Pré-Fabricação do Açúcar

Pré-Fabricação do Açúcar
Realização Processo: Industrialização Capacitação Técnica Unidade TAPEJARA Pré-Fabricação do Açúcar Consultoria Empresarial Desenvolvendo Talentos Humanos Março / 2005

Treinamento Industrial
Março / 2005 Treinamento Industrial Curso Básico Fábrica TRATAMENTO DO CALDO Pré-fabricação Aquecedores Sulfitação Sulfitação, equipamentos Dosagem Balão de Flash Decantação Filtro rotativo

Tratamento do Caldo Treinamento Industrial Fábrica Março / 2005
Curso Básico Fábrica Tratamento do Caldo

Conceitos Básicos Caldo Misto Caldo Sulfitado Caldo Clarificado
Caldo obtido no processo de extração das moendas e enviado para a fabricação. Caldo Sulfitado Caldo que contém certa quantidade de anidrido sulfuroso (SO2) integrado ao caldo misto, após passagem pela coluna de sulfitação ou bicos misturadores. Caldo Clarificado Caldo Misto após o processo de clarificação. Caldo Filtrado Caldo obtido nos filtros como resultado da filtração do lodo.

Conceitos Básicos Conteúdo de cristais % Massa Cozida Lodo
A porcentagem em peso de açúcar cristalizada presente em uma massa cozida. Lodo Fração mais densa obtida da decantação do lodo, constituída de material insolúvel sedimentado. Massa Cozida Produto resultante da concentração do xarope ou do mel constituído de cristais de açúcar envoltos no mel-mãe. Magma Mistura de cristais de açúcar proveniente da centrifugação da massa “B” com xarope, caldo clarificado, água, para ser usada como pé de cozimento.

Conceitos Básicos Mel Mel Final ou Melaço Torta Semente para granagem
Solução resultante da centrifugação da massa cozida Mel Final ou Melaço Mel obtido da massa cozida final destinado à produção de álcool. Semente para granagem Suspensão em álcool de partículas de açúcar moído, utilizada para a granagem. Torta Resíduo obtido da filtração do lodo dos decantadores.

Conceitos Básicos Xarope Açúcar Brix Pol
Líquido resultante da evaporação parcial do caldo de cana clarificado de consistência aproximadamente de 65° Brix. Açúcar Sólido cristalino, orgânico, constituído basicamente por cristais de sacarose envolvidos, ou não, por película de mel de alta ou baixa pureza. Brix Porcentagem em massa de sólidos solúveis contidas em uma solução de sacarose quimicamente pura. Pol Porcentagem de sacarose contida numa solução açucarada de peso normal.

Conceitos Básicos Pureza Pureza (%) = POL x 100 BRIX Exemplo
É a relação entre POL e BRIX Pureza (%) = POL x 100 BRIX Exemplo 75,0 89,0 x 100 = 84,26 x 100 POL BRIX

Caixa de Caldo Misto Tem a função de receber todo o caldo da moagem, servindo como um pulmão que mantém constante a vazão do caldo para processos.

AQUECEDORES Funções Trocadores Vertical tipo casco e tubos
Trocadores Regenerativos tipo tubulares

AQUECEDORES Tem como funções:
O aquecimento é feito em trocador de calor, do tipo casco e tubos, do tipo vertical. Tem como funções: Acelerar as reações químicas. Facilitar as reações do caldo. Promover a coagulação das proteínas. Diminuir a densidade e viscosidade. Provocar a floculação. Elimina e impede o desenvolvimento de bactérias.

Aquecedores Degasagem 2 vias Manômetro Entrada de água fria Purgadores

Aquecedores Tipos de aquecedores Trocadores Verticais tipo casco e tubos, que podem ser utilizados tanto para o 1º, 2º e 3º aquecimento: Vapor/caldo Condensados/caldo

Aquecedores Verticais Tipo Casco e Tubos
Equipamentos EQUIPAMENTOS Aquecedores Verticais Tipo Casco e Tubos

Aquecedores Corpo É formado por um cilindro de chapa em aço carbono que forma a parte externa do aquecedor.

Espelho Tubos de cobre / inox
Aquecedores Espelho Tubos de cobre / inox É uma circunferência de chapa com furos onde são fixados os tubos de cobre.

Tubos Podem ser de aço carbono, aço inox ou cobre. .
Aquecedores Tubos Podem ser de aço carbono, aço inox ou cobre. . As duas extremidades dos tubos são fixadas através de mandril nos espelhos. O tubo de cobre possibilita maior troca térmica que os demais tubos. O inox é mais resistente com vida útil maior, porém tem custo elevado. Já o aço carbono tem menor custo de instalação, porém menor troca térmica e menor resistência a corrosão Tubos de aço carbono, cobre ou inox

Aquecedores Tampas Cada aquecedor possui duas tampas as quais possuem divisões que servem para distribuir o fluxo de caldo. Entre a tampa e o corpo existe uma borracha com a finalidade de vedar o fluxo de caldo.

Calandra É a parte compreendida entre os dois espelhos.
Aquecedores Calandra É a parte compreendida entre os dois espelhos. É na calandra que o vapor atuará para o aquecimento do caldo.

Trocadores Regenerativos Tipo tubulares
Equipamentos – TROCADORES REGENERATIVOS TIPO TUBULARES EQUIPAMENTOS Trocadores Regenerativos Tipo tubulares

Aquecedores Tubulares
Equipamentos – TROCADORES REGENERATIVOS TIPO TUBULARES Aquecedores Tubulares Seu funcionamento consiste na troca térmica de dois fluidos líquidos um circulando por dentro e outro por fora do mesmo tubo. Objetivo É reaproveitar a energia dos fluídos, economizando vapor.

Aquecedores Tubulares
Equipamentos – TROCADORES REGENERATIVOS TIPO TUBULARES Aquecedores Tubulares Este tipo de trocador é utilizado para troca térmica entre caldo misto a ser sulfitado e água condensada. Desta forma é aproveitado a temperatura da água para aquecer o caldo misto, sem consumo de vapor. É para esse tipo de troca térmica que denominamos troca regenerativa.

Equipamentos – TROCADORES TIPO PLACA
Aquecedores Nunca introduzir vapor no aquecedor, sem antes se certificar que a saída de água condensada esteja em ordem, e que a válvula de gases incondensáveis, esteja um pouco aberta. Nunca introduzir caldo no aquecedor, sem certificar-se que as tampas estão bem fechadas assim como as válvulas de liquidação. Nunca abrir a água fria no aquecedor com vapor aberto. Seguir orientação do esquema de trabalho e limpeza para não prejudicar o bom andamento do processo. Antes de parar um aquecedor para limpeza não se esquecer de colocar outro em operação, caso tenha reserva. Cuidados Operacionais

Equipamentos Vapor Pelo balanço térmico, é recomendado o uso de vapor com baixa pressão para aquecimento do caldo, por este motivo utiliza-se o vapor vegetal que é gerado nos pré-evaporadores e também os vapores das caixas dos evaporadores (V2, V3,...).

Equipamentos Condensados Eles são gerados pela condensação dos vapores, esses devem ser retirados continuamente a fim de garantir uma exposição plena e superfície de aquecimento. Sua remoção é feita através de purgadores, instalados estrategicamente nas linhas para garantir a eficiência destes equipamentos, os purgadores necessitam de uma rotina de manutenção principalmente limpeza de filtros. Também está sendo utilizado o sistema de purga automatizado que dispensa o purgador.

Equipamentos Incrustações São impurezas nas superfícies internas dos tubos, agem como isolantes, dificultando a transferência de calor comprometendo o desempenho dos equipamentos

Incrustações Forma de limpeza Limpeza Mecânica
Equipamentos Incrustações Forma de limpeza Limpeza Mecânica Pode ser realizado com raspadores rotativos ou hidrojateamento.

Teste em aquecedores casco e tubos
Equipamentos Teste em aquecedores casco e tubos Através de analises laboratoriais, descobre-se quando há vazamentos nos aquecedores. Entende-se por vazamento quando há presença de caldo junto à água condensada. ISSO NÃO DEVE OCORRER

Para efetuar o teste temos:
Equipamentos Teste em aquecedores casco e tubos Para efetuar o teste temos: Isolar o aquecedor dos demais; Encher a calandra com água fria; Dar pressão de até 1 ½ vez a pressão de trabalho; Localizar o vazamento, observando as extremidades dos tubos junto ao espelho superior e inferior.

SULFITAÇÃO

SULFITAÇÃO Sulfitação Consiste em promover o contato do caldo com o gás sulforoso (SO2) para sua absorção, tem por finalidade a: Redução do pH Auxilia a precipitação e remoção de proteínas do caldo. Diminuição da viscosidade do caldo Conseqüentemente do xarope, massas cozidas e méis. Formação de complexos com açúcares redutores Impede a sua decomposição e controlando a formação de compostos coloridos em alcalinidade alta; Preservação do caldo Contra alguns microorganismos; Prevenção do amarelamento do açúcar (cristal Branco) Por algum tempo, durante o armazenamento.

Cuidados a serem observados no processo de sulfitação:
Manter a vazão/pressão constante do caldo a ser sulfitado. Controlar a alimentação do enxofre. Regular a entrada de ar após o forno. Controlar a pressão necessária no ejetor. Controlar a temperatura da água de resfriamento da câmara de gases.

Controle Operacional Registro pH do Caldo.
SULFITAÇÃO Controle Operacional Registro pH do Caldo. Faixa de Operação 3,8 a 4,2.

} Obtenção do SO2 (sulfito) SO2 Para saber mais
SULFITAÇÃO Obtenção do SO2 (sulfito) Através da queima do Enxofre  S O2  SO2 Temperatura de Queima  400 – 500°C. Resfriamento abaixo de 200°C  minimiza a formação de SO3. Para saber mais } SO2 Sulfito enxofre A letra O significa oxigênio e o nº 2 quer dizer que esta molécula possui 2 moléculas de oxigênios.

Impactos da Formação de SO3 (sulfato)
SULFITAÇÃO Impactos da Formação de SO3 (sulfato) Corrosão das partes metálicas dos equipamentos  Forma ácido Sulfúrico Reage com a Cal aumentando o consumo  Formando Sulfato de Cálcio que causa incrustações nos evaporadores. Aumento do consumo de Enxofre. Aumento dos teores de sais  Cinzas no açúcar.

SULFITAÇÃO EQUIPAMENTOS Fornos Rotativos Câmara de Combustão
Camisa de Resfriamento

Completa a combustão do Enxofre
SULFITAÇÃO - EQUIPAMENTOS Fornos Rotativos São utilizados para queima do enxofre, deve-se manter a alimentação o mais continua o possível. Câmara de Combustão Completa a combustão do Enxofre

Camisa de Resfriamento
SULFITAÇÃO - EQUIPAMENTOS Camisa de Resfriamento Resfriamento do gás para temperatura abaixo de 200°C Abaixo de 230°C para reduzir a formação de SO3 Acima de 120°C para evitar o empedramento.

Ejetores Processo mais simples e eficiente;
SULFITAÇÃO - EQUIPAMENTOS Ejetores Processo mais simples e eficiente; Necessitam de pressão e vazão constantes; Menor custo de instalação; Menor custo de manutenção; Fácil automatização

Considerações Práticas
SULFITAÇÃO - EQUIPAMENTOS Preparo do Leite de Cal É necessário transformarmos a Cal virgem em Leite de Cal. - Queima feita em piscinas  Produz uma pasta com cerca de 15º Bé que posteriormente será diluída para aproximadamente 6º Bé. Considerações Práticas Produzir leite de Cal o mais uniforme possível. Utilizar água limpa  Água quente melhora a eficiência da queima. Após a queima repouso de 4h00. Recircular sempre para evitar sedimentação.

DOSAGEM P2O5 (ácido Fosfórico) Polímeros

Leite de cal Tem como função:
DOSAGEM Leite de cal Tem como função: Neutralizar a acidez do caldo, corrigindo o pH até o valor desejado; Reagir com acidez orgânicos presentes no caldo; Precipitação dos colóides presentes no caldo; Floculação e arraste de partículas em suspensão.

P2O5 (ácido Fosfórico) VANTAGENS APLICAÇÃO Caldo mais Claro;
DOSAGEM P2O5 (ácido Fosfórico) VANTAGENS APLICAÇÃO P205 (ácido fosfórico) P205 (ácido fosfórico) Caldo mais Claro; Alta taxa de sedimentação; Lodo mais Concentrado; Melhor Filtrabilidade do lodo; Menor cor no açúcar; Açúcar de melhor qualidade. Varia de acordo com a quantidade de P205 presente no caldo. Dosagem ideal normalmente entre e 300 ppm. Nunca superior a 600 ppm  Formação de flocos leves que decantam lentamente, além de causar incrustações. Obs. A dosagem de ácido fosfórico é somente na fabricação de açúcar cristal branco.

DOSAGEM Polímeros Definição São compostos de alto peso molecular, apresenta-se como cadeias longas sendo que sua atividade máxima coincide com a máxima linealirização das cadeias, são empregados na decantação do caldo.

Polímeros Função Promove a aglomeração dos flocos
DOSAGEM Polímeros Função Promove a aglomeração dos flocos O aumento da velocidade de sedimentação A compactação e redução do volume do lodo A diminuição da turbidez do caldo clarificado. Menor perda de sacarose na torta.

Polímeros Característica – para seu bom desempenho
DOSAGEM Polímeros Característica – para seu bom desempenho Peso molecular Quanto maior PM maior será a velocidade de sedimentação. Dosagem Geralmente de 1 a 5 ppm em relação ao caldo a ser tratado. Dosagens elevadas Podem levar a efeitos opostos, ao invés de ocorrer a aglomeração das partículas a repulsão estabilizando colóides e dificultado a floculação. Pode-se utilizar água condensada com temperatura < 50°C, para evitar rompimento da cadeia

DOSAGEM Polímeros Dosagem A bomba dosadora deve ser do tipo mono, com velocidade variável. As linhas de condução devem ser preferencialmente de PVC. O ponto de aplicação não deve ser de local de muita turbulência.

Quantidade CORRETA de polímero
DOSAGEM Polímeros Quantidade CORRETA de polímero + Polímero Sólidos em Suspensão Floculação

Quantidade em EXCESSO de polímero
DOSAGEM Polímeros Polímero Quantidade em EXCESSO de polímero + Excesso de polímero provoca o fenômeno da repulsão Sólidos em Suspensão

Polímeros Armazenamento
DOSAGEM Polímeros Armazenamento Devem ser guardados em lugar seco isento de temperaturas elevadas, e as embalagens devem ser mantidas fechadas para absorção de umidade e conseqüentemente a formação de “caroços”.

BALÃO DE FLASH

Equipamento BALÃO DE FLASH Função Eliminar bolhas de ar existentes no caldo e diminuir a velocidade do fluxo de entrada de caldo nos decantadores, fatores este que prejudicam uma boa decantação.

BALÃO DE FLASH Equipamento
Consiste num cilindro vertical construído em aço carbono que deve oferecer superfícies para completa liberação do vapor de flash e dos gases de chapa.

DECANTAÇÃO

DECANTAÇÃO DECANTAÇÃO Função Consiste na remoção de impurezas, das quais deverão ser separadas do caldo pelo processo de decantação.

Decantador Modelo S.R.I. Origem Australiano
DECANTAÇÃO DECANTAÇÃO Decantador Modelo S.R.I. Origem Australiano

Decantador Modelo Convencional
DECANTAÇÃO Decantador Modelo Convencional

DECANTAÇÃO Equipamento
Costado – é um cilindro em chapa de aço carbono que forma a parte externa do equipamento. Fundo – trata-se de uma peça cônica construída em chapa de aço carbono, localizada na parte inferior do equipamento sobre a base metálica. Teto – localiza-se na parte superior do equipamento, também construídas de chapa de aço carbono.

DECANTAÇÃO - Equipamento
Bandeja são cônicas em chapas de aço carbono fixadas no costado do decantador.

Serpentina São tubulações existentes na parte superior de cada bandeja, exceto o compartimento superior.

Floculador É onde ocorre a floculação das impurezas do caldo, ou seja, as impurezas se transformam em flocos pesados e com maior facilidade para decantar.

Tubulação de degasagem
DECANTAÇÃO - Equipamento Tubulação de degasagem É um sistema que permite a saída de gases de cada bandeja para atmosfera, tendo sua finalidade que forme bolsas de ar no interior do decantador podendo causar sérios danos ao equipamento.

Acionamento Tem por finalidade acionar mecanicamente o eixo central e conseqüentemente o conjunto de raspador de impurezas.

Onde são fixadas as raspas, tendo cada compartimento formado por dois ou quatro braços. Braço

Raspa São chapas de aço carbono provido com borracha em um dos lados formando um tipo de rodo, tem por finalidade raspar as impurezas depositadas no fundo de cada bandeja, conduzindo para o tubo central e posteriormente para o fundo do decantador.

Raspa Vista Lateral da raspa dentro do decantador
DECANTAÇÃO - Equipamento Raspa Vista Lateral da raspa dentro do decantador Vista Frontal da raspa dentro do decantador

Tubo Central Eixo central trata-se de um tubo de aço carbono, acoplado ao acionamento onde são fixados os braços. Tem como função fluir as impurezas de cada bandeja para o fundo do decantador.

Caixa de caldo É a caixa que recebe o caldo limpo de cada bandeja sendo interligada por tubulações e serpentinas. É provida de válvulas telescópicas (pescadores) que determina o nível de retirada de caldo desejado.

Caixa de Lodo É a caixa onde recebe o lodo proveniente de fundo do decantador, sendo interligada pelo tubo de saída de lodo do decantador, provida de válvulas telescópicas. Também pode-se utilizar bombas helicoidais com inversor de freqüência para retirar o lodo e enviar diretamente para o misturador lodo / bagacilho.

Caixa de Liquidação Utiliza-se quando desejamos esvaziar o decantador através de manobras com válvulas, fazemos que o caldo limpo, ao invés de subir para a caixa de caldo, desça para a caixa de liquidação.

Bomba de liquidação Cada decantador possui uma bomba de liquidação para os fluxos de caldo ou de lodo.

Balão de flash individual
DECANTAÇÃO - Equipamento Balão de flash individual Cada equipamento possui um, que tem por finalidade semelhante ao balão de flash central, servindo como balão auxiliar.

CUIDADO Deve-se acompanhar atentamente todos os decantadores, afim de que não apresentem bandeja com caldo sujo. Monitorar a concentração do lodo. O acionamento das canecas não deve ser de forma brusca, pois isso compromete todo o equilíbrio do decantador.

Peneira do Caldo Função
DECANTAÇÃO - Equipamento Função Garantir a remoção da maior parte dos insolúveis presentes no caldo. Peneira do Caldo Cuidados É necessário que se faça limpeza com água ou rodo adequado.

FILTRO ROTATIVO

FILTRO ROTATIVO Função
Defini-se filtração como a separação de sólidos suspensos em um líquido pela passagem através de um meio permeável (meio de filtragem).

FILTRO ROTATIVO - COMPONENTES
Tambor rotativo É um cilindro construído em aço carbono ou inox, onde é fixado na parte externa o meio filtrante e, na interna a tubulação de sucção.

Contra Tela Tela Finalidade, é permitir a passagem do fluxo de filtrado retendo sobre a mesma uma camada denominada torta. Tem por finalidade a circulação do fluxo de caldo filtrado pela superfície externa do tambor

Canaletas de fixação Tem em formato de “u” soldado á parte externa do tambor rotativo onde são encaixadas as laterais da tela e com pressão dos fixadores.

Tubulação de sucção Tem por conduzir o fluxo de caldo filtrado até o cabeçote, posteriormente ao separador de arraste e caixa de caldo filtrado.

Cabeçote É proporcionar ao equipamento duas ou três seções de vácuo na superfície filtrante, ou seja, baixo vácuo e alto vácuo.

Coxo Sua finalidade é de armazenar de forma continua o lodo a ser processado pelo filtro rotativo.

Agitador de Lodo Agitar o lodo dentro do cocho para que não haja decantação de sólidos (bagacilho, areia etc...).

Mangote Sua função a fazer a correção entre o cabeçote e a tubulação de caldo.

É retirar a camada de torta do filtro, permitindo o trabalho continuo.
FILTRO ROTATIVO - COMPONENTES Raspa É retirar a camada de torta do filtro, permitindo o trabalho continuo.

Sistema de Lavagem da Torta
FILTRO ROTATIVO - COMPONENTES Sistema de Lavagem da Torta São tubulações de água quente instaladas sobre o tambor do filtro providas de furos, ou bicos que tem como objetivo efetuar lavagem uniforme sobre toda a camada de torta do meio filtrante.

Bomba de vácuo Como o trabalho dos filtros é possível através de pressão negativa é necessário que cada equipamento tenha sua própria bomba vácuo .

Sistema de vácuo Trata-se de um condensador barométrico, provido em seu interior de um espelho perfurado na parte superior do condensador, temos uma entrada de água fornecida pela torre de resfriamento de água.

Sistema de vácuo

Balões de Caldo Cada equipamento possui dois balões construídos em chapas de aço carbono revestidos com chapa de inox com objetivo de receber o caldo filtrado extraído do baixo e alto vácuo.

Caixa de Caldo Filtrado
FILTRO ROTATIVO - COMPONENTES Caixa de Caldo Filtrado Tem como finalidade receber todo caldo filtrado processado pelos filtros rotativos. Observação todas as tubulações de caldo afogado, não permitindo assim a entrada de ar, que prejudicaria o vácuo dos filtros.

Misturador de Lodo Nada mais é do que um tanque onde tem entradas de lodo e bagacilho, providas de agitador, sua finalidade principal é fazer a mistura destes dois produtos.

Moega de Torta Trata-se de uma caixa cônica construídas de chapas de aço carbono que recebe a torta a ser produzida pelo filtro.

Objetivo do filtro rotativo
FILTRO ROTATIVO - COMPONENTES Objetivo do filtro rotativo É processar todo o lodo, obtendo uma torta com pol menor que 1% sendo esse parâmetro para avaliação do desempenho da extração de filtração.

Para se atingir este objetivo são necessários
FILTRO ROTATIVO - COMPONENTES Para se atingir este objetivo são necessários A temperatura do lodo não menor que 80°C, que diminui a viscosidade e impede a solidificação de gomas e ceras. O pH devera ser corrigido para valores entre 7,5 e 8,5, para facilitar a manutenção dos flocos e melhorar a filtrabilidade. A água para lavagem da torta; deve ser filtrada, para evitar o entupimento dos bicos, e quente, com temperatura superior a 80°C, efetuar periodicamente inspeção e limpeza / substituição de bicos entupidos.

FILTRO ROTATIVO - COMPONENTES Para se atingir este objetivo são necessários Acompanhamento das pressões de operação Baixo vácuo 7 a 10 pol/Hg Alto vácuo 20 a 22 pol/Hg Os vacuômetros instalados nos filtros devem realmente funcionar, sendo calibrados e aferidos, permitindo a verificação das pressões aplicadas. Rotação do tambor de 10 a 15 rph, velocidade mais baixas melhoram a eficiência de redução de Pol da torta.

FILTRO ROTATIVO - COMPONENTES Para se atingir este objetivo são necessários Espessura da torta; de 7 a 10 mm permitem resultados favoráveis. Esta relacionada à velocidade de rotação do filtro. Quantidade de bagacilho adicionada 2,5 a 3,0% de bagacilho seco em relação ao lodo de alimentação, ou 3,0 a 5,0 Kg por tonelada de cana moída. Obs. O bagacilho utilizado nos filtros é coletado através de peneiras instaladas na esteira de bagaço que alimenta as caldeiras.

FILTRO ROTATIVO - COMPONENTES Para se atingir este objetivo são necessários 09) Minimizar o retorno de lodo das bacias dos filtros para evitar recirculação. 10) Efetuar raspagem das telas dos filtros nas áreas “obstruídas” por ceras. 11) Transborda da caixa de lodo para canaleta causa perda de açúcar e diminuir a eficiência industrial.

Bagacilho Em excesso eleva demais a espessura da torta, aumentando a pol da torta. A falta de bagacilho reduz a filtrabilidade, permite obstrução de telas e entupimento de tubulações devidas a maior quantidade de sólidos do lodo passando com caldo. É interessante se avaliar periodicamente a retenção dos filtros, que deve se manter acima de 85%. Se a retenção se situar numa faixa muito baixa certamente sobrecarregara a decantação.

Fatores que afetam a retenção
FILTRO ROTATIVO - COMPONENTES Fatores que afetam a retenção · Concentração do lodo · Qualidade e quantidade do bagacilho adicionado · Faixa de vácuo durante a pega · Tempo de formação da torta

Evaporação

Pré-evaporadores

Pré-evaporadores Objetivos
Auxiliar na evaporação da água contida no caldo e gerar maior quantidade possível de vapor vegetal, resultando um caldo clarificado na primeira caixa de evaporação mais concentrado. Objetivos

Temperatura do caldo clarificado
A temperatura do caldo clarificado tem uma relação direta com a superfície necessária neste primeiro efeito. Normalmente a temperatura do caldo clarificado que entra no pré é de aproximadamente de 115°C (após pré-aquecimento) que entrará em ebulição dentro do corpo. Se a temperatura de alimentação for inferior a 115ºC parte da superfície disponível no pré-evaporador será destinada, exclusivamente a aquecer o caldo até 115°C e posteriormente evaporar.

Caixa de Evaporação (modelo Convencional),
Vapor de Escape Tipos de Pré-evaporadores Caixa de Evaporação (modelo Convencional),

Evaporação Objetivos Retirar água presente no caldo para promover a concentração do mesmo e possibilitar o processo de formação do cristal aproveitando os vapores gerados. Concentra-se o caldo inicialmente a 15º Brix até 70º Brix e obtém-se um produto chamado xarope.

Fatores que influenciam na eficiência dos pré e evaporadores
A formação de incrustações nos evaporadores, aquelas pertinentes à parte interna dos tubos, se deve, principalmente a uma crescente redução de água no caldo em concentração, redução esta que permite aos não-açúcares atingirem, com mais intensidade, nos últimos vasos, a condição de supersaturação e precipitarem. Entretanto não só o efeito da concentração, mas também o da temperatura pode provocar precipitações de alguns sais. Incrustações

Fatores a serem observados Concorrem para a formação de maior ou menor quantidade de incrustações nos evaporadores, que varia de região para região.

Fatores a serem observados E depende das seguintes condições: a) Composição do caldo: Variedade de cana; Tipo der solo cultivado; Sistema de colheita de cana; Estado de limpeza da cana; Sistema de lavagem de cana ; Grau de extração pela moenda, etc.

Fatores a serem observados b) Peneiragem do caldo; c) Qualidade da cal, do enxofre e dos aditivos da clarificação; d) Processos de clarificação; e) Nível de caldo nas calandras dos evaporadores; f) Velocidade de circulação de caldo nos diversos vasos;

Fatores a serem observados g) Condição de vácuo nos evaporadores; h) Sistema operacional e qualidade de mão-de-obra utilizada na evaporação; i) Pressão e temperatura do vapor de alimentação.

O que pode acelerar a incrustação Oscilação na vazão do caldo; Descontrole da correção do pH na dosagem.

Incrustação quanto à operação A presença de uma maior formação de incrustação em determinadas regiões da calandra, é um dos sintomas característicos de má circulação do caldo. É muito importante que o nível do caldo seja mantido em aproximadamente um terço da altura dos tubos, para proporcionar uma boa circulação do caldo. Com relação à limpeza, deve-se registrar que se a tubulação de uma evaporação não estiver bem limpa mais rapidamente a incrustação se formara; Já se estiver bem limpa, com a superfície dos tubos lisa, mais dificilmente ocorrerão depósitos de sujeira.

Métodos de limpeza Limpeza mecânica; efetuada com rasquete ou roseta rotativo; Limpeza com jato de água sob alta pressão;

Monitoramento Em todos os corpos deve-se manter aproximadamente 1/3 da altura dos tubos, tendo como objetivo reduzir o efeito da pressão hidrostática no ponto de ebulição do caldo, aumentando assim a circulação do caldo e conseqüentemente obter uma máxima taxa de evaporação. Nível do caldo

Monitoramento Nível do caldo Muito baixo O caldo tende a ferver e não consegue chegar à parte superior dos tubos, concentrando. Se o nível for Demasiadamente alto Os tubos ficam submersos e a evaporação é prejudicada. Proporciona maior arraste e perda de açúcar, e contaminação do condensado para as caldeiras.

Monitoramento Recomendações Instalar medidor de nível em todas as caixas de evaporação. O coletor de caldo situado no interior do tubo central deve ser posicionado a 1/3 da altura dos tubos. Um outro meio prático é observar através das lunetas, de tal forma o caldo se mantenha jorrando dos tubos sobre toda a superfície do espelho, molhando-o sem submergi-lo. Sistema de retirada de condensado com sifão ou sistema automático.

Monitoramento Retirada de gases incondensáveis Em qualquer equipamento que se utiliza vapor como fonte de calor, após a sua condensação é necessária uma continua retirada de incondensáveis, pois ocupam espaço e impedem a entrada de vapor naquela região, reduzindo significativamente o processo de transferência de calor.

Monitoramento Origem da formação dos gases
Fatores que influenciam na eficiência dos pré e evaporadores Monitoramento Origem da formação dos gases Ar trazido pelo vapor de escape geralmente pouco. Gases dissolvidos no caldo, liberados pela ebulição nos vapores vegetais.

Monitoramento Concentração dos gases
Fatores que influenciam na eficiência dos pré e evaporadores Monitoramento Concentração dos gases A quantidade desses gases é muito mais freqüente em corpos aquecidos com vapor vegetal e principalmente nos corpos sob vácuo.

Extração do xarope A operação de um múltiplo efeito deve ser contínua, desde a alimentação do caldo clarificado, passagem entre as caixas até a retirada do xarope, vazão de vapor, retirada de condensados e incondensados, até a vazão de água do sistema de vácuo. A retirada é efetuada no último corpo de evaporação, por sifão, e direcionado para os tanques.

Extração do xarope CUIDADOS
Alguns cuidados quanto à extração; Brix acima de 72%, pode iniciar o processo de cristalização; Brix baixo, aumenta o consumo de vapor e tempo de cozimento; Deve-se checar a bomba regularmente para evitar vazamento de xarope, evitando perdas, pois o produto está concentrado. Manter o vácuo da última caixa acima de 24 pol/Hg, pois influência diretamente na evaporação.

Monitoramento Efeito dos gases Se estes gases não forem retirados continuamente eles irão se acumular e num caso extremo, tomam toda calandra interrompendo rapidamente a evaporação. Além de problemas relacionados com a diminuição da transferência de calor, normalmente estes são os principais causadores de corrosão.

Monitoramento Extração dos gases É efetuada por diferença de pressão. Nos corpos sob vácuo, aos tubos vindos da calandra se unem em um coletor. Normalmente irá condensar no último efeito. A regulagem da retirada desses gases podem ser feita por válvulas ou placas de orifício dimensionadas.

Monitoramento Extração dos gases

Equipamentos Auxiliares
Separadores de Arraste

Separador de arraste Eliminar arraste de caldo nas caixas de evaporação e cozimento Objetivo Durante a evaporação, a ebulição lança ao ambiente-vapor do corpo finas gotículas de caldo. Estas gotículas, na forma de bolhas, são muito leve e a corrente de vapor as leva facilmente para a calandra do corpo seguinte, ou em direção ao condensador barométrico. Quanto maior for o vácuo maior é a incidência de arraste (perdas de açúcar) e, portanto, são mais críticos no último corpo.

Separador de arraste CUIDADOS Evitar trabalhar com o múltiplo efeito além de sua capacidade normal. Evitar trabalhar com nível muito alto e com grandes variações. Evitar paradas freqüentes. Procurar trabalhar com a evaporação o mais uniforme possível evitando assim variações bruscas.

Principais Problemas Gerados
Separador de arraste Principais Problemas Gerados Contaminação da água do circuito da fábrica gerando excesso de espuma e crescimento de algas; Contaminação de condensados para as caldeiras; Perdas de açúcar com redução da eficiência industrial.

Evaporador Isolamento A evaporação é a etapa principal, no aspecto térmico da fábrica, quando se trata do consumo de energia em processo, perdas de calor por radiação, quando os evaporadores não estão propriamente isolados, podem chegar a 5 – 10%, além do desconforto operacional.

Transformações físico-químico no caldo durante a evaporação

Formação de cor É maior no primeiro corpo onde a temperatura é mais alta. É também causada por deficiente circulação do caldo na calandra e altos tempos de retenção. Quando o vácuo é baixo, a temperatura de sistema sofre uma elevação, aumentando a formação de cor.

Diminuição de pH Durante a evaporação é comum um decréscimo no pH de valores próximos a 0,3 Este decréscimo é proporcional ao tempo de retenção na evaporação

Pureza do Xarope Ocorre um pequeno aumento devido à mudança na rotação especifica dos componentes não-açúcares. Quando há uma queda nesta pureza, é uma indicação de inversão de sacarose, causando perdas indesejáveis.

Pré-Fabricação do Açúcar

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