UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS PÓS-GRADUAÇÃO EM GESTÃO DO SETOR SUCROENERGÉTICO MTA

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS PÓS-GRADUAÇÃO EM GESTÃO DO SETOR SUCROENERGÉTICO MTA VIABILIDADE DO SISTEMA DE LIMPEZA A SECO DA CANA-DE-AÇÚCAR E O EMPREGO DA PALHA NA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA FRANCISCO EDUARDO ANDRADE JUNQUEIRA SPADONI CATANDUVA 2013

2 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS PÓS-GRADUAÇÃO EM GESTÃO DO SETOR SUCROENERGÉTICO MTA VIABILIDADE DO SISTEMA DE LIMPEZA A SECO DA CANA-DE-AÇÚCAR E O EMPREGO DA PALHA NA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA FRANCISCO EDUARDO ANDRADE JUNQUEIRA SPADONI Monografia apresentada ao Programa de Pós- Graduação MTA em Gestão Industrial Sucroenergética. Aluno: Francisco Eduardo Andrade Junqueira Spadoni Orientador: Prof. Msc. Oscar Francisco Tribst Paulino CATANDUVA 2013

3 DEDICATÓRIA Dedico este trabalho a todos os empenhados no projeto de desenvolvimento do Sistema de Limpeza a Seco, implantado na Usina Alta Mogiana, sejam eles colegas colaboradores, equipe do CTC ou fornecedores de equipamentos e serviços.

4 AGRADECIMENTOS Agradeço à Diretoria da Usina Alta Mogiana S.A. Açúcar e Álcool que propiciou a oportunidade de desenvolvimento do projeto Sistema de Limpeza a Seco, e ao suporte oferecido pela equipe do CTC que foi fundamental para sua implantação.

5 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO OBJETIVOS REVISÃO DE LITERATURA Objetivo do sistema preconizado no mercado brasileiro Benefícios e especificações do sistema Utilização da palha para geração de energia elétrica Eliminação do uso da água de lavagem com redução de impacto ambiental Aumento na moagem horária Necessidade da separação da matéria estranha Evolução do sistema de limpeza a seco Segunda Geração MATERIAL E MÉTODOS Equipamentos do Laboratório de PCTS Equipamentos de separação de matéria estranha Equipamentos de moagem RESULTADOS E DISCUSSÃO Melhoria da qualidade do caldo misto Melhoria em relação à abrasão em equipamento Viabilidade econômica do aumento de volume transportado de palha para a geração de energia CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXO... 37

6 i RESUMO Em 2010 a Usina Alta Mogiana vislumbrou a oportunidade de incrementar a sobra de biomassa para queima nas caldeiras, obter ganhos de qualidade do caldo e reduzir desgaste em equipamentos, através da implantação de um sistema de limpeza a seco, a ser desenvolvido em conjunto com o Centro de Tecnologia Canavieira (CTC). Teve por finalidade base preencher a lacuna da pequena sobra de bagaço decorrente das variedades de cana-de-açúcar de baixa fibra utilizadas para moagem. Para o projeto foi estipulada uma taxa de retorno sobre o capital investido de 7% ao ano (a.a.), com horizonte de 5 anos. Os ganhos de qualidade do caldo e diminuição de desgaste em equipamentos foram considerados um extra, com seus resultados devendo ser levantados durante o desenvolvimento do sistema. A comparação dos dados, obtidos por metodologia de amostragem e analise existentes, foi facilitada pela configuração dos dois tandens de moenda existentes na Usina Alta Mogiana a saber: Moenda A com descarregamento tradicional de mesas sem o uso de água e Moenda B com descarregamento em esteira metálica e sistema de limpeza a seco. O aumento de 7 para 9% na quantidade de palha transportada para a indústria junto com a matéria prima a ser moída, para posterior queima na geração e exportação de energia elétrica, apresentou-se viável com um retorno de 7,6% a.a., maior em 0,6% ao esperado. A melhoria na qualidade do caldo misto mostrou-se inconclusiva devido a não representatividade da amostragem, que será alterada no ano de Mesmo assim, apresentou indícios de melhora na extração e na pureza do caldo misto. Quanto ao desgaste de equipamentos, apresentou queda de aplicação de chapisco nos rolos em 2012 da ordem de 38% quando comparada a não utilização do sistema de limpeza a seco. Resumindo, o sistema de limpeza a seco implantado na Usina Alta Mogiana apresentou retorno do investimento maior que o esperado, indícios de melhora de extração e pureza do caldo misto além da diminuição do consumo de chapisco. Palavras chave: separação matéria estranha, limpeza a seco, geração de energia elétrica, aproveitamento de palha

7 ii LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura Página 1.Esquemático do Sistema de Limpeza a Seco instalado na moenda B da Usina Alta Mogiana... 18

8 iii LISTA DE TABELAS Tabela Página 1. Caso 1 Simulação - comparação de separação de matéria estranha e moagem 7 % de palha, eficiência de separação de 50%. Moagem de matéria prima de 1.000t Caso 2 Simulação - comparação de separação de matéria estranha e moagem 7% de palha, eficiência de separação de 70%. Moagem de matéria prima de 1.000t Extração % ART % cana ponderada pela moagem ano Simulação característica da matéria prima com 7% de palha Simulação característica da matéria prima com 4% de palha Simulação cálculo e comparação da extração de matéria prima com 4 e 7% de palha Valores médios ponderados por moagem de POL, Brix e Pureza moendas A e B, com e sem limpeza a seco, ano de Valores de consumo de eletrodo de chapisco marca Kestra modelo A1000 em g/tc - ano de Valores de consumo de eletrodo de chapisco marca Kestra modelo A1000 em g/tc - ano de Capacidade de transporte e de carga, conforme a Resolução CONTRAN n o 211 de 13/11/ Simulações comparativas de descarregamento e moagem de 640 t/h e 7%

9 iv de palha Moenda B Simulações comparativas de descarregamento e moagem de 640 t/h e 9% de palha Moenda B Simulações comparativas de descarregamento e moagem de 640 t/h e 9% de palha Moenda B Simulação dados de matéria prima 7% nas condições de 2012, 9% com moagem de 640 t/h Cálculo da sobra de bagaço para queima nas caldeiras. Valores em toneladas Cálculo do retorno do investimento com horizonte de 5anos. Valores em R$ x mil... 31

10 v LISTA DE QUADROS Quadros Página 1. Equipamentos constituintes do Sistema de Limpeza a Seco projetado pelo CTC para a Moenda B da Usina Alta Mogiana (ano 2010) Relação de equipamentos das Moendas A e B em Relação de equipamentos das Moendas A e B em

11 vi LISTA DE GRÁFICOS Gráficos Página 1. Perda de capacidade de carga do semi reboque de 12,5 m devido a diminuição da densidade da matéria prima pelo aumento da palha, mantidos 6 kg/t de cana... 27

12 vii LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ART BDG BONSUCRO CONSECANA CONTRAN CTC CVC ETR ISO ITA P&D PBTC PCI PCTS SIGIND SLC UNICA Açúcares redutores totais Boletim Diário Geral Better Sugar Cane Initiative Conselho de Produtores de Cana-de-Açúcar, Açúcar e Álcool do Estado de São Paulo Conselho Nacional de Trânsito Centro de Tecnologia Canavieira Combinação de Veículos de Carga Empral troca rápida (tipo nivelador) Organização Internacional para Padronização Instituto Tecnológico da Aeronáutica Pesquisa e Desenvolvimento Peso Bruto Total Combinado Poder calorífico inferior Pagamento por teor de sacarose Sistema de Gerenciamento Industrial Sistema de Limpeza de Cana da empresa DEDINI União da Agroindústria Canavieira de São Paulo

13 1 1 INTRODUÇÃO O sistema de separação de palha e terra da cana-de-açúcar por ventilação forçada, conhecido como sistema de limpeza a seco por não utilizar água, não é novidade no setor sucroenergético. Em 1995 a Usina Quatá implantou um protótipo para processamento de 250 t/h, com a finalidade de diminuir as perdas de açúcar, advindas da lavagem com água dos rebolos de cana picada queimada nas mesas de alimentação, fruto do início da mecanização da colheita. Como a quantidade de cana-de-açúcar picada era insuficiente para a implantação de um sistema de descarregamento individual, o protótipo visava um sistema de recebimento de matéria prima em qualquer estado: queimada, integral, picada ou inteira. Porém, devido a sua complexidade, e a quantidade de equipamentos envolvidos, não se vislumbrou na época o retorno do capital investido à curto prazo, restando o desenvolvimento prejudicado. Em setembro de 2002 com a promulgação da Lei Estadual no pelo Governador do Estado de São Paulo, o sistema de limpeza a seco teve novo alento. A lei em questão regulamenta a eliminação gradativa do uso de fogo como método despalhador e facilitador do corte da cana de açúcar, e praticamente obriga a mecanização da colheita de cana-de-açúcar a seguir o mesmo ritmo da eliminação das queimadas. A colheita manual sem o despalhamento por fogo é impraticável. Ocorre que o tipo de mecanização implantada, com o picar da cana-de-açúcar em rebolos, aumenta a área de exposição a perdas de açúcar, quando submetida a lavagem com água nas mesas de alimentação. A vigência desta lei causou grande impacto não somente na área agrícola como também no parque das indústrias, e uma série de medidas se fez necessária para eliminar perdas e aumentar a eficiência no manejo e processamento desta nova cana-de-açúcar, agora chamada de matéria prima. Em alguns casos houve alteração na metodologia consagrada na produção, colheita, transporte e processamento. A mudança na condição da matéria prima trazida para a indústria, após a eliminação das queimadas na colheita, acarretou como consequências: o aumento das matérias estranhas vegetal e mineral, a diminuição da capacidade de moagem horária, a diminuição da eficiência industrial, a necessidade de alteração na

14 2 metodologia de seu cálculo, a dificuldade em fabricar açúcar branco direto de fábrica, além de exigir a adoção de cuidados específicos para evitar abrasão em equipamentos da moenda e da própria caldeira. Além desses, outro fator contribuiu para a retomada do desenvolvimento do sistema de limpeza a seco: a necessidade de uma gestão eficaz dos recursos hídricos objetivando adequação aos requisitos legais, à responsabilidade social, e a pressão do mercado internacional em termos de certificação ambiental. Como exemplo cita-se o Protocolo Agroambiental do Setor Sucroalcooleiro, firmado por decisão voluntária entre usinas e o Governo do Estado de São Paulo em julho de 2007, e as certificações ISO Sistema Gestão Ambiental e BONSUCRO Production Standard. O setor industrial é hidro intensivo e, segundo o CTC, utiliza em média, para um mix de produção de 50% açúcar e etanol, 22,26 m³ de água por tonelada de cana (tc) moída. Somente a lavagem da cana-de-açúcar nas mesas de alimentação contribui com aproximadamente 2 m³ por tonelada de cana moída, ou seja, 10% do total. Diante dos dados, constata-se que a eliminação da utilização da água de lavagem, através da substituição do sistema tradicional pelo sistema de limpeza a seco, é benvinda. Por fim, ainda que indiretamente, a possibilidade de poder utilizar equipamentos menos complexos, com custos de fabricação e manutenção menores, para o descarregamento da cana-de-açúcar picada em rebolos, como por exemplo, esteiras metálicas ao invés de mesas de cana, reforçou o caminho para o desenvolvimento de implantação do sistema de limpeza a seco. Gradualmente, novas ideias surgiram alterando e adicionando funcionalidades não previstas no projeto inicial. Atualmente resume-se como principais finalidades da instalação de um sistema de separação de palha e terra da matéria-prima, por ventilação forçada, ou seja, por um sistema de limpeza a seco: a) incremento de moagem horária; b) redução de matérias estranhas minerais e vegetais; c) incremento na quantidade da palha trazida do campo; d) redução do uso de água na lavagem da matéria prima cana de açúcar. Em 2006, a Usina Alta Mogiana ao decidir implantar um novo tandem de moenda com capacidade de 850 toneladas por hora (t/h), observou no sistema de limpeza a seco a oportunidade de incrementar a sobra de biomassa para a queima

15 3 em caldeira, sem perder o foco na necessidade de uma alternativa para a limpeza da cana e nos benefícios advindos deste sistema. Aproveitou a fase de projeto do tandem de moenda para inserir a infraestrutura civil do sistema de limpeza a seco, fato que reduziu os custos de implantação e facilitou sua montagem entre 2010 e Uma vez implantado esse sistema observou-se a necessidade de confirmar a viabilidade de transporte da biomassa adicional para queima em caldeira, de forma racional e econômica, assim como os benefícios e malefícios advindos de sua utilização. Os dados serão apresentados a seguir.

16 4 2. OBJETIVOS Pretende-se, através desse estudo de caso, realizado na Usina Alta Mogiana S.A. Açúcar e Álcool nos anos de 2011 e 2012, verificar a viabilidade do sistema de limpeza a seco referente às hipóteses: (i) A melhoria da qualidade do caldo misto quando comparado a sistema tradicional de limpeza em mesas; (ii) A melhoria em relação à abrasão dos equipamentos da moenda quando comparado a sistema tradicional de limpeza em mesas; (iii) A viabilidade econômica do aumento do volume transportado de palha do campo para a indústria com finalidade de geração e exportação de energia elétrica, com taxa de retorno sobre o investimento de 7% ao ano e horizonte de 5 anos. A análise é facilitada por existir na Usina Alta Mogiana dois tandens de moenda a saber: Moenda A com descarregamento tradicional de mesas sem o uso de água e Moenda B com descarregamento em esteira metálica e sistema de limpeza a seco.

17 5 3. REVISÃO DE LITERATURA Existem no mercado brasileiro, vários fornecedores de sistema de separação de matéria estranha da cana-de-açúcar por ventilação forçada, durante ou após descarregamento na indústria, sem utilização de água. Conhecidos como sistema de limpeza a seco, os fabricantes apregoam as qualidades e potenciais de seus equipamentos através de catálogos ou páginas da internet, resumidos a seguir. 3.1 Objetivo do sistema preconizado no mercado brasileiro De acordo com a empresa Brumazi (2013), o sistema de limpeza a seco tem como foco principal a eliminação radical da limpeza da cana tradicional por lavagem, ou seja, com utilização de água. A aplicação consiste fundamentalmente em fazer com que o fluxo do ar (gerado por ventiladores), atravesse a Cascata de cana na transição da mesa alimentadora para a esteira de cana. O CTC (2007) divulgou que o sistema é um processo exclusivamente seco, dispensando a utilização de água e outros insumos, tendo como finalidade principal, separar as matérias estranhas vegetais (palha) e minerais (terra) da cana colhida nas usinas, podendo ser aplicado tanto para o processamento da cana inteira como picada, em que ambos os casos, a matéria estranha mineral removida é devolvida para as lavouras, corroborando com Empral (2013). Comparando aos métodos tradicionais de remoção de matéria estranha mineral, o sistema de limpeza da cana a seco registra eficiência de 70%, considerada excelente. A empresa Dedini (2001) denomina o sistema como Sistema de Separação e Limpeza de Cana (SLC) ressaltando o desenvolvimento com conceitos avançados de aerodinâmica, apresentando maior eficiência no mercado, ocupando menor espaço que os concorrentes e com menor consumo energético. Seguindo esse conceito, obtêm-se o colmo de cana limpo e separado dos demais componentes da biomassa (pontas, raízes e, principalmente a palha e as matérias estranhas minerais). A palha separada é enviada para a queima nas

18 6 caldeiras, produzindo energia elétrica para abastecer os processos industriais ou ser comercializada como forma alternativa de receita para a usina em questão. Contando com maior produtividade, menor custo e além de ser ecologicamente correto, o sistema de limpeza a seco de cana na indústria, também resolve grande parte dos problemas enfrentados pelas usinas e destilarias segundo a empresa Techpetersen (2013). Após chegar à indústria, a matéria prima é descarregada na mesa alimentadora ou no transportador metálico. Ao sair de qualquer um destes equipamentos, em queda livre, o processo de separação ocorre com fluxo de ar em alta velocidade (sopragem). A matéria estranha é coletada em uma câmara e a cana limpa cai na esteira transportadora para ser enviada a etapa de extração da cana. 3.2 Benefícios e especificações do sistema Como especificações do sistema, a empresa Brumazi (2103) relaciona os tópicos abaixo: Eficiência para matéria estranha vegetal (palha e folhas verdes) = 75%; Eficiência para matéria estranha mineral (terra e areia) = 70%; Evita a perda de açúcar na água de lavagem, que pode ser de 2%; Reduz o consumo de eletrodo de pulverização; Reduz o impacto ambiental, eliminando o uso de água nesta etapa do processo e, Aumenta a retenção da matéria estranha em 10% nos tanques de decantação. Segundo o CTC (2007), além do aumento da capacidade de moagem das usinas, o sistema conta também com aumento da extração de açúcar da cana, eliminação dos sistemas tradicionais de lavagem de cana, diminuição do desgaste de equipamentos, redução de custos de produção de açúcar e álcool e favorece a geração de energia. Trata-se de inovação tecnológica importante, que entre outros

19 7 benefícios reduz consumo de água nas usinas e possibilita utilização da palha de cana-de-açúcar de na geração de energia elétrica, conclui o especialista Suleiman Hassuani, Coordenador de P&D do CTC e responsável pelos estudos em torno da nova tecnologia, desenvolvida com a participação do (ITA) Instituto Tecnológico da Aeronáutica e da Usina Equipav, da cidade de Promissão, em São Paulo. A Dedini (2001) por sua vez, informa que ao separar e limpar a biomassa, o sistema disponibiliza o uso da palha como combustível, que possui um terço de todo o conteúdo da matéria prima. A palha é utilizada nas caldeiras, aumentando a disponibilidade da central energética e ganho econômico do sistema. Além disso, vincula como outros benefícios: Sistema compacto; Requer 22% menos esteiras; Substitui a mesa pelo esteirão; Substitui o picador por dosador; Maior eficiência do mercado; Menor impacto nos equipamentos e processos Bioaçúcar, Bioteanol e Bioeletricidade; Reduz matérias estranhas minerais e vegetais; Maior flexibilidade para a expansão da usina; Menor custo operacional; Sistema preparado para limpeza de biomassa úmida; Sistema totalmente automatizado; A retirada da palha melhora a extração no sistema por difusão. A empresa Empral lista como impactos positivos da Limpeza a Seco: Melhoria da qualidade do caldo clarificado; Melhoria no processo fermentativo; Melhoria na qualidade do açúcar; Ganhos na cogeração; Conservação do solo; Utilização de folhas e palhas como biomassa renovável; Eficiência de remoção de matérias estranhas entre 40 e 70%; Adaptável facilmente às mesas existentes; Layout compacto;

20 8 Baixo consumo de potência; Baixo custo de manutenção e operação; Baixo arraste de cana; Aumento de moagem; Redução no consumo de potência nos equipamentos; Redução de perdas; Redução de desgastes; Redução dos impactos ambientais; Redução da matéria estranha mineral na indústria; Eliminação de 100% das queimadas. A empresa Techpetersen (2013), detalhando as vantagens do sistema, bem como os benefícios previstos para a indústria, lista: Eliminação da perda de sacarose provocada pelo processo de lavagem (pode chegar até 2%); Eliminação do consumo de energia elétrica para o recalque de água do processo de lavagem; Eliminação dos custos decorrentes do uso de produtos químicos adicionados à água do sistema de lavagem; Eliminação dos equipamentos do sistema de lavagem e consequentemente os custos com a manutenção dos mesmos; Geração de grande contribuição para a melhoria do meio ambiente; Reaproveitamento da palha como combustível para a geração de energia elétrica aumentando a receita de cogeração. Redução de viagens de caminhão para transporte de torta para a lavoura, uma vez que o sistema proporciona uma redução significativa no volume de torta de filtro em relação à cana moída; Redução de desgaste na esteira de cana, picadores, desfibradores, moendas, bombas, tubulações, regeneradores de calor, aquecedores, fornalhas, tubos da caldeira; Redução de acúmulo de terra em caixas de caldo, melhorando os sistemas de clarificação e filtragem do lodo; Redução das manutenções do sistema de preparo de cana;

21 9 Redução da potência consumida do preparo de cana; Redução da quantidade de bagaço que deixa a moenda, reduzindo a perda de açúcar; Redução da embebição da moenda, reduzindo o consumo de vapor no processo; Aumento do poder calorífico do bagaço, melhorando as condições de combustão e aumentando a produção de vapor; Aumento da moagem (até 10%) decorrente da redução de material processado; Aumento da extração da moenda em função da relação POL de cana/fibra de cana; Nota-se a preocupação dos fabricantes em apresentar o sistema de limpeza a seco como solução para a separação por ventilação da cana-de-açúcar e matéria estranha, seja ela mineral ou vegetal. Sem dúvida este é o objetivo, mas muito mais importantes para as usinas são os benefícios trazidos pela implantação do sistema, que, geralmente, são vistos de maneira secundária e de forma não abrangente, podendo ser citados: (i) a utilização da palha para a geração de energia elétrica, (ii) a eliminação do uso de água de lavagem com redução de impacto ambiental, (iii) aumento da moagem horária, e (iv) redução dos custos de manutenção dos equipamentos. 3.3 Utilização da palha para geração de energia elétrica Vale ressaltar que a massa de palha, entregue pelos caminhões da agrícola para moagem, é praticamente a mesma que chega para a queima nas caldeiras. A palha que é separada pelo sistema de limpeza a seco, une-se ao bagaço após o último terno, enquanto a não separada atravessa o tandem de moenda, saindo pelo último terno. A diferença entre elas reside na umidade menor e no poder calorífico inferior (PCI) maior da palha segregada, que ficou isenta do contato com o caldo extraído na moenda.

22 10 O aumento médio do PCI do bagaço, devido à palha separada, é da ordem de 5,3% para 9% de palha e de 3,5% para 7% de palha, considerados 50% de umidade do bagaço e 40% o da palha. Em outras palavras, equivale a um aumento da massa de bagaço na mesma proporção. Outro modo de incrementar a biomassa para a geração de energia elétrica é transportar, do campo para a indústria, maior quantidade de palha junto a matéria prima a ser esmagada, separa-la através do sistema de limpeza a seco, de modo a não afetar a moagem horária. No entanto, a agrícola ao trazer para a indústria maior quantidade de palha junto com a matéria prima, se mantido o mesmo compartimento de carga, tem sua capacidade de transporte reduzida, face a menor densidade da palha. A perda de moagem tem que ser compensada pelo aumento do número de rodotrens disponíveis. 3.4 Eliminação do uso de água de lavagem com redução de impacto ambiental Segundo Hassuani et al. (2012), em casos de excesso de terra presente na matéria prima, medidas extremas como a lavagem de cana picada chegam a perdas de 3 a 6% em ATR. O efluente da lavagem da terra com teor de matéria orgânica e impureza mineral requer complexa tratativa para descarte. A utilização do sistema de limpeza a seco elimina as perdas decorrentes da lavagem dos rebolos de cana nas mesas de alimentação, além de facilitar a separação da impureza mineral. Conforme apresentado na introdução, a água na mesa para lavagem da cana corresponde a aproximadamente 10% do total de água utilizada nos processos industriais. A sua eliminação vêm ao encontro do Protocolo de Cooperação, firmado em junho de 2007, entre o Governo do Estado de São Paulo, a Secretaria do Meio Ambiente, a Secretaria de Agricultura e Abastecimento e a União da Agroindústria Canavieira de São Paulo UNICA, que em sua Cláusula Terceira Diretivas Técnicas apresenta os seguintes tópicos:

23 11 h) Implementar Plano Tecnológico de conservação de Recursos Hídricos, favorecendo o adequado funcionamento do ciclo hidrológico, incluindo controle de qualidade de água e reuso de água utilizada no processo industrial. ; j) Adotar boas práticas destinadas a minimizar a poluição atmosférica de processos industriais e otimizar a reciclagem e reuso adequado dos resíduos gerados na produção de açúcar e etanol.. A pressão exercida por empresas multinacionais para adoção do BONSUCRO Better Sugar Cane Initiative e ISO pelas usinas, fortalece as atitudes ecológicas quanto as restrições à geração de resíduos, vide BONSUCRO Versão 3, item 5.5 (i) reduzir emissões e efluentes, (ii) promover o reciclo de efluentes quando viável, (iii) índice resíduos sólidos não perigosos (subprodutos do processo: compostos, torta de filtro, terra, cinzas de caldeira, bagaço) geração menor que 1 tonelada por tonelada de cana moída. A eliminação de uso de água facilita a separação da terra (matéria estranha mineral) da cana-de-açúcar para posterior devolução ao campo, e a necessidade de decantação da água de limpeza, e todas as suas mazelas como a produção de material sedimentado com alto teor de umidade. 3.5 Aumento na moagem horária Com a separação na indústria, da matéria estranha da matéria prima trazida pelos caminhões da agrícola, ocorre uma redução na quantidade de fibra a ser esmagada pela moenda. A diferença pode ser utilizada para o incremento de moagem. As simulações apresentadas nas Tabelas 1 e 2 mostram o possível incremento de moagem de cana-de-açúcar, pela utilização do sistema de limpeza a seco, sem afetar a moagem de matéria prima de t. Esbarra em percentagem de aumento pouco superior no transporte pela agrícola. Agora, comparando a Tabela 1 com a Tabela 2, com o sistema de limpeza a seco sendo utilizado, para o mesmo valor de moagem de matéria prima (1.000 t) ocorre um incremento na moagem de cana-de-açúcar devido ao aumento de eficiência de separação do sistema.

24 12 Tabela 1. Caso 1 Simulação - comparação de separação de matéria estranha e moagem - 7% de palha, eficiência de separação de 50%. Moagem de matéria prima de 1.000t. Matéria prima com 7% de palha Sem Com sistema e 6,5 kg/tc de terra (eficiência Sistema limpeza a seco e de separação palha = 50%, limpeza a aumento de Incremento terra = 20%) seco matéria prima Matéria prima descarregada (t) Impurezas separadas (t) Matéria prima para moagem (t) Cana-de-açúcar para moagem (t) Tabela 2. Caso 2 Simulação - comparação de separação de matéria estranha e moagem 7% de palha, eficiência separação de 70%. Moagem de matéria prima de 1.000t. Matéria prima com 7% de palha Sem Com sistema e 6,5 kg/tc de terra (eficiência Sistema limpeza a seco e de separação palha = 70%, limpeza a aumento de Incremento terra = 20%) seco matéria prima Matéria prima descarregada (t) Impurezas separadas (t) Matéria prima para moagem (t) Cana-de-açúcar para moagem (t) Porém nem tudo é ganho. O aumento da participação da palha reduz a capacidade de carga dos compartimentos de transporte devido ao decréscimo de densidade da matéria prima. Resumindo, fica evidenciado que o aumento de moagem de cana-deaçúcar é obtido via utilização do sistema de limpeza a seco, podendo ser incrementado pelo aumento de sua eficiência de separação..

25 Necessidade da separação da matéria estranha Segundo Eggleston et al. (2012), em geral, um acréscimo em ponteiras e matéria estranha na matéria prima a ser moída apresenta os seguintes resultados: Redução de carga por caminhão trazida para a indústria devido à diminuição da densidade e consequente aumento dos custos de transporte; Redução da moagem horária devido ao aumento da fibra, aumentando o período de safra; Escorregamento dos rolos devido ao aumento de palha; Aumento da potência consumida no picador e desfibrador devido ao aumento da fibra; Diminuição da extração devido à reabsorção de caldo pelo bagaço; Aumento da umidade do bagaço que é prejudicial à queima nas caldeiras; Diminuição da pureza do caldo misto devido ao aumento de impurezas e suas consequências na clarificação; Aumento do consumo de leite de cal devido a redução do ph devido a maior presença de ácidos orgânicos; Incrustação nos evaporadores devido ao aumento de matéria estranha; Diminuição da recuperação da sacarose do melaço devido a presença de impurezas; Redução da filtrabilidade do açúcar. Pelo exposto, a eliminação do despalhamento por queima e a transição da colheita da cana-de-açúcar de manual para mecanizada requer que a matéria estranha presente na matéria prima, agora em maior quantidade, seja separada. A limpeza úmida em mesas aumenta a perda de açúcar devido a maior área de exposição dos rebolos da cana. Surge a oportunidade para o desenvolvimento de um sistema capaz de realizar a separação de modo a obter uma cana-de-açúcar

26 14 para moagem, em condições de limpeza, no mínimo melhor quando comparada à cana-de-açúcar queimada lavada. A simples utilização da mesa de cana para a separação de matéria estranha, através de tombos e perfurações em sua base, tem eficácia duvidosa na eliminação da impureza mineral, principalmente nos casos de solos argilosos além de não ter como característica a eliminação da impureza vegetal. O sistema de separação de palha e terra da cana-de-açúcar por ventilação forçada, conhecido como sistema de limpeza a seco por não utilizar água, atende as novas necessidades, além de trazer inúmeros benefícios ao processo. 3.7 Evolução do sistema de limpeza a seco Segunda Geração Como o sistema de limpeza a seco a ser apresentado no estudo de caso é um desenvolvimento entre o CTC e a Usina Alta Mogiana, é pertinente uma apresentação da evolução do sistema concebido inicialmente pelo CTC e utilizado na década de 90 na Usina Quatá. Na sua apresentação Tecnologia de limpeza de cana a seco CTC Avanços e resultados Tecnologia Atual de 17 de maio de 2007, Suleiman Hassuani discute a evolução do sistema de limpeza a seco, no qual o objetivo inicial era a separação da matéria estranha mineral da cana-de-açúcar picada (queimada ou não) sem que essa fosse lavada, para evitar o aumento de perdas de açúcar decorrente da maior área de exposição. Nos primórdios da mecanização no Estado de São Paulo, era pequena quantidade de cana picada, assim foi necessário ampliar o objetivo, incluindo também a redução de matéria estranha vegetal e o processamento de cana inteira queimada. O projeto resultou em sistema de custo elevado, complexo em termos de layout, com três estágios de sopragem, escova rotativa para limpeza de cana inteira e separador de discos para recuperação da cana ventilada. Para adequá-lo às necessidades de mercado, ou seja: redução de custo para a viabilização do retorno sobre o investimento, acompanhando da evolução da mecanização agrícola na colheita de cana, e atendimento às exigências legais, alterou-se o projeto inicial. Um novo projeto, denominado de segunda geração, foi concebido para receber somente cana picada crua. Desta forma pode ser eliminada

27 15 a escova rotativa, o separador de discos, e o sistema de sopragem da cana passou para um único estágio de fluxo descendente. O Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA) prestou consultoria sobre simulações de trajetória de partículas através de análise teórica e estudo numérico, e sob essa orientação pode ser diminuída a potência requerida pelos sopradores através da redução de velocidade do ar utilizado para limpeza, além de ter sido simplificado e racionalizado o layout geral.

28 16 4. MATERIAL E MÉTODOS O material apresentado para discussão será: a) dados das safras de 2011 e 2012 constantes do Boletim Diário Geral (BDG) utilizado pela Alta Mogiana e desenvolvido pela BIOSALQ, com as fórmulas baseadas nos Métodos Analíticos para o Controle de Produção de Açúcar e Álcool 3ª edição FERMENTEC Piracicaba-SP 2003; b) levantamentos realizados pela Usina Alta Mogiana; c) levantamentos realizados em conjunto entre a CTC e a Usina Alta Mogiana; d) levantamentos realizados pelo CTC. 4.1 Equipamentos do Laboratório de PCTS Os equipamentos e metodologias utilizados pelo Laboratório de PCTS da Usina Alta Mogiana estão de acordo com o Manual de Instrução 5ª. edição CONSECANA Piracicaba-SP Equipamentos de separação de matéria estranha O sistema de limpeza a seco utilizado na Usina Alta Mogiana foi montado na Moenda B, composto pelos equipamentos enumerados no Quadro 1, dispostos conforme Figura 1. A matéria prima é tombada na esteira metálica EC-1 (código A) através de Guincho Hilo duplo, redirecionada através da esteira de correia TC-1 (código 1) até a esteira TC-2 (código 2) e lançada na esteira metálica do preparo (não indicada na Figura 1). Ao ser lançada é soprada simultaneamente, por fluxo descendente, através de dois ventiladores (código VV). A cana é separada da terra e palha que são recolhidas nas esteiras TC-3A (código 3) e TC3-B (código 3) sendo o fluxo de ar

29 17 atenuado na câmara de descompressão (código CD). A terra e palha são redirecionadas pela esteira TC-4 (código 4), TC-5 (código 5) e TC-6 (código 6) até a peneira rotativa (código PR) onde a terra é separada da palha, recolhida na esteira TC-11 (código 11) e enviada através da esteira TC-12 (código 12) até a moega de terra para descarga em caminhão. A palha segue para a esteira TC-7 (código 7) onde pedaços ferromagnéticos são recolhidos pelo eletroímã (código EI) protegendo o triturador (código TR) que diminui a granulometria da palha a ser queimada nas caldeiras. A palha triturada é pesada pela balança (código BL) e encaminha às caldeiras através da TC-13 (não apresentada na Figura 1), e o peso da terra retirada é obtido através de balança rodoviária na saída do caminhão da usina. Quadro 1. Equipamentos constituintes do Sistema de Limpeza a Seco projetado pelo CTC para a moenda B da Usina Alta Mogiana (ano 2010). Código Descrição (A) EC-1 esteira metálica para descarregamento de matéria prima de 90 (1) TC-1correia de borracha transportadora de matéria prima de 92 (2) TC-2 correia de borracha transportadora de matéria prima de 92 (CD) Câmara de descompressão (VV) Ventiladores (3A) TC-3A correia de borracha transportadora de palha + terra de 84 (3B) TC-3B correia de borracha transportadora de palha + terra de 84 (4) TC-4 correia de borracha transportadora de palha + terra de 84 (5) TC-5 correia de borracha transportadora de palha + terra de 84 (6) TC-6 correia de borracha transportadora de palha + terra de 84 (PR) Peneira rotativa (7) TC-7 correia de borracha transportadora de palha com eletroímã (EI) Eletroímã (TR) Triturador de palha para 40 t/h (11) TC-11 correia de borracha transportadora de terra de 32 (12) TC-12 correia de borracha transportadora de terra de 32 (MP) Moega de terra (BL) Balança de palha Fonte: Usina Alta Mogiana

30 18 Palha triturada B L TR E I 7 MT 12 PR 6 terra Cana-de-açúcar para moagem VV CD A Matéria prima Figura1. Esquemático do Sistema de Limpeza a Seco instalado na Moenda B da Usina Alta Mogiana. Segundo Hassuani do CTC pode-se assumir, de forma conservadora, uma eficiência de separação de 50% entre 5 e 7% de palha e de 60% acima de 7%. A separação da terra apresentou durante a safra eficiência da ordem de 20%, devido a problemas de manutenção constante na peneira rotativa. Para os estudos foram adotados: separação de impureza vegetal (palha) de 7% com 50% de eficiência e separação de 9% com 60% de eficiência. Para a eficiência de separação de impureza mineral foi adotado 20%.

31 Equipamentos de moagem Na Usina Alta Mogiana existem dois tandens de moenda denominados Moenda A e Moenda B e configurados conforme Quadros 2 e 3. Observar as alterações que ocorreram em 2012: a eliminação do nivelador da Moenda A, a transferência do sexto terno da Moenda A para a Moenda B e a implantação de um novo terno na moenda B. Quadro 2. Relação de equipamentos das Moendas A e B em Moenda A Moenda B Configuração 2011 Preparo Nivelador ETR - Empral TROCA RÁPIDA faca fixa 90º, potência instalada cv. Picador COP8 tipo faca oscilante 90º, potência instalada cv. Desfibrador COP5 tipo martelo oscilante, potência instalada cv. Moenda constituída por 6 ternos movidos por turbina a vapor, assim configurada: 1º terno 46X90, frisos de 2, potência instalada cv; 2º ao 5º terno 46X84, frisos de 2, potência instalada cv; 6º terno 46X90, potência instalada 2.600cv. Fonte: Usina Alta Mogiana Preparo Picador CCP8 tipo faca oscilante 90º, potência instalada de cv. Desfibrador CCP5 tipo martelo oscilante 90º, potência instalada de 4500 cv. Moenda constituída por 4 ternos movidos por motores elétricos assim configurada: 1º ao 3º 42X84, friso de 2, potência de cv por terno; 4º terno 42X84, friso de 1 1/2, potência instalada de cv.

32 20 Quadro 3. Relação de equipamentos das Moendas A e B em Configuração 2012 Preparo Moenda A Picador COP8 tipo faca oscilante 90, potência instalada de cv; Desfibrador COP5 tipo martelo oscilante 90, potência instalada de cv. Moenda constituída por 5 ternos movidos por turbina a vapor, assim configurada: 1º termo 46X90, frisos de 2, potência instalada cv; 2º ao 5º terno 42X84, frisos de 2, potência instalada cv; 6º terno 42X984, potência instalada cv. Preparo Moenda B Picador COP8 tipo faca oscilante 90, potência instalada de cv; Desfibrador COP5 tipo martelo oscilante 90, potência instalada de cv. Moenda constituída por 6 ternos movidos por motores elétricos, assim configurada: 1º terno 50X90, friso de 2, potência de cv por terno; 2º ou 5º terno 46X84, friso de 2, potência instalada de cv por terno; 6º terno 46X90, friso de 1 1/2, potência instalada de cv. Fonte: Usina Alta Mogiana

33 21 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO É intuitivo que a eliminação da matéria estranha antes da moagem da matéria prima melhore a qualidade do caldo e diminua o desgaste dos equipamentos. Os tópicos a seguir apresentam indícios dessa afirmação Melhoria da qualidade do caldo misto Pela análise dos dados de extração em 2012, apresentados na Tabela 3, a Moenda B com a limpeza a seco em operação apresenta queda de eficiência de extração, indo na contra mão da teoria. Em simulação de cálculo teórico de extração para matéria prima com 7% e 4% de palha, Tabelas 4 e 5, é indicado aumento de extração de 0,31 pontos percentuais com a redução de 3% de palha, conforme Tabela 6. A possível explicação reside no fato de que o cálculo da extração do BDG é baseado na matéria prima analisada no Laboratório de PCTS, porém a cana moída na Moenda B, com o sistema de separação operante, não é a mesma analisada pelo Laboratório. Dela foram retiradas parcialmente a palha e a terra, influindo a palha diretamente na fibra. Portanto, amostragem não é representativa, e o ponto de coleta de amostra deve ser alterado para uma posição próxima ao preparo, porém depois da limpeza a seco. Tabela 3. Extração % ART % cana ponderada pela moagem ano de Moenda Sem limpeza a seco Com Limpeza a seco A 95,99 95,92 B 96,54 96,31 Fonte: BDG da Usina Alta Mogiana

34 22 Tabela 4. Simulação característica da matéria prima com 7% de palha. Matéria prima com 7 % de palha Palha Cana limpa Cana suja % 7,00 93,00 100,00 Fibra (%) 45,00 10,00 12,45 Umidade (%) 45,00 73,50 71,51 Brix (%) 10,00 16,50 16,05 Fonte: simulador CTC Tabela 5. Simulação característica da matéria prima com 4% de palha. Matéria prima com 4 % de palha (após limpeza a seco) Palha Cana limpa Cana suja % 4,00 96,00 100,00 Fibra (%) 45,00 10,00 11,40 Umidade (%) 45,00 73,50 72,36 Brix (%) 10,00 16,50 16,24 Fonte: simulador CTC Tabela 6. Simulação cálculo e comparação da extração de matéria prima com 4 e 7% de palha. Cana com 7% de palha Cana com 4% de palha Bagaço Fibra (%) 12,45 11,40 48,00 Umidade (%) 71,51 72,36 50,00 Brix (%) 16,05 16,24 2,00 Brix/Fibra (%) 1,29 1,42 0,04 Extração de Brix 96,77% 97,08% Fonte: simulador CTC A Tabela 7 resume os dados do BDG de 2012 onde são comparados os valores de POL, Brix e Pureza do caldo misto da Moenda A, sem sistema de limpeza a seco, com o da Moenda B, onde o sistema foi implantado.

35 23 Tabela 7. Valores médios ponderados por moagem de POL, Brix e Pureza do caldo misto moendas A e B, com e sem operação da limpeza a seco, ano de Moenda Sem limpeza a seco 11,77 (ref.) Com limpeza a seco 12,09 (ref.) Variação entre A e B sem limpeza a seco (%) Variação entre A e B com limpeza a seco (%) Variação com e sem limpeza a seco (%) Fonte: BDG da Usina Alta Mogiana POL (%) Brix (%) Pureza (%) A B A B A B 11,77 12,26 14,47 (ref.) 14,85 (ref.) 14,51 15,10 81,27 (ref.) 81,28 (ref.) no. Dias 81, , ,28-0,21-1,41 0,98-0,18-2,72 4,16 2,63 4,07 0,01 0,03 - Vale lembrar que os valores do caldo misto são calculados conforme os Métodos Analíticos para o Controle de Produção de Açúcar e Álcool 3ª edição FERMENTEC Piracicaba-SP As fórmulas para cálculo de POL, brix e pureza do caldo misto são apresentadas no Anexo A. São utilizados para fins de cálculo do caldo misto o peso do bolo úmido e do bolo seco, provenientes da matéria prima amostrada no Laboratório de PCTS. A amostragem não é representativa, sendo a matéria prima moída na Moenda B diferente em termos de fibra, devido a retirada parcial, pelo sistema de limpeza a seco, da palha e da terra. Observa-se pela análise da Tabela 7, em sua última linha que as variações de POL e Brix do caldo misto na Moenda B, comparando no mesmo período, são maiores do que os valores de variação observados na Moenda A. Ou seja, por absurdo, se ocorreu uma variação na qualidade da matéria prima que adentrou as moendas, refletida na alteração dos valores de POL e Brix, a variação da Moenda B foi superior, possível indício de aumento de extração e pureza, mascarado pela amostragem não representativa.

36 Melhoria em relação à abrasão em equipamentos O desgaste do chapisco dos rolos dos ternos de moenda pode ser visto como indicador de abrasão dos rolos pela matéria prima esmagada. Como apresentado nos Quadros 2 e 3, a configuração das moendas A e B é diferente, prejudicando uma análise direta do consumo de eletrodo de chapisco por tonelada de matéria prima moída. Porém, para cada moenda, como a totalidade da matéria prima passa através de todos os seus ternos, pode-se extrapolar que o consumo de eletrodo para chapisco é proporcional ao número de ternos. Ajustando para a base de 6 ternos ambas as moendas, tem-se um modo de comparação. Analisando a Tabela 8 referente ao ano de 2011, nota-se que, após o ajuste para 6 ternos, a Moenda B com a utilização do sistema de limpeza, após julho consumiu 9% a menos de eletrodo. Já para o ano de 2012, onde o sistema de limpeza a seco operou o ano todo, ocorreu redução no consumo da Moenda B quando comparada à Moenda A na ordem de 38%. Mas, se a ideia de equalizar os números de ternos para o ano de 2011 for refutada, é visível na Tabela 9 (coluna sem ajuste) que após a entrada em operação do sistema de limpeza a seco na moenda B em agosto de 2011, ocorreu uma queda de 24% no consumo de eletrodo nos meses de agosto a outubro em comparação a abril a julho do mesmo ano, independente dos valores de ajuste de número de ternos. Para a Moenda A, onde não existe um sistema de separação de matéria estranha, para os mesmos períodos analisados, ocorreu aumento no consumo de eletrodo de chapisco na ordem de 4%. Este é um indício de diminuição do desgaste, mas deve ser visto com cautela e corroborado por outros estudos, pois limita a análise a um único tipo de equipamento.

37 25 Tabela 8. Valores de consumo de eletrodo de chapisco marca Kestra modelo A1000 em g/tc - ano de Mês Sem ajuste Ajuste para 6 ternos Moenda A Moenda B Moenda A Moenda B Abril 2,31 1,49 2,31 2,24 Maio 4,73 3,16 4,73 4,74 Junho 3,96 2,21 3,96 3,32 Julho 3,64 3,05 3,64 4,58 Agosto 2,91 1,74 2,91 2,61 Setembro 4,08 1,99 4,08 2,99 Outubro 4,45 1,91 4,45 2,87 Média 3,79 2,29 3,79 3,44 Fonte: BDG da Usina Alta Mogiana. Tabela 9. Valores de consumo de eletrodo de chapisco marca Kestra modelo A1000 em g/tc - ano de Mês Sem ajuste Ajuste para 6 ternos Moenda A Moenda B Moenda A Moenda B Abril 2,26 2,34 2,71 2,34 Maio 4,29 3,14 5,15 3,14 Junho 3,32 2,50 3,98 2,50 Julho 4,46 3,54 5,35 3,54 Agosto 3,57 2,96 4,28 2,96 Setembro 3,91 4,00 4,69 4,00 Outubro 3,94 2,85 4,73 2,85 Novembro 1,45 1,26 1,74 1,26 Média 3,58 2,66 4,30 2,66 Fonte: BDG da Usina Alta Mogiana.

38 Viabilidade econômica do aumento de volume transportado de palha para a geração de energia elétrica Cabe uma análise para verificar os limitantes de moagem e separação de palha da Moenda B, onde está instalado o sistema de limpeza a seco. A capacidade de descarregamento de carga está correlacionada com o número de descargas possíveis pelo Guincho Hilo e a carga máxima legal transportada por um semi reboque. A Tabela 10 apresenta para a configuração do rodotrem utilizado pela Usina Alta Mogiana uma capacidade máxima de carga de 21,25 t por semi reboque. Por questões de economia, optou-se utilizar na Moenda B um sistema de descarga de dois semi reboques de báscula superior, de modo simultâneo, com previsão máxima de 20 operações por hora. Assim, o limitante de transporte para a Moenda B é: 20 operações por hora x 2 semi reboques x 21,25 t por semi reboque = 850 t/h. Tabela 10. Capacidade de transporte e de carga, conforme a Resolução CONTRAN no. 211 de PBTC do CVC de acordo com o CONTRAN máximo (t) 74,0 Peso bruto do cavalo mecânico trator (t) 10,1 Peso líquido semi reboque nº 1 de 12,5 m (t) 10,7 Peso líquido semi reboque nº 2 de 12,5 m (t) 10,7 Capacidade máxima de matéria prima a ser transportada (t) 42,5 Carga por semi reboque (t) 21,3 Capacidade máxima de carga do semi reboque segundo o fabricante (RANDON) (t) 28,0 Fontes: Usina Alta Mogiana e CONTRAN Segundo o CTC (2007), em experimentos realizados, um semi reboque de 12,5 m suporta em termos de volume 34 t de matéria prima, com 6% de palha. Caso a massa de palha seja aumentada em 1%, a capacidade do semi reboque ficaria reduzida em 3,8%, e assim sucessivamente, conforme Gráfico 1. A partir de 17% de palha é atingido o limite de carga máxima legal de 21,25 t por semi reboque. Assim, qualquer carregamento de matéria prima com porcentagem de palha abaixo

39 27 de 17% é capaz de atingir o limite de carga legal, não sendo limitante o volume do semi reboque. Gráfico 1. Perda de capacidade de carga do semi reboque de 12,5 m devido à diminuição da densidade da matéria prima pelo aumento da palha, mantidos 6 kg/tc. Fonte: CTC Para descarregamentos de carga inferiores ao limite, o acionamento do sistema de limpeza a seco diminui a quantidade de matéria prima que entra no preparo para moagem. Para manter a mesma quantidade basta incrementar a massa de matéria prima no descarregamento, ou seja, aparentemente aumentar a capacidade de moagem, conforme apresentado na Tabela 11. Na realidade a moagem se mantem (coluna 3 da Tabela 11), porém a entrega da matéria prima, onde é contabilizada, aumenta.

40 28 Tabela 11. Simulações comparativas de descarregamento e moagem de 640 t/h e 7% de palha Moenda B. Matéria prima com 7% de palha e sem com com 6,5 kg/tc de terra separação separação separação Descarregamento matéria prima (t/h) 640, , ,100 Impureza vegetal (t/h) 44,800 44,800 46,480 Separação impureza vegetal (t/h) 0 22,400 23,240 Separação impureza mineral (t/h) 0 0,832 0,860 Moagem (t/h) 640, , ,000 Impureza vegetal (t/h) 44,800 22,400 23,240 Impureza mineral (t/h) 4,160 3,328 3,460 Cana-de-açúcar (t/h) 591, , ,300 Utilizando o mesmo raciocínio, quando a entrega de matéria prima encontra-se aquém do limite, pode aumentar a quantidade de palha, mantendo-se a moagem. Vide simulações na Tabela 12. Tabela 12. Simulações comparativas de descarregamento e moagem de 640 t/h e 9% de palha Moenda B. Matéria prima com 9% de palha e sem com com 6,5 kg/tc de terra separação separação separação Descarregamento matéria prima (t/h) 640, , ,460 Impureza vegetal (t/h) 57,600 57,690 60,970 Separação impureza vegetal (t/h) 0,000 34,550 36,580 Separação impureza mineral (t/h) 0,000 0,830 0,880 Moagem (t/h) 640, , ,000 Impureza vegetal (t/h) 57,600 23,040 24,390 Impureza mineral (t/h) 4,160 3,320 3,510 Cana-de-açúcar (t/h) 578, , ,100 Para o limite de descarregamento de 850 t/h e 7% de palha, com o sistema de limpeza a seco acionado, reduz-se a quantidade de matéria prima que entra no preparo em 3,63% (30,85 t/h). Caso aumente o valor da palha para 9%

41 29 ocorrerá nova redução, agora de 5,53% (47 t/h), vide Tabela 13. Diferente do caso onde a moagem encontra-se abaixo do valor limite e pode ser aumentada para compensar a massa retirada pelo sistema de limpeza a seco. Uma vez atingido o limite de descarregamento, qualquer incremento na palha ou separação desta, acarreta na redução de matéria prima que entra no preparo. Tabela 13. Simulações comparativas de descarregamento e moagem de 850 t/h e 7% e 9% de palha Moenda B. Matéria prima com 6,5 kg/tc de terra 7% palha sem 7% palha, com 9% palha, com separação separação separação Descarregamento matéria prima (t/h) 850, , ,000 Impureza vegetal (t/h) 59,500 59,500 76,500 Separação impureza vegetal (t/h) 0,000 29,750 45,900 Separação impureza mineral (t/h) 0,000 1,100 1,100 Moagem (t/h) 850, , ,000 Impureza vegetal (t/h) 59,500 29,750 30,600 Impureza mineral (t/h) 5,500 4,400 4,400 Cana-de-açúcar (t/h) 785, , ,000 Para o estudo da viabilidade econômica serão adotados: (i) a moagem média do ano de 2012 na Moenda B eletrificada de 640 t/h, (ii) o incremento de palha, trazida do campo pela agrícola, de 7 para 9%, (iii) a safra com duração de 220 dias, (iv) o tempo aproveitável de 80%, (v) o consumo específico da planta de 450 kg vapor/tc, (vi) condensação atmosférica com consumos específicos médios das turbinas de 5 t vapor/mw no caso de 65 kgf/cm 2 e 7 t vapor/mw no caso de 42 kgf/cm 2, (vii) o consumo médio do sistema de limpeza a seco de 0,5 MWh/h, (viii) retorno esperado do investimento 7% ao ano (a.a.). O início da exportação de energia elétrica, utilizando o excedente de bagaço gerado pelo sistema, deverá ocorrer logo após o termino da safra, por um período de 30 dias, aproveitando a ociosidade das caldeiras, dos turbo-geradores e da subestação, evitando investimentos em equipamentos.