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

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

Recebimento

Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Campo Mourão Extração e Tratamento do Caldo Profª Camila O. Martinez 3 2016

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

6 August 30, 2016

Preparo

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 August 30, 2016 Regulável Mesmo sentido

10 August 30, 2016

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 Primeiro valor: diâmetro nominal dos cilindros Segundo valor: comprimento Capacidade de moagem (TCH)

12 August 30, 2016

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

14 August 30, 2016

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

17 August 30, 2016 Caldo Primário

18 August 30, 2016 Terno de moenda

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 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 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 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

24 August 30, 2016

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)

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

27 August 30, 2016

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 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

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

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

Esquema de Coluna de Sulfitação Caldo SO 2

Sulfitação Gás obtido da combustão direta do enxofre em fornos rotativos (250-500 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

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)

Calagem Tanques: CaO: 500 1000 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 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

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!!!!!!

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

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 August 30, 2016

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