moagem-gerencial

Título da Apresentação

Autor

Escolha uma restrição e apague as outrasUso Exclusivo do(a) CTC ou Associada ou ÁreaUso Exclusivo das Associadas ao CTCDivulgação Livre

Descarga, Alimentação, Preparo de Cana e Extração

Uso Exclusivo dasAssociadas ao CTC

Manuel Horta Nunes

Descarga e alimentação de cana• Opções para descarga de cana• Descarga de cana inteira e de cana picada

• Otimização da descarga e fluxo de caminhões• Armazenamento de cana: opções, vantagens e

desvantagens

• Equipamentos para alimentação de cana• Principais cuidados de projeto e operação dos

sistemas de alimentação

• Opções para limpeza da cana: lavagem com água e limpeza a seco, vantagens e desvantagens


Descarga e alimentação de canaOpções para descarga de cana


PONTE ROLANTE HILO



CAÇAMBABASCULASUPERIOR

PONTE COMO HILO



CAÇAMBA BASCULA LATERAL


CONTAINER ECONTIPER




DESCARGA DIRETA DE CANA PICADA NA ESTEIRA



DESCARGA CARROCERIA COM TELA (HILO OU PONTE)



DESCARGA CARROCERIA COM TELA (MESA ALTA/BAIXA)

Descarga e alimentação de canaDescarga de cana inteira e de cana picada


• Diferenças básicas de operação• Granulometria e fluidez do material• Variação da densidade do material• Manuseio e controle• Descarga direta e estocagem

•Diferenças dos equipamentos de transporte• Carrocerias tipo fueiro (cana inteira)• Carrocerias tipo caçamba (cana picada)• Container (cana picada)• Carroceria com tela (cana picada ou inteira)

Descarga e alimentação de canaDescarga de cana inteira e de cana picada


Estado da Cana * H (m) Densidade (kg/m 3)

Cana inteira no pátio 2,5 295 - 320

Cana inteira no barracão 7,0 295 - 370

Cana inteira na esteira 2,5 175 - 230

Cana picada na esteira 1,5 345 - 410

Cana desfibrada na esteira - 300 - 400

Cana picada no caminhão 2,0 400 - 500

* H : Altura média do feixe de cana

Descarga, Alimentação, Preparo de Cana e ExtraçãoDescarga e alimentação de cana

Otimização da descarga e fluxo de caminhões• Disposição dos equipamentos e fluxo de caminhões

• Cruzamentos• Distâncias para curvas e alinhamento• Interferências caminhões/equipamentos

• Padronização dos equipamentos de transporte• Altura da carroceria ou do ponto de pivotamento• Tipo de cabos (fixo, permanente, local)

• Unificação dos pontos de descarga• Facilita o fluxo dos caminhões• Minimiza quantidade de equipamentos• Simplifica a instalação

Descarga e alimentação de canaOtimização da descarga e fluxo de caminhões

Disposição dos equipamentos e fluxo de caminhões (Distâncias para curvas e alinhamento)


Descarga e alimentação de canaOtimização da descarga e fluxo de caminhões

Unificação dos pontos de descarga



Armazenamento de cana: opções, vantagens e desvantagens• Opções para armazenamento

• Pátio• Barracão• Sobre rodas

• Vantagens• Evita ou minimiza falhas na alimentação de cana• Facilita logística de colheita e transporte

• Desvantagens• Deterioração da cana• Último estoque é o primeiro que retorna (barracão)• Consumo de combustível (pátio)• Investimento e custo operacional (sobre rodas)• Área para estocagem (pátio e sobre rodas)

Descarga e alimentação de canaEquipamentos para alimentação de cana




• Função das Mesas Alimentadoras• Descarga / Recepção direta da cana

• Dosagem da cana no processo

• Limpeza da cana

• Tipos de Mesas• Convencionais (0 ~ 20º)

• Inclinação Média (30 ~ 35 º)

• Inclinação Elevada (45 ~50º)



• Controle da carga• Controle da velocidade de operação• Automação da operação



Características operacionais das Mesas• Convencionais

• Capacidade elevada (até 800 TCH com cana inteira)

• Lavagem deficiente• Controle de alimentação ineficiente

• Inclinação Elevada• Camada uniforme e de pouca espessura• Controle de alimentação eficiente• Capacidade reduzida (200 a 350 TCH com cana

inteira)• Desgaste maior das correntes• Menor consumo de água (5 m 3/TC)



• Tipos de transportadores de cana• Metálico (Esteira Metálica)• Correia Convencional• Correia Especial (Baixa Velocidade)

• Aplicação dos transportadores• Metálico: impacto das cargas, condução da cana através do sistema de preparo, grande volume de can a e baixa velocidade• Correia Convencional: transporte longas distâncias, camada fina de cana (limpeza a seco, alimentação do 1º terno), pequeno volume e alta velocidade• Correia Especial: impacto das cargas, grande volume de cana e baixa velocidade



ESTEIRA METÁLICA



CORREIA CONVENCIONAL


Capacidade Operacional dos Transportadores

(ton/h)1000

60Vdhb=Q

⋅⋅⋅⋅


Q = Capacidade máxima do transportador (ton/h)(Deve atender a capacidade de moagem a 2/3 de V máximo)

b = Largura da esteira (m)h = Altura média da cana sobre a esteira (m)d = Peso específico da cana sobre a esteira (kgf/m3)V = Velocidade máxima da esteira (m/min) – 6 a18 m/min

Descarga e alimentação de canaEquipamentos para alimentação de canaControle e Automação dos Transportadores


• Transportador Principal (preparo de cana)• Velocidade variável com controle automático• Velocidade pelo nível de cana na Calha Donnelly do 1º terno• Ajuste da velocidade pelo apalpador de cana

• Transportadores Auxiliares• Velocidade variável com controle automático• Velocidade sincronizada com o transportador principal

• Transportadores Transversais• Velocidade variável com controle manual• Controle similar ao de mesas alimentadoras

• Transportador de Correia do 1º Terno• Velocidade fixa (C/C < 15 m)• Velocidade variavel (C/C > 15 m)

Descarga e alimentação de canaEquipamentos para alimentação de canaSistema de Alimentação do 1º Terno




• Espalhador de Cana• “Cortar” camada de cana da esteira metálica• Evitar pacotes de cana na correia

• Transportador de Correia• Obter camada fina de cana para eletroimã• Obter camada de cana adequada para alimentar o “chute”

• Eletroimã• Eliminar materiais ferrosos (lavoura, descarga, alimentação e preparo)

• Calha de Alimentação por Gravidade (Chute Donnelly)• Manter um pulmão de cana sendo alimentada• Adensar a cana na região de entrada da moenda

Descarga e alimentação de canaPrincipais cuidados de projeto e operação dos sistemas de alimentação

• Lay-out, visualização e

informações para o operador

• Largura das mesas

alimentadoras


Descarga e alimentação de canaPrincipais cuidados de projeto e operação dos sistemas de alimentação

• Moega na região

traseira das mesas

• Altura de descarga na

transferência de cana

entre os equipamentos


Descarga e alimentação de canaPrincipais cuidados de projeto e operação dos sistemas de alimentação• Alimentação de cana na esteira metálica



Opções para limpeza da cana: lavagem com água e limpeza a seco, vantagens e desvantagens

• Lavagem com águaRemoção das impurezas minerais

•Limpeza a seco• Remoção das impurezas minerais e vegetais



Motivos da diminuição do uso de sistemas de lavagem de cana nas Usinas :• Perda de açúcar• Tratamento da água• Consumo de energia no bombeamento• Aspectos ambientais• Cobrança da utilização / captação de água• Aumento da colheita mecânica



Formas de remoção - Limpeza a Seco• Remoção das impurezas minerais

• Ação mecânica

• Sopragem com ar

• Remoção das impurezas vegetais

• Sopragem com ar

• Ação mecânica (escova rotativa)



Vantagens da remoção das impurezas

minerais:

• Moendas

• Caldeiras

• Processo de fabricação



Vantagens da remoção das impurezas

vegetais:

• Moendas

• Caldeiras (umidade)



Perdas e eficiência nos sistemas de lavagem com água e de limpeza a seco:• Perdas na lavagem: 1 a 3 % (Média = 2 %)• Eficiência na lavagem: 40 a 80 %• Perdas na limpeza a seco: 0,5 a 1,0 %• Eficiência na limpeza a seco:

• Mineral: 70 a 90 %• Vegetal: 50 a 80 %• Mineral + Vegetal: ~ 70 %

Descarga e alimentação de canaOpções para limpeza da cana: lavagem com água e limpeza a seco, vantagens e desvantagens


Limpeza a seco

TecnologiaInicial



Limpeza a secoTecnologiaInicial



Limpeza a seco

TecnologiaAtual

Descarga e alimentação de canaDescarga, Alimentação, Preparo de Cana e Extração

Comparação das forçasatuantes nas partículas de

impurezas

F Peso 1

F jato 1

F Result. 1

Configuração inicial (1) Configuração atual (2)

F Peso 2

F jato 2

F Result. 2F Peso 1 = F Peso 2

F Result. 1 = F Result. 2

F jato 2 << F jato 1



Sopragem de cima para baixo e câmara de captação

Preparo de cana• Conceito de Pol em Células Abertas (PCA) ou Índice

de Preparo• Índice de Preparo para os processos de extração

por moagem e difusão• Função dos picadores (facas) e do desfibrador• Tipos de facas e desfibradores existentes no

mercado• Mecânica do desfibramento da cana e principais

fatores que afetam o desempenho do desfibrador• Consumo de energia no preparo da cana• Influência do Índice de Preparo no desempenho e

na extração por moagem e por difusão• Principais cuidados de projeto, operação e

funcionamento dos equipamentos de preparo


Descarga, Alimentação, Preparo de Cana e ExtraçãoPreparo de cana

Conceito de pol em células abertas (PCA) ou Índice de Preparo

• Porcentagem de células rompidas

• Método de medição (análise)

• Cuidados na amostragem

• Pol em células abertas dos bagaços após

cada terno

Preparo de canaConceito de pol em células abertas (PCA) ou Índice de Preparo



Índice de Preparo para os processos de extração por moagem e difusão

Objetivos do preparo da cana• Romper a estrutura da cana desagregando os tecidos fibrosos • Romper as células que armazenam o caldo• Obter granulometria adequada para os tecidos fibrosos• Aumentar a densidade da cana• Homogeneizar o material (funcionamento do eletroimã, alimentação da calha Donnelly, da moenda ou do difusor)



Índice de preparo para o processo de moagem

• Moendas continuam o processo de ruptura das células

• Caldo disponível para deslocamento X extração do 1º T

• Resultados de ensaios e resultados práticos de Usin as

• Importância do tamanho médio das partículas

Preparo de canaÍndice de Preparo para os processos de extração por moagem e difusão




Índice de preparo para o processo de difusão

• Disponibilizar a maior quantidade possível de caldo

• Caldo disponível para lixiviação X extração do difu sor

• Importância do tamanho médio das partículas

• Implicações no tamanho das partículas do bagaço

final


Função dos picadores (facas) e do desfibrador

Facas

• Iniciar o processo de homogeneização da cana

• Diminuir o tamanho médio dos pedaços de cana

• Facilitar a alimentação do desfibrador


Função dos picadores (facas) e do desfibrador

Desfibrador• Romper a estrutura da cana desagregando os

tecidos fibrosos

• Romper as células que armazenam o caldo

• Obter granulometria adequada para os tecidos

fibrosos

•Homogeneizar o material (funcionamento do

eletroimã, alimentação da calha Donnelly, da

moenda ou do difusor)

Preparo de canaTipos de facas e desfibradores existentes no mercado


Facas Fixas

Facas Oscilantes



Classificação dos desfibradores

• Velocidade de operação

• Velocidade periférica = 60 m/s (I.P. = 80 a 85 %)

• Velocidade periférica = 90 m/s (I.P. = 90 a 94 %)

• Forma de instalação

• Horizontal (sobre a esteira metálica)

• Vertical (transferência de transportadores)



InstalaçãoHorizontal(Cop-5 / Cop 6)



InstalaçãoVertical(DH-1, Tongat, Maxwell)



InstalaçãoHorizontal(Fives-Lille)


Mecânica do desfibramento da cana e fatores de desempenho do desfibrador• Alimentação: pelo tambor e pelo rotor• Processo de desfibramento pode ser dividido em 2 fa ses:

• Impacto: antes da placa• Placa desfibradora: impactos sucessivos (trabalho depende fortemente da velocidade relativa de impac to, que pode ser otimizada em função da configuração e disposição das barras transversais)• Melhorias: comprimento da placa e configuração da placa para maximizar a velocidade relativa entre a cana e o martelo


Mecânica do desfibramento da cana e fatores de desempenho do desfibrador

Configuração do desfibrador X Desempenho(fonte: SRI - Austrália)• Velocidade periférica: efeito muito significativo, não linear• Peso e tipo do martelo: efeito insignificante desde que garantida cobertura igual na largura do rotor• Disposição dos martelos: nenhuma diferença entre 6 e 8 linhas, com pequena melhoria do I.P. com 12 linha s e maior dificuldade de alimentação



Configuração do desfibrador X Desempenho(fonte: SRI - Austrália) - Continuação• Configuração da placa desfibradora:

• Abertura: de 0 a 10 sem efeito, de 0 a 22 queda de 3,3 pontos no índice de preparo• Comprimento: de 70 a 90º sem efeito significativo• Tipo de nervura: melhor desempenho com 150 mm de profundidade e 200 mm de espaçamento

• Diâmetro do rotor: rotores maiores propiciam melhor preparo



Condições Operacionais X Desempenho

(fonte: SRI - Austrália)

• Variedade da cana: pode ter efeito significativo

(variações com a mesma potência específica)

• Facas antes do desfibrador: efeito insignificante n o

preparo final para desfibradores com I.P. > 80 %



Condições Operacionais X Desempenho

(fonte: SRI - Austrália) - Continuação

• Desfibramento duplo: aumenta o preparo em

proporção que depende da I.P. inicial e da configur ação

do desfibrador

• Taxa de cana: nível de preparo e potência específic a

(cv/tch) sem alterações significativas

Preparo de canaConsumo de energia no preparo da cana


Instalação comPicadores e DesfibradoresTipo Cop


Instalação comDesfibradoresVerticais (90 m/s)




~ 10 cv/tch


Principais cuidados de projeto, operação e funcionamento dos equipamentos de preparo

• Rotação de trabalho: deve ser mantida a rotação e e m consequência a velocidade periférica de projeto

JOGOS DE FACASCOP 8

Vp=60 m/s630 rpmdiâmetro de giro = 1820 mmesteiras de bitolas maiores

COP 9Vp=60 m/s750 rpmdiâmetro de giro = 1515 mmesteiras de bitolas menores

DESFIBRADORESCOP 5

Vp=60 m/s630 rpmdiâmetro de giro = 1832 mmesteiras de bitolas maiores

COP 6Vp=60 m/s750 rpmdiâmetro de giro = 1525 mmesteiras de bitolas menores

Preparo de canaPrincipais cuidados de projeto, operação e funcionamento dos equipamentos de preparo

• Manutenção das facas e martelos


• Taxa de desgaste: impurezas minerais, vegetais, tip o de revestimento

Preparo de canaPrincipais cuidados de projeto, operação e funcionamento dos equipamentos de preparo• Taxa de desgaste: impurezas minerais, vegetais, tip o de revestimento


Preparo de canaPrincipais cuidados de projeto, operação e funcionamento dos equipamentos de preparo• Peso e comprimento das laminas e martelos


Preparo de canaPrincipais cuidados de projeto, operação e funcionamento dos equipamentos de preparo• Ajuste da placa desfibradora


• Monitoramento da vibração do equipamento

• Reforma dos equipamentos na entressafra

Extração de caldo - Moagem• Conceitos da mecânica da moagem• Balanço de massa nas moendas• Principais parâmetros de controle para um bom

desempenho da moagem• Tipos de soldas utilizadas nas camisas• Demais soldas de proteção do desgaste das

moendas• Principais fatores que afetam a capacidade• Fatores que afetam a umidade do bagaço final• Condições operacionais X capacidade e extração

das moendas


Descarga, Alimentação, Preparo de Cana e ExtraçãoExtração de Caldo - Moagem

Conceitos da mecânica da moagem

• Aberturas em repouso e em trabalho

• Volume descrito por um par de rolos: volume que pas sa

na unidade de tempo através da abertura formada por um

par de rolos

• Vd = L x A x Vp

• Vd = volume descrito (m 3/min)

• L = Largura do rolo (m)

• A = Abertura em trabalho do rolo (m)

• Vp = Velocidade periférica do rolo (m/min)



• Volume de bagaço / volume descrito

• Compactação ou índice de fibra: é a densidade apare nte

da fibra em qualquer ponto do processo de esmagamen to,

desprezando a presença do caldo

• IF = Qf / Vd

• IF = Índice de Fibra (kg de fibra / m 3 de vol. descr.)

• Qf = Taxa de fibra (kg de fibra / min)

• Vd = volume descrito (m 3/min)



• Aberturas em função do Índice de Fibra• IF na saída do 1º terno = 530 Kg/m 3

• IF na saída do último terno = 880 Kg/m 3

• Fibra % bagaço no 1º terno = 30 %• Fibra % bagaço no último terno = 50 %• Quantidade de fibra entrando em um terno = quantidade de cana (M) X teor de fibra na cana (Fc)• Quantidade de fibra saindo de um terno = IF X Vd na saída deste terno• Quantidade de fibra entrando em um terno = Quantidade de fibra saindo de um terno

S9,5 M FV L F

' c

b

= ⋅ ⋅⋅ ⋅

Extração de Caldo - MoagemConceitos da mecânica da moagem

• Aberturas em função do Índice de Fibra (continuação )

( )V =

D D n

2000TP SPπ ⋅ + ⋅

- S' - abertura de saída (mm)- M - moagem horária (TCH)- FC - Fibra da cana (%)- L - Comprimento do rolo (m)- Fb - Fibra % bagaço na saída do terno (%)- V - Velocidade média entre o rolo superior e saída (m/min)- n - Rotação do terno (rpm)




• Relação de enchimento (filling ratio - Re): proporção da

abertura que é completamente preenchida por material

sólido, sendo obtido pela comparação do IF com a

densidade real da fibra (aproximadamente = 1530 kg/ m3)

• Re = IF / 1530

• Re (1º terno) = 530 / 1530 = 0,35

• Re (último terno) = 880 / 1530 = 0,58

Extração de Caldo - MoagemConceitos da mecânica da moagem• Volume descrito na calha de alimentação (Vc)


Vc = L x C x V cos αL = largura dos rolos (bitola)cos α = [(D + A – C)/2] / (D/2)cos α = (D + A – C) / DV = π x D x nn = rotação dos rolos (rpm)

Vc = π x L x C x n x (D + A – C)

Qc = Vc x d c x 60/1000Qc = Quantidade de cana moída por hora (tch)dc = densidade da cana na região inferior da calha (kg/m3)

Extração de Caldo - MoagemConceitos da mecânica da moagem• Condição de máxima alimentação na calha Donnelly


Vc = C x V cos αVc = volume de cana alimentada por unidade de larguraC = A + (D – D x cos α)C = D (1+ A/D – cos α) Vc = V cos α x D x (1+ A/D – cos α)Vc = V x D x [(1 + A/D) cos α – cos2 α]

αmáx = arc cos [1/2(1 + A/D)]

Cmáx = 1/2 (D + A)


Balanço de massa na moenda

• Equação geral do balanço de massa no sistema de moagem e difusão:

• Cana + Água = Caldo Misto + Bagaço• Sistemas de embebição

• Simples• Composta• Variações da composta• Composta com recirculação

• Balanço de massa em cada terno depende da taxa de embebição utilizada

Extração de Caldo - MoagemBalanço de massa na moenda

Simples

Composta



CompostaVariação 1

CompostaVariação 2



CompostaCom Recirculação




J6 + Qb6 = Qb5 + QaJ6 = Qc x Fc/Fb5 – Qc x Fc/Fb6 + QaJ6 = Qc x Fc x (1/Fb5 – 1/Fb6) + Qa



J5 + Qb5 = Qb4 + J6J5 = Qc x Fc/Fb4 – Qc x Fc/Fb5 + Qc x Fc x (1/Fb5 – 1/Fb6) + QaJ5 = Qc x Fc x (1/Fb4 – 1/Fb6) + Qa






J1 + Qb1 = QcJ1 = Qc – Qc x Fc/Fb1J1 = Qc x (1 – Fc/Fb1)

Fórmula geral para os ternos com embebição:J i = Qc x Fc x (1/Fb i-1 – 1/FbN) + Qa

i = 2, 3, ... NN = total de ternos no conjunto


Principais parâmetros de controle para um bom desempenho da moagem

• Moagem horária• Índice de preparo da cana• Desempenho do 1º terno• Composição do bagaço de cada terno (teor de fibra)• Curvas de Brix• Carga hidráulica em cada terno• Oscilação do rolo superior de cada terno• Rotação de cada terno• Condições dos frisos, soldas, pentes e bagceiras


Tipos de soldas utilizadas nas camisas: função, características principais e manutenção

• Solda tipo picote

• Velocidade de operação

• Trabalho nas regiões de baixa pressão

• Proteção dos frisos

• Durabilidade dos picotes

• Processos manuais e automáticos

• Seqüência de soldagem


Tipos de soldas utilizadas nas camisas: função, características principais e manutençãoSolda tipo picote (manual)


Tipos de soldas utilizadas nas camisas: função, características principais e manutençãoSolda tipo picote (automático)



Solda tipo picote (final da safra)



• Solda tipo chapisco• Trabalho nas regiões de alta pressão• Proteção dos frisos• Taxa de aplicação• Processos manuais e aut omáticos• Outros métodos (plaquea mento, carboneto detungstênio)

Extração de Caldo - MoagemTipos de soldas utilizadas nas camisas: função, características principais e manutenção• Solda tipo chapisco



Tipos de soldas utilizadas nas camisas: função, características principais e manutenção• Solda tipo chapisco

•Outros métodos (carboneto de tun gstênio)


Demais soldas de proteção do desgaste das moendas• Soldas nos flanges e laterais das camisas


Demais soldas de proteção do desgaste das moendas

• Proteção das bagaceiras (superfície e frisos)


Principais fatores que afetam a capacidade de moagem

Equações de capacidade de moendas:

C = f (D2, L, A, n, d c, 1/fc)

D = diâmetro dos rolosL = comprimento dos rolosA = abertura entre os rolosn = rotação dos rolosdc = densidade da canafc = teor de fibra na cana


Principais fatores que afetam a capacidade de moagemDIÂMETRO DOS ROLOS

Moenda 30” x 54” - ConvencionalDext = 810 - 2” x 45º x 47 ⇒⇒⇒⇒ D = 763

Moenda 34” x 54” - EspecialDext = 910 - 2” x 45º x 47 ⇒⇒⇒⇒ D = 863

8632

7632= 1,28 (incremento de 28 %)


Principais fatores que afetam a capacidade de moagemDIÂMETRO DOS ROLOS

Moenda 37” x 78” - ConvencionalDext = 985 - 2” x 45º x 47 ⇒⇒⇒⇒ D = 938

Moenda 42” x 78” - EspecialDext = 1090 - 2” x 45º x 47 ⇒⇒⇒⇒ D = 1043

10432

9382 = 1,24 (incremento de 24 %)


Principais fatores que afetam a capacidade de moagemCOMPRIMENTO DOS ROLOS

Moenda 30” x 54”L = 1372 mm

Moenda 30” x 66” (suposição)L = 1676 mm

16761372 = 1,22 (incremento de 22 %)



Moenda 37” x 78”L = 1981 mm


21341981

= 1,08 (incremento de 8 %)



Moenda 37” x 78”L = 1981 mm


22861981

= 1,15 (incremento de 15 %)



DIÂMETRO E COMPRIMENTO DOS ROLOS

MOENDA 54" 78"

DIÂMETRO 28 24

COMPRIMENTO 22 8 (15)

GANHO DE CAPACIDADE (%)



ABERTURA ENTRE OS ROLOS

• Capacidade é proporcional à abertura• Abertura de entrada ≈ 2 X Abertura de Saída• Abertura da bagaceira ≈ 4 X Abertura de Saída• Abertura de pressão ≈ 5 X Abertura de Saída• Limitações na triangulação• Limitações no posicionamento da bagaceira• Reforma de castelos ⇒⇒⇒⇒ aumento aberturas• Castelos especiais ⇒⇒⇒⇒ aumento diâmetro e aberturas



ROTAÇÃO DOS ROLOS

• Capacidade é proporcional à rotação

• Extração X aumento da rotação

• Desgaste dos rolos e demais componentes

• Torque na moenda

• Potência do acionamento

• Investimento: normalmente bem menor que as opções

anteriores



DENSIDADE DA CANA

• Capacidade é proporcional à densidade

• Moenda deve comportar aumento da densidade

• Opções para aumento da densidade:• Rolo de pressão

• Nível de cana na calha Donnelly do 1º terno

• Aumento da altura da calha Donnelly

• Rolos adensadores (THV)



Calha Donnelly do 1º terno ⇒⇒⇒⇒ Maximizar nível

Controle do Nível:

-Velocidade da esteira

- Apalpador



Aumento da altura da calha Donnelly

Cuidados :

- Abertura no

tambor

- Inclinação

- Atrito interno



Aumento da altura da calha Donnelly

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 1 2 3 4 5 6

Altura - "X"

Pressão (N/m²)

Dens. ap. (N/m³)

θθθθ

X (+)

p+dp

p



- Aumento

considerável

- Adequação das

aberturas

- Conseqüências

Rolos Adensadores (THV)



Aumento

significativo dos

esforços em

todos os

componentes,

inclusive

acionamento

Rolos Adensadores (THV)



TEOR DE FIBRA NA CANA

• Capacidade é inversamente proporcional ao teor de fi bra

na cana

• Teor de fibra X Qualidade da fibra

• Fibra da cana X Fibra da folha da cana

• Considerações na regulagem das moendas

• Limpeza de cana a seco



Alternativas para aumento capacidade(Seqüência Recomendada):• Controle e alterações da calha Donnelly

• Reforma dos castelos

• Aumento da rotação (1ºs ternos)

• Castelos especiais (1ºs ternos) ⇒⇒⇒⇒ Aumentar diâmetro

dos rolos e aberturas

• Substituir ternos existentes por ternos maiores


Fatores que afetam a umidade do bagaço final

• Taxa de embebição

• Temperatura da água de embebição

• Carga hidráulica nas moendas

• Condições superficiais das camisas (solda, integrid ade

dos frisos, condição dos pentes)

• Tipo de friso utilizado (ângulo e passo)

Extração de caldo - Difusão

• Descrição sumarizada do processo

• Exigências do processo de difusão (Moagem)

• Vantagens do processo de difusão (Moagem)

• Qualidade do caldo extraído

• Níveis de extração no processo de difusão

• Consumo de energia

• Dificuldades operacionais do processo

• Condições operacionais X capacidade e extração dos difusores


Na separação do caldo da fibra na cana de açúcar no processo chamado de DIFUSÃO, o caldo é deslocado da cana desfibrada por um fluxo de água em contra corrente ao invés de por pressão como na moagem.As operações unitárias envolvidas neste processo são:

• Preparo da cana• Deslocamento do caldo (difusão)• Desaguamento do bagaço

Descarga, Alimentação, Preparo de Cana e ExtraçãoExtração de Caldo - Difusão

Descrição sumarizada do processo

• Os primeiros difusores contínuos para cana surgiram na década de 60• Diferença entre o processo com beterraba e com cana de açúcar• Difusão: passagem por osmose de substâncias em concentrações distintas separadas por uma membrana• Lixiviação: “lavagem” de substâncias em solução por um fluxo de líquido de menor concentração, diluindo e “arrastando” a substância que se quer extrair



• Nos difusores de beterraba, o açúcar é extraído principalmente por osmose (difusão) • Nos difusores de cana 95 a 97 % da extração ocorre por lixiviação e apenas 3 a 5% por osmose (difusão)• A extração é complementada pela(s) moenda(s) desaguadora(s), na proporção de 4 a 6 % do total da extração do conjunto.



Extração de Caldo - DifusãoDescrição sumarizada do processo




• Recirculação dos caldos• Inundação (Flooding)


Exigências do processo de difusão em relação ao de moagem

• Melhor preparo da cana

• Tamanho médio das partículas fibrosas

• Uniformidade de alimentação da cana

• Temperatura de operação (deterioração e

permeabilidade)

• Qualidade da matéria prima


Vantagens do processo de difusão em relação ao de moagem

• Investimento inicial (equipamento e periféricos)

• Manutenção de entressafra

• Facilidade de operação

• Custo Operacional

• Consumo de energia

• Extração


Qualidade do caldo extraído

• Caldo mais “limpido” e translúcido

• Caldo com substâncias responsáveis por

formação de cor

• Impurezas minerais se acumulam no

bagaço �� caldeiras

• Temperatura do caldo para o processo


Níveis de extração no processo de difusão

• Extração difusor > Extração Moendas? Porque?

• Se eficiência dos estágios de embebição fosse de 100 %

nas moendas, com 3 a 4 ternos, a extração seria de 98 %

• Se eficiência dos estágios de embebição fosse de 100 %

nos difusores, com 4 a 7 estágios, a extração seria de 98 %

• Eficiência Moendas = 50 % (3/6) a 67 % (4/6)

• Eficiência Difusores = 33 % (4/12) a 47 % (7/15)

• Taxa de embebição ⇒⇒⇒⇒ maior facilidade com difusores

• Quanto maior a taxa de embebição, maior a extração


Níveis de extração no processo de difusão

• Taxa de embebição: % fibra ou % cana? • 2 difusores a 300 tch, com embebição % fibra = 280 %• Difusor A com fibra % cana = 12,5 %• Difusor B com fibra % cana = 17,0 %• Deve-se esperar o mesmo desempenho dos 2 conjuntos?• Embebição % cana conjunto A = 35,0 % (105,0 m 3/h)• Embebição % cana conjunto B = 47,6 % (142,8 m 3/h)• Embebição % caldo (A) = (105 x 100) / 300 (1-0,125) = 40 %• Embebição % caldo (B) = (142,8 x 100) / 300 (1-0,17) = 57,35 %• Difusor: lixiviação (fibra) e diluição (caldo)

Extração de Caldo - DifusãoNíveis de extração no processo de difusão


Extração de Caldo - DifusãoConsumo de energia no processo de difusão

MOENDAS DIFUSORAUMENTO DE EXTRAÇÃO 1.207.304 CAPACIDADE DE MOAGEM ANUAL TC 2.000.000 2.000.000 DIAS DE SAFRA D 200 200 MOAGEM DIÁRIA TCD 10.000 10.000 FIBRA % CANA % 13,0 13,0 HORAS DE MOAGEM HR/D 24 24 FIBRA HORÁRIA TFH 54,2 54,2 BAGAÇO PRODUZIDO % 28,3 28,3 BAGAÇO PRODUZIDO TB 565.217 565.217 POL% ESPERADO NO BAGAÇO % 2,20 1,00 PERDAS NA EXTRAÇÃO T 12.435 5.652 DIFERENÇA A FAVOR DO DIFUSOR T 6.783 EFICIÊNCIA DE FÁBRICA (EXCLUINDO A EXTRAÇÃO) % 89 AÇÚCAR ADICIONAL PRODUZIDO 6.037 PREÇO DO AÇÚCAR USD/T 200 FATURAMENTO ADICIONAL COM AÇÚCAR POR SAFRA USD/Z 1.20 7.304

AUMENTO DE ENERGIA PARA VENDA 352.074 POTÊNCIA CONSUMIDA NO PREPARO HP/TFH 50,0 50,0 POTÊNCIA CONSUMIDA POR TERNO DE MOENDA HP/TFH 14,5 14,5 QUANTIDADE DE MOENDAS 6 1 POTÊNCIA CONSUMIDA NO DIFUSOR HP/TFH - 16,0 FIBRA HORÁRIA TFH 54,2 54,2 POTÊNCIA CONSUMIDA TOTAL 7.421 3.494 ECONOMIA DE POTÊNCIA MECÂNICA HP 3.927 ECONOMIA DE POTÊNCIA MECÂNICA KW 2.926 AUMENTO CONSUMO VAPOR DE PROCESO COM DIFUSOR TV/H 12 PERDA DE GERAÇÃO POR MENOS VAPOR A CONDENSAR KW/TV 60 PERDA DE GERAÇÃO POR MENOS VAPOR A CONDENSAR KW 830 AUMENTO NA ENERGIA PRODUZIDA KW 2.096 AUMENTO NA COGERAÇÃO POR SAFRA MW/Z 10.059 PREÇO DE VENDA DA ENERGIA USD/MW 35 FATURAMENTO ADICIONAL COM ENERGIA POR SAFRA 352.074

ECONOMIA EM MANUTENÇÃO 220.000 ECONOMIA EM CUSTOS OPERACIONAIS 180.000 FATURAMENTO ADICIONAL TOTAL POR SAFRA 1.959.378

COMPARAÇÃO ENTRE A INSTALAÇÃO DE 06 TERNOS DE MOENDA OU 01 DIFUSOR + 01 TERNO

RESULTADOSUS$/ SAFRADADOS


Cuidado com os critérios utilizados, principalmente pelos fabricantes de um ou outro equipamento


Consumo de vapor de alta pressão



Dificuldades operacionais do processo

• Impurezas minerais na cana• Impurezas vegetais• Manutenção do Índice de Preparo da cana• Alimentação desuniforme• Interrupções na operação (quantidade de cana no difusor)• Presença de ar na camada de cana• Afunilamento ou formação de canais de escoamento dos caldos• Compactação da camada de cana• Umidade do bagaço final• Caracteristicas físicas do bagaço final

Título da Apresentação

Autor

Escolha uma restrição e apague as outrasUso Exclusivo do(a) CTC ou Associada ou ÁreaUso Exclusivo das Associadas ao CTCDivulgação Livre


Uso Exclusivo das Associadas ao CTC

Manuel Horta Nunes

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