aÇucar pre fabricaÇÃo

Atualizao Tcnica em Usinas de Acar e lcoolProcesso: Industrializao

Pr -Fabricaodo Acar

Treinamento Industrial Curso BsicoMenu de Acesso aos Sub-mduloPR-FABRICAO

Fbrica

Pr-fabricao Aquecedores Sulfitao Sulfitao, equipamentos Dosagem Balo de Flash

DecantaoFiltro rotativo Sair

Treinamento Industrial Curso BsicoSub-mdulo

Fbrica

Pr-fabricao do acar

Conceitos BsicosCaldo MistoCaldo obtido no processo de extrao das moendas e enviado para a fabricao.

Caldo SulfitadoCaldo que contm certa quantidade de anidrido sulfuroso (SO2) integrado ao caldo misto, aps passagem pela coluna de sulfitao ou bicos misturadores.

Caldo ClarificadoCaldo Misto aps o processo de clarificao.

Caldo FiltradoCaldo obtido nos filtros como resultado da filtrao do lodo.

Conceitos BsicosContedo de cristais % Massa CozidaA porcentagem em peso de acar cristalizada presente em uma massa cozida.

LodoFrao mais densa obtida da decantao do lodo, constituda de material insolvel sedimentado.

Massa CozidaProduto resultante da concentrao do xarope ou do mel constitudo de cristais de acar envoltos no mel-me.

MagmaMistura de cristais de acar proveniente da centrifugao da massa B com xarope, caldo clarificado, gua, para ser usada como p de cozimento.

Conceitos BsicosMelSoluo resultante da centrifugao da massa cozida

Mel Final ou MelaoMel obtido da massa cozida final destinado produo de lcool.

Semente para granagemSuspenso em lcool de partculas de acar modo, utilizada para a granagem.

TortaResduo obtido da filtrao do lodo dos decantadores.

Conceitos BsicosXaropeLquido resultante da evaporao parcial do caldo de cana clarificado de consistncia aproximadamente de 65 Brix.

AcarSlido cristalino, orgnico, constitudo basicamente por cristais de sacarose envolvidos, ou no, por pelcula de mel de alta ou baixa pureza.

BrixPorcentagem em massa de slidos solveis contidas em uma soluo de sacarose quimicamente pura.

PolPorcentagem de sacarose contida numa soluo aucarada de peso normal.

Conceitos BsicosPureza a relao entre POL e BRIX

Pureza (%) =

POL BRIX

x 100

Exemplo75,0x 100 89,0

POL BRIX

x 100 = 84,26

Caixa de Caldo MistoReceber todo o caldo da moagem, servindo como um pulmo que mantm constante a vazo do caldo para processos.

Em operao manter a vazo de

Cuidados

caldo constante oscilando o nvel da caixa de caldo misto.

Aquecedores

Funes Trocadores Vertical tipo casco e tubos

Trocadores Regenerativos tipo tubularesTrocadores tipo placas

Aquecedores

AQUECEDORESO aquecimento feito em trocador de calor, geralmente do tipo casco e tubos, do tipo vertical / horizontal ou trocadores de placas.

Tem como funes:Acelerar as reaes qumicas.

Facilitar as reaes do caldo.Promover a coagulao das protenas. Diminuir a densidade e viscosidade.

Provocar a floculao.Eliminar e impedir o desenvolvimento de bactrias.

Aquecedores

Degasagem

2 vias

Manmetro

Entrada de gua friaPurgadores

Aquecedores

Tipos de Aquecedores

Trocadores Verticais tipo casco e tubos, que podem ser utilizados tanto para o 1, 2 e 3 aquecimento (vapor/caldo).

Trocadores Regenerativos tipo tubulares ou a placas, que so utilizadospara troca trmica do caldo/ vinhaa ou caldo / caldo.

Equipamentos

Aquecedores Verticais Tipo Casco e Tubos

Aquecedores

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

Aquecedores

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Espelho

umacircunferncia de chapa com furos onde so fixados os tubos de cobre.

Tubos de cobre / inox

Aquecedores

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Tubos

Podem ser de ao inox ou cobre. . As duas extremidades dos tubos so fixadas atravs de mandril nos espelhos. O tubo de cobre possibilita maior troca

Tubos de cobre ou inox

trmica que os demais tubos. J o inox mais

resistente com vida tilmaior, porm tem custo elevado.

Aquecedores

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TampasCada aquecedor possui duas tampas as quais possuem divises 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.

Aquecedores

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Calandra

a parte compreendida

entre os dois espelhos. na calandra que o vapor atuar para o

aquecimento do caldo.

Equipamentos TROCADORES REGENERATIVOS TIPO TUBULARES

Trocadores Regenerativos Tipo tubulares


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Aquecedores TubularesSo formados por tubos de ao inox ou ao carbono que compe a parte externa do trocador. A parte interna formada por um feixe tubular formado por vrios tubos de ao inox, sendo que o seu funcionamento consiste na troca trmica de dois fluidos lquidos um circulando por dentro e outro por fora do mesmo tubo.

Objetivo reaproveitar a energia dos fludos, economizando vapor.


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Aquecedores TubularesEste tipo de trocador pode ser utilizado tanto para troca trmica entre caldo misto e caldo clarificado quanto para caldo misto e vinhaa.


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Corpo do Aquecedor (Parte externa)Trata-se de um tubo comum, sendo que dentro dele circular o caldo clarificado ou a vinhaa, atuando por fora do feixe tubular montado em seu

interior.


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Feixe Tubular um conjunto de 05 ou 07 tubos de ao inox, sustentado por uma chicana que dentro deste circular o caldo misto para efetuar a troca

trmica.


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Chicana ou segmento helicoidal

um dispositivo em ao inox, tem a finalidade de modelar e sustentar o feixe tubular e principalmente dirigir o fluxo de caldo de modo a tornar mais eficiente a troca trmica.

Trocadores tipo placas

Equipamentos TROCADORES TIPO PLACA

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Aquecedores a Placas

constitudo de placas

transmissoras de calor,estruturas e meios de conexo e aperto.

1 2 3 4 5 6 7

- Placas - Guarnio de Borracha - Placa de presso ou de aperto - Placa de estrutura - Coluna de sustentao - Barra transportadora superior - Parafuso e acessrios para aperto.


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Aquecedores

Causas e motivos de temperaturas inadequadas

Cuidados Operacionais

Temperaturas mais baixas Temperaturas mais Altas

Clarificao Inadequada Menor eficincia na evaporao

Formao de Cor


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AquecedoresNunca introduzir vapor no aquecedor, sem antes se certificar que a sada de gua condensada esteja em ordem, e que a vlvula de gases incondensveis, esteja um pouco aberta. Cuidados Operacionais Nunca introduzir caldo no aquecedor, sem certificarse que as tampas esto bem fechadas assim como as vlvulas de liquidao. Nunca abrir a gua fria no aquecedor com vapor aberto. Seguir orientao do esquema de trabalho e limpeza para no prejudicar o bom andamento do processo. Antes de parar um aquecedor para limpeza no se esquecer de colocar outro em operao, caso tenha reserva.

Equipamentos

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Vapor

Pelo balano trmico, recomendado o uso de vapor com baixa presso para aquecimento do caldo, por este motivo utiliza-se o vapor vegetal que gerado nos prevaporadores e tambm os vapores das caixas dos evaporadores (V2, V3,...).

Equipamentos

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CondensadosEles so gerados pela condensao dos vapores, esses devem ser retirados continuamente a fim de garantir uma exposio plena a

superfcie de aquecimento.Sua remoo feita atravs de purgadores, instalados

estrategicamente nas linhas para garantir a eficincia destes equipamentos, os purgadores necessitam de uma rotina de manuteno principalmente limpeza de filtros. Tambm est sendo utilizado o sistema de purga automatizado que dispensa o purgador.

Equipamentos

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Incrustaes

So impurezas nas superfcies internas dos tubos, agem como isolantes, dificultando a transferncia de calor comprometendo o

desempenho dos equipamentos

Equipamentos

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Incrustaes

Formas de limpezaLimpeza Qumica

Limpeza MecnicaPode ser realizado com raspadores rotativos ou hidrojateamento.

Circular caldo misto com pH de 5,5 a quente (70), promovendo uma limpeza cida na tubulao. CIP: normalmente feitas nos

trocadores a placas com solues

de soda ou cido fosfrico emcirculao.

Equipamentos

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Teste em aquecedores casco e tubosAtravs de analises laboratoriais, descobre-se quando h vazamentos nos aquecedores.

Entende-se por vazamento quando h presena de caldo

junto gua condensada.ISSO NO DEVE OCORRER

Equipamentos

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Teste em aquecedores casco e tubosPara efetuar o teste temos:

Isolar o aquecedor dos demais; Encher a calandra com gua fria; Dar presso de at 1 vez a presso de trabalho; Localizar o vazamento, observando as extremidades dos tubos junto ao espelho superior e inferior.

SULFITAO

SulfitaoConsiste em promover o contato do caldo com o gs sulforoso (SO2) para sua absoro, tem por finalidade a:Reduo do pH Auxilia a precipitao e remoo de protenas do caldo. Diminuio da viscosidade do caldo Conseqentemente do xarope, massas cozidas e mis. Formao de complexos com acares redutores Impede a sua decomposio e controlando a formao de compostos coloridos em alcalinidade alta; Preservao do caldo Contra alguns microorganismos; Preveno do amarelamento do acar (cristal Branco) Por algum tempo, durante o armazenamento.

SULFITAO

Manter o pH estipulado dos caldos da sada das 3 colunasDistribua o caldo nas colunas. Controle a alimentao do enxofre. Regule a entrada de ar aps o forno. Verifique a entrada de gases nas colunas. Controle a temperatura da gua de resfriamento da cmara de gases.VLVULA DE ALIMENTAO DO CALDO

SADA DE GASES

BOCAL VERIFICAO ENTRADA DE GASES

ENTRADA DE AR CMARA DE GASES

ALIMENTAO DO ENXOFRE

SULFITAO

Controle Operacional

Registro pH do Caldo.

Faixa de Operao 3,8 a 4,6.

SULFITAO

Obteno do SO2 (sulfito)Atravs da queima do Enxofre S + O2 Temperatura de Queima 400 500C. Resfriamento abaixo de 200C minimiza a formao de SO3. SO2

Para saber mais

SO2enxofre

}

Sulfito

A letra O significa oxignio e o n 2 quer dizer que esta molcula possui 2 molculas de oxignios.

SULFITAO

Impactos da Formao de SO3 (sulfato)

Corroso das partes metlicas dos equipamentos Forma cido SulfricoReage com a Cal aumentando o consumo Formando Sulfato de Clcio que causa incrustaes nos evaporadores.

Aumento do consumo de Enxofre.Aumento dos teores de sais Cinzas no acar.

Fornos Rotativos Cmara de Combusto Camisa de Resfriamento

SULFITAO - EQUIPAMENTOS

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Fornos RotativosSo utilizados para queima do enxofre, deve-se manter a alimentao o mais continua o possvel.

Cmara de CombustoCompleta a combusto do Enxofre


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Camisa de Resfriamento

Resfriamento do gs para temperatura abaixo de 200CAbaixo de 230C para reduzir a formao de SO3 Acima de 120C para evitar o empedramento.


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EjetoresTiragem de gs; Necessitam de presso constante (vazo constante)

Colunas de SulfitaoGrande capacidade para absorver variaes na vazo do caldo Tiragem via exaustor; Instalao simples e de fcil manuteno.


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Preparo do Leite de Cal necessrio transformarmos a Cal virgem em Leite de Cal. - Queima feita em piscinas Produz uma pasta com cerca de 15 B que posteriormente ser diluda para aproximadamente 6 B e misturado com xarope para formao do sacarato 10 B.

Consideraes PrticasProduzir leite de Cal o mais uniforme possvel. Utilizar gua limpa gua quente melhora a eficincia da queima. Aps a queima repouso de 4h00. Recircular sempre para evitar sedimentao.

Sacarato de Clcio P2O5 (cido Fosfrico) Polmeros

DOSAGEM

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Sacarato de ClcioTem como funo:Neutralizar a acidez do caldo, corrigindo o pH at o valor desejado;Reagir com acides orgnicos presentes no caldo; Precipitao dos colides presentes no caldo; Floculao e arraste de partculas em suspenso.

obtido pela mistura de sacarose (xarope) e leite de Cal Monossacarato de Clcio.

DOSAGEM

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VANTAGENSTotalmente solvel;

Sacarato de clcio

Sacarato

Aumento da Velocidade da reao de neutralizao do Caldo; Tem reao instantnea com os cidos do caldo Est na forma inica.

de

Caldos mais claros e limpos.

DESVANTAGEMSacarato de clcio

Clcio

Gera lodo mais fino e volumoso; Necessita de preparo automatizado; No suporta variaes na concentrao do leite de Cal e/ou do xarope.

DOSAGEM

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P2O5 (cido Fosfrico)VANTAGENSP205 (cido fosfrico)

APLICAOP205 (cido fosfrico)

Caldo mais Claro; Alta taxa de sedimentao; Iodo mais Concentrado; Melhor Filtrabilidade do lodo;

Varia de acordo com a quantidade de P205 presente no caldo. Dosagem ideal normalmente entre

200 e 300 ppm.Nunca superior a 600 ppm Menor cor no acar; Acar de melhor qualidade. Formao de flocos leves que

decantam lentamente, alm decausar incrustaes.

DOSAGEM

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PolmerosDefinioSo compostos de alto peso molecular, apresentase como cadeias longas sendo que sua atividade mxima coincide com a mxima linealirizao das cadeias, so empregados na decantao do caldo.

DOSAGEM

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PolmerosFuno Promove a aglomerao dos flocos O aumento da velocidade de sedimentao A compactao e reduo do volume do lodo

A diminuio da turbidez do caldo clarificado. Menor perda de sacarose na torta.

DOSAGEM

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PolmerosCaracterstica para seu bom desempenhoPeso molecular quanto maior PM maior ser a velocidade de sedimentao.Dosagem geralmente de 1 a 5 ppm em relao ao caldo a ser tratado.

Dosagens elevadas podem levar a efeitos opostos, ao invs de ocorrer a aglomerao das partculas a repulso estabilizando colides e dificultado a floculao.

Pode-se utilizar gua condensada com temperatura < 50C, para evitar rompimento da cadeia

DOSAGEM

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PolmerosDosagemA bomba dosadora deve ser do tipo mono, com velocidade varivel. As linhas de conduo devem ser preferencialmente de PVC. O ponto de aplicao no deve ser de local de muita turbulncia.

DOSAGEM

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PolmerosQuantidade CORRETA de polmero

+Polmero Slidos em Suspenso Floculao

DOSAGEM

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PolmerosPolmero Quantidade em EXCESSO de polmero

+Excesso de polmero provoca o fenmeno da repulso

Slidos em Suspenso

DOSAGEM

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PolmerosArmazenamentoDevem ser guardados em lugar seco isento de temperaturas elevadas, e as embalagens devem ser mantidas fechadas para absoro de

umidade e conseqentemente a formao de caroos.

Equipamento

BALO DE FLASHFunoEliminar bolhas de ar existentes no caldo e

diminuir a velocidade do fluxo de entrada decaldo nos decantadores, fatores estes que prejudicam uma boa decantao.

Equipamento

BALO DE FLASHEquipamentoConsiste num cilindro vertical construdo em ao carbono e revestido em ao inox e que deve oferecer superfcies para

completa liberao dovapor de flash e dos gases de chapa.

DECANTAO

DECANTAOFunoConsiste na remoo de impurezas, das quais devero ser separadas do caldo pelo processo de decantao.

DECANTAO

DECANTAO

Decantador Modelo S.R.I. Origem Australiano

DECANTAO

Decantador Modelo Convencional

DECANTAO

DECANTAOEquipamentoCostado um cilindro em chapa de ao carbono que forma a parte externa do equipamento. Fundo trata-se de uma pea cnica construda em chapa de ao carbono, localizada na parte inferior do equipamento sobre a base metlica.

Teto localiza-se na parte superior do equipamento, tambm construdas de chapa de ao carbono.

DECANTAO - Equipamento

DECANTAOBandeja so cnicas em chapas de ao carbono fixadas no costado do decantador.


SerpentinaSo tubulaes existentes na parte superior de cada bandeja, exceto o compartimento superior.


Floculador

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


Tubulao de degasagem

um sistema que permite a sada de gases de cada bandeja para atmosfera, tendo sua finalidade que forme bolsas de ar no interior do decantador podendo causar srios danos ao equipamento.


Acionamento

Tem por finalidade acionar mecanicamente o

eixo central e conseqentemente o conjunto deraspador de impurezas.


Brao

Onde so fixadas as raspas, tendo cada compartimento formado por dois ou quatro braos.


RaspaSo chapas de ao carbono providos comborracha 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.


RaspaVista Lateral da raspa dentro do decantador

Vista Frontal da raspa dentro do decantador


Tubo Central

Eixo central trata-se de um tubo de ao carbono, acoplado ao acionamento onde so fixados os braos. Tem como funo fluir as impurezas de cada bandeja para o fundo do decantador.


Caixa de caldo a caixa que recebe o caldo limpo de cadabandeja sendo interligada por tubulaes e

serpentinas. provida de vlvulas telescpicas (pescadores) que determinam o nvel de retirada de caldo

desejado.


Caixa de Lodo a caixa onde recebe o lodo

proveniente de fundo do decantador,sendo interligada pelo tubo de sada de lodo do decantador, provida de

vlvulas telescpicas.Tambm pode-se utilizar bombas

helicoidais com inversor de freqncia

para retirar o lodo e enviar diretamentepara o misturador lodo / bagacilho.


Caixa de Liquidao

Utiliza-se

quando

desejamos

esvaziar

o

decantador atravs de manobras com vlvulas,

fazemos que o caldo limpo, ao invs de subir paraa caixa de caldo, desa para a caixa de liquidao.


Bomba de liquidaoCada decantador possui uma bomba de liquidao para os fluxos de caldo

ou de lodo.


Balo de flash individualCada equipamento possui um, que tem por finalidade semelhante ao balo de flash central, servindo

como balo auxiliar.


CUIDADO

Deve-se acompanhar atentamente todos os decantadores, afim de que no apresentem bandeja com caldo sujo.

Monitorar a concentrao do lodo.O acionamento das canecas no deve ser de forma brusca, pois isso compromete todo o equilbrio do decantador.


Peneira do Caldo

FunoGarantir a remoo da maior parte dos insolveis presentes no caldo.

Cuidados necessrio que se faa limpeza com gua ou rodo adequado.

FILTRO ROTATIVO

FILTRO ROTATIVODefini-se filtrao como a separao de slidos suspensos em

Funo

um lquido pelapassagem atravs de um

meio permevel(meio de filtragem).

FILTRO ROTATIVO - COMPONENTES

Tambor rotativo um cilindro construdo em ao carbono ou inox, onde fixado na parte externa o meio filtrante e, na interna a tubulao de suco.


Contra Tela

TelaFinalidade, permitir a passagem do fluxo de filtrado retendo sobre a mesma uma camada denominada torta.

Tem por finalidade a circulao do fluxo de caldo filtrado pela superfcie externa do tambor


Canaletas de fixaoTem em formato de u soldado parte externa do tambor rotativo onde so encaixadas as laterais da tela e com presso dos fixadores.


Tubulao de sucoTem por conduzir o fluxo de caldo filtrado at o cabeote, posteriormente ao separador de arraste e caixa de caldo filtrado.


Cabeote proporcionar ao equipamento duas ou trs sees de vcuo

na superfcie filtrante,ou seja, baixo vcuo

e alto vcuo.


Coxo

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


Agitador de LodoAgitar o lodo dentro do cocho para que no haja decantao de slidos (bagacilho, areia etc...).


MangoteSua funo a fazer a correo entre o cabeote e a tubulao de caldo.


Raspa retirar a camada de torta do filtro,

permitindo o trabalho continuo.


Sistema de Lavagem da TortaSo tubulaes de gua 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 vcuoComo o trabalho dos filtros possvel atravs de presso negativa necessrio que cada equipamento tenha sua prpria bomba vcuo.


Sistema de vcuo

Trata-se

de

um

condensador

baromtrico,

provido em seu interior de um espelho perfurado

na parte superior do condensador, temos umaentrada de gua fornecida pela torre de resfriamento de gua.


Sistema de vcuo


Bales de CaldoCada equipamento possui dois

bales construdos em chapas de ao carbono revestidos com chapa de inox com objetivo de receber o caldo filtrado extrado do baixo e alto vcuo.


Caixa de Caldo FiltradoTem como finalidade receber todo caldo filtrado processado pelos filtros rotativos. Observao todas as tubulaes de caldo afogado, no permitindo assim a entrada de ar, que prejudicaria o vcuo dos filtros.


Caixa de LodoFinalidade receber o lodo detodos os decantadores alem do retorno de lodo dos filtros,

misturado com o bagacilho eresduo das peneiras de caldo clarificado.


Misturador de LodoBacilho nada mais do que um tanque onde tem entradas de lodo e bagacilho, providas de agitador, sua finalidade

principal fazer amistura destes dois produtos.


Sistema de Classificador de Bagacilho o equipamento que ir determinar o volume e granulometria de bagacilho que ir ser utilizado nos filtros rotativos.


Moega de Torta

Trata-se de uma caixa

cnica construdas dechapas de ao carbono que recebe a torta a ser produzida pelo filtro.


Objetivo do filtro rotativo

processar todo o lodo, obtendo uma torta com pol menor que 1% sendo esse parmetro para avaliao do desempenho da extrao de filtrao.


Para se atingir este objetivo so necessrios1)

A temperatura do lodo no menor que 80C, que diminui a viscosidade e impedir a solidificao de gomas e ceras.

2)

O pH devera ser corrigido para valores entre 7,5 e 8,5,

para facilitar a manuteno dos flocos e melhorar afiltrabilidade. 3) A gua para lavagem da torta; deve ser filtrada, para

evitar o entupimento dos bicos, e quente, comtemperatura superior a 80C, efetuar periodicamente inspeo e limpeza / substituio de bicos entupidos.


Para se atingir este objetivo so necessrios4) Acompanhamento das presses de operao Baixo vcuo 7 a 10 Hg Alto vcuo 20 a 22 Hg 5) Os vacumetros instalados nos filtros devem realmente funcionar, sendo calibrados e aferidos, permitindo a verificao das presses aplicadas. 6) Rotao do tambor de 10 a 15 rpm, velocidade mais baixas melhoram a eficincia de reduo de Pol da torta.


Para se atingir este objetivo so necessrios

7)

Espessura da torta; de 7 a 10 mm permitem resultadosfavorveis. Esta relacionada velocidade de rotao do filtro.

8)

Quantidade de bagacilho adicionada 2,5 a 3,0% debagacilho seco em relao ao lodo de alimentao, ou 3,0 a 5,0 Kg por tonelada de cana moda.

9)

Minimizar o retorno de lodo das bacias dos filtros para evitar recirculao.


Para se atingir este objetivo so necessrios10) Efetuar raspagem das telas dos filtros nas reas

obstrudas por ceras.11) Transborda da caixa de lodo para a canaleta causando a perda de acar e diminuir a eficincia industrial.


BagacilhoEm excesso eleva demais a espessura da torta, aumentando a pol da torta. A falta de bagacilho reduz a filtrabilidade, permitindo a obstruo de telas e entupimento de tubulaes devidas a maior quantidade de slidos do lodo passando com caldo. interessante se avaliar periodicamente a reteno dos

filtros, que deve se manter acima de 85%. Se a retenose situar numa faixa muito baixa certamente sobrecarregara a decantao.


Fatores que afetam a reteno Concentrao do lodo

Qualidade e quantidade do bagacilho adicionadoFaixa de vcuo durante a pega Tempo de formao da torta

aÇucar pre fabricaÇÃo

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