EXTRAÇÃO E PREPARAÇÃO

EXTRAÇÃO E PREPARAÇÃO

IMPACTOS CAUSADOS PELAS IMPUREZAS NA EXTRAÇÃO DE CALDO DE CANA-DE-AÇÚCAR POR MOENDAS

RESUMO As usinas sucroalcooleiras expandem ano a ano devido a grande procura dos seus produtos, sua tecnologia aumenta o rendimento e a qualidade da produção e dos processos. A moagem da cana tem como objetivo extrair o caldo com a melhor relação custo x benefício. Toda a gestão do processo de extração do caldo deve estar voltada para atender o produto final com qualidade visando esta finalidade. No planejamento e gestão do processo de extração as usinas sucroalcooleiras têm como objetivo obter a qualidade ótima do processo para que a matéria-prima seja aproveitada adequadamente atendendo assim a qualidade desejada. A qualidade pode ser planejada em novos projetos ou por meio da gestão, através de um estudo da situação atual, adequando os desvios de qualidade para plantas existentes. O conhecimento tecnológico das etapas de processo dá o suporte para o planejamento e gestão. Este trabalho tem como objetivo sintetizar o conhecimento tecnológico e prático existente no processo de limpeza a seco por ventilação da cana-deaçúcar, disponibilizando um referencial para projetos que envolvem as etapas de moagem usando como base de estudos os processos da moenda. Isso ajudará a manter os padrões de qualidade com a máxima extração sem perda de sacarose e quebra de equipamentos. Palavras chaves: extração de caldo de cana de açúcar utilizando a moenda, limpeza a seco por ventilação.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES FIGURA1 Hilo...21 FIGURA 2 Mesa alimentadora mais hilo...22 FIGURA 3 Condutor de cana (Fives-LiIle Cail)...23 FIGURA 4 Esteira transportadora de cana...24 FIGURA 5 Nivelador...24 FIGURA 6 Jogo facas oscilantes...25 FIGURA 7 Desfibrador...26 FIGURA 8 Espalhador...27 FIGURA 9 Separador magnético...28 FIGURA 10 Condutor intermediário com rastelos...28 FIGURA 11 Fixação das cantoneiras...29 FIGURA 12 Chute de alimentação para uma moenda intermediária...29 FIGURA 13 Condutor intermediário com taliscas...30 FIGURA 14 Esteira de arraste intermediaria...31 FIGURA 15 Donnelly...32 FIGURA 15a Esquema da disposição dos cilindros e seus sentidos de giros...33 FIGURA 17 Esquema de um terno de moenda...34 FIGURA 18 Componentes ternos da moenda...35 FIGURA 19 Rolos da moenda...36 FIGURA 20 Rolo Esmagador Fulton...37 FIGURA 24a. Exemplo de um castelo de moenda (DEDINI, 2007)...38 FIGURA 25a.Localização dos castelos no terno de moenda (DEDINI, 2007)...39 FIGURA 26a: Componentes do sistema de regulagem da bagaceira...40 FIGURA 27a: Localização e regulagem da bagaceira (DEDINI, 007)...41 FIGURA 28a: Cabeçotes laterais de entrada e saída (DEDINI, 2007)...42 FIGURA 29a: Localização dos cabeçotes laterais de entrada e saída...42 FIGURA 30a: Componentes do rolo inferior (DEDINI, 2007)...43 FIGURA 31a: Componentes de um mancal inferior...44 FIGURA 32a: Localização dos rolos inferiores de entrada e saída do terno de... moenda...45 FIGURA 33a: Componentes do rolo de pressão (DEDINI, 2007)...46

FIGURA 34a: Localização do rolo de pressão no terno de moenda...46 FIGURA 35a: Componentes do rolo superior (DEDINI, 2007)...47 FIGURA 36a: Localização do rolo superior no terno de moenda...48 FIGURA 37a: Componentes do cabeçote hidráulico (DEDINI, 2007)...49 FIGURA 38a:Localização dos cabeçotes hidráulicos no terno de moenda...50 FIGURA 39a: Pente superior e pente inferior do terno de moenda...51 FIGURA 21 Peneira Peck...52 FIGURA 22 Embebição composta com bombas de rotor aberto e peneira Peck..52 FIGURA 23 Peneira rotativa...53 FIGURA 25 Caldo clarificado...55 FIGURA 26 Caldo misto...56 FIGURA 27 Bagaço de cana-de-açúcar...57 FIGURA 28 Limpeza a seco de cana-de-açúcar...57 FIGURA 29 Pátio de cana-de-açúcar...58 FIGURA 30 Densidade da cana-de-açúcar...59 FIGURA 31 Descarregamento de cana na mesa alimentadora...60 FIGURA 32 Mesa alimentadora...61 FIGURA 1L.Esteira alimentadora de cana adotada pela usina Santa Cruz...62 FIGURA 2L. Esgotamento de impurezas minerais e condução de impurezas... vegetais...62 FIGURA 3L. Funcionamento de limpeza por ventilação para cana picada...63 FIGURA 4L. Equipamento de limpeza a seco por ventilação para cana picada...64 FIGURA 5L. Funcionamento de limpeza a seco por ventilação para cana... inteira...64 FIGURA 6L. Equipamento de limpeza a seco por ventilação para cana... inteira...65 FIGURA 7L Esteira de arraste de cana-de-açúcar...65 FIGURA 33 Nivelador...66 FIGURA 34 Nivelador e picador...66 FIGURA 35 Desfibrador...67 FIGURA 36 Funcionamento do espalhador...67 FIGURA 38 Eletroimã...68 FIGURA 39 Funcionamento do terno de moenda...69

FIGURA 40 Esquema de trabalho dos rolos...70 FIGURA 41 Esquema de funcionamento da esteira...70 FIGURA 42 Esquema de embebição simples...71 FIGURA 43 Esquema de embebição composta...72 FIGURA 44 Peneira rotativa...73 FIGURA 45 Tanques pulmão primário e secundário....74 FIGURA 46 Quantidade das impurezas da cana-de-açúcar...75

LISTA DE TABELAS TABELA 16 Capacidade do terno de moenda...34 TABELA 24 Composição do caldo de cana-de-açúcar...54 TABELA 2r. Composição da cana-de-açúcar...75 TABELA 4r. Consequência das impurezas no processo industrial...76 TABELA 15t. Open cell (índice de preparo cana)...77 TABELA 16t. Eficiência na extração da moenda...77 TABELA 5r. Consumo de água na embebição...77

LISTA DE GRÁFICO. Gráfico 1G. Consequências das impurezas no consumo de potência...76

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS Lista de Abreviaturas Prof - Professor Pag. - página www. - World Wide Web http. - Hyper Transfer Transport Protocol ed. - editora vol. - volume trad. - tradução Lista de Siglas m - metro t - tonelada m/min - metro por minuto mm - milímetro tc/d - tonelada de cana diária N - número m/s - metro por segundo cm - centímetro RPM - rotação por minuto cv - cavalo a vapor ou potência m/min -metro por minuto kg/m³ - quilograma por metro cúbico tch - tonelada de cana por hora m² - metro quadrado m³/h - metro cúbico por hora µm - micrômetro kg - quilograma m³ - metro cúbico kg/t - quilograma por tonelada kwt/tc - quilowatt por tonelada de cana

l/safra - litro por safra t/h - tonelada por hora kg/tc - quilograma por tonelada de cana Tcd - tonelada de cana diária

LISTA DE SÍMBOLOS - Polegada - Grau % - Porcentagem ± - Por volta de R$ - Custo em reais > - Maior que

SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO...19 1.1.Tema...19 1.2. Problema...19 1.3. Objetivo...19 1.3.1. Objetivo geral...19 1.3.2. Objetivo específico...19 1.4. Justificativa....19 2. REVISÃO DA LITERATURA...20 2.1. Extração de caldo cana-de-açúcar através da moenda...20 2.1.1 Hilo...20 2.1.2 Mesa alimentadora...22 2.1.3 Esteira Transportadora(ou condutor de cana-de-açúcar)...23 2.1.4 Nivelador...24 2.1.5 Picador...25 2.1.6 Desfibrador...26 2.1.7 Espalhador...27 2.1.8 Separador magnético...28 2.1.9 Esteira de arraste intermediário...28 2.1.9.1 Condutores intermediários de arrasto com rastelo...28 2.1.9.2 Condutores intermediários com taliscas...30 2.1.10 Donnely calha de alimentação por gravidade...32 2.1.11 Moenda...33 2.1.11.1 Esmagador fulton...37 2.1.11.2 Castelo...37 2.1.11.3 Bagaceira...39 2.1.11.4 Cabeçotes laterais....41 2.1.11.5 Rolos inferiores....43 2.1.11.6 Rolo de pressão...45 2.1.11.7 Rolo superior...47 2.1.11.8 Cabeçotes hidráulicos....48 2.1.11.9 Pente superior...50

2.1.12 Peneira rotativa...51 2.1.13 Caldo de cana-de-açúcar...54 2.1.13.1 Caldo clarificado...55 2.1.13.2 Caldo misto...55 2.1.14 Bagaço de cana-de-açúcar...56 2.1.15 limpeza a seco de cana-de-açúcar...57 3. METODOLOGIA...58 3.1 Pátio...58 3.2 Preparo da cana-de-açúcar...58 3.2.1 Índice de preparo (Open Cell)...59 3.2.2 Densidade da cana-de-açúcar...59 3.3 Hilo...60 3.4 Mesa alimentadora...60 3.5 O método de limpeza a seco de cana-de-açúcar...61 3.5.1 Método convencional...61 3.5.2 Método moderno...62 3.6 Esteiras de arraste cana-de-açúcar...65 3.7 Nivelador...66 3.8 Picador...66 3.9 Desfibrador...67 3.10 Espalhador...67 3.11 Eletroímã...68 3.12 Ternos da moenda...68 3.12.1 Rolo de pressão...69 3.12.2 Rolo superior...69 3.12.3 Rolos inferiores...69 3.13 Esteira de arraste intermediário...70 3.14 Embebição...71 3.14.1 Embebição simples...71 3.14.2 Embebição composta...72 3.15 Peneira rotativa...72 3.16 Tanque pulmão...73 4 RESULTADOS...75

5 DISCUSSÃO...79 6 CONCLUSÃO...81 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...82

1. INTRODUÇÃO 1.1. Tema Extração do caldo de cana-de-açúcar através da moenda. 1.2. Problema Ineficiência na extração de caldo devido à qualidade do preparo da canade-açúcar. 1.3. Objetivo 1.3.1. Objetivo geral Obter a melhor eficiência na extração do caldo, com o menor índice de perdas de sacarose e custo de manutenção. 1.3.2. Objetivo específico Implantar o sistema de limpeza de cana a seco por ventilação definindo seus excelentes resultados no preparo e extração de cana-de-açúcar. 1.4. Justificativa. Devido a grande perda de sacarose na extração por moendas as usinas sucroalcooleiras vêm obtendo ao longo dos anos vários estudos sobre como manter a eficiência na extração de caldo de cana-de-açúcar. 19

Este estudo tem como finalidade auxiliar os proprietários das usinas sucroalcooleiras à importância do preparo da matéria prima antes da extração ressaltando as vantagens do método de limpeza a seco por ventilação para que assim seja substituído o uso de métodos convencionais de limpeza de cana-deaçúcar pelo método mais moderno gerando a melhor extração pelas moendas com menor consumo de energia, menores perdas de sacarose e baixo custo com manutenção e quebra de equipamentos visando um maior ganho econômico. 2. REVISÃO DA LITERATURA 2.1. Extração do caldo cana-de-açúcar através da moenda 2.1.1 Hilo O hilo possui uma estrutura tubular ou de perfis laminados, que sustenta um sistema de cabos com polias. Estas movimentam uma viga horizontal dotada de ganchos, num movimento ascendente e descendente. O hilo pode ser utilizado para descarga de cana picada ou cana inteira, em pátios ou diretamente no sistema de alimentação. Possui altura entre 13 16 m e capacidade de carga que varia de 20 50 Ton. A Figura 1 mostra um esquema de um hilo mecânico. (CALTAROSSO, 2008) 20

Figura 1. Hilo (Fonte. http://www.brumazi.com.br/) Tipo = 06 cabos / 08 cabos Capacidade = 15 a 40 t. Velocidade de elevação = 16 m/min Diâmetro do cabo = 5/8"- 1" Acionamento = tambor / mancais / redutor / motor / inversor de frequência /fim de curso / freio 21

2.1.2 Mesa alimentadora As mesas alimentadoras podem ser classificadas como mesas convencionais, que possuem uma inclinação de até 18º, e mesas de 45º, cuja inclinação é correspondente ao seu nome. Atualmente são utilizadas apenas as mesas alimentadoras com inclinação de 45º, pois propiciam uma alimentação mais uniforme, eficiente e de fácil controle. (CALTAROSSO, 2008) Figura 2. Mesa alimentadora mais hilo (fonte. http://www.brumazi.com.br) Tipo = corrente com taliscas Largura = 9.000 a 13.000 mm Capacidade = 3.000 a 20.000 tc/dia N de linhas de corrente = 15 a 18 Acionamento = motor / redutor / inversor de frequência / Acoplamento (http://www.brumazi.com.br/, 2001) 22

2.1.3 Esteira Transportadora (ou condutor de cana-de-açúcar) O condutor de cana-de-açúcar é um tapete rolante, pelo qual a cana é introduzida na usina e que assegura a alimentação das moendas, transportando a cana do pátio ao esmagador (ou à moenda esmagadora). como uma boa alimentação do esmagador exige uma queda bastante grande o condutor normalmente possui uma parte ascendente. ( HUGOT, 1969) Figura 3. Condutor de cana (Fives-LiIle Cail). (Fonte: EMILE HUGOT Manual da Engenharia. Vol. I pag. 31 Trad. Irmtrud Miocque. Ed. Mestre Jou. São Paulo.) Distinguem-se: 1. A parte horizontal. 2. A parte inclinada. 3. A cabeça na chegada acima do esmagador. Inclinação O declive da parte inclinada varia de 27% (15 ) a um máximo de 40% (20 ) Comprimento na parte inclinada É o comprimento necessário para atingir pela inclinação adotada o nível desejado acima do esmagador. Geralmente a altura, acima do solo das moendas, do ponto mais alto do condutor de cana será de cerca de: 6 a 7 m, no caso de um esmagador comum com 2 rolos, colocado antes da 1ª moenda; 4 a 5 m, no caso de uma moenda 23

esmagadora com 3 rolos. A largura do condutor deve ser igual a largura do rolos da moenda para alimentar de maneira uniforme. ( HUGOT, 1969) A velocidade do condutor não é estabelecida de maneira rígida. É, porém, conveniente que seja relacionada à velocidade periférica do esmagador ou das moendas, por exemplo, a metade desta: ( HUGOT, 1969) Figura 4. Esteira transportadora de cana. (Fonte. http://www.brumazi.com.br) Tipo = corrente com taliscas Capacidade = 3.000 a 20.000 tc/dia N de linhas de corrente = 2 a 4 Acionamento = motor / redutor / inversor de frequência / acoplamento (http://www.brumazi.com.br/, 2001) 2.1.4 Nivelador O nivelador consiste em um eixo robusto colocado transversalmente (ao movimento da) à esteira metálica, no qual são montados os suportes que sustentam as lâminas oscilantes ou fixas. Esse conjunto recebe o nome de rotor e gira sobre mancais de rolamento com uma velocidade periférica entre 50 e 60 m/s (CALTAROSSO, 2008) Figura 5. Nivelador (Fonte: Usina Santa Cruz agro indústria) 24

2.1.5 Picador O picador é constituído por um ou dois jogos de facas (dois conjuntos em sequência) que prepara a cana para ser enviada ao desfibrador. É um equipamento rotativo de facas oscilantes, que opera a uma velocidade periférica de 60m/s tendo sentido de rotação correspondente ao da esteira metálica. (CALTAROSSO, 2008) Figura 6. Jogo facas oscilantes (Fonte. http://www.brumazi.com.br) Tipo = suporte triangular com facas oscilantes Capacidade = 3.000 a 20.000 tc/dia Acionamento = turbina a vapor ou motor / redutor / acoplamento (http://www.brumazi.com.br/, 2001) 25

2.1.6 Desfibrador O desfibrador é formado por um tambor alimentador que compacta a cana à sua entrada. Em seguida, um rotor constituído por um conjunto de martelos oscilantes que, ao girar em sentido contrário à esteira com velocidade periférica de 60 a 90m/s, força a passagem da cana por uma pequena abertura (1 cm) ao longo de uma placa desfibradora. O objetivo do desfibrador é abrir a célula da cana para aumentar a eficiência da extração do caldo no estágio seguinte, as moendas. Para isso, possui maior número de ferramentas (martelos), sua velocidade varia de 500 RPM a 1500 RPM, e sua potência pode chegar a 50 cv (cavalo vapor) dependendo do fabricante e os martelos possuem uma maior área de contato com a cana (ALCARDE, 2009) Figura 7. Desfibrador (Fonte. http://www.brumazi.com.br/) Tipo = suporte triangular com martelos Capacidade = 3.000 a 20.000 tc/dia Acionamento = turbina a vapor ou motor / redutor / acoplamento (http://www.brumazi.com.br/, 2001) 26

2.1.7 Espalhador Este se localiza no ponto de descarga da esteira metálica para uma correia transportadora de borracha. Esta correia trabalha em alta velocidade (90m/min) (CALTAROSSO, 2008) Figura 8. Espalhador (fonte. http://www.brumazi.com.br) Tipo = giratório com braços Acionamento = moto-redutor (http://www.brumazi.com.br/, 2001) 27

2.1.8 Separador magnético É um eletroímã que ocupa toda a largura do condutor que vai ao esmagador. Atrai e retém os materiais ferrosos que passam pelo seu campo de ação ( HUGOT, 1969) Figura 9. Separador magnético (Fonte: usina Santa Cruz Agro Indústria. ) 2.1.9 Esteira de arraste intermediário Os condutores intermediários são divididos em dois tipos que são o de arrasto com rastelos e o de taliscas. 2.1.9.1 Condutores intermediários de arrasto com rastelos Figura 10. Condutor intermediário com rastelos. (Fonte: EMILE HUGOT Manual da Engenharia. Vol. II pag.97 Trad. Irmtrud Miocque. Ed. Mestre Jou. São Paulo.) 28

Figura 11. Fixação das cantoneiras. Agora se instalam as rodas da cabeça e as de retomo em um mesmo quadro rígido, capaz de girar em volta do eixo da cabeça, de modo que, havendo necessidade, possa levantar-se, quando a camada de bagaço fica mais grossa. Este quadro suporta os caminhos de rolamento das partes superiores, que serão guarnecidos com madeira dura, para evitar os choques e os rangidos. As correntes são unidas por cantoneiras, possuindo dentes e formando rastelos. Uma peça especial com esquadro serve para fixá-las nos elos das correntes. ( HUGOT, 1969) (Fonte: EMILE HUGOT Manual da Engenharia. Vol. II pag.97 Trad. Irmtrud Miocque. Ed. Mestre Jou. São Paulo.) Figura 12. Chute de alimentação para uma moenda intermediária. (Fonte: EMILE HUGOT Manual da Engenharia. Vol. II pag.97 Trad. Irmtrud Miocque. Ed. Mestre Jou. São Paulo.) O quadro deve ser mantido na posição baixa, de tal maneira, que a ponta dos dentes dos rastelos passe a cerca de 20 mm do fundo do receptor do início do condutor. Localização. - O ângulo do chute de alimentação da moenda seguinte, que recebe o bagaço do condutor com rastelos, não é indiferente 29

(fig. 5). Este ângulo deve ser bastante forte para permitir um deslizamento fácil do bagaço sobre a chapa, mas não deve ultrapassar certo limite, para não provocar um desmoronamento do bagaço. Ora, o bagaço desliza a partir de uma inclinação de 40 a 45, conforme sua umidade, e seu declive de queda é de cerca de 55 a 60 (bagaço embebido). O ângulo deve ser, portanto, próximo a 50, preferivelmente 52 a 54. ( HUGOT, 1969) 2.1.9.2 Condutores intermediários com taliscas O condutor consiste em um estrado contínuo, composto por taliscas metálicas, recobrindo-se mutuamente e podendo articular-se uma em relação à outra. Este estrado é análogo ao condutor de cana. ( HUGOT, 1969) Figura 13. Condutor intermediário com taliscas. (Fonte: EMILE HUGOT Manual da Engenharia. Vol. II pag.97 Trad. Irmtrud Miocque. Ed. Mestre Jou. São Paulo.) Neste modelo, a cabeça possui sempre polias de retorno, r, de maneira que o chute, que forma a queda de alimentação para a moenda seguinte, seja móvel e contribua a empurrar o bagaço na moenda. ( HUGOT, 1969) A velocidade linear dos condutores intermediários deve ser superior à velocidade periférica dos rolos das moendas dianteiras. Realmente, não existe nenhum inconveniente em ultrapassar estas velocidades, que são fracas, e isto permite diminuir a camada de bagaço em trânsito e obter o efeito de impulso proporcionado pelo condutor com taliscas. Maxwell (pg. 200) indica uma velocidade 50 a 70% superior à velocidade periférica dos rolos das moendas para os condutores com rastelos e (pg. 312) uma velocidade igual à dos rolos para os condutores com taliscas. Tromp.(pg. 312) aconselha uma velocidade superior, de 7 a 10% para os condutores com taliscas. Fives-Lille calcula cerca de 10% a mais para os condutores com taliscas e até 200% a mais para os condutores com rastelos. ( HUGOT, 1969) 30

Figura 14. Esteira de arraste intermediaria (Fonte. http://www.brumazi.com.br/) Tipo = corrente com taliscas Capacidade = 3.000 a 20.000 tc/dia Acionamento = moto-redutor (http://www.brumazi.com.br/, 2001) 31

2.1.10 Donnely calha de alimentação por gravidade Figura 15. Donnelly (fonte: http://docs.google.com/) O donnelly tem ângulo de pega de 60 e favorece: a) Capacidade 50 kg/m³ (densidade) a cada ganho de 15 a 17% b) Extração >70 % (bem operado) ( Marques, 2007) 32

2.1.11 Moenda Conjunto de quatro ternos ou mais estes constituídos de rolos 4 dispostos de maneira a formar aberturas entre si, sendo que 03 rolos giram no sentido horário e apenas 01 no sentido anti-horário(caltarosso, 2008) Sua função é exercer pressão mecânica sobre o colchão de cana desfibrada ou bagaço a fim de separar o caldo. (CALTAROSSO, 2008) Figura 15a.Esquema da disposição dos cilindros e seus sentidos de giro (MOENDAS, 2002) ( Fonte: http://www.teses.usp.br/ ) Os ternos são classificados por bitola sendo os mais comuns: 26 x 48 30 x 54 34 x 66 37 x 78 42 x 84 46 x 90 56 x 100 Os primeiro valor corresponde ao diâmetro nominal dos cilindros e o segundo valor ao seu comprimento. Sua capacidade de moagem está relacionada a essa bitola, assim como ao número de ternos dispostos em linha. A moagem 33

geralmente é expressa em tonelada de cana por hora (TCH). (CALTAROSSO, 2008) Tabela 16. Capacidade do terno de moagem Capacidade de moagem dos ternos de moenda. (Fonte: http://www.teses.usp.br/) Figura 17. Esquema de um terno de moenda (DEDINI, 2007) (Fonte: http://www.teses.usp.br/) 34

Figura 18. Componentes do ternos da moenda (Fonte: http://www.teses.usp.br/) 35

Figura 19. Rolos da moenda. (Fonte: http://www.teses.usp.br/) 36

2.1.11.1 Esmagador Fulton O nome deste modelo vem da firma que mais contribuiu para sua preconização e utilização, é o único usado hoje em dia. Este é um rolo de moenda que é adaptado para servir no esmagador como uma superfície de revolução mesmo provida de ranhuras é pouco propícia para assegurar a pega da cana-deaçúcar, entalham-se transversalmente os dentes (chevrons). ( HUGOT, 1969) Figura 20. Rolo Esmagador Fulton (Fonte: http://www.agencia.cnptia.embrapa.br) Como as ranhuras do Fulton apresentam a tendência de encherem com bagaço, é preciso instalar uma raspadeira em cada um dos dois rolos do esmagador. ( HUGOT, 1969) 2.1.11.2 Castelo. Construídos em aço fundido, são eles que sustentam a grande maioria dos componentes do terno. Suas dimensões são definidas de modo a propiciar a abertura entre os rolos para a moagem desejável e suportar as cargas resultantes do processo de moagem. As principais superfícies sujeitas à corrosão pelo constante contato com o caldo de cana-de-açúcar são, geralmente, revestidas em aço inoxidável. Em sua geometria possui alojamentos para os dois rolos de moenda inferiores e o rolo de pressão. Na sua parte superior possui uma abertura inclinada em 15º chamada de garfo, revestida com placas de bronze, por onde o rolo superior é montado. Essa inclinação tem como finalidade diminuir os esforços do rolo superior em relação ao castelo. Também na parte 37

superior são executados canais para a fixação do cabeçote hidráulico por meio de chavetas. (CALTAROSSO, 2008) Figura 24a. Exemplo de um castelo de moenda (DEDINI, 2007). (Fonte: http://www.teses.usp.br/) Os castelos são montados aos pares (direito e esquerdo) em bases de concreto e fixado por parafusos chumbadores. A Figura 25a mostra os castelos (em azul) no conjunto do terno de moenda e um detalhe da fixação dos mesmos por chumbadores. (CALTAROSSO, 2008) 38

Figura 25a. Localização dos castelos no terno de moenda (DEDINI, 2007). (Fonte: http://www.teses.usp.br/) 2.1.11.3 Bagaceira O sistema de regulagem da bagaceira é um subconjunto do terno, cujos principais componentes são: bagaceira, balança, suporte da balança e o pino excêntrico conforme ilustra a Figura 26a. Este está localizado sob o rolo superior e entre os rolos inferiores como ilustrado na Figura 23a. (CALTAROSSO, 2008) 39

Figura 26a: Componentes do sistema de regulagem da bagaceira (DEDINI, 2007). (Fonte: http://www.teses.usp.br/) A bagaceira possui uma geometria especial para cada terno, resultante da regulagem do terno para moagens específicas. Construída em aço fundido, a bagaceira é um equipamento fundamental no trabalho da moenda, pois tem a finalidade de conduzir o bagaço da entrada para a saída. O sistema de regulagem da bagaceira, usando pino excêntrico, garante o posicionamento correto e um perfeito ajuste com o rolo de entrada durante a safra. A bagaceira é fixada na balança, um componente que dá estabilidade para o sistema que por sua vez é fixada ao castelo pelo suporte da balança. A Figura 27a mostra o sistema de regulagem da bagaceira (em azul) no conjunto do terno de moenda (CALTAROSSO, 2008) 40

Figura 27a: Localização do sistema de regulagem da bagaceira no terno de moenda (DEDINI, 2007). (Fonte: http://www.teses.usp.br/) 2.1.11.4 Cabeçotes laterais. São fabricados em aço fundido e fixados aos castelos por encaixes e parafusos articulados, sendo que quando fixados, podem articular, como ilustra a Figura 28a, para facilitar a montagem dos rolos inferiores. Possuem dispositivos para regulagem das aberturas, no sentido horizontal, dos rolos inferiores. Suas principais funções são: dar estabilidade necessária aos castelos e possibilitar a regulagem dos rolos inferiores. Geralmente são caracterizados pela posição de montagem no castelo. Assim, os cabeçotes laterais de entrada são montados no castelo do lado de entrada da cana-de-açúcar e, os cabeçotes laterais de saída são montados no castelo do lado de saída da cana-de-açúcar. A Figura 29a mostra os cabeçotes laterais de entrada (em azul) e os cabeçotes laterais de saída (em roxo) no conjunto do terno de moenda. (CALTAROSSO, 2008) 41

Figura 28a: Cabeçotes laterais de entrada e saída (DEDINI, 2007). (Fonte: http://www.teses.usp.br/) Figura 29a: Localização dos cabeçotes laterais de entrada e saída no terno de moenda (DEDINI, 2007). (Fonte: http://www.teses.usp.br/) 42

2.1.11.5 Rolos inferiores. Os rolos inferiores formam um subconjunto do terno de moenda composto por um eixo fabricado em aço forjado, uma camisa, geralmente em ferro fundido montada a quente no eixo, dois mancais de deslizamento com seus respectivos sistema de vedação, calhas montadas nas camisas para auxilio da vedação dos rolos e, quando o acionamento das moendas não se dá por motores independentes, rodetes também fazem parte dos rolos inferiores com a função de transmitirem o torque proveniente do rolo superior. A figura 30a mostra os componentes de um rolo inferior. (CALTAROSSO, 2008) Figura 30a: Componentes do rolo inferior (DEDINI, 2007). (Fonte: http://www.teses.usp.br/) Os rodetes são fabricados em uma liga de aço fundida e são montados a frio nos eixos com chavetas. Na região dos dentes dos rodetes é executado um tratamento superficial para aumentar a dureza do mesmo. As camisas dos rolos inferiores são dotadas de ranhuras chamadas frisos, os quais têm a finalidade de aumentar a tração ( pega ) da cana-de-açúcar por meio de atrito (adesão), ou no bagaço, evitando assim escorregamento. Os mancais inferiores, assim designados por fazerem parte do rolo inferior, são constituídos de uma caixa fabricada em aço fundido, uma tampa fabricada em ferro fundido e um semi-casquilho de bronze conforme ilustra a Figura 31a. As caixas são dotadas de guias em sua base para auxiliar a movimentação dos mesmos nos castelo. (CALTAROSSO, 2008) 43

Figura 31a: Componentes de um mancal inferior. (Fonte: http://www.teses.usp.br/) Em cada terno de moenda há dois rolos inferiores, um de entrada montado no lado de entrada da cana-de-açúcar e um de saída, montado no lado de saída da cana-de-açúcar. A função dos rolos inferiores é: propiciar o início do esmagamento da cana-de-açúcar e auxiliar bagaço resultante para a abertura de saída. A figura 32a mostra o rolo inferior de entrada (em azul) e o rolo inferior de saída (em roxo) no conjunto do terno de moenda. (CALTAROSSO, 2008) 44

Figura 32a: Localização dos rolos inferiores de entrada e saída do terno de moenda (DEDINI, 2007). (Fonte: http://www.teses.usp.br/) 2.1.11.6 Rolo de pressão Localizados na parte superior do castelo, ao lado do rolo superior tem a função de compactar a camada de entrada de cana-de-açúcar para o início do processo de moagem. Assim como os rolos inferiores, o rolo de pressão é um subconjunto do terno de moenda constituído de eixo, camisas, mancais de deslizamentos e rodete. Os materiais dos componentes são os mesmos dos rolos inferiores. A Figura 33a mostra os componentes do subconjunto do rolo de pressão (CALTAROSSO, 2008). 45

Figura 33a: Componentes do rolo de pressão (DEDINI, 2007). (Fonte: http://www.teses.usp.br/) Os mancais do rolo de pressão são regulados, na horizontal, por um dispositivo de regulagem dos cabeçotes laterais de entrada. A Figura 34a mostra o rolo de pressão (em azul) no conjunto do terno de moenda. (CALTAROSSO, 2008) Figura 34a: Localização do rolo de pressão no terno de moenda (DEDINI, 2007). (Fonte: http://www.teses.usp.br/) 46

2.1.11.7 Rolo superior Outro subconjunto do terno de moenda, também é dotado de eixo, camisa, mancais de deslizamentos com seus respectivos sistemas de vedação, flanges e rodetes. Os materiais são os mesmos dos rolos inferiores e o rolo de pressão. As caixas dos mancais, assim como nos rolos inferiores, também possuem guias para o auxilio da movimentação do rolo superior no garfo do castelo. Essa oscilação do rolo superior é de uma importância no processo de moagem, pois, mantém uma pressão constante no colchão de cana-de-açúcar, mesmo quando a mesma não é constante, evitando assim sobrecargas dos equipamentos. A Figura 35a mostra os componentes do subconjunto do rolo superior. (CALTAROSSO, 2008) Figura 35a: Componentes do rolo superior (DEDINI, 2007). (Fonte: http://www.teses.usp.br/) O rolo superior tem grande importância no terno de moenda, pois é com ele que o bagaço tem um maior contato. É responsável pelo recebimento do torque e pela transmissão, para os demais rolos, por meio dos rodetes quando os mesmos não são acionados independentemente por motores elétricos, ou hidráulicos. A Figura 36a mostra o rolo superior (em azul) no conjunto do terno de moenda. (CALTAROSSO, 2008) 47

Figura 36a: Localização do rolo superior no terno de moenda (DEDINI, 2007). (Fonte: http://www.teses.usp.br/) 2.1.11.8 Cabeçotes hidráulicos. Projetados para suportar altas pressões, sua finalidade é fornecer uma pressão constante na camada de cana-de-açúcar ou bagaço para cada terno de moenda, independentemente da oscilação desse colchão. Os esforços são transmitidos para as caixas dos mancais superiores por um pistão com ponta esférica para eliminar esforços laterais. Os componentes que compõe o cabeçote hidráulico geralmente são: Corpo Bucha de Bronze; Pistão / Rótula Bloco de fechamento. A Figura 37a ilustra os componentes de um cabeçote hidráulico para o terno de moenda. (CALTAROSSO, 2008) 48

Figura 37a: Componentes do cabeçote hidráulico (DEDINI, 2007). (Fonte: http://www.teses.usp.br/) Na Figura 38a são mostrados os cabeçotes hidráulicos (em azul) no conjunto do terno de moenda. (CALTAROSSO, 2008) 49

Figura 38a: Localização dos cabeçotes hidráulicos no terno de moenda (DEDINI, 2007). (Fonte: http://www.teses.usp.br/) 2.1.11.9 Pente superior Fabricados geralmente em ferro fundido o pente inferior e em aço fundido o pente superior, são componentes com a finalidade de limpar as ranhuras ou frisos das camisas dos rolos de moenda. Tanto o pente inferior como o pente superior é localizado na parte traseira (saída) do terno. O pente inferior é responsável pela limpeza dos frisos do rolo inferior de saída, evitando assim o acúmulo de bagaço nos mesmo. O pente superior é responsável pela limpeza dos frisos da camisa do rolo superior e também pela drenagem do caldo através de um sistema de calhas. Os pentes são providos de um sistema de regulagem que assegura o posicionamento correto dos mesmos durante todo o período de moagem. A Figura 39 mostra o pente superior (em azul) e o pente inferior (em roxo) no conjunto do terno de moenda. (CALTAROSSO, 2008) 50

Figura 39a: Pente superior e pente inferior do terno de moenda (DEDINI, 2007). (Fonte: http://www.teses.usp.br/) 2.1.12 Peneira rotativa É construída de uma tela metálica fina, esta é colocada sobre uma peneira rotativa são geralmente de bronze fosforoso, preferivelmente ( HUGOT, 1969) 51

Figura 21. Peneira Peck (MirrleesWatson). (Fonte: EMILE HUGOT Manual da Engenharia. Vol. I pag. 391 Trad. Irmtrud Miocque. Ed. Mestre Jou. São Paulo.) Figura 22. Embebição composta com bombas de rotor aberto e peneira Peck (Mirrlees Watson). ' (Fonte: EMILE HUGOT Manual da Engenharia. Vol. I pag. 391 Trad. Irmtrud Miocque. Ed. Mestre Jou. São Paulo.) 52

Figura 23. Peneira rotativa (fonte. http://www.brumazi.com.br/) Tipo = rotativa com elementos filtrantes Rotação = 8 RPM Capacidade = 150 a 800 m³/h Acionamento = moto-redutor / engrenagens (http://www.brumazi.com.br/, 2001) 53

2.1.13 Caldo de cana-de-açúcar A composição do caldo de cana-de-açúcar é complexa e varia de acordo com a região. O caldo é um líquido viscoso, opaco, de cor amarela esverdeada, de composição química bastante complexa e variável (PAYNE, 1989). Contêm açúcares, coloides, proteínas, pentosanas, pectinas, gorduras, gomas, ceras, albuminas, silicato coloidal, materiais corantes (clorofila, antocianinas) (OITICICA et al., 1975). O caldo é um sistema coloidal complexo, no qual o meio de dispersão é a água. Alguns constituintes estão em dispersão molecular ou solução, onde as partículas são menores que 1µm de diâmetro, tais como: sacarose, glicose, levulose e sais minerais (matérias solúveis). Os outros estão em estado de dispersão coloidal ou em suspensão, onde o diâmetro das partículas varia de 1µm a 10µm, tais como: proteínas, gomas, pectinas, ceras, bagaço e outras impurezas. (UMEBARA, 2010) Tabela 24. Composição do caldo de cana-de-cana (Fonte: www.posalim.ufpr.br/) 54

2.1.13.1 Caldo clarificado Caldo resultante do processo de clarificação, pronto para entrar nos evaporadores, o mesmo que caldo decantado ; (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) Figura 25. Caldo clarificado (Fonte. Usina Santa Cruz Agro Indústria.) 2.1.13.2 Caldo misto Caldo obtido nas moendas com embebição, sendo formado pela parcela do caldo extraído com água de embebição. (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) 55

Figura 26. Caldo misto com embebição composta (Fonte: Usina Santa Cruz Agro Indústria.) 2.1.14 Bagaço de cana-de-açúcar Resíduo da cana-de-açúcar após a extração em um terno ou em um conjunto de ternos ou por difusão, as fibras do bagaço da cana-deaçúcar contêm, como principais componentes, cerca de 40% de celulose, 35% de hemicelulose e 15% de lignina, sendo este último responsável pelo seu poder calorífico. A celulose e a hemicelulose são as duas formas de carboidratos mais abundantes da natureza e representam um potencial de reserva para a obtenção de produtos de interesse comercial. Ambas representam cerca de 70% do peso seco de todos os resíduos agrícolas, como aqueles provenientes da industrialização do milho, arroz, soja, trigo, cana-de-açúcar, entre outros, e do processamento de frutas como laranja, maçã e abacaxi. (http://revistapesquisa.fapesp.br, 1998) 56

Figura 27. Bagaço cana-de-açúcar (Fonte: www.canaweb.com.br) 2.1.15 Limpeza a seco cana-de-açúcar. Equipamentos responsáveis pela limpeza da cana-de-açúcar sendo constituídos por exaustores, esteiras de transporte e peneira rotativa. (www.simisa.com.br, 2011). Figura 28. Limpeza a seoc de cana-de-açúcar (Fonte: http://www.simisa.com.br) 57

3 METODOLOGIA 3.1 Pátio Os caminhões após realizarem a pesagem e coleta de amostra da matéria-prima pelas sondas serão conduzidos para o pátio onde aguardarão a ordem de descarregamento na mesa alimentadora. Devido à degradação de sacarose não é viável que os caminhões aguardem muito tempo para descarregamento (http://www.araraquara.com, 2009) Figura 29. Pátio de cana-de-açúcar (Fonte: http://www.araraquara.com) 3.2 Preparo da cana-de-açúcar Transformar a cana-de-açúcar em um material homogêneo, composto por longas fibras, o que facilita a alimentação no primeiro terno e melhora a extração. Têm por objetivo: (Unidade I - Fabricação de Açúcar: Preparação e Extração, 2009) Promover o rompimento da estrutura da cana-de-açúcar; Romper as células da cana-de-açúcar para facilitar a extração do caldo; Aumentar a densidade da cana-de-açúcar; Melhorar a eficiência da embebição. (Unidade I - Fabricação de Açúcar: Preparação e Extração, 2009) 58

3.2.1 Índice de preparo (Open Cell) Relação percentual do pol das células abertas em relação ao pol total da cana-de-açúcar. Que não devem ser inferiores a 89% 3.2.2 Densidade da cana-de-açúcar Figura 30. Densidade da cana-de-açúcar É a relação existente entre a massa de cana-de-açúcar (Kg) e o volume que esta se ocupa (m³). A moagem é um processo volumétrico e que, portanto ela será mais eficiente à medida que aumentarmos a densidade da cana-de-açúcar na entrada do primeiro terno. Isto é obtido após a passagem da cana-de-açúcar pelo picador e pelo desfibrador, elevando a densidade da cana-de-açúcar inteira (175 kg/m³) ou da canade-açúcar picada (350 kg/m³) para valores em torno de (450 kg/m³) de cana-de-açúcar desfibrada. (Unidade I - Fabricação de Açúcar: Preparação e Extração, 2009) Cana Inteira Cana Picada Cana Desfibrada (Fonte: http://www.mrvduarte.com/ ) 59

3.3 Hilo O descarregamento será realizado por guinchos denominados hilo, onde o operador engatará as garras na caçamba do caminhão tombando-a lateralmente, ocorrendo assim o descarregando da cana-de-açúcar na mesa alimentadora. (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) Figura 31. Descarregando de cana-de-açúcar na mesa alimentadora (Fonte: www.simisa.com.br/) 3.4 Mesa alimentadora A cana-de-açúcar será conduzida pela mesa alimentadora até as esteiras de arraste (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) 60

Figura 32. Mesa alimentadora (Fonte: http://www.sermasa.com.br) 3.5 O método de limpeza a seco é dividido em dois tipos, método convencional e moderno. 3.5.1 Método convencional Visa realizar uma limpeza da cana-de-açúcar. Cada usina utiliza um método podendo adotar algumas modificações ao sistema. A usina Santa Cruz implantou seu método de limpeza de cana-de-açúcar da seguinte maneira: a cana-de-açúcar ao ser descarregada na mesa alimentadora passará pelo primeiro sistema de grelhas denominado grelhado que fará a retenção de impurezas minerais e vegetais. Ao lado direito da mesa alimentadora a cana-de-açúcar passará pelo segundo grelhado que fará mais uma retenção de impurezas. Ao lado da moenda adotou-se uma esteira alimentadora e um hilo para aumentar a descarga de cana-de-açúcar para extração. A cana-de-açúcar desta esteira seguirá até o final passando pelo terceiro grelhado. As impurezas dos três grelhados serão captadas por uma esteira transportadora que fica logo abaixo das grelhas. A função desta esteira é conduzir as impurezas para a peneira rotativa que fará a separação entre elas. Os minerais serão esgotados abaixo da peneira rotativa caindo em um caminhão e seguirão de volta para a lavoura. A palha por sua vez seguirá por uma esteira de arraste unindo-se à cana-de-açúcar da esteira alimentadora. A palha juntamente com a cana-de-açúcar será conduzida para o processo de preparo. (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) 61

Figura 1L.Esteira alimentadora de cana-de-açúcar adotada pela usina Santa Cruz Agro Indústria (Fonte: Usina Santa Cruz Agro Indústria.) Figura 2L. Esgotamento de impurezas minerais e condução de impurezas vegetais (Fonte: Usina Santa Cruz Agro Indústria) 3.5.2 Método moderno 62

Tem por finalidade reter a maior quantidade possível de impurezas minerais e vegetais. Para isso adotou-se o método de limpeza a seco por ventilação que funciona da seguinte maneira: Limpeza a seco por ventilação para cana-de-açúcar picada: A cana-de-açúcar é introduzida por uma esteira de arraste no interior da peneira rotativa. Ao final da esteira a cana-de-açúcar passará por um espalhador para diminuir sua compactação. Ao cair ela entrará em contato com uma corrente de ar gerada por um exaustor localizado lateralmente que fará com que as impurezas sejam lançadas para a peneira rotativa onde ocorrerá a separação das impurezas minerais e vegetais e por ventura a recuperação de toletes desviados pela descarga de ar. A canade-açúcar limpa cairá em uma esteira de arraste que seguirá adiante para o processo de preparo. (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) Figura 3L. Funcionamento de limpeza a seco por ventilação para cana-de-açúcar picada (Fonte: http://www.empral.com.br/) 63

Figura 4L. Equipamento de limpeza a seco por ventilação para cana-de-açúcar picada. (Fonte: http://www.empral.com.br/) Limpeza a seco por ventilação para cana-de-açúcar inteira: Segue o mesmo procedimento anterior apresentando diferenças apenas na falta de necessidade do espalhador ao final da esteira de arraste e na retenção das impurezas minerais e vegetais em uma câmara de separação de impurezas não havendo necessidade de peneira rotativa. (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011). Figura 5L. Funcionamento de limpeza a seco por ventilação para cana-de-açúcar inteira (Fonte: http://www.empral.com.br/) 64

Figura 6L. Equipamento de limpeza a seco por ventilação para cana-de-açúcar inteira (Fonte: http://www.empral.com.br/) 3.6 Esteira de arraste de cana-de-açúcar: Esse equipamento terá duas finalidades de transporte de cana-de açúcar: primeiro ela transportará a cana até a peneira rotativa e depois ela conduzirá a cana para o processo de preparo e extração (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) Figura 7L. Esteira de arraste de cana-de-açúcar (Fonte:http://www.promacbrasil.com.br) (Fonte: http://www.brumazi.com.br) 65

3.7 O nivelador Tem a finalidade de regular a distribuição da cana-de-açúcar no condutor e nivelar na medida certa e uniforme evitando embuchamento nos equipamentos posteriores. (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) Figura 33. Nivelador (Fonte mazzer.com.br) 3.8 Picador Tem por finalidade aumentar a densidade da cana, cortando-a em pedaços menores facilitando o trabalho do desfibrador. (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) Figura 34. Nivelador e picador Nivelador picador (moderno) Picador (convencional) (Fonte: http://www.teses.usp.br) 66

3.9 Desfibrador O objetivo do desfibrador é abrir a célula da cana-de-açúcar para aumentar a eficiência da extração do caldo no estágio seguinte, as moendas. (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) Figura 35. Desfibrador Esquema desfibrador (Fonte: http://www.teses.usp.br) Desfibrador 3.10 Espalhador Tem por objetivo a descompactação da cana-de-açúcar desfibrada para obter uma camada fina e uniforme, pois a mesma sai do desfibrador na forma de pacotes. (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) Figura 36. Funcionamento do espalhador Espalhador de cana Funcionamento de um espalhador (Fonte: http://www.teses.usp.br) 67

3.11 Eletroímã Tem a finalidade de atrair e reter os pedaços de ferro que passam pelo seu campo de ação Protege assim os componentes da moenda. (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) Figura 38. Eletroímã (Fonte: www.sermatec.com.br) (Fonte: www.brumazi.com.br) 3.12 Ternos da moenda Sua função é forçar a cana-de-açúcar a passar pelas aberturas entre os rolos de maneira a separar o caldo contido no bagaço. Cada rolo tem sua finalidade onde: (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) 68

Figura 39. Funcionamento do terno de moenda (Fonte: http://www.mrvduarte.com.br ) (Fonte: www.brumazi.com.br) 3.12.1 Rolo de pressão Sua função é compactar a camada de cana-de-açúcar permitindo uma melhor alimentação do terno. 3.12.2 Rolo Superior Tem a finalidade de ter um maior contato com a cana-de-açúcar possibilitando um maior auxilio para a extração. 3.12.3 Rolos inferiores Além de fazer uma pequena extração de caldo, direciona a cana-de-açúcar na abertura de saída. (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) 69

Figura 40. Esquema de trabalho dos rolos (Fonte: http://www.mrvduarte.com/) 3.13 Esteira de Arraste Intermediário É um condutor intermediário que serve para transportar bagaço de um terno para outro. (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) Figura 41. Esquema de funcionamento da esteira (Fonte: http://www.simtec.com.br) (Fonte: http://www.mrvduarte.com) 70

3.14 Embebição: Processo no qual água ou caldo é aplicado ao bagaço entre um terno e outro para aumentar a diluição do caldo contido no mesmo, levando a um consequente aumento da extração no terno seguinte. Esse processo é dividido em dois tipos: (Unidade I - Fabricação de Açúcar: Preparação e Extração, 2009) 3.14.1 Embebição simples É uma maneira rudimentar de aplicação da embebição, onde apenas água é aplicada no bagaço de cada terno, a partir do segundo. Neste tipo de embebição não existe divisão do caldo de cada terno no gamelão (Unidade I - Fabricação de Açúcar: Preparação e Extração, 2009). Figura 42. Esquema embebição simples (Fonte: Elaborado pelo aluno Ivail Américo) 71

3.14.2 Embebição composta: É o método mais utilizado nas moendas atuais e consiste na aplicação de toda a água de embebição no último terno da moenda; o caldo deste é então bombeado ao terno anterior, e assim sucessivamente, até o 2º terno. (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) Figura 43. Esquema embebição composta (Fonte: Elaborado pelo aluno Ivail Américo) 3.15 Peneira rotativa O caldo após a extração é enviado para a peneira rotativa onde por rotação contínua da tela cilíndrica feita por meio de motor redutor e da limpeza contínua da tela filtrará o caldo separando-o do bagacilho. A transmissão do movimento é feita através de rodas (material plástico) diretamente na tela. A filtração do caldo é do lado interno para o externo A limpeza da tela é feita por meio de uma bomba que é alimentada com água limpa e duas tubulações com bicos lavadores que limpam a tela pelo lado interno e externo. 72

O bagacilho entra diretamente na tela de filtração, que por estar em movimento contínuo permite que o caldo esteja sempre em contato com uma zona limpa de tela. O bagacilho que é retido pela tela é direcionado para a saída através de um guia fixado internamente na tela. O caldo filtrado sai pela parte inferior do equipamento sendo enviado para o tanque pulmão o bagacilho por sua vez será enviado para o segundo terno por ainda conter sacarose. (http://www.tecnosan.com.br/, 2009) Figura 44: Peneira Rotativa (Fonte: Usina Santa Cruz Agro Indústria) 3.16 Tanque pulmão Tanque com grande capacidade volumétrica que é utilizado para armazenar o caldo da extração (Usina Santa Cruz Agro Indústria, 2011) 73

Figura 45. secundário Tanques pulmão sendo o da esquerda para caldo primário e o da direita para caldo (Fonte Usina Santa Cruz Agro Indústria) 74

4 RESULTADOS Abaixo se apresentam resultados obtidos pelo uso da limpeza a seco por ventilação no preparo da cana Figura 46. Quantidade das impurezas da cana-de-açúcar (Fonte: http://www.empral.com.br/) Tabela 2r. Composição da cana (Fonte: http://www.empral.com.br/) 75

Gráfico 1G. Consequência das impurezas no consumo de potência (Fonte: http://www.empral.com.br/) Tabela 4r. Consequência das impurezas no processo industrial. (Fonte: http://www.empral.com.br/) 76

Tabela 15t. Open cell (índice de preparo cana-de-açúcar) Mês Open cell % Junho 95,52 % Agosto 88,40 % Outubro 88,09 % (Fonte: Usina Santa Cruz Agro Indústria) Tabela 16t. Eficiência da extração na moenda Mês Eficiência na extração % Junho 98% Agosto 95,59 % Outubro 94,81 % (Fonte: Usina Santa Cruz Agro Indústria) Tabela 5r. Consumo de água na embebição (Fonte: http://www.empral.com.br/) Além disso, temos outros excelentes resultados alcançados que são: Redução das impurezas minerais em até 80% sem uso da água. Remoção das impurezas vegetais: 40% nas mesas 77

70% (entre as transportadores). Aumento de capacidade de moagem. Redução de desgaste dos equipamentos e custos de manutenção. Possibilidade de gerar adicionais de energia: até 70% de energia elétrica adicional se trouxer 50% da palha. Os sistemas atuais vêm evoluindo contendo as seguintes características e resultados: Sistemas individualizados Para mesa (quando há cana-de-açúcar inteira) Esteirão metálico (somente cana-de-açúcar picada) Vem prevalecendo os sistemas para cana-de-açúcar picada Eliminação de mesas Câmaras mais compactas Menor uso de potência Aumento da eficiência Melhor equacionamento do processamento da palha 78

5 DISCUSSÃO O aumento de mecanização nas lavouras de cana-de-açúcar trouxe vários benefícios para a eficiência de matéria-prima para a extração, mas gerou um enorme problema com a qualidade da mesma, pois há grande arraste de impurezas minerais e vegetais. Isso afeta muito o sistema de processos da usina sucroalcooleira podendo ressaltar os seguintes problemas: Aumento do desgaste nas esteiras de cana-de-açúcar, picadores, desfibradores, moendas, bombas, tubulações, regenadores de calor, aquecedores e partes internas da caldeira, além de limpezas mais intensas da fornalha e de outros pontos de coleta de impurezas na caldeira. Interferência no processo de tratamento de caldo provocando acúmulos de terra em caixas de caldo e prejudicando os sistemas de clarificação e filtragem de lodo. Diminuição do poder calorífico do bagaço gerado devido a alta concentração de minerais e umidade além de ocasionar limpezas mais intensas da fornalha e de outros pontos de coleta de impurezas na caldeira. A dificuldade de extração do caldo pelo mau contato dos rolos com a canade-açúcar desfibrada devido ao desgaste dos meschaerts devido a abrasões com impurezas minerais que deixam sua superfície lisa e por interferência da palha que atrapalha a pressão exercida sobre a cana-de-açúcar desfibrada. Embuchamentos devido a dificuldade do preparo da cana-de-açúcar pelos picadores e desfibradores. O desgaste precoce do sistema de preparo de cana-de-açúcar ocasiona um prejuízo significativo para a operação industrial devido às paradas obrigatórias para manutenção. Os únicos equipamentos de parada periódica para manutenção nas usinas são justamente os picadores e os desfibradores. Estima-se que as impurezas minerais geram um acréscimo de custos de manutenção da ordem de R$ 0,50 a R$ 0,70 por tonelada de cana-de-açúcar moída. Por isso através de vários estudos criou-se o método de limpeza a seco substituindo a lavagem de cana-de-açúcar, pois a mesma perdia muita sacarose neste processo além de o consumo de água ser abundante. 79

Vários métodos de limpeza a seco estão em desenvolvimento apresentando ótimos resultados. O método mais eficiente de limpeza a seco é por ventilação que pode ser visto no tópico anterior. Seu desempenho visto em consideração da limpeza pelo método convencional é excelente contribuindo no melhor preparo da cana-deaçúcar entre outros benefícios como redução da embebição e da potência consumida pelo funcionamento da moenda. A manutenção foi reduzida devido a durabilidade dos equipamentos aumentar pela diminuição de envio de impurezas no processo. O desempenho de picadores e desfibradores de cana-de-açúcar melhoraram muito evitando paradas desnecessárias por quebra e desgaste dos meschaerts dos rolos que se desgastavam por abrasão pelas impurezas minerais. O poder calorífico do bagaço aumentou consideravelmente pois sua concentração de impurezas minerais e umidade está muito baixo além de a perda de sacarose no mesmo diminuir consideravelmente como mostra o gráfico do tópico anterior. São muitas as vantagens apresentadas, mas o custo de implantação de um sistema de limpeza a seco por ventilação é caríssimo tendo por base um sistema de limpeza de cana-de-açúcar a seco composto por duas instalações sendo, uma mesa de 12 m com capacidade para 8.000 tcd para atender cana-de-açúcar inteira ou picada e outra para atender somente cana-de-açúcar picada com capacidade de 12.000 tcd instalada na transferência de transportadores, seja da ordem de R$ 1.800.000,00. 80