Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Campus Campo Mourão Tratamento do Caldo - Clarificação

Transcrição

1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Campus Campo Mourão Tratamento do Caldo - Clarificação Profª Camila O. Martinez

2 Tratamento do caldo Peneiramento Sulfitação (Bicarbonatação, ozonização) Calagem Aquecimento e flashamento Dosagem de polímeros Dosagem de fosfatos Decantação Peneiramento Filtração

3 3 Aquecimento OBJETIVOS Eliminar os microrganismos por esterilização Completar as reações químicas Provocar a floculação Remover os gases Temperatura 103 a 110ºC (3h) Temp elevadas

4 4 Aquecedores

5 5 Aquecimento Aquecedores: passagem de caldo no interior dos tubos e a circulação do vapor pelo casco (calandra) Cede calor Cilindros fechados por chapas (espelhos), com cabeçotes nas exterminadas Circulação em vai e vem do caldo Tubos com conjunto de feixes: fluxo no sentido ascendente ou descendente Velocidade: 1,5 2,0 m/s (< = inscrustação, ou >) Limpezas periódicas: eficiência máxima

6 6 Aquecimento Vapor sangrado do pré evaporador (vapor vegetal): + usado Pressão = 0,7 Kgf/cm 2 e 115 o C Vapor proveniente das turbinas (vapor de escape) Pressão = 1,5 Kgf/cm o C Manômetros e termômetros

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8 8 Gases incondensáveis e Flasheamento GASES INCONDENSÁVEIS: Transferência de calor Válvulas de escape (superior e inferior): controle FLASHEAMENTO: Balão flash A temp. do caldo > 103 ºC Falhas significa Consiste na expansão brusca do caldo, de sua pressão na tubulação para a pressão atmosférica ebulição explosiva e violenta elimina o ar e os gases dissolvidos contidos no caldo

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10 Balão de Flash

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12 Aquecimento No caso de baixa temp.: - Formação de flocos deficientes devido (falta de reações químicas) - Coagulação incompleta = impurezas - Incompleta eliminação dos gases No caso de temp. altas: Perda do açúcar Formação de cor no caldo devido à decomposição de subs. Caramelização de açúcar causando aumento na coloração Consumo excessivo e desnecessário de vapor Inspeções, controle automático

13 13 DECANTAÇÃO Remover as impurezas presentes e obter uma decantação completa e rápida, deixando o caldo livre de impurezas Formação de uma borra A velocidade de sedimentação depende do tamanho e forma das partículas, densidade e viscosidade do caldo Tempo Resultado das reações = aglomerados (peso) = açucares redutores, sais, bagacilhos, areia e argila coagulação Caldo limpo, transparente (processos) Decantação Caldo Lodo Filtração

14 14 Decantador

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16 16 DECANTAÇÃO O trabalho eficiente dos decantadores dependerá: PH de caldo após calagem (6,8 a 7,0) Temperatura do caldo clarificado (> 95 o C ao sair do decantador: microor.). Excesso de caldo = < temp Remoção de gases incondensáveis (balão de flash) Vazão do caldo Quantidade de fosfato no caldo (0,3%) Adição de polímeros (1 a 3 ppm)

17 17 Decantação queda de ph A queda não deve ser maior que 0,5, ou seja Caldo que entra = 6,8 7,0 Caldo clarificado = 6,3 e 6,6 As razões para grandes quedas de ph podem ser: Aquecimento do caldo insuficiente Tempo de retenção muito longo Decomposição do lodo Queda excessiva de ph = problemas e perdas e destruição de açúcares Controle ph SE HOUVER TURBIDEZ??? Análise

18 18 Decantação Nível do lodo Níveis altos: prejudicial = microorganismo gases que prejudicam a decantação Retirada do lodo deve ser contínua x de tempo em tempo Lodo fino: ph Temperatura Remoção de gases Aplicação de fosfato e SO 2 Aplicação de floculantes

19 19 Decantação: Entrada do caldo Altas velocidades = turbulência que danifica os flocos já formados = decantação deficiente A instalação de câmaras amortecedoras na entrada (polímeros) Marca, preparo e dosagem (amostra): Baixa: fraca precipitação Recomendada: melhor eficiência/ precipitação Excesso : Repulsão e não floculação Vazão do caldo clarificado na saída dos decantadores deve ser controlada (2 saídas) Peneira estática: tela de aço inoxidável ou poliéster com abertura de 200 mesh A limpeza freqüente evita redução de capacidade e contam.

20 POLÍMERO -DOSAGEM CORRETA Polímero Sólidos em Suspensão Floculação

21 Filtração Recuperação do açúcar do lodo Filtro a vácuo de tambor rotativo pressão negativa abaixo do meio filtrante ( tela metálica ) + água ( % do peso de torta e se for < ou >...) Controle do vácuo = porosidade da torta (bagacilho = meio filtrante), impurezas Tambor fica submerso Líquido recuperado retorna para filtração sob menor pressão

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23 23 Funcionamento do filtro a vácuo Ao iniciar o movimento giratório, uma seção de tambor entra em comunicação com a tubulação de baixo vácuo (10cmHg). O líquido é então aspirado, formando na superfície do tambor uma fina camada proveniente dos materiais em suspensão. O líquido que atravessa esta seção é turvo, pois arrasta parte do lodo. Em seguida, a seção passa pela tubulação de alto vácuo (20cmHg), aumentando a espessura da torta, até sair do líquido em que estava parcialmente submersa, obtendo-se, consequentemente, um líquido filtrado mais claro. Jateia-se água quente sobre a torta, deixando-se secar em seguida. Antes da mesma seção entrar novamente em contato com o líquido a ser filtrado, um raspador horizontal convenientemente regulado, retira a torta que ficou impregnada na superfície do tambor, sendo a mesma conduzida até o sistema de armazenamento.

24 24 22 cmhg 40-70% 30-60% Adubo 10 cmhg

25 Filtração Durante cada rotação do tambor, os processos sucessivos de pega, filtragem, lavagem, secagem e descarga dos sólidos estão ocorrendo simultaneamente Torta 7 e 10 mm (vácuo) Pol na torta aceitável = 1% bagacilho = 2,5-3% (quanto >, > pol) Lodo = ph de 7,5 (cal) + polímeros de baixo peso (2,5-3,0 ppm) Função do vácuo = meio filtrante, lavagem e secagem Controle: vacuômetro Baixo: fina, > pol na torta Alto: formação de sulcos na torta, má lavagem, pol na torta

26 26 Filtração Água: limpa, quente, pressão cte (sulcos) Pulverização: manter torta molhada, sem escorrer 80 O C (lodo tb: < viscosidade) filtrada (100 mesh): bicos; manutenção (filtro e bico) A pressão > 1 Kgf/cm 2 Raspagem da torta (danos a tela, desgaste na borracha), contrapeso Adição de bagacilho: - Desejável que 90 % do bagacilho passe por peneira de 14 mesh - 3 a 5 Kg por tonelada de cana moída ( se < = turbidez, entupimento da tela e má formaçao da torta. Se >...) - Mistura homogênea com o lodo

27 27 Filtração Espessura da torta no filtro: 7 a 10 mm Velocidade de rotação: rotações por hora Determina a espessura da torta Velocidades excessivas = torta fina: redução na capacidade do filtro riscos de entupimento caldo filtrado com elevada turbidez Se a camada for grossa: elevada pol e umidade na torta

28 28 Filtração Ineficiência da operação de filtração: - Lodo pouco consistente; - ph do lodo inadequado; - Excesso de terra no lodo; - Quantidade inadequada de bagacilho; - Vácuo deficiente; - Velocidade excessiva de rotação do filtro; - Vácuo deficiente devido a vazamento; - Falta de limpeza da superfície filtrante

29 29 Caldo clarificado pronto para entrar nos evaporadores

30 Teminologia Caldo sulfitado: Caldo misto após passar pela coluna de sulfitação, etapa na qual adsorve certa quantidade de anidrido sulfuroso. Caldo clarificado: Caldo obtido após as operações de tratamento químico, aquecimento e decantação. Caldo filtrado: Caldo resultante da filtração do lodo.

31 31 Caldo x Bagaço da cana Composição + 50% umidade 220 a 260 Kg por tonelada de cana Caldeiras: Vapor (vapor de escape) que impulsiona os geradores energia elétrica Vapor vegetal (pré-evaporadores)

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