Indicadores da qualidade e valores recomendados para cana-de-açucar

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1 Indicadores da qualidade e valores recomendados para cana-de-açucar

2 Recebimento

3 Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Campo Mourão Extração e Tratamento do Caldo Profª Camila O. Martinez

4 4 August 30, 2016 Preparo da cana para extração Picador (facas) Niveladoras Desfibrador Espalhador Aumenta capacidade da moenda (massa compacta e homogênea) Rompe a estrutura Bagaço preparado para uma embebição eficaz

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6 6 August 30, 2016

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8 8 August 30, 2016 Moagem 96% do caldo (regulagem) Esmagadores: 2, corte Moenda: O que é? 3-12 (ternos: cilindros com ranhuras ou frisos) Pressão: 250 kg/cm², Embebição: diluição = 96% do açúcar Aumento percentual: > nº ternos 1% fibra = 1,5% CALDO BAGAÇO = Combustível

9 9 August 30, 2016 Regulável Mesmo sentido

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11 Os ternos são classificados por bitola sendo os mais comuns: 26 x x x x x x x 100 Primeiro valor: diâmetro nominal dos cilindros Segundo valor: comprimento Capacidade de moagem (TCH)

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13 13 August 30, 2016 Embebição Simples Composta Integral Água ou caldo Embebição composta

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16 Embebição 16 August 30, 2016 Qualidade da água (quente: bagaço) Quantidade de água Sacarose e fibra Capacidade de evaporação 1 tonelada = 850 litros

17 17 August 30, 2016 Caldo Primário

18 18 August 30, 2016 Terno de moenda

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20 20 August 30, 2016 Difusor Água + caldo quentes (vapor 75 o C) são recirculados em sentido (1,5 m de altura) ph 6,5 (leite de cal) Extração: lixiviação Diferença de pressão osmótica e difusão molecular (células não fragmentadas e em pequenos capilares) Peneiramento

21 21 August 30, 2016 Caldo x Bagaço da cana Composição + 50% umidade 220 a 260 Kg por tonelada de cana Caldeiras: Vapor e energia elétrica máquinas Turbogeradores: acionamentos elétricos e a iluminação Combustível, sistema térmico Vapor de escape (turbinas) e vapor vegetal (pré-evaporadores)

22 22 Tratamento do Caldo - Terminologia Caldo absoluto: Caldo em cuja composição entram todos os sólidos solúveis e toda a água da cana Caldo primário: Caldo extraído da primeira unidade de esmagamento do conjunto de moendas Caldo residual: Caldo retido no bagaço após a moagem Caldo misto: Mistura dos caldos obtidos no processo de extração, enviado para a fabricação de açúcar

23 23 August 30, 2016 TRATAMENTO DO CALDO Líquido viscoso ph 5,3 Dispersões grosseiras: peneiramento Bagacilhos (1-10g/Kg de caldo), areia, terra, gravetos (> 0,0001mm, < 5%) Dispersões coloidais, moleculares e iônicas: processos de clarificação Coloidais: Graxas, ceras, ptnas, taninos, materiais corantes, colóides (microorg.)... (0,05 a 3%). Coagulação. Moleculares e iônicas: minerais, fosfatos, silicatos, sulfatos, íons Ca, Mg, K e Na... Precipitação

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25 0,5 mm a 2 mm 25 August 30, 2016 Tratamentos Físicos Peneiras Tipo Cush-Cush - telas: 0,5 a 2 mm - Subsitituição pelas rotativas (desgaste de telas, difícil limpeza, mos)

26 Peneiramento 26 August 30, 2016 Peneiras Rotativas:+ eficientes, fácil limpeza e manutenção. Telas de 0,3 mm a 0,5 mm de abertura.

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28 28 August 30, 2016 Peneira Estática: filtração secundária do caldo bruto ou na filtração do caldo clarificado na saída do decantador. Capacidade Varia com grau de inclinação e tipo de tela. Caldo bruto: 50 a 100 mesh 45º de inclinação Caldo clarificado: 150 a 200 mesh 15º Caldo: quantificada através de medidores de vazão ou balanças

29 29 August 30, 2016 Tratamento químico Coagulação/Floculação (produtos químicos) + decantador Objetivos: Máxima eliminação de não açucares Máxima eliminação de colóides Caldos de baixa turbidez; Mínima formação de cor Máxima taxa de sedimentação Conteúdo mínimo de cálcio no caldo ph do caldo adequado de modo a evitar inversão da sacarose ou decomposição dos açúcares redutores Caldo tratado de forma deficiente: Problemas de incrustação na etapa de evaporação Formação de cristais de sacarose impuros

30 Tratamentos Químicos Sulfitação ; Calagem ; Bicarbonatação; Ozonização; Aquecimento e flashamento Dosagem de polímeros; Dosagem de fosfatos. Decantação Peneiramento Filtração

31 31 August 30, 2016 Sulfitação ph do caldo: 4,8 a 5,8 50 a 70º C Bombeado para o sulfitador (SO 2 ), corrente em sentido contrário Floculação de diversos colóides (corantes) e formação de produtos insolúveis com as impurezas do caldo. 3,8 e 4,2 ou 600 ppm de SO 2 no caldo Age como: fluidificante (sedimentação e suspensão), descorador (redutor) e preservativo

32 Esquema de Coluna de Sulfitação Caldo SO 2

33 Sulfitação Gás obtido da combustão direta do enxofre em fornos rotativos ( g/t) Finalidades: Formação de sulfito de cálcio (pouco solúvel) Redução do ph p/ 3,8-4,2 (precipitação das albuminas) Diminuição da viscosidade Ação inibidora de formação de cor Evitar desenvolvimento de mos. prejudicias

34 Sulfitação Numa temperatura mais baixa a absorção do SO 2 no caldo é > Na reação química entre o Ca(OH) 2 e o SO 2 forma-se CaSO 3 Uma sulfitação exagerada = Ca(HSO 3 ) 2 que é muito mais solúvel em água que o sulfito de cálcio Durante o aquecimento e evaporação do caldo o bissulfito é transformado em sulfito de cálcio insolúvel (equipamentos) Incrustações nos evaporadores: gastos com limpeza química e mecânica, além de maior gasto de vapor açúcar com maior teor de cinzas (minerais)

35 Calagem Tanques: CaO: g/t ou 25L de leite/t/h Ou: CaO + H 2 O = Ca (OH) 2 leite de cal a 6 o Be ph: 6,9 a 7,0 Reação com ácidos orgânicos presentes no caldo, e fósforo Provocar floculação de colóides e consequente agrupamento do material em suspensão no caldo (sulfito e fosfato de cálcio) Influência do Ө, tempo, e do ph na destruição de: Açúcares redutores: > 7 e > 55 o C (ácidos orgânicos e compostos de cor escura, reagem com Ca = cor do açúcar e incrustração) Sacarose: ph < 7 = destruição por inversão FALHAS = turbidez

36 36 August 30, 2016 Calagem A não neutralização do caldo = bissulfito, que posteriormente dará origem ao sulfito de cálcio, o qual pode incrustar nos aparelhos Rígido controle de ph (potenciômetro), eletrodo sujo

37 Alternativos Bicarbonatação: aplicação de bicarbonato de cálcio, menor gasto de energia, controle químico mais simples, diminuição de incrustações > custo. Ozonização: redução de gases tóxicos e derivados nocivos do enxofre da sulfitação no açúcar e álcool, aumento da produção pela ação germicida, melhora da cor, custo!!!!!!

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39 Dosagem de Fosfatos (P 2 O 5 ) - coagulante - Ácido fosfórico - O fosforo reage com o hidróxido de cálcio, o qual ao flocular arrasta impurezas - Adição: antes da sulfitação Caldo mais claro Alta taxa de sedimentação Lodo mais concentrado Melhor filtrabilidade de lodo Menor cor no açúcar Açúcar de melhor qualidade No caldo: 200 a 300 ppm de P 2 O 5 Nunca > 600 ppm: flocos leves que decantam lentamente

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41 Dosagem de polímeros floculantes - Polimero sintético: Poliacrilamida - Dose: 1 3 ppm - Promover formação de flocos mais densos nos processos de clarificação do caldo visando: Maior velocidade de sedimentação; Compactação do lodo; Melhoria na turbidez do caldo clarificado; Produzir lodo com melhor filtrabilidade, ocasionando um caldo filtrado mais limpo; Menores perdas da sacarose na torta;

42 42 August 30, 2016

43 Dosagem de polímeros floculantes Características dos floculantes: peso molecular e grau de hidrólise (seleção após testes) Tempo de preparo: 1 h30 a 2h30 Bomba dosadora tipo helicoidal O ponto de aplicação não deve ser um local de muita turbulência total homogeneização sem quebra da cadeia polimérica (temp.) O armazenamento do polímero em pó (embalagem, temp.): como deve ser? Pó: 2 anos (peneirado, manipulação) Líquido: 6 meses

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