáveis os cuidados básicos com o acondicionamento dos fardinhos ou disposição dos lotes/blocos (figura 95). Em pesquisa realizada em diversas empresas algodoeiras, de segurança e corretoras de seguros, foram levantados alguns pontos importantes e básicos a serem observados para este tipo de armazenagem: 1-Dimensionamento do bloco (altura x largura): Empilhamento de 5 fardinhos de altura; Até o máximo de 150 fardos; Atentar para a altura devido a ocorrência de ventos. 2-Travamento ou amarração do bloco: Uso de ripas de madeira entre fardos em cada uma das fileiras de elevação do bloco; Fardinhos deitados na parte superior da pilha em sentido lateral. 3-Dispositivos para prevenção e combate a incêndio: Projeto de incêndio atualizado; Hidrantes e extintores. Prensagem e embalagem da fibra 66

67 4-Acondicionamento e Isolamento dos fardos e distanciamento do solo: Enlonamento duplo, preferencialmente com uso de lonas tipo toca; Amarração das lonas com cordas em toda extensão do bloco, por cima e por baixo, no tradicional sistema carga de caminhão ; Figura 95: Armazenagem de fardos ao céu aberto (pátio) Uso de lastro de ripas de madeira de no mínimo 12 x 12 cm para evitar contato com a água do chão. 5-Espaçamento entre blocos: De 0,70 a 1,00 m entre blocos para acesso em caso de emergência e arruamento de 3,5 a 4 metros para o acesso de carga e movimentação; 6-Identificação e endereçamento do espaço do bloco Através de pinturas em estacas ou colunas fixas na extremidade lateral em frente ao local; ARMAZENAGEM EM AMBIENTE FECHADO (GALPÕES) A armazenagem dentro de galpões/armazéns também é bastante utilizada no Brasil, porém em escala menor (figura 96). O custo para implantação em locais fechados é um dos fatores limitantes dessa prática. Para este tipo de armazenagem também são exigidos cuidados especiais, embora menos propício à ação do tempo como vento, umidade e a poeira. Porém, são indispensáveis os cuidados básicos com a disposição dos fardinhos ou de seus lotes/blocos. Conforme a pesquisa citada anteriormente, também foram levantados alguns pontos importantes e básicos a serem observados para este tipo de armazenagem: 1-Dimensionamento do bloco (altura x largura): m); Empilhamento de 7 fardinhos de altura; Até o máximo de 174 fardos; Atentar para a altura devido a aproximação com o teto e luminárias (deixar espaço mínimo de 0,50 Atentar para o alcance máximo de altura do equipamento transportador (empilhadeira). Prensagem e embalagem da fibra 67

68 2-Travamento ou amarração do bloco: Uso de ripas de madeira entre fardos em cada uma das fileiras de elevação do bloco; Fardinhos deitados na parte superior da pilha em sentido lateral. 3-Dispositivos para Prevenção e combate a incêndio: Projeto de incêndio atualizado; Hidrantes e extintores; Utilizar lâmpadas frias (fluorescentes) e com dispositivos de proteção (vidros) que evitem o contato direto com os fardos, bem como, a propagação de fagulhamento e faiscamento ocasionado por pequenas explosões (lâmpada). 4- Acondicionamento e Isolamento dos fardos e distanciamento do solo: Geralmente sem enlonamento exterior; Opcional o uso de lastros na parte inferior. 5- Espaçamento entre blocos: De 0,50 a 0,80 m entre blocos para acesso em caso de emergência e arruamento de 3,5 a 4 metros para o acesso de carga e movimentação; Distância de 1,20 m com relação a paredes. 6-Identificação e endereçamento do espaço do bloco: Através de pinturas no solo ou parede. EMBLOCAMENTO O emblocamento dos fardos é feito a critério de cada empresa e pode ser efetuado de diversas formas, tais como: - os tipos conforme classificação (Ex. 31-3, 31-4, 41-4, etc...); - as características intrínsecas (Ex: micronaire, resistência, comprimento, etc...) conforme classificação instrumental; - por cliente; Figura 96 : Armazenagem de fardos em galpões Geralmente o emblocamento leva em conta a quantidade de fardos necessários para completar uma carga de caminhão, que pode variar em até 135 fardinhos. Isto facilita a operação de carregamento e a identificação dos lotes. O emblocamento pode corresponder a uma estratégia comercial da empresa. Neste caso o bloco é constituído de fardos homogêneos para uma combinação de características de fibra (visuais e instrumentais), destinados a um contrato particular. O emblocamento pode ser um fator limitante para o aproveitamento de espaço dentro de um armazém. Prensagem e embalagem da fibra 68

69 CAPÍTULO IX AS REGULAGENS PRINCIPAIS NO PROCESSO DE BENEFICIAMENTO GENERALIDADES Todas as regulagens das máquinas de beneficiamento do algodão têm importância e influência sobre o desempenho, portanto, sobre o lucro da empresa. As regulagens influenciam o custo de produção, o ritmo de beneficiamento, a qualidade dos produtos (fibra e caroço). Por isso devem ser conferidas regularmente, com uma periodicidade que vai depender de cada máquina, do órgão e das características do algodão. As regulagens devem ser feitas conforme as recomendações do fabricante. Alguma variação pode ser tolerada em função do ambiente (condições de umidade em particular) e do algodão mesmo. SEGURANÇA Para poder ajustar as máquinas com segurança, é indispensável: - desligar a energia na chave principal; - a chave de trava individual da máquina que vai ser aberta ou ajustada deve ser desligada e trancada por cadeados (1 cadeado por pessoa trabalhando na máquina); - antes de trabalhar na máquina, o dispositivo de partida deve ser acionado para conferir que a máquina está desenergizada; - não se deve tocar na máquina até ter certeza que a mesma está desligada, travada e que não há partes em movimento. - Usar placas de aviso não ligue Quando for absolutamente necessário manter a energia ligada ou rodar com algum dispositivo de segurança desativado, precauções extras deverão ser observadas. Somente pessoal totalmente qualificado e familiarizado com o equipamento deverão participar. Nos processos com partida sequencial automática, as chaves devem ser passadas para a posição manual para que todas as outras partes do ciclo não sejam iniciadas acidentalmente. Antes de tocar em algum controle, o operador deve certificar-se de que todo o pessoal esteja em posições seguras. Use EPI durante intervenções nas máquinas e em particular: - Máscara contra poeira; - Óculos de segurança. Quando limpar com ar comprimido, use pressão inferior a 30 PSI. Antes de ligar uma máquina: - todo o pessoal deve estar afastado; - todas as proteções e portas de acesso devem estar fechadas e travadas; - todos os dispositivos de segurança devem estar em operação. As regulagens principais no processo de beneficiamento 69

70 REGULAGENS GERAIS Para conseguir uma operação normal das máquinas, sem perda de desempenho, e para prolongar a duração de vida das transmissões por correias de todos os tipos (V, sincronizadas, etc.), regular perfeitamente o alinhamento das polias e a tensão das correias. No caso das transmissões por correntes, providenciar um bom alinhamento das engrenagens, tencionar conforme a necessidade, sem excesso, pois o excesso de tensão aumenta o desgaste REGULAGENS DAS PRINCIPAIS MÁQUINAS DE BENEFICIAMENTO DESMANCHADOR DE FARDÕES (figura 97) 1) Alinhamento das roscas de saída (paralelismo); 2) Regulagem da embreagem eletromagnética (alinhamento e espaço de 0.5mm). SEPARADORES (figura 98) Figura 97: Desmanchador de fardos (BUSA) 1) Alinhamento do eixo com a tela (paralelismo); 2) Tiras de borracha do cilindro giratório (somente tocar a tela em todo o percurso do arco de contato e em toda a largura da máquina) LIMPADORES INCLINADOS (BATEDORES) (figura 99) 1) Ajuste da grelha com pinos dos rolos batedores; 2) Posição dos pinos dos cilindros vizinhos (correias sincronizadas). Figura 98: Separador HGM (Lummus) Figura 99: Batedor inclinado (BUSA) As regulagens principais no processo de beneficiamento 70

71 Quadro 5: regulagem dos batedores **Espaço do último cilindro: 3/8 EXTRATORES (STICK MACHINES) (figura 100) 1) Ajuste das escovas fixas (penetração nas serrilhas); 2) Distância dentes de serrilhas com as barras (2 ou 3 cilindros); 3) Ajuste das escovas giratórias com os dentes de serrilhas (penetração) 4) Ajuste dos rolos descarregadores de canaletas com os dentes de serrilhas (espaçamento) Figura 100: Extrator ou Stick Machine Quadro 6: principais regulagens dos extratores ALIMENTADORES DE DESCAROÇADORES Generalidades As máquinas modernas combinam uma seção batedora e uma seção extratora, com cilindros de serrilhas. As regulagens são muito parecidas com a dos batedores e dos extratores. Existem algumas variações devido ao desenho específico e definidas pelo fabricante, e que devem ser respeitadas. As máquinas de desenho antigo tipo Mitchell e Super Mitchell apresentam poucas regulagens. As regulagens principais no processo de beneficiamento 71

72 MÁQUINA DE TIPO MITCHELL STANDARD E SUPER-MITCHELL (figura 101) 1) Escovas estacionárias para cilindros de serrilha; a escova de aço deve tocar no fundo das serrilhas; 2) Chapa curvada para cilindros de serrilhas pequenos; A chapa deve ser posicionada para obter o melhor compromisso entre perdas de algodão em caroço e limpeza. Em prática, levantar a chapa até eliminar as perdas de algodão em caroço e baixá-la um pouco antes de apertar os parafusos. AJUSTES PARA MÁQUINAS DE MÉDIA E ALTA CAPACIDADE (figuras 102 e 103) 1) Grelha para pinos dos rolos batedores (espaço); 2) Escovas estacionárias para cilindros de serrilha (penetração); 3) Grade de barras para cilindros de serrilha (espaço); 4) Escovas giratórias para cilindros de serrilhas (penetração) 5) Rolos descarregadores (de canaletas ou de serrilhas) para serrilhas (espaço) 6) Coberturas para cilindros de serrilha (espaço) Quadro 7: principais regulagens dos alimentadores de descaroçador Figura 101: Alimentador Super Mitchell (Murray/Piratininga) Figura 102 : Alimentador 9000 (CEC) Figura 103 : alimentador 1200 (BUSA) As regulagens principais no processo de beneficiamento 72

73 DESCAROÇADORES Generalidades: As regulagens se fazem com respeito ao eixo de serras, montado primeiro. O peito deve ser regulado lateralmente para as serras ficarem bem centralizadas nas costelas (figura 104). A penetração das costelas nas serras é uma regulagem muito importante definida pelo fabricante, que condiciona a produtividade e tem influência sobre a contaminação da fibra com matérias vegetais. Esta regulagem é tripla (figura 105): - A - a altura do ponto de beneficiamento (distância entre a ponta dos dentes e a coroa das costelas) tem influência sobre ritmo e qualidade; - B - a penetração das costelas do peito nas serras. Quanto maior a penetração, mais capacidade de beneficiamento. - C - a penetração das costelas do ante-peito: Quanto maior a projeção das serras é maior a contaminação (casquinhas entrando no peito). Quanto menor a projeção é menor a entrada de algodão no peito (efeito negativo sobre a produtividade). Figura 104: Centragem das serras nas costelas Figura 105: Parâmetros de regulagens serras/costelas e centragem Máquina de tipo Murray 80 ou 90 serras (figura 106) 1) Projeção das serras no costelado do ante-peito; 2) Distância entre ponto de beneficiamento e ponta das costelas; 3) Dentes de serras e chapa curva do injetor (espaço); 4) Abertura do bico injetor (espaço); 5) Pressão estática no recalque; As regulagens principais no processo de beneficiamento 73

74 Quadro 8: principais regulagens dos descaroçadores tipo Murray ar Figura 106: descaroçador 90 serras ar (Candeloro) Máquinas de média e alta capacidade (figuras 107 e 108) 1) Projeção das serras no costelado do ante-peito; 2) Distância entre ponto de beneficiamento e ponta das costelas; 3) Cerdas de escovas nos dentes das serras (penetração); 4) Chapa do cata-piolho superior com serras (espaço); 5) Corta vento com escovas (espaço); 6) Chapa do cata-piolho inferior com serras (espaço); 7) Entrada ar superior escovas (abertura); 8) Entrada ar inferior escovas (abertura). As regulagens 1 a 5 são predeterminadas pelo fabricante. As demais regulagens devem ser determinadas no beneficiamento buscando o melhor compromisso. Quadro 9: principais regulagens dos descaroçadores de média e alta capacidade As regulagens principais no processo de beneficiamento 74

75 Figura 107: descaroçador 161 serras (CEC) Figura 108: descaroçador 170 serras Imperial III (Lummus) LIMPADORES DE PLUMA DE SERRA Generalidades A regulagem fundamental para o desempenho de qualquer limpador de serra está no conjunto rolo alimentador (flutuante) - barra de alimentação. A regulagem pode ser realizada corretamente somente se existirem visores laterais para poder enxergar os espaços entre o flutuante, barra e cilindro de serra (figuras 109 e 110). As regulagens não podem ser obtidas nem monitoradas nas máquinas que não possuem visor lateral. Neste caso é recomendado furar as laterais. Figura 109: Visores laterais para regulagem do limpador de pluma de serra Figura 110: Visores laterais para regulagem do limpador de pluma de serra As regulagens principais no processo de beneficiamento 75

76 A sequência de regulagem padrão é a seguinte (após ter conferido que o rolo e a barra de alimentação não estão empenados) (figura 111): -A- Alinhamento vertical do centro do eixo do flutuante com o centro do eixo da serra; -B- Rolo flutuante para o cilindro de serra; -C- Barra de alimentação para o rolo flutuante; aplicar a barra contra o flutuante em toda a curva, respeitando a espaço da barra com o cilindro de serra. Apertar os parafusos laterais; -D- Alinhamento da barra com parafusos ou suportes médios da barra; -E- Pressão do flutuante apertando as molas laterais para evitar uma flutuação do rolo em funcionamento normal; -F- Rolos de guia inferiores para o flutuante; -G- Barras de batida (facas) para o cilindro de serra. Figura 111: Regulagens essenciais do LP de serras MÁQUINA DE TIPO CONSTELLATION E MÁQUINAS DE ALTA CAPACIDADE (figuras 112 a 114) 1) Rolo descarregador para o condensador; 2) Rolos de guia superiores entre eles; 3) Rolos de guia inferiores entre eles; 4) Rolos alimentadores superiores para o flutuante 5) Rolo flutuante para o cilindro de serra; 6) Barra de alimentação para o rolo flutuante; 7) Barra de alimentação para a serra; 8) Barras de batida (facas) altas para o cilindro de serra; 9) Barras de batida baixas para o cilindro de serra; 10) Cilindro de escovas para os dentes de serra (cerdas em contato); 11) Corta vento das escovas; As regulagens principais no processo de beneficiamento 76

77 Quadro 10: principais regulagens dos limpadores de pluma de serra Figura 112 : Limpador de pluma 103 (Busa) Figura 113: Limpador de pluma 108 (Lummus) Figura 114: Limpador Sentinel (Lummus) As regulagens principais no processo de beneficiamento 77