55554242 apostila sucroalcoleira (1)

Diviso Acar e lcool 1

A Usina de Acar e sua Automao

CURSO SEQUENCIAL DE AUTOMAO PARA INDSTRIA

SUCROALCOOLEIRA

APOSTILA DE TREINAMENTO MDULO II

Autor: Paulo Roberto Ribeiro

Colaboradores: Valdir Veloni Djalma Gomes Ferreira Jr. Flvio Barros P. Machado Rev. 1.2

UNAERP



A origem da cana-de-acar

ORIGEM: Continente Asitico, trazida logo aps o descobrimento do Brasil, pelos portugueses. CARACTERSTICAS: Planta semi-perene, monocotilednica, pertencente famlia das gramneas, gnero Sacharum officinarum. PERODO DE SAFRA: 150 a 180 dias nas condies brasileiras. Em outros pases como a Colmbia a cana-de-acar produzida em todo o ano. PRODUTIVIDADE: No Brasil a produtividade de 60 100 t/ha. Os melhores rendimentos agrcolas esto na frica do Sul, Austrlia, Peru e Colmbia, com um rendimento de 110 160 t/ha, que resultar em 15 22 toneladas de acar/ha.

Acar, fonte de energia ACAR um adoante extrado industrialmente de um vegetal que normalmente contm um alto teor de carboidrato na forma de Sacarose. O carboidrato o principal constituinte de todos os seres vivos e so sua fonte de energia.



Acar, a importncia histrica A produo de acar valorizada desde a antigidade. Financiou as navegaes e a descoberta da Amrica no sculo XVI. Motivou conquistas e invases no sculo XVII. Promoveu o desenvolvimento econmico do Brasil e da Amrica Hispnica. OS ENGENHOS DE ACAR O acar era produzido em engenhos usando mo-de-obra escrava e caracterizou a cultura vigente do sculo XVI ao XVIII. O PROCESSO PRODUTIVO NOS ENGENHOS A moagem da cana-de-acar era feita em moendas construdas em madeira, com rolos verticais e acionados por animais ou rodas d'gua.



A clarificao, evaporao e a cristalizao eram feitas em tanques aquecidos por fogo direto pela queima de lenha. O controle da cristalizao era feito pela colocao ou retirada de lenha, ou seja, pela regulagem do aquecimento.



O caldo evaporado contendo cristais de acar era colocado em formas e deixando resfriar dando origem rapadura ou acar mascavo.

Samuel Hazard, Cuba, 1865 O acar branco era produzido em casas de purga, onde em formas especiais eliminava-se o mel por gravidade atravs de um perodo de repouso que podia chegar a 50 dias.

Henri Monceau, 1764



Em Cuba e demais pases do Caribe, o acar branco era embalado em caixas e o acar mascavo em barris para o transporte at os centros de consumo.

Samuel Hazard, 1865



Acar, a modernizao do processo No incio do sculo XIX vrios aprimoramentos foram incorporados ao processo de produo de acar. Dentre todos, os mais significativos foram: - A Mquina Vapor para acionamentos - A Evaporao Mltiplos Efeitos - O Cozedor Vcuo - A Centrifugao do acar A MQUINA VAPOR A mquina vapor substituiu o trabalho braal ou animal na moagem da cana no incio do sculo XIX, em plena Revoluo Industrial. Os pases que demoraram em adotar esse avano tecnolgico perderam mercado rapidamente.

A EVAPORAO MLTIPLOS EFEITOS O qumico norte-americano Norbert Rillieux, nascido na Lousiana, foi o responsvel pela inveno da evaporao de mltiplos efeitos em 1834, que revolucionou a indstria aucareira mundial e tambm a indstria qumica.



O COZEDOR VCUO O qumico ingls Charles Edvar Howard (1774-1816) foi quem realizou em 1812 o primeiro projeto empregando Vcuo para produzir ebulio do caldo temperaturas mais baixas. Desenvolveu tambm projetos para sulfitao, refino, filtragem e emprego de vapor em lugar de fogo direto nos engenhos.

A CENTRIFUGAO DO ACAR As primeiras centrfugas de acar surgiram por volta de 1840 e eram acionadas por energia hidrulica (roda d'gua). Com o uso das centrfugas de acar desapareceram as 'casas de purga' na produo de acar branco.



A produo de acar no sculo XVII

A produo de acar atualmente PASES MILHARES DE TONELADAS NDIA 14.441 BRASIL 13.467 TAILNDIA 8.077 CHINA 7.347 U.S.A. 6.658 AUSTRLIA 5.578 MXICO 4.879 FRANA 4.572 ALEMANHA 4.564 CUBA 4.260 UCRNIA 2.935 FRICA DO SUL 2.514 POLNIA 2.496 INDONSIA 2.279 FILIPINAS 1.863 DADOS DA SAFRA 96/97

1760

PAS tonHAITI 56646BRASIL 34000JAMAICA 29841MARTINICA 17000ST. KITTS 9220GUIANA 8300CUBA 5500OUTROS 44827

TOTAL 205334

PAS tonJAMAICA 55464BRASIL 21000CUBA 14455MARTINICA 12120GRANADA 9432ST. KITTS 7062GUIANA 6700OUTROS 58114

TOTAL 184347

1792



Consumo mundial de acar (fonte: F.O.Licht)

Produo de acar no Brasil (fonte: NICA)

107172

107027

109552

110376

111061

111851

112199

114025

117340

120460

100000 105000 110000 115000 120000 125000

87/88

88/89

89/90

90/91

91/92

92/93

93/94

94/95

95/96

96/97

( 1000 t)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

PRODUO 8000 8952 9510 11104 10534 12714 15190 13467

CONSUMO 7281 6924 7399 7460 7761 8032 8318 8784

EXPORTAO 1421 1409 1771 2837 3727 4987 5502 5390

89/90 90/91 91/92 92/93 93/94 94/95 95/96 96/97



Usinas de acar e lcool no Brasil: 218 Usinas de Acar 208 Destilarias anexas 119 Destilarias autnomas 337 Unidades industriais no total

rea colhida de cana-de-acar no Brasil (fonte: NICA)

Distribuio por regio (fonte: NICA)

19921993 1994

19951996

Norte

Centro Oeste

Nordeste

Sudeste

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

3000000

Hectares

Centro-Oeste

7%Sul7%

Nordeste18%

Sudeste68%



Acar, a importncia para o Brasil - FATURAMENTO ANUAL DE 7,1 BILHES - PROPORCIONA EMPREGOS DIRETOS E INDIRETOS A 1.000.000 DE

TRABALHAORES - O PRODUTO QUE MAIS CONTRIBUIU PARA O AUMENTO DA BALANA

COMERCIAL (EXPORTAES) NO PERODO DE 1992 1998. - PROPORCIONOU AO PAS UMA ECONOMIA DE DIVISAS SUPERIOR A 30

BILHES COM O PROLCOOL. Tipos de Acar 1- Demerara (RAW SUGAR) E V.H.P. (VERY HIGH POL SUGAR) 2- Cristal Branco 3- Refinado Granulado Fino 4- Refinado Amorfo 5- Acar Lquido 6- Acar Invertido ACAR DEMERARA Acar produzido naturalmente, sem adicionar produtos qumicos na sulfitao. A produo desse acar muito grande, pois destinado para a produo dos acares de melhor qualidade, atravs da sua diluio. CRISTAL BRANCO Acar produzido atravs de 3 processos de purificao: Sulfitao, Carbonatao ou Fosfatao. O processo mais utilizado a Sulfitao. A Sulfitao aplicado ao caldo, e seus principais efeitos so: efeito purificante, efeito descolorante, efeito fluidificante, efeito precipitante.



O acar cristal branco qualificado de acordo com um padro estabelecido: Tipo Mnimo Pol. Mxima Cor Mx. % Cinzas Mx. Umidade Standard 99.3 760 0.15 > 0.05 Superior 99.5 480 0.10 < 0.04 Especial 99.7 230 0.07 < 0.04 Especial Extra 99.8 150 0.05 < 0.04 Com a crescente melhoria da qualidade do acar, atualmente existem outros padres: - Acar Especial Extra A, com a mxima cor de 100 - Acar G.C. com granulometria controlada - Acar Orgnico AUCAR REFINADO GRANULADO FINO Acar obtido atravs da diluio do acar demerara ou V.H.P. recebendo um tratamento de purificao para eliminao de impurezas e adicionamento de produtos qumicos. O acar refinado granulado fino cristalizado em um Cozedor Vcuo. ACAR REFINADO AMORFO Acar obtido atravs da diluio do acar demerara ou V.H.P. recebendo um tratamento de purificao para eliminao de impurezas e adicionamento de produtos qumicos. O acar refinado amorfo cristalizado atravs de um choque trmico. Esse tipo de acar menos valorizado que o Refinado Granulado Fino, pois o mel tambm est contido no produto. ACAR LQUIDO Acar obtido atravs da diluio do acar demerara ou V.H.P. recebendo um tratamento de purificao para eliminao de impurezas, adicionamento de produtos qumicos, filtragem em tanques de resina ou carvo e concentrao at aproximadamente 65o Brix. O poder adoante desse acar menor devido a quantidade de gua adicionada. Esse acar consumido pelas fbricas de refrigerantes e alimentos. Sua principal desvantagem o baixo tempo de armazenamento, devido aos ataques de microorganismos, principalmente os fungos. ACAR INVERTIDO Acar obtido atravs da diluio do acar demerara ou V.H.P. O Acar Invertido obtido atravs da reao de hidrlise total ou parcial da sacarose. Essa reao denominada Inverso, uma vez que ocorre mudana no sentido de rotao no plano de luz polarizada. O produto final contm sacarose, glicose e frutose, a concentrao de cada um desses acares muda em funo do nvel de inverso. O acar invertido encontrado em diferentes graus de hidrlise. A acar invertido mais produzido o parcialmente invertido, com 50% de inverso, onde o poder adoante de 85% do valor do acar cristal. A vantagem do Acar Invertido o menor volume e maior tempo de armazenamento, pois mais resistente ao ataque de microorganismos.



Tipos de lcool 1- LCOOL HIDRATADO CARBURANTE o lcool a 92oGL (92% de lcool + 8% de gua) utilizado como combustvel direto nos veculos com motores movidos lcool. 2- LCOOL ANIDRO o lcool a 99.6oGL (99.6% de lcool + 0.4% de gua) utilizado como aditivo aos combustveis. Atualmente a gasolina brasileira possui 24% de lcool anidro. 3- LCOOL ANIDRO ESPECIAL o mesmo lcool do item anterior, porem isento de contaminantes (benzeno e ciclo-hexano), produzido atravs do processo de peneira molecular. 4- LCOOL REFINADO E NEUTRO o lcool neutro de impurezas, com pouco odor. Por ser mais barato que o lcool extra neutro, utilizado pelas indstrias de bebidas e cosmticos populares. 5- LCOOL EXTRA NEUTRO o mais puro lcool, no interfere em aromas ou sabores, utilizado na elaborao de bebidas, cosmticos e produtos farmacuticos.

Outros subprodutos da Cana-de-acar

BAGAO DE CANA Resduo fibroso resultante da moagem da cana-de-acar. utilizado como combustvel nas caldeiras para gerao de energia eltrica e calor. Pode ser utilizado na fabricao de papeis e como rao animal se for hidrolizado. VINHAA Resduo resultante da destilao do lcool, utilizado como fertilizante na lavoura. Pode ser utilizada na fabricao de adubos. LEO FUSEL Resultante da destilao de lcool, constitudo de lcoois superiores. extrado em pequena quantidade e utilizado na indstria qumica e de cosmticos. MELAO Resultante da centrifugao do acar, contendo acares redutores e parte de sacarose no cristalizada. utilizado na fermentao para produo de lcool e como matria-prima para fabricao de cachaa e rum.



Termos aucareiros

FIBRA EM CANA a matria seca e insolvel em gua que compe a cana, que posteriormente dar origem ao bagao. EMBEBIO o processo que embebe gua ou caldo ao bagao j esmagado, para que se misture com o caldo existente no bagao e o dilua no prximo terno. MACERAO o processo no qual o bagao saturado de gua ou caldo, geralmente a alta temperatura. A macerao uma classe especial de embebio. CALDO RICO OU PRIMRIO o caldo de cana extrado no primeiro terno da moenda no qual estava contido na cana-de-acar. CALDO POBRE OU SECUNDRIO o caldo de cana extrada no segundo terno da moenda, que sofreu embebio desde o ltimo terno. mais diludo do que o caldo rico, pois est contida a gua de embebio. CALDO MISTO a mistura do caldo rico e do caldo pobre (caldo do primeiro e do segundo terno), contendo o caldo que veio da cana e a gua de embebio. CALDO SULFITADO o caldo que passou pelo processo de sulfitao. Contm dioxido de enxofre para reduo de cor e eliminao de colides. CALDO CALEADO o caldo que passou pelo processo de alcalinizao (caleao) para neutralizar o pH do caldo, aps a sulfitao. LEITE DE CAL a mistura da cal virgem com gua, utilizado para neutralizao do caldo ou do xarope. SACARATO a mistura da cal virgem com caldo ou xarope de cana, utilizado para neutralizao do caldo ou do xarope. CALDO CLARIFICADO OU DECANTADO o caldo que saiu do decantador para eliminao das impurezas contidas no caldo. LODO So as impurezas retiradas do caldo durante o processo de decantao. CALDO FILTRADO o caldo que passou pelo processo de filtragem, para retirada da sacarose contida no lodo.



TORTA DE FILTRO a mistura do lodo com bagacinho de cana que saram do processo de filtragem. A sacarose contida na torta dada como perda, pois no ser mais processada. A torta devolvida para a lavoura como fertilizante. POLMERO Composto qumico misturado ao caldo ou xarope, com efeito de decantao ou flotao das impurezas. BRIX So os slidos solveis na cana ou na soluo aucarada, dos quais uma parte a sacarose. expressada como percentagem de peso de slidos. POL o valor obtido pela polarizao simples e direta em um sacarmetro de uma soluo de peso normal. expressada como se fosse um valor real. PUREZA a quantidade de sacarose contida em 100 partes de slidos totais. Pureza = pol x 100 brix SACAROSE o acar contido nos vegetais, encontrado em maior volume na cana-de-acar ou na beterraba. A Sacarose um dissacrideo produzido pela condensao de glicose e frutose, e sua frmula qumica C12 H22 O11 (peso molecular 342,30). Pode ser determinada por meio de um sacarmetro, utilizando mtodos analticos ou pela polarizao direta, j que a diferena entre pol e sacarose no se tem em conta. Estrutura e configurao da sacarose:

INVERSO

Glicose Frutose



A sacarose hidrolisa-se com facilidade em solues cidas a velocidades que aumentam notavelmente com o aumento da temperatura e diminuio do pH. Esta reao hidroltica denominada de Inverso, e causa perda de sacarose. POLISSACARDEOS Este nome dado a todos os sacardeos com cadeia de mais de 12 monossacardeos. Os mais fundamentais presentes na cana-de-acar a dextrana e o almidom. So muitos prejudiciais nos processos de moagem, clarificao, cristalizao e centrifugao do acar. XAROPE o caldo de cana concentrado nos evaporadores, antes de realizar alguma operao de extrao de acar. MASSA COZIDA a mistura de cristais e licor-me descarregado dos Cozedores vcuo. A massa cozida classificada de acordo com sua pureza (Primeira, Segunda ou Terceira). MAGMA a mistura de cristais de acar do Cozedor de Granagem com caldo de cana, xarope ou gua. utilizada como p dos cozimentos de primeira e de segunda. MEL o licor-me separado dos cristais de acar atravs da centrifugao. O mel classificado de acordo com o tipo de massa cozida (Mel Rico para massa de primeira, Mel Pobre para massa de segunda e Mel Final para massa de terceira). MOSTO Mosto o termo empregado em tecnologia, para definir todo o lquido aucarado susceptvel de sofrer fermentao. Na prtica a mistura de melao (mel final) com gua ou caldo de cana, que devidamente preparado para sofrer a fermentao alcolica. LEVEDURA (LEVEDO OU FERMENTO) Para o mosto desenvolver o processo fermentativo, ele deve ser inoculado com a levedura, que so os microorganismos responsveis pela fermentao alcolica. VINHO o produto resultante da fermentao alcolica. O vinho centrifugado para separao da levedura e enviado para as colunas de destilao. Anotaes Pessoais:



A importncia da matria prima

A matria prima tem que satisfazer um conjunto de requisitos de qualidade para que a indstria ao process-la seja capaz de obter uma produo estvel na qualidade e eficincia. A qualidade da cana-de-acar se resume nos seguinte aspectos: - Contedo de sacarose - Presena de matrias estranhas - Tempo de corte - Tempo de queima QUALIDADES DE UM BOA VARIEDADE DE CANA-DE-ACAR - Bom rendimento por hectare - Alta riqueza de sacarose - Contedo de fibra entre 12 14% - Brix maior de 16o - Boa e rpida germinao - Resistncia as enfermidades e pragas - Escassa ou nenhuma florao - Facilidade para a mecanizao da colheita - Mnimas dificuldades na fbrica



Composio tecnolgica da cana-de-acar

A colheita da cana-de-acar Aps atingir o ponto adequado de maturao, a cana-de-acar colhida manualmente ou mecanicamente. No corte mecnico, dispensa-se a queima das palhas antes da colheita.

Celulose Pentosanas Lignina

gua 75 - 82%

Slidos Solveis 18-25%

acares 15,5 - 24%

no-acares 1,0 - 2,5%

sacarose 14,5 - 24,0% glicose 0,2 - 1,0% frutose 0,0 -

0,5% orgnicos

inorgnicos

aminocidos gorduras ceras corantes cidos, etc. SiO 2 K 2 O P 2 O 5 CaO MgO Na 2 O Fe 2 O 3 SO 3 Cl

Fibra 8,0 - 14,0%

Caldo 86,0 - 92,0%

CANA-DE- ACAR



Rendimento Industrial na Usina As canas velhas provocam: - Inverso da sacarose do caldo - Aumento do contedo de polissacrideos nos caldos, principalmente a dextrana - Aumento da acidez - Diminuio da pureza do caldo O tempo de corte influi na velocidade de deteriorao da cana: - A cana cortada se deteriora mais rpido do que a cana em p. - A cana queimada se deteriora mais rpido do que a cana verde. O tempo de deteriorao da cana depende da sua variedade. A dextrana e o almidom so polissacardeos introduzidos em grandes quantidade no processo pelo atraso das canas e pelas matrias estranhas, causando dificuldades ao processo: - Aumento excessivo da viscosidade dos caldos. - Reduo da velocidade de cristalizao da sacarose. - Deformao dos cristais de sacarose, influenciando negativamente no esgotamento e na

centrifugao. - Reduo geral da eficincia econmica da Usina. O brix do caldo extrado um indicador importante, j que: - O brix do caldo do primeiro terno ndice da tendncia do rendimento. - O brix do caldo misto ndice da quantidade de gua evaporar. A diferena entre o brix do caldo do primeiro terno e do caldo misto um ndice de dissoluo proporcional a quantidade de gua incorporada no processo de extrao, sendo que este aspecto fundamental determinar: - A carga de trabalho dos evaporadores e cozedores. - A demanda de vapor para o processo. A pureza do caldo serve com base de clculo aproximado das perdas. A diminuio de pureza significa aumento dos no-acares separar, tendo como conseqncia: - Maior quantidade de mel final e portanto aumento das perdas de acar. - Aumento do consumo de vapor por unidade de acar produzido. - Diminuio da produtividade. A fibra da cana tem um efeito notvel sobre a extrao, quanto maior seja a fibra, menor ser a extrao. Anotaes Pessoais:



Processos que formam a produo de acar PROCESSO AGROQUMICO Decide a quantidade de acar produzida por tonelada de cana e a quantidade de cana por rea disponvel, para o comeo da safra. PROCESSO COLHEITA-TRANSPORTE Decide as condies em que chegar a cana na Usina. PROCESSO INDUSTRIAL Resume os resultados finais e resultados industriais dos trs processos. AUCAR PRODUZIDO = AC - Pct - PF Onde: AC = acar na cana PcT = perdas na colheita-transporte PF = perdas na fbrica

Processo industrial de produo do acar

GGEERRAAOO DDEE EENNEERRGGIIAA

EELLTTRRIICCAA

PPRREEPPAARROO EE MMOOAAGGEEMM DDAA CCAANNAA

EEVVAAPPOORRAAOO DDOO

CCAALLDDOO

GGEERRAAOO DDEE

VVAAPPOORR

RREECCEEPPOO DDAA

CCAANNAA

CCLLAARRIIFFIICCAAOO DDOO

CCAALLDDOO

CCOOZZIIMMEENNTTOO

SSEEPPAARRAAOO DDOO

AACCAARR

SSEECCAAGGEEMM DDOO AACCAARR

FFIILLTTRRAAGGEEMM DDOO

LLOODDOO

CCAANNAA

AACCAARR

BAGAO

CANA CALDO

VAPOR

LDO CALDO TURVO

CALDO

XAROPE

MASSA COZIDA

ACAR

MEL

MEL FINAL ( P/ DESTILARIA )

TORTA



PREPARO E MOAGEM DE CANA RECEPO E PREPARO DA CANA A cana que chega na Usina pesada para controle agrcola e industrial. A cana analisada no laboratrio de sacarose para sistema de pagamento aos fornecedores de cana. A cana descarregada e armazenada no ptio de cana. Muitas usinas no utilizam o ptio de cana para evitar inverses de sacarose. A cana lavada nas mesas alimentadoras para eliminao de matrias estranhas. Um ndice tolervel de matrias estranhas na cana de 3%. A mesa alimentada a esteira metlica que conduz a cana para o preparo da cana (picadores e desfibradores). A funo dos picadores e desfibradores a preparao da cana mediante o quebramento da estrutura dura e ruptura das clulas para a moagem. A cana desfibrada conduzida pela esteira de borracha at as unidades de moagem. Esta esteira de borracha por que possui um eletroim para eliminao das partes metlicas, para no danificar os rolos esmagadores. O preparo de cana define a extrao e o trabalho das moendas.

PICADOR DESFIBRADOR ELETROIM MESA ALIMENTADORA

ESTEIRAA RPIDA

CHUTEEE DONELLY TERNO

ESTEIRA METLICA CANA



Vista da Recepo e Preparo da Cana-de-acar para Moagem UNIDADES DE MOAGEM E SEUS ACIONAMENTOS A extrao do caldo pode ser feita por Moagem ou Difuso.

Vista de uma Moenda

Vista de um Difusor



UNIDADES DE MOAGEM E SEUS ACIONAMENTOS A moenda geralmente possui de 4 7 unidades de moagem, que so chamados de ternos. Cada terno possui 3 massas (rolos). Se incorpora uma quarta massa para realizao da alimentao forada. Os trs rolos de um terno de moenda convencional so montados em tringulo tal que a cana desfibrada seja esmagada duas vezes: uma entre o rolo superior e o rolo de entrada, e outra entre o rolo superior e o rolo de sada. Ao passar pelo rolo superior e de entrada a cana desfibrada conduzida por sobre uma bagaceira at o rolo de sada. Os rolos so acionados por pinho do rolo superior, acionado por uma turbina e um sistema de engrenagens redutoras. Os rolos de entrada e de sada so fixos, enquanto o rolo superior levanta e abaixa por meio de um sistema de presso hidrulica. A cana conduzida de um terno a outro atravs de esteiras intermedirias. As esteiras geralmente so do tipo de taliscas de arraste, que conduzem a cana at o chute-donelly do prximo terno. Os ternos de moendas podem ser acionados por turbinas vapor, motores eltricos e mais recentemente por motores hidrulicos. O acionamento dos ternos pode ser individual, duplo ou at um acionamento para todos os ternos de moendas. ESQUEMA DE UM TERNO DE MOENDA:

CABEOTE HIDRULICO

CASTELO

ROLO SUPERIOR

ROLO DE

SADA

ROLO DE

ENTRADA

ROLO DE

PRESSO

AJUSTE DA BAGACEIRA

BASE

MANCAL

POSICIONADOR DO

ROLO

EIXO DE ACIONAMENTO

ENTRADA DE CANA

SADA DE CANA

PENTES

BAGACEIRA



EMBEBIO E MACERAO A embebio pode ser simples, composta com reciclagem de gua ou mista. A mais utilizada a composta, no qual se aplica gua ao bagao no ltimo terno, o caldo extrado no ltimo terno aplicado no penltimo terno, e assim sucessivamente at o segundo terno. No primeiro terno extrado o caldo contido na cana. Por isso chamamos o caldo do primeiro terno de Caldo Rico ou Primrio e o caldo do segundo terno de Caldo Pobre ou Secundrio. A quantidade de gua de embebio que se aplica varia de acordo com a regio da usina, com a capacidade da moenda, com a caracterstica da cana (sobretudo seu contedo de fibra). O valor de fibra um parmetro difcil de ser medido, por isso geralmente aplica-se de 25 30% de gua contra o peso total da cana. A temperatura da gua de embebio um parmetro importante para a eficincia da moagem. Enfim, h vrios pontos importantes para definir o ndice de eficincia da extrao: Aumento da presso hidrulica: - Aumenta o caldo expelido - Aumenta a potncia necessria - Reduz a pega (capacidade de alimentao) Aumento na velocidade do rolo: - Reduz o caldo expelido - Aumenta a pega Aumento na ruptura das clulas (preparo): - Aumenta o caldo expelido - Aumenta a pega Aumento na vazo de gua de embebio: - Aumenta a extrao - Reduz a pega Aumento na temperatura da gua de embebio: - Aumenta a extrao - Reduz a pega Reduo na abertura dos rolos e da bagaceira: - Requer aumento da velocidade para manter a moagem - Aumenta a ruptura das clulas - Aumenta a potncia necessria



ESQUEMA DO CONJUNTO DE MOAGEM:

NDICES DE EFICINCIA DA MOAGEM: - Para cada 1% de matria estranha que entra na Usina, se perde 1,5 kg de acar por

tonelada de cana moda. - O ndice de rupturas de clulas define o resultado do preparo de cana. At 90%

aceitvel. - A extrao no primeiro terno deve ser de 50 70%. - A umidade do bagao dever ser de 48 50%. - A pol do bagao na sada do ltimo terno dever ser o mais baixo possvel, sem afetar

outros parmetros da fbrica. A pol do bagao at 1,5 aceitvel. - A extrao do caldo deve ser a maior possvel. A mdia de extrao para uma moenda

96% e para um difusor 98%.

CALDO PRIMRIO

CALDO SECUNDRIO

CALDO

MISTO

EMBEBIO COMPOSTA

GUA

BAGAO

CANA DESFIBRADA

PENEIRA ROTATIVA

CALDO PENEIRADO

BAGAO



- Limpeza das moendas, mantendo um perfeito estado de assepsia da rea, fazendo desinfeo com gua quente, vapor ou produtos qumicos.

Extrao do Conjunto de Moagem:

Operao da Extrao de Caldo:

CANA

CALDO MISTO

BAGAO

GUA DE EMBEBIO

CONTEDO DE POL NA FIBRA

CONTEDO DE POL NO CALDO

PRIMEIRO TERNO

LTIMO TERNO

80

70

60

50

40

30

20

10 0

%

E X T R A O

1 2 3 4 5 a 6

TERNOS



Automao da rea de Moagem: AUTOMATIZAO DA ALIMENTAO DE CANA Este controle consiste em medir e controlar o nvel de cana no chute-donelly do primeiro terno da moenda, atuando na velocidade da esteira de borracha. A velocidade da esteira metlica sincronizada com a velocidade da esteira de borracha, controlando assim as esteiras de alimentao de cana para a moenda. Tambm feita a proteo das turbinas dos picadores e desfibradores, para evitar embuchamento nesses equipamentos, para isto necessrio a medio de rotao das turbinas. A proteo atua na velocidade da esteira metlica at que a turbina recupere a sua velocidade normal de trabalho. O nvel do colcho de cana da esteira tambm pode ser medido e entrar no controle, atuando na velocidade das esteiras caso o nvel do colcho de cana diminua. CONTROLE DE VELOCIDADE DAS TURBINAS DAS MOENDAS Este controle consiste em medir e controlar o nvel de cana desfibrada no chute-donelly do segundo ao ltimo terno da moenda, atuando na velocidade da turbina de acionamento do respectivo terno. CONTROLE DE VAZO DE GUA DE EMBEBIO Este controle consiste em medir e controlar a vazo de gua de embebio. Este controle pode ter um set-point local para manter uma vazo fixa ou ter um set-point remoto, atravs da rotao da turbina do primeiro terno. CONTROLE DE NVEL DA CAIXA DE CALDO Este controle consiste em medir e controlar o nvel da caixa de caldo, atuando na velocidade da turbina do primeiro terno da moenda. CONTROLE DE VAZO OU DIVISO DO CALDO PARA FBRICA E DESTILARIA Este controle consiste em medir e controlar a vazo de caldo para a fabrica e para a destilaria. LIMPEZA AUTOMTICA Este controle permite efetuar a limpeza automtica da peneira de caldo e dos ternos da moenda, atravs de vlvulas on/off de vapor ou gua quente. O controle consiste em efetuar limpezas automticas temporariamente com intervalos programados. COMANDO E INTERTRAVAMENTO DE MOTORES Este sistema permite uma operao segura no comando liga/desliga de motores, pois feita uma seqncia de partida e intertravamento para desarme da planta, caso ocorra algum problema de segurana ou desarme algum motor que ponha em risco a operao da moenda. MONITORAO E ALARME DE VARIVEIS AUXILIARES - Medio de flutuao do rolo superior dos ternos de moenda - Medio de temperatura dos mancais das turbinas, redutores, moendas, picadores,

desfibradores, volandeiras e pinhes. - Medio de temperatura da gua de embebio - Medio de temperatura do vapor para as turbinas - Medio de presso do vapor para as turbinas - Medio de presso de leo de lubrificao das turbinas e moendas



- Medio de rotao das mesas alimentadores, esteiras e turbinas - Medio de umidade do bagao SISTEMA DE SUPERVISO Software de superviso para operao, arquivo de dados em histrico e emisso de relatrios, e interligado a uma rede Ethernet para comunicao com os outros setores da Usina.

Usina Cidade Gacha - Paran RESULTADOS OBTIDOS COM A AUTOMAO: Estabilidade de moagem Aumento da extrao de caldo Proteo contra embuchamento Diminuio das perdas no bagao (POL) Diminuio das perdas de tempo por paradas Diminuio das perdas por inverso de sacarose Melhor embebio e umidade do bagao Economia de energia e vapor Facilidade e segurana na operao



Mesa de Comando da Moenda Anotaes Pessoais:



Tela de Sintico do Preparo de Cana



Tela de Sintico dos Ternos da Moenda Tela de Sintico para Monitorao de Temperatura dos Mancais



Tela de Sintico da Moenda FLUXOGRAMA DE INSTRUMENTAO DA MOENDA



VISTA EM PLANTA DA MOENDA

TRATAMENTO DO CALDO O caldo extrado na moagem chega a etapa de cristalizao com uma mistura complexa, contendo os componentes integrais da cana-de-acar e mais as matrias estranhas incorporadas ao caldo acidentalmente, atravs do corte de cana, da colheita, do transporte, das operaes na moagem. Por isso o caldo dever passar por um processo de Clarificao Simples, que consiste em um tratamento com cal e calor antes da etapa de evaporao. Os principais objetivos da Clarificao Simples so: - Elevar o pH do caldo a um nvel onde as perdas de sacarose por inverso permaneam

num nvel mnimo durante o processo subsequente de recuperao de acar - Incremento da pureza - Eliminao de colides - Separao dos no-acares - Separao de matrias estranhas como a terra, bagacinhos finos e outras substncias

solveis que sejam prejudiciais - Produzir um caldo limpo Controlando o pH a um nvel timo, assegura-se uma remoo satisfatria dos compostos indesejveis no caldo e fornece uma condio adequada para a recuperao de acar. O pH ideal do caldo aquele que resulta num pH do xarope de 6,5. Trata-se do valor mais ou menos timo para conduzir as etapas subsequentes de cristalizao, fornecendo massas cozidas fceis de cristalizar, mnimo desenvolvimento de compostos e cor indesejveis, pequena decomposio dos acares redutores e perda de sacarose por inverso.



A clarificao Simples o mtodo mais antigo de purificao do caldo. Este tratamento a base de cal e calor forma um precipitado pesado de composio complexa, no qual parte mais leve e parte mais pesada do que o caldo. Esse precipitado floculante leva consigo a maior parte do material fino que est no caldo e que no foi extrado pelas peneiras no setor de moagem. A separao deste precipitado feita por sedimentao e decantao. Esse processo de Clarificao Simples utilizado para a fabricao do acar demerara ou VHP, porm para a fabricao do acar cristal (conhecido como brando direto) necessrio melhorar a cor e o brilho do acar. Para produzir tal acar necessrio recorrer a procedimentos mais complexos do que a Clarificao Simples. Os procedimentos que usam SO2 ou CO2 com cal, processos chamados de Sulfitao e Carbonatao, respectivamente. O acar produzido pelo processo de Carbonatao de melhor qualidade e mais uniforme do que o produzido por Sulfitao, porm seu custo muito maior. Por este motivo a Carbonatao no muito utilizado no hemisfrio ocidental, mas muito utilizado no hemisfrio oriental (Java, Formosa, ndia, frica do Sul e outros pases). A Sulfitao pode ser feita frio ou quente, antes ou depois do tratamento com cal. A Sulfitao feita de forma contnua, j que o caldo e os gases de SO2 passam continua e simultaneamente em contracorrente atravs de uma torre (Coluna de Sulfitao). O gs dixido de enxofre (SO2) obtido pela combusto do enxofre em fornos. O gs resfriado para evitar a formao de SO3, pois aumentaria o consumo de enxofre. O Leite de Cal (hidrxido de clcio) obtido atravs da mistura de cal virgem com gua. A cal virgem deve possuir cerca de 90% de xido de clcio. O leite de cal dever ser preparada com 3 4 graus Baume, pois este valor garante a controlabilidade do processo. A operao de Aquecimento consiste na elevao da temperatura do caldo caleado a uns graus acima de sua temperatura de ebulio (mais ou menos 105oC).



AQUECEDORES

CALEAO

SULFITAO

ENXOFRE

CAL

CONDENSADO

VAPOR

FORNO

AGITADOR

COLUNA DE

SULFITAO

SO 2

CALDO PENEIRADO

CALDO SULFITADO

CALDO AQUECIDO

P/ DECANTADOR

CALDO DECANTADO

ESQUEMA DO TRATAMENTO DE CALDO

Anotaes Pessoais:



Forno de Enxofre

Coluna de Sulfitao e Aquecedores de Caldo



DECANTADORES PARA A CLARIFICAO CONTNUA Depois que o caldo sulfitado, caleado e aquecido, ele enviado para os decantadores para que seja feita a separao das impurezas (lodo). O tempo de reteno do caldo nos decantadores varia de 2 a 4 horas. ESQUEMA DE UM DECANTADOR:

Vista de rea de Decantao e Filtragem

CAIXA DE LODO CAIXA DE CALDO CLARO

ACIONAMENTO DOS

RASPADORES

RASPADORES BANDEJAS

LODO

TANQUE FLASH CALDO

AQUECIDO



Automao da rea de Tratamento do Caldo: CONTROLE DE pH DO CALDO SULFITADO Esse controle consiste em medir o pH do caldo aps a sulfitao e controlar a velocidade do inversor de freqncia da rosca sem fim que alimenta a vazo de enxofre para forno rotativo. CONTROLE DE pH DO CALDO CALEADO Esse controle consiste em medir o pH do caldo caleado e controlar a vazo de leite de cal para correo do pH do caldo. A dosagem de leite de cal pode ser feita atravs de vlvula de controle ou de bomba dosadora com inversor de freqncia, sendo este ltimo a mais recomendada. O controle de pH pode ser fracionrio, com duas dosagens de leite de cal, uma dosagem na caleao em funo da vazo de caldo e outra dosagem fina no balo flash, medindo o pH e controlando a dosagem de leite de cal. CONTROLE DE TEMPERATURA DO CALDO Esse controle consiste em medir a temperatura na sada dos aquecedores de caldo e controlar a vazo de vapor para os aquecedores, mantendo a temperatura ideal para a decantao. CONTROLE DE VAZO E DIVISO DO CALDO PARA OS DECANTADORES Esse controle consiste em medir e controlar a vazo de caldo para os decantadores. Caso a Usina possua vrios decantadores recomendado fazer a diviso do caldo, medindo a vazo geral de caldo e distribuindo o caldo proporcionalmente para cada decantador. O nvel da caixa de caldo caleado pode fazer parte do controle, alterando a vazo nos casos de nveis crticos (alto e muito baixo). CONTROLE DE DOSAGEM DE POLMERO PARA OS DECANTADORES Esse controle consiste em controlar a dosagem de polmero para cada decantador, em funo da vazo de caldo, mantendo uma relao caldo x polmero. CONTROLE DE RETIRADA DE LODO DOS DECANTADORES Esse controle consiste em medir a densidade do lodo na sada do decantador e controlar a vazo de sada do lodo atravs de uma bomba dosadora ou vlvula rotativa. RESULTADOS OBTIDOS COM A AUTOMAO: Contedo de SO2 do caldo (ppm) dentro dos parmetros estabelecidos Estabilidade do pH do caldo Temperatura tima para decantao Maior remoo do lodo Menor afetao na cor Diminuio das perdas por inverso Melhor recuperao dos filtros (pol da torta) Menor quantidade de mel na fbrica



FILTRAGEM DO LODO O material sedimentado nos decantadores (lodo) enviado para a filtragem, para ser feita a recuperao da sacarose presente no lodo. A filtragem feita atravs de Filtro Rotativo Vcuo. O filtro um tambor rotativo, onde a parte inferior est imersa no cocho de lodo. O tambor possui trs zonas de filtragens independentes (Zona de baixo vcuo, zona de alto vcuo e zona de descarga), cobertas por um tela perfurada. O lodo misturado com bagacinhos finos, criando uma mistura porosa (torta) que permite a pega no tambor do filtro e a filtrabilidade da torta. A zona de baixo vcuo serve para efetuar a pega da torta. Na zona de alto vcuo feita a aplicao da gua na superfcie da torta por asperso. A gua passa atravs da torta, retirando o caldo. Na zona de descarga feita a raspagem da tela para a retirada da torta filtrada. O caldo turvo e claro so retornados para caixa de caldo misto e a torta rejeitada enviada para a lavoura. A pol da torta rejeitada no deve ser superior a 1,5%. ESQUEMA DE UM FILTRO ROTATIVO:

LDO + BAGACILHO

LAVAGEM DA TORTA

TORTA

TELA

CMARA DE

FILTRAGEM

VCUO

ALTO

VCUO BAIXO

VLVULA DISTRIBUIDORA

CAMADA DE BAGACILHO

(ELEMENTO FILTRANTE)

CALDO CLARO

CALDO TURVO



Automao da rea de Filtragem do Lodo: CONTROLE DE NVEL DA CAIXA DE LODO Esse controle consiste em medir o nvel da caixa de lodo e controlar a velocidade do inversor de freqncia do Filtro Rotativo, com um limite mximo e mnimo. CONTROLE DE NVEL DO COCHO DE LODO Esse controle consiste em medir e controlar o nvel do cocho de lodo. CONTROLE DE PREPARO DA TORTA Esse controle consiste em medir a densidade da torta e dosar a vazo de bagacinho para a mistura com o lodo.

Vista do Filtro Rotativo Vcuo

Sada da Torta



FLUXOGRAMA DE INSTRUMENTAO DO TRATAMENTO DO CALDO:

Tela de Sintico do Tratamento do Caldo



EVAPORAO O tratamento do Caldo fornece um caldo clarificado. Este caldo acar dissolvido na gua, com certas impurezas. Como j se eliminou parte das impurezas, preciso evaporar a gua. Esta a finalidade da Evaporao. Porm, medida que a gua extrada do caldo, o acar fica concentrado, at aproximar do seu ponto de saturao, isto , do ponto em que os cristais comeam a aparecer na massa. A concentrao levada at seu ponto mximo, quando o licor-me fica apenas nos espaos livres entres os c ristais (massa cozida). Evidentemente uma massa assim no pode ser manipulada como um caldo ou um xarope lquido. Por isso a concentrao separada em duas fases: - A evaporao, que concentra o caldo clarificado at formar o xarope, trabalhando

apenas com um produto lquido. - O cozimento, que comea justamente antes do momento em que os cristais comeam a

aparecer no xarope e vai at a concentrao mxima. O ponto de cristalizao do caldo de cana fica nas proximidades de 78o a 80o brix. Teoricamente possvel obter a evaporao at 75o brix, porm no cozimento preciso de um xarope ainda capaz de dissolver cristais falsos, que se formam no incio do cozimento. Por isso o xarope tem em mdia 65o brix. Um evaporador de Usina constitudo principalmente por uma calandra tubular, a qual serve como aparelho de intercmbio da temperatura: o vapor de aquecimento envolve os tubos externamente e o caldo a ser evaporado est no interior do tubo. O vapor entra na calandra com uma temperatura e presso fixa, no qual condensa, liberando assim seu calor latente. No interior dos tubos est o caldo com uma temperatura e presso menor que absorve o calor liberado pela condensao do vapor. A remoo inadequada dos condensados pode causar afogamento parcial dos tubos no lado da calandra, com reduo da superfcie efetiva de aquecimento. Os condensados contaminados so encaminhados para a fbrica, como gua de diluio e o condensado bom retornado para a gerao de vapor (caldeiras) para o seu reaproveitamento. O vapor utilizado na Pr-Evaporao o Vapor de Escape das turbinas vapor do setor de moagem e da casa de fora. O Vapor de Escape possui uma presso mdia de 1,5 kgf/cm. Em mdia a evaporao consome entre 200 a 300 quilos de vapor para evaporar 1000 quilos de gua. Enquanto o cozimento consome em mdia 1100 quilos de vapor para evaporar at 1000 quilos de gua. A evaporao dividida em duas partes: Pr-evaporao e Evaporao. O caldo primeiro concentrado em um vaso de presso (pr-evaporador), que trabalha com Vapor de Escape com presso de 1,5 kgf/cm na calandra. A gua evaporada extrada do corpo do pr-evaporador em forma de vapor a 0,7 kgf/cm (Vapor Vegetal). O Vapor Vegetal gerado nos pr-evaporadores so utilizadas na Evaporao em Mltiplos Efeitos, nos Cozedores Vcuo e nos aquecedores de caldo.



O caldo pr-evaporado contm uma concentrao em mdia de 20o brix. Esse caldo enviado para a evaporao em mltiplos efeitos, que dever ser concentrado at formar o xarope, que dever conter uma concentrao em mdia de 65o brix. Na evaporao em mltiplos efeitos, o vapor da ebulio do caldo de um corpo usado como fonte de calor para o corpo seguinte. Isto pode ser realizado pela reduo da presso no corpo seguinte. Em um arranjo em srie, ou mltiplos efeitos, o princpio de Rillieux estabelece que uma unidade de vapor evaporar tantas unidades de gua quantos forem os corpos ou efeitos. Assim, em um conjunto de 4 efeitos em srie ou qudruplo efeito como conhecido, uma unidade de vapor capaz de evaporar quatro unidades de gua. No corpo do ltimo efeito feito vcuo para garantir a queda de presso e temperatura de cada efeito.

Esquema de Mltiplos Efeitos Para obter um Vcuo, os vapores liberados pela evaporao devem ser condensados. O condensador um recipiente cilndrico e fechado, que entra gua fria na parte superior, que entra em contato com os vapores quentes, que condensam aumentando sua prpria temperatura. A mistura da gua fria e o condensado dos vapores, saem pela parte inferior do condensador, por uma tubulao at o poo quente, que est no piso zero. Esta gua enviada para a torre de resfriamento e voltar novamente para o condensador, em um circuito fechado. Os condensadores mais utilizados so: - condensador em contracorrente , onde o vapor entra na lateral, perto do fundo. - condensador de corrente paralela, onde o vapor entra por cima. - condensador ejetor (Multijato), que uma modificao do condensador de corrente

paralela, onde a gua fria entra em forma de spray, atravs dos bicos do multijato.

1 EFEIT

O

2 EFEIT

O

3 EFEITO

XAROPE

GUA VCUO

4 EFEIT

O 103o

94 78 55



CONJUNTO DE EVAPORAO:

Conjunto de Evaporao Convencional tipo Roberts - Usina So Luiz de Ourinhos

VAPOR VEGETAL

PR

1

EFEITO 2

EFEITO

3 EFEIT

O

CALDO CLARIFICAD

O XAROPE

VAPOR DE ESCAPE

GUA

VCUO

CALANDRA

SEPARADOR DE ARRASTE

CORPO

15Bx

20Bx

4 EFEITO

CONDENSADO 65Bx



Existe vrios tipos de evaporadores: - Evaporador Roberts que o convencional e mais utilizados pelas usinas. - Evaporador Kestner, que muito utilizado na frica do Sul. - Evaporador de pelcula fina, que mais utilizado na fbrica de Acar Invertido - Evaporador placas, que mais utilizado nas refinarias de acar para concentrao

da calda.

Evaporador placas - Cocamar Anotaes Pessoais:



FLUXOGRAMA DO VAPOR VEGETAL:

A rea de evaporao centro do balano energtico da Usina, pois ela recebe vapores de escape de alta presso e entrega vapores vegetais com baixa presso aos aquecedores, aos cozedores vcuo e em alguns casos aos aparelhos de destilao. Em alguns mltiplos efeitos possvel a sangria de vapor vegetal do 1o e 2o efeitos, utilizados para os aquecedores primrios.

1,5 kgf/cm

0,7 kgf/cm

40 t/h

95 t/h

30 t/h

COZEDORES

AQUECEDORES

EVAPORADOR MLTIPLOS EFEITOS

PR-EVAPORADOR

40o

C 104oC

25t/h

100t/h

CALDO



Automao da rea de Evaporao: CONTROLE DE NVEL DA CAIXA DE CALDO CLARIFICADO Esse controle consiste em medir o nvel da caixa de caldo clarificado, abrindo uma vlvula on/off de gua quente, se caso o nvel chegar a um nvel crtico muito baixo. Esse controle importante para no faltar lquido para os evaporadores, o que poderia aquecer os tubos da calandra e parar a gerao do Vapor Vegetal, que causaria falta de vapor para os cozedores e aquecedores. CONTROLE DE TEMPERATURA DO CALDO Esse controle consiste em medir a temperatura do caldo antes da entrado no pr-evaporador, e controlar a vazo de vapor para o aquecedor de caldo. Esse controle importante, pois o caldo ir entrar no pr-evaporador perto de sua temperatura de ebulio, no prejudicando a eficincia do pr-evaporador. CONTROLE DE NVEL DOS PR-EVAPORADORES Esse controle consiste em medir e controlar o nvel de caldo para garantir a mxima eficincia do pr-evaporador. Nvel alto no pr-evaporador pode contaminar o Vapor Vegetal. CONTROLE DE VAZO E DIVISO DO CALDO PARA VRIOS PR-EVAPORADORES Esse controle consiste em medir a vazo de caldo para cada pr-evaporador, e distribuir a vazo proporcional para cada um, de modo que no falte caldo para nenhum pr-evaporador. A vazo geral de caldo medida e feita uma relao para o controle individual de vazo para cada pr-evaporador. CONTROLE DE NVEL DAS CAIXAS DA EVAPORAO MLTIPLOS EFEITOS Esse controle consiste em medir o nvel de caixa da evaporao, e controlar a vazo de entrada de caldo. Esse controle permite trabalhar com o nvel timo para evaporao. Se o nvel estiver muito baixo, a superfcie de aquecimento dos tubos no ser usada integralmente, e os tubos podem secar na parte superior. Se o nvel estiver muito alto, a parte inferior do tubo fica afogada com caldo que se move a baixa velocidade, no obtendo por conseqncia, a mxima evaporao. O nvel timo aquele em que o lquido comea a ser arrastado para o topo dos tubos atravs das bolhas de vapor, com somente um pequeno fluxo na parte superior do espelho. Este nvel varia com o tamanho dos tubos, temperatura, taxa de transferncia de calor, incrustaes e viscosidade do caldo. O nvel timo est cerca de 25 a 40% da calandra. CONTROLE DE VAZO DE CALDO PARA A EVAPORAO MLTIPLOS EFEITOS Esse controle consiste em medir e controlar a vazo de caldo na entrada do 1o efeito da evaporao. Esse controle pode trabalhar em cascata com o controle de nvel do 1o efeito. CONTROLE DE BRIX DO XAROPE Esse controle consiste em medir o brix do xarope e controlar a vazo de xarope na sada do ltimo efeito da evaporao. CONTROLE DE VCUO DO LTIMO EFEITO DA EVAPORAO Esse controle consiste em medir a presso do corpo do ltimo efeito, e controlar a vazo de gua fria para o condensador baromtrico ou multijato.



CONTROLE DE RETIRADA DOS GASES INCONDENSVEIS DO 3O E 4O EFEITOS Esse controle consiste em medir a temperatura do vapor na calandra e a temperatura na sada dos gases, mantendo um diferencial de temperatura, controlando a vazo de sada dos gases. CONTROLE DE NVEL DAS CAIXAS DE CONDENSADO Esse controle consiste em medir o nvel da caixa de condensado, e controlando a vazo de condensado na sada da caixa. Esse controle garante a extrao de condensado da calandra, permitindo que o evaporador trabalhe com sua mxima eficincia. MONITORAO E ALARME DE VARIVEIS AUXILIARES - Temperatura do caldo clarificado - Temperatura do corpo das caixas de evaporao - Temperatura da calandra das caixas de evaporao - Temperatura da gua fria na entrada do multijato - Temperatura da gua quente na sada do multijato - Presso do corpo das caixa de evaporao - Presso do Vapor de Escape - Presso do Vapor Vegetal - Condutividade do condensado COMANDO E INTERTRAVAMENTO DE MOTORES Este sistema permite uma operao segura no comando liga/desliga de motores, pois feita uma seqncia de partida e intertravamento para desarme da planta, caso ocorra algum problema de segurana ou desarme algum motor que ponha em risco a operao da evaporao. SISTEMA DE SUPERVISO Software de superviso para operao, arquivo de dados em histrico e emisso de relatrios, e interligado a uma rede Ethernet para comunicao com os outros setores da Usina. RESULTADOS OBTIDOS COM A AUTOMAO DA EVAPORAO: Estabilidade do brix do xarope Garantia da gerao de vapor vegetal na falta de caldo Melhora na eficincia da evaporao Diminuio da incrustao Menor afetao na cor Melhor aproveitamento da energia Trabalho de cada efeito dentro dos parmetros estabelecidos de presso e temperatura



FLUXOGRAMA DE INSTRUMENTAO DA PR-EVAPORAO

FLUXOGRAMA DE INSTRUMENTAO DA EVAPORAO MLTIPLOS EFEITOS COM CONTROLE DE NVEL DAS CAIXAS

Usinas que trabalham com esta filosofia: Usina Santa Elisa, Usina Santa Rita, Usina Cidade Gacha.



FLUXOGRAMA DE INSTRUMENTAO DA EVAPORAO MLTIPLOS EFEITOS COM CONTROLE DE VAZO DE CALDO

A filosofia deste modo de controle da evaporao manter a vazo da entrada de caldo e o brix do xarope. Conhecendo a taxa de evaporao do mltiplo efeito, podemos calcular a vazo ideal de caldo para um brix desejvel do xarope, teoricamente com a evaporao limpa. Ento fixamos este valor como set-point para a vazo de caldo e set-point desejvel para o brix do xarope (exemplo: se a evaporao estiver limpa, a evaporao deve evaporar 100 m/hora de caldo, resultando um xarope com 65o brix). Ento colocamos a evaporao em funcionamento. Com o passar do tempo, as caixas iro perder eficincia, devido as incrustaes, ento o controle de brix dever segurar mais o xarope no ltimo efeito para assegurar o valor desejvel de brix, consequentemente ir subir o nvel de caldo, como as caixas esto interligadas, o nvel do 1o efeito tambm ir subir, como o controle de vazo est em cascata com o nvel do 1o efeito, esse controle ir reduzir a vazo de caldo. Portanto a evaporao ir se ajustar para manter o brix desejvel. Caso a nova vazo ideal de caldo for baixa, devido a caixa pulmo de caldo clarificado estiver alta, o operador poder baixar o brix desejvel do xarope. Usinas que operam com esta filosofia: Usina Maraca, Usina Alto Alegre, Usina Santa Terezinha de Tapejara.

Medidor de vazo com vlvula de controle de caldo



Usina Maraca (2 linhas de evaporao)

Tela de Sintico da Evaporao

Tela de Sintico da Evaporao



FLOTADOR DE XAROPE Querendo produzir um acar de melhor qualidade, se fazer uma Clarificao do Xarope atravs de uma operao unitria baseada na Flotao. Neste processo tecnolgico se aplica um acondicionamento fsico-qumico das impurezas de forma que elas mesmas se agrupem em flculos, e pela diferena de densidade com respeito ao lquido no qual se encontram em suspenso, flotem e finalmente sejam separadas do xarope. Neste processo se produz ainda uma forte descolorao do xarope. Por meio deste processo so eliminados grandes partes das gomas, polissacardeos, almidons. Alm de diminuir a viscosidade e ganhar um incremento de pureza. Este processo consiste em aumentar a acidez do xarope, de maneira que se torne necessrio utilizar mais leite de cal para atingir a neutralizao novamente. O xarope recebe uma dosagem de cido fosfrico e aquecido com vapor, para depois receber o leite de cal para neutralizao do pH. Ento o xarope passa por um sistema de aerao e recebe a dosagem do polmero e do descolorante, para depois ser submetido ao Flotador. O polmero de flotao reage com o ar, com os sais e as impurezas, formando um flculo menos denso que o xarope, subindo para a superfcie superior do flotador, formando uma espuma que separada atravs de um raspador, que depois diluda retornada para a caixa de caldo misto.

Clarificador da Refinadora Catarinese (Acar Portobelo) - Ilhota / SC



Automao da rea de Flotao de Xarope: CONTROLE DE VAZO DE XAROPE EM CASCATA COM CONTROLE DE NVEL DA CAIXA DE XAROPE Esse controle consiste em medir e controlar a vazo de xarope para o Flotador, em cascata com controle de nvel da caixa pulmo de xarope. Se o nvel estiver dentro de uma faixa pr estabelecida, a vazo de xarope ter um set-point local com a vazo desejada de trabalho. Caso ocorra um nvel crtico (muito baixo ou muito alto), o controle de nvel atuar na vazo de xarope. Esse controle muito importante para estabilizar a vazo, pois as oscilaes de vazo interferem na formao dos flculos e no processo de flotao. DOSAGEM AUTOMTICA DE CIDO FOSFRICO Esse controle consiste em dosar automaticamente o cido fosfrico, em funo da vazo de xarope, atravs de uma relao, garantindo ento a dosagem correta de cido fosfrico, evitando danos ao processo e economia de cido. DOSAGEM AUTOMTICA DE POLMERO Esse controle consiste em dosar automaticamente o polmero, em funo da vazo de xarope, atravs de uma relao, garantindo ento a dosagem correta de polmero, evitando danos ao processo e economia de polmero. DOSAGEM AUTOMTICA DE DESCOLORANTE Esse controle consiste em dosar automaticamente o descolorante, em funo da vazo de xarope, atravs de uma relao, garantindo ento a dosagem correta de descolorante, evitando danos ao processo e economia de descolorante. CONTROLE DE TEMPERATURA DO XAROPE Esse controle consiste em medir a temperatura do xarope, e controlar a vazo de vapor para o aquecedor, garantindo a temperatura ideal para a Flotao. CONTROLE DE PH DO XAROPE Esse controle consiste em medir o pH do xarope, e controlar a vazo de leite de cal, garantindo a neutralizao do xarope e evitando danos ao processo de cristalizao. CONTROLE DE NVEL DO AERADOR Esse controle consiste em medir o nvel de xarope no aerador, atravs de uma vlvula na sada de xarope do aerador. COMANDO E INTERTRAVAMENTO DE MOTORES Este sistema permite uma operao segura no comando liga/desliga de motores, pois feita uma seqncia de partida e intertravamento para desarme da planta, caso ocorra algum problema de segurana ou desarme algum motor que ponha em risco a operao do flotador. SISTEMA DE SUPERVISO Software de superviso para operao, arquivo de dados em histrico e emisso de relatrios e interligado a uma rede Ethernet para comunicao com os outros setores da Usina.



RESULTADOS OBTIDOS COM A AUTOMAO DO FLOTADOR DE XAROPE:

FLUXOGRAMA DE INSTRUMENTAO DO FLOTADOR DE XAROPE:

Usinas que possui Automao do Flotador de Xarope: Usina Santa Elisa, Usina Alto Alegre, Usina So Luiz de Ourinhos, Usina Delta, Usina Maraca.

Estabilidade e eficincia do flotador

Economia de produtos qumicos

Melhora na qualidade do xarope

Dosagem exata de produtos qumicos

Melhora na cor do xarope

Maior remoo de impurezas



Tela de Sintico do Flotador de Xarope Anotaes Pessoais:



COZIMENTO Quando o caldo de cana concentrado, sua viscosidade aumenta rapidamente com o brix e quando este alcana 78 80o, os cristais comeam a aparecer e a constituio da massa transforma-se: passa progressivamente do estado lquido a um estado meio slido, meio lquido, perdendo cada vez mais sua fluidez, e consequentemente, sua manipulao se modifica-se completamente, torna-se massa cozida. A consistncia da massa cozida no mais permite ferv-la em tubos estreitos e nem faz-la circular facilmente de um corpo para ao outro. Por isso utiliza-se o Cozedor Vcuo, que um evaporador de simples efeito, desenhado para manipular materiais densos e viscosos. O cozedor essencialmente um cristalizador evaporativo, isto , um equipamento para realizar e controlar a cristalizao do acar por meio da evaporao da gua. Existem vrios tipos de Cozedores: - Batelada ou Contnuo - Verticais ou Horizontais - Com calandra ou serpentinas - Com calandra fixa ou flutuante - Com calandra plana ou inclinada - Com circulao natural ou forada (agitao mecnica)

Cozedor batelada, vertical com calandra fixa Vista interna do Cozedor (calandra fixa e plana, com tubos e plana, para massas de baixas pureza maiores para melhor circulao da massa).



Vcuo Contnuo DZ Langreney

Vcuo Contnuo FCB - Acar Guarani Unidade Cruz Alta



CONJUNTO DE UM COZEDOR VCUO "CONVENCIONAL"

CRISTALIZAO A cristalizao uma operao unitria do tipo de transferncia de massa. A transferncia de massa ocorre quando ultrapassa-se um ponto crtico na atrao molecular da sacarose. Para que os cristais formem-se na massa, indispensvel que haja uma supersaturao acentuada. A medida que os cristais se formam e crescem, a supersaturao do licor-me diminui. Para manter a supersaturao, preciso haver evaporao de gua e alimentao de produto aucarado. A velocidade de cristalizao de uma massa cozida depende: - da Viscosidade - da Temperatura - da Supersaturao - da Pureza do licor-me A velocidade de cristalizao cai muito, quando a pureza do licor-me diminui. Por este motivo, explica-se as diferenas considerveis entre os tempos de cozimento necessrios para os cozimentos de Massa A, B e C.

XAROPE

MEL

GUA

VAPOR

TOMADA DE

PROVA

CALANDRA

CONDENSADO

CONDENSADO

GUA

MULTI-JATO

VCUO SEPARADOR

DE ARRASTE

TUBO CENTRAL

DESCARGA

DE MASSA

QUEBRA

VCUO

LUNETAS



SUPERSATURAO Em uma soluo aucarada, no h formao e crescimento de cristais se a soluo no estiver Supersaturada, isto , a soluo tem que possuir mais slidos do que a gua possa dissolver em uma determina temperatura. A supersaturao possui trs zonas: Zona Metaestvel Nesta zona, os cristais existentes na soluo crescem e no h formao de novos cristais. Zona Intermediria Esta zona est acima da Metestvel. Nesta zona h formao de cristais novos na presena dos cristais existentes. Os cristais novos e existentes crescem juntos. Zona Lbil Finalmente, mais acima da zona intermediria, est a zona lbil, onde h o crescimento dos cristais existentes e h formao de cristais novos, independente da presena de cristais. Durante o cozimento, conveniente manter a supersaturao do licor-me o mais prximo possvel do limite superior da Zona Metestvel.



ESGOTAMENTO a proporo de sacarose extrada de uma massa cozida. O esgotamento da sacarose realizada em vrias etapas dentro de uma fbrica de acar. O processo empregado com mais freqncia o de trs massas, que consiste em trs tipos de cozimentos: Cozimento A: Tambm conhecido como cozimento de primeira, consiste em esgotar a sacarose do xarope, que contm uma pureza mdia de 80 a 90. Este cozimento tem incio com o magma do cozimento C, que so cristais com tamanho mdio de 0.3 milmetros, que ao crescerem, esgotam a sacarose do licor-me. Ao final do cozimento, o acar A deve ter um tamanho de 0.8 a 1 milmetro que est misturado com o seu licor-me, que deve estar com uma pureza menor, cerca de 68 a 72. Essa massa cozida A ser centrifugada para separao do acar e seu licor-me (mel rico). O esgotamento deste cozimento muito eficiente, esgotando em mdia de 50 a 60% da sacarose do xarope, portanto o acar produzido o de melhor qualidade possvel na planta (quanto a pureza, polarizao, cor, cinzas, etc.) Cozimento B: Tambm conhecido como cozimento de segunda, consiste em esgotar a sacarose do mel rico extrado do cozimento A, que contm uma pureza mdia de 68 a 72. Este cozimento tem incio com o magma do cozimento C e o processo igual ao cozimento A, porm ao final do cozimento, o acar B deve ter um tamanho mdio de 0.7 milmetros que est misturado com o seu licor-me, que deve estar com uma pureza menor, cerca de 56 a 60. Essa massa cozida B ser centrifugada para separao do acar e seu licor-me (mel pobre). O esgotamento deste cozimento menor, devido a maior viscosidade da massa B, esgotando em mdia de 40 a 50% da sacarose do mel rico. O acar B mais pobre, por isso normalmente no comercializado. Normalmente refundido para ser misturado ao xarope (aumentar a pureza) ou para fabricao do acar refino granulado. Cozimento C: Tambm conhecido como cozimento de terceira ou de granagem, consiste em esgotar a sacarose do mel pobre extrado do cozimento B, que contm uma pureza mdia de 60. Este cozimento tem incio com mel pobre ou rico, aonde ser concentrado at uma determinada supersaturao, onde ser introduzida a semente (cristais preparados em laboratrio com tamanho mdio de 0.1 milmetro), que ao crescerem, esgotam a sacarose do licor-me. Ao final do cozimento, o acar C deve ter um tamanho mdio de 0.3 milmetros que est misturado com o seu licor-me, que deve estar com uma menor, cerca de 35 a 40. Essa massa cozida C ser centrifugado em centrifuga contnua, para separao dos cristais e seu licor-me (mel final).



Esse acar utilizado como p de cozimento para os cozimentos A e B. Esse processo de 3 massas utilizado na maioria dos pases que produzem acar. Porm no Brasil, as usinas utilizam o processo de 2 massas, que consiste nos Cozimentos A e C, que consiste em no produzir o acar B, devido ao seu baixo preo, dando preferncia a fabricao do lcool. Porm muitas usinas j esto pensando em adotar o processo de 3 massas, devido ao baixo preo do lcool. ESQUEMA DE UM PROCESSO COM 3 MASSAS:

Usina Santa Elisa

COZIMENTO A

XAROPE

MEL RICO

A

MEL POBRE

A

AUCAR A AUCAR B

MEL RICO

B

MEL POBR

E B

MASSA A MASSA B MASSA C

MEL FINAL

CRISTALIZADORES

CENTRFUGA AUTOMTICA

COZIMENTO B COZIMENTO C

CENTRFUGA CONTNUA

MAGMA

DILUIDOR



Funcionamento de um Cozedor: Primeiramente o operador deve efetuar a formao de vcuo, que compreende abrir a vlvula de gua para o multijato, para conseguir o vcuo desejvel (mdia de 24 polegadas de mercrio). Para formar o vcuo rapidamente, o operador abri a vlvula de vapor de limpeza. Com o vcuo formado, o operador faz o carregamento de p, que compreende abrir a vlvula de produto aucarado (xarope, mel rico, mel pobre, ou uma mistura desses produtos) com uma pureza mdia de 78 a 82 (para granagem). A quantidade de p deve ser o mnimo possvel, mas dever ser suficiente para cobrir a calandra, para evitar a formao de pequenas ondas ou respingos, caindo sobres as partes descobertas dos tubos de aquecimento, que provocaria a caramelizao. Com o p carregado, o operador faz a concentrao, que compreende abrir a vlvula de vapor vegetal para a calandra, para poder concentrar o produto aucarado. A medida que o produto aucarado se concentra, ele torna-se mais viscoso. Quando a supersaturao alcanar o ponto desejado, procede-se a semeao (granagem).

O ponto de semeao corresponde a um brix de 80o em mdia. O operador reconhece este momento pela viscosidade do produto, cujos respingos escorrem cada vez mais lentos sobres os visores. Outro meio a prova do fio. O operador retira uma pequena amostra do produto, colocando entre os dedos polegar e indicador e os separa rapidamente: o momento certo corresponde a um fio que rompe-se com um comprimento de 2 a 3 centmetros. Efetuando esta prova cedo demais, o fio rompe-se assim que separam-se os dados, tarde demais, no h rompimento.



A granagem efetuada na zona metestvel. Assim que o momento alcanado (ponto de semente 1), o operador diminui o vcuo, esperando a concentrao adequada para esta nova temperatura. Assim que o momento alcanado (ponto de semente 2), o operador abri a vlvula de injeo de semente. Uma vez a semente introduzida, o operador aguarda o tempo de estabelecimento dos gros, abrindo a vlvula de gua para manter uma taxa de evaporao alta e uma circulao perfeita, permanecendo cerca de 10 a 20 minutos, at que os cristais tornem-se visveis a olho nu. Assim impede-se um aumento da supersaturao, que causaria a formao de cristais falsos. Aps o tempo de estabelecimento dos gros, o operador comea a alimentao, restabelecendo o vcuo normal, e abrindo a vlvula de alimentao de produto aucarado. Todo o restante do cozimento consiste no crescimento dos cristais existentes, sem formar cristais falsos (novos cristais que se formam de tamanhos diferentes, dificultando a centrifugao, ou formando uma poeira que passa pela tela das centrfugas, enriquecendo e contaminando os mis). Para isto no ocorrer, deve-se manter a maior regularidade do cozimento, mantendo o vcuo e a presso da calandra constantes. Qualquer aumento no vcuo ou queda de presso da calandra, pode ocasionar uma formao secundria de cristais pela diminuio da temperatura do cozedor (passagem rpida na zona lbil ou intermediria). Alm destas duas causas freqentes, os cristais falsos tambm podem ser produzidos, devido a: - uma evaporao rpida demais. - introduo de produto aucarado frio demais. - entrada de ar pelas vlvulas secundrias (descarga, corte, quebra-vcuo) que no esto

seladas hermeticamente. Assim que contata-se que os cristais ocupam todo o espao disponvel e que o licor-me est somente nos espaos livres entre os cristais, alcanado o nvel final, devendo o operador efetuar a descarga de massa para os cristalizadores ou sementeiras. Anotaes Pessoais:



Automao da rea de Cozimento: CONTROLE DE VCUO DO CORPO DO COZEDOR Este controle consiste em medir o vcuo do corpo do cozedor, e controlar a vazo de gua para o multijato. Este controle juntamente com o controle de presso da calandra, sero responsveis para manter a temperatura (uma das variveis que afetam a supersaturao). CONTROLE DE PRESSO DA CALANDRA Esse controle consiste em medir a presso da calandra do cozedor, e controlar a vazo de vapor vegetal. CONTROLE DE ALIMENTAO Esse controle consiste em medir a concentrao da massa cozida, atravs de um sonda de radiofrequncia, refratmetro, condutivimento, etc., e controlar a alimentao de produto aucarado. Este controle permite manter a supersaturao. CONTROLE DE ESTABELECIMENTO DOS GROS APS GRANAGEM Este controle consiste em medir a concentrao da massa cozida, e controlar a vazo de gua para o cozedor. Este controle permite manter a supersaturao e a taxa evaporativa aps a semeao. CONTROLE DE RETIRADA DOS GASES INCONDENSVEIS DA CALANDRA Esse controle consiste em medir a temperatura do vapor na calandra e a temperatura na sada dos gases, mantendo um diferencial de temperatura, controlando a vazo de sada dos gases. CONTROLE DE NVEL DA CAIXA DE CONDENSADO Esse controle consiste em medir o nvel da caixa de condensado, e controlar a vazo de condensado na sada da caixa. Esse controle garante a extrao de condensado da calandra, permitindo que o cozedor trabalhe com sua mxima eficincia.

Sonda de Radiofrequencia



MEDIES E ALARMES DE VARIVEIS AUXILIARES - Medio de nvel do cozedor - Medio de temperatura da massa cozida - Medio de temperatura do produto de alimentao - Medio da corrente do motor do agitador mecnico - Medio de temperatura da gua na entrada e sada do multijato - Medio de nvel dos cristalizadores de massa cozida - Medio de nvel das caixas de xarope, mis, magma e sementeira. - Medio de presso do coletor de vapor vegetal COMANDO DAS VLVULAS ON/OFF Este sistema permite o comando e sequenciamento automtico do cozimento, comandando as vlvulas on/off: - vlvula de descarga de massa - vlvula de corte de massa - vlvula de quebra-vcuo - vlvula de vapor de limpeza - vlvula de semente - vlvula de gua de limpeza - vlvula de limpeza dos visores - vlvula de liquidao COMANDO E INTERTRAVAMENTO DE MOTORES Este sistema permite uma operao segura no comando liga/desliga de motores, pois feita uma seqncia de partida e intertravamento para desarme da planta, caso ocorra algum problema de segurana ou desarme algum motor que ponha em risco a operao dos cozedores. SISTEMA DE SUPERVISO Software de superviso para operao, arquivo de dados em histrico e emisso de relatrios, e interligado a uma rede Ethernet para comunicao com os outros setores da Usina.

Sala de operao dos Cozedores - Usina Santa Elisa



Tela de Sintico dos Cozedores (Batelada)

Tela de Sintico do Cozedor Contnuo FCB



Tela de Sintico do Cozedor Batelada

Tela de Sintico do Cozedor Contnuo - DZ Langreney



RESULTADOS OBTIDOS COM A AUTOMAO DOS COZEDORES: Diminuio do tempo de durao do cozimento: 20 30% Uniformidade e repetibilidade dos cozimentos, independente do operador que realiza o cozimento Economia de vapor, gua e potncia da fbrica Eliminao de formao de cristais falsos e gros conglomerados Melhor esgotamento da massa cozida Padronizao do tamanho e cor dos cristais Melhora no rendimento em cristais

Grfico de um cozimento em Manual na Usina Santa Elisa

Grfico de um cozimento em Automtico na Usina Santa Elisa



FLUXOGRAMA DE INSTRUMENTAO DO SETOR DE COZIMENTO

Automao de um Cozedor de Granagem - Usina Maraca



FLUXOGRAMA DE INSTRUMENTAO DE COZIMENTO DE GRANAGEM

FLUXOGRAMA DE INSTRUMENTAO DE COZIMENTOS A e B



SEPARAO DO ACAR A massa cozida descarregado de um cozedor apresenta uma supersaturao acentuada. Deixando-a em repouso nos cristalizadores, a sacarose ainda contido no licor-me continua a depositar-se sobre os cristais. Porm, aps pouco tempo em repouso, a cristalizao ser interrompida, por isso preciso agitar esta massa, para modificar constantemente as posies relativas de todas as partculas do licor-me e dos cristais. Portanto, a finalidade dos cristalizadores completar a formao dos cristais e aumentar o esgotamento do licor-me.

Conjunto de Cristalizadores e Centrifugas Contnuas - Usina Maraca Quando o licor-me est praticamente esgotado, preciso somente separ-lo dos cristais, para obter o acar comercial. Es ta operao realizada em turbinas centrfugas de secagem, que so chamadas de turbinas ou centrfugas. Existem dois tipos de centrfugas: contnua e batelada. A centrfuga contnua utilizada para a separao dos cristais do acar C, para a formao do magma, que ser utilizado como p dos cozimentos A e B. A centrfuga batelada so utilizadas para separao dos cristais do acar A e B. A centrfuga batelada constituda de um motor, situado na parte superior, o qual aciona um eixo vertical que sustenta uma cesta cilndrica, na qual coloca-se a massa cozida a ser turbinada. Esta cesta perfurada, para deixar passar o licor-me (mel), reforada com anis, para resistir a fora centrfuga, e guarnecida com telas metlicas, para reter o acar, e ao mesmo tempo deixando passar o mel. aberta na parte superior, para a introduo da massa cozida e na parte inferior, para descarga do acar. O motor utilizado de plos comutveis ou acionado por inversor de freqncia, para a comutao da velocidade (600 e 1200 rpm).



A operao completamente automtica requer apenas ajustes de tempo para as etapas sucessivas de acelerao inicial, carga, acelerao em baixa velocidade, lavagem, acelerao para alta velocidade, frenagem e descarga do acar. Tais ajustes so determinados pelas caractersticas da massa cozida e da qualidade do acar desejado. Um ciclo completo leva normalmente cerca de 2 a 3 minutos.

Centrfugas Automticas para Acar A e B Usina Cidade Gacha

Centrfugas Contnuas para Acar C



Automao da rea de Separao de Acar: CONTROLE DE TEMPERATURA DOS CRISTALIZADORES Esse controle consiste em medir a temperatura da massa cozida, e controlar a vazo de vapor para a serpentina do cristalizador. Esse controle utilizado nos cristalizadores de massa C, onde o tempo de cristalizao muito grande. MONITORAO DO NVEL DOS CRISTALIZADORES Permite monitorar o nvel de massa nos cristalizadores, e intertravar com a descarga dos cozedores para evitar enchimento e transbordo de massa cozida. CONTROLE DE VELOCIDADE DA CENTRFUGA BATELADA Esse controle consiste em medir a rotao da centrifuga, e controlar a velocidade do inversor de freqncia do motor da centrifuga, intertravada com o sequenciamento lgico e sistema de segurana configurado no CLP para comando da centrifuga automtica. Toda a operao automtica, desde o carregamento de massa at a descarga do acar. CONTROLE DE CORRENTE DA CENTRFUGA CONTNUA Esse controle consiste em medir a corrente do motor da centrfuga, e controlar a vazo de alimentao de massa cozida. CONTROLE DE VAZO DE GUA PARA CENTRFUGA CONTNUA Esse controle consiste em medir e controlar a vazo de gua de diluio para a centrfuga contnua. SISTEMA DE INTERTRAVAMENTO DA CENTRFUGA CONTNUA Esse sistema consiste no intertravamento de partida da mquina, sistema de lubrificao e sistema de limpeza. CONTROLE DE NVEL DAS CAIXA DE MEL RICO, MEL POBRE E MEL FINAL Esse controle consiste em medir o nvel das caixas de mis, e controlar a vazo de sada das caixas, para no encher e causar perda de mis, e tambm para no cavitar a bomba, no caso de falta de mel. CONTROLE DE BRIX DO MEL RICO E MEL POBRE Esse controle consiste em medir o brix do mel, e controlar a vazo de gua de diluio, para garantir a diluio dos possveis cristais falsos contidos no mel. CONTROLE DE NVEL DE MAGMA Esse controle consiste em medir o nvel de magma na rosca , e controlador a velocidade do inversor de freqncia da bomba de magma. CONTROLE DE VAZO DE GUA PARA PREPARO DO MAGMA Esse controle consiste em medir a rotao da bomba de magma, e controlar a vazo de gua para diluio do acar para preparo do magma. COMANDO E INTERTRAVAMENTO DE MOTORES Este sistema permite uma operao segura no comando liga/desliga de motores, pois feita uma seqncia de partida e intertravamento para desarme da planta, caso ocorra algum



problema de segurana ou desarme algum motor que ponha em risco a operao dos cristalizadores, melaceiros, centrfugas contnuas e automticas.

Tela de Sintico da Centrfuga Contnua

Tela de Sintico da Centrfuga Auto



SECAGEM DO ACAR O acar comercial saindo das centrfugas contm em mdia, uma umidade de 0.5 2%. Esta umidade representa graves inconvenientes conservao do acar, quando passa de um certo limite (acima de 1%). Com um secador de acar possvel diminuir a umidade para 0.1 0.2%, obtendo uma melhor conservao do acar, alm de aumentar a polarizao e a titulao proporcionalmente gua extrada. O rendimento financeiro muito superior perda de peso ocasionada pela gua evaporada. Um secador compreende um aquecedor de ar com ventilador e dividido em uma parte de secagem e outra de esfriamento. A secagem por insuflao de ar quente consiste no aquecimento de ar para aumentar sua capacidade de absoro de gua e em projet-lo sobre o acar, o que provoca a evaporao da umidade. Existe secadores verticais e horizontais. O secador horizontal formado por um tambor rotativo, com uma inclinao de 5 7%, que facilita a progresso do acar. O ar quente que sa atravs do secador contm uma poeira muito fina de acar, por isso enviado para uma coluna de lavagem para recuperao do acar. CONJUNTO DE UM SECADOR HORIZONTAL ROTATIVO:

COLUNA DE

LAVAGEM

AR AMBIENT

E

VAPOR VIVO

RADIADOR

DAMPER

ENTRADA DE ACAR

VLVULA ROTATIVA

DAMPER VAZO GASES EXAUSTOR

DAMPER

ACIONAMENTO ACAR PARA

ENSAQUE

AR AMBIENT

E

GUA



Automao da rea de Secagem de Acar: CONTROLE DE TEMPERATURA DO ACAR Esse controle consiste em medir a temperatura do acar quente, e controlar a vazo de vapor de aquecimento. CONTROLE DE NVEL DO LAVADOR Esse controle consiste em medir o nvel de gua doce no lavador, e controlar a recirculao da gua doce. CONTROLE DE BRIX DA GUA DOCE Esse controle consiste em medir o brix da gua doce do lavador, e controlar a vazo do retorno de gua doce para a fabricao. ABERTURA DOS DAMPER DE AR QUENTE, AR FRIO E EXAUSTOR Consiste na abertura distncia dos atuadores de damper de ar quente, ar frio e exaustor. MONITORAO E ALARME DE VARIVEIS AUXILIARES - Temperatura do acar frio - Temperatura do vapor - Rotao do secador

Secador Horizontal Rotativo, descarregando acar seco para o armazenamento .



Tela de Sintico do Secador de Acar Anotaes Pessoais:



REFINARIA Afim de produzir um acar comercial com melhor preo e mais aceitao do mercado, produzido o Acar Refinado, que um produto mais puro, com mais sacarose e com melhor aspecto (polarizao, cor, tamanho, etc.). A produo do acar refinado requer a dissoluo do acar cristal (demerara, VHP ou acar B). O processo de refinao possui vrias etapas. O esquema abaixo, mostra um processo clssico de refinao.

A afinao consiste na extrao da pelcula de mel que envolve a superfcie do cristal. O cristal em si consiste em uma sacarose quase pura (maior de 99,5%), porm a pelcula de mel pode apresentar uma pureza muito baixa (60o). O acar cristal misturado com um xarope denso (75o brix), para depois ser separado nas centrfugas, uma vez eliminado este xarope na afinao, o cristal lavado com gua quente. O acar lavado que sa da centrfuga de afinao dissolvido em um derretidor, onde o acar diludo com gua e vapor, dando origem a calda com um brix mdio de 65o, que passar por um processo de clarificao.

SEPARAO DO REFINADO

CENTRFUGAS DE AFINAO

TRATAMENTO DA CALDA

MISTURADOR ACAR E MEL

DERRETIDOR

CLARIFICAO DA CALDA

CLARIFICADORES DE ESPUMA

FILTRAGEM DA CALDA

REFINADO AMORFO

MASSA

MEL

CALDA DILUDA

VAPOR

ACAR LAVADO

CALDA TRATADA

ESPUMA

ACAR

TORTA

ACAR CRISTAL

VAPOR

REFINARIA DE AMORFO

COZIMENTO

DE REFINO

REFINADO GRANULADO

GUA DOCE

ACAR

MEL

GUA



Normalmente a Clarificao feita pelo processo de adio de cal e cido fosfrico, que permite uma excelente clarificao de boa supresso de cor, porm o precipitado de fosfato de difcil filtragem, por isso so utilizados os clarificadores de espuma. O princpio bsico dos clarificadores de espuma a aerao da calda, para que contenha bolhas de ar finamente separadas, e aps o aquecimento da calda, o ar possa sair da soluo. As bolhas de ar arrastam consigo o precipitado floculante para formar uma nata em forma de espuma, que so separadas pelos raspadores do clarificador. A calda limpa retirada da parte inferior do clarificador, para seguir para o processo de filtragem. A calda que sa do clarificador possui uma cor clara brilhante, mas com grande parte da cor do acar cristal. A cor se suprime pela ao de meio de descolorao: carvo de osso animal, resinas qumicas, etc. Estas substncias extraem a cor e parte das cinzas, com muita eficincia.

Clarificador e Recuperadores de Espuma - Refinadora Catarinense Depois do processo de descolorao, a calda est praticamente incolor e passa para os concentradores. A concentrao da calda, consiste em aumentar o brix at 75o, atravs de concentradores placa ou atravs da evaporao da gua em um mltiplo efeito (trplice efeito). A calda concentrada j est pronta para a cristalizao, podendo ser utilizada para a produo do Acar Refinado Granulado ou do Acar Amorfo.



O acar refinado granulado cristalizado em Cozedores Vcuo, idnticos aos do acar cristal, porm com algumas modificaes para manejar massas com maior pureza e viscosidade. A massa cozida de refino ser centrifugada em centrfugas automticas, para separao dos mis.

Cozedores Vcuo para Acar Refinado Granulado - Refinadora Catarinense O acar amorfo concentrado em Tachos com aquecimento e vcuo, porm imediatamente aps a cristalizao descarregado para uma batedeira para afinao do acar, evitando a formao de gros grandes e empedrados.

Tacho de Cozimento p/ Acar Amorfo Vista Interna da Batedeira de Acar Amorfo



Automao da rea de Refinaria: CONTROLE DE BRIX DA CALDA NO DILUIDOR Esse controle consiste em medir o brix da calda na sada do diluidor, e controlar a vazo de gua doce para diluio. CONTROLE DE TEMPERATURA NO DILUIDOR Esse controle consiste em medir a temperatura da calda no diluidor, e controlar a vazo de vapor para o diluidor. CONTROLE DE VAZO DA CALDA PARA O CLARIFICADOR, EM CASCATA COM CONTROLE DE NVEL Esse controle consiste em medir e controlar a vazo de calda para o clarificador, em cascata com controle de nvel da caixa pulmo de calda diluda. Se o nvel estiver dentro de uma faixa pr estabelecida, a vazo de calda ter um set-point local com a vazo desejada de trabalho. Caso ocorra um nvel crtico (muito baixo ou muito alto), o controle de nvel atuar na vazo de calda. Esse controle muito importante para estabilizar a vazo, pois as oscilaes de vazo interferem na formao dos flculos e no processo de flotao. DOSAGEM AUTOMTICA DE CIDO FOSFRICO Esse controle consiste em dosar automaticamente o cido fosfrico, em funo da vazo de calda, atravs de uma relao, garantindo ento a dosagem correta de cido fosfrico, evitando danos ao processo e economia de produto. DOSAGEM AUTOMTICA DE AEROFLOC Esse controle consiste em dosar automaticamente o aerofloc, em funo da vazo de calda, atravs de uma relao, garantindo ento a dosagem correta de aerofloc, evitando danos ao processo e economia de produto. DOSAGEM AUTOMTICA DE SUPERFLOC Esse controle consiste em dosar automaticamente o superfloc, em funo da vazo de calda, atravs de uma relao, garantindo ento a dosagem correta de superfloc, evitando danos ao processo e economia de produto. CONTROLE DE TEMPERATURA DA CALDA Esse controle consiste em medir a temperatura da calda, e controlar a vazo de vapor para o aquecedor, garantindo a temperatura ideal para a Flotao. CONTROLE DE PH DA CALDA Esse controle consiste em medir o pH da calda, e controlar a vazo de leite de cal, garantindo a neutralizao da calda. CONTROLE DE NVEL DO AERADOR Esse controle consiste em medir o nvel de calda no aerador, atravs de uma vlvula na sada de calda do aerador. CONTROLE DE BRIX DA GUA DOS RECUPERADORES DE ESPUMA Esse controle consiste em medir o brix da gua doce na sada do ltimo recuperador de espuma, e controlar a v

55554242 apostila sucroalcoleira (1)

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