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TRATAMENTO DE CALDO

1.0 Funções inorgânicas

Conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes, denominadas propriedades funcionais.

Principais funções inorgânicas

1.1 Ácidos

ARRHENIUS: São compostos que em solução aquosa se ionizam, produzindo como íon positivo, o cátion hidrogênio (H+). HCl → H+ + Cl-

HCl + H2O → H3O+ + Cl-

Características dos ácidos

• Sabor azedo

• Formam soluções aquosas condutoras de eletricidade

• Mudam a cor de certas substâncias

1.2 Bases

Bases ou hidróxidos são compostos que, por dissociação iônica, liberam, como íon negativo, apenas o ânion hidróxido (OH), também chamado de hidroxila.NaOH → Na+ + OH-

Ca(OH)2 → Ca2+ + 2 OH-

Solubilidade em água

• Solúveis: Hidróxidos de metais alcalinos e amônio.• Pouco Solúveis: Hidróxidos de metais alcalinos terrosos.• Praticamente Insolúveis: Os demais hidróxidos.

1.3 Sais

São compostos iônicos formados juntamente com água a partir de reações de ácidos com bases de Arrhenius. Numa reação ácido – base ocorre a formação de moléculas de água, além do sal (Reação de Neutralização).

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Ácidos Bases Sais Óxidos

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HCl + NaOH → NaCl + H2OSolubilidade em água

• Solúveis: sais de metais alcalinos, amônio, nitratos, cloratos, brometos, iodetos, acetatos, haletos, sulfatos.

• Insolúveis: Haletos de Ag+, Pb2+, Hg22+ Sulfatos de Ca2+, Sr2+, Ba2+, Pb2+

1.4 Óxidos

São compostos binários em que o oxigênio é o elemento mais eletronegativo.

Classificação dos óxidos:

• Óxidos básicos:

Na2O(s) + H2O → 2 NaOHNa2O(s) + 2 HCl → 2 NaCl + H2O

• Óxidos ácidos:

SO3 + H2O → H2SO4

SO3 + 2 NaOH → Na2SO4 + H2O

• ÓXIDOS ANFÓTEROS: Comportam-se como óxido básico ou como óxido ácido (ZnO).

2.0 Escala baumé (ºbé)

• Relação entre concentração e densidade:

ºbé = (140/d)-130 → Mais leves que a água.

ºbé = 145 - (145-d) → Mais pesados que a água.

T = 60F ~16,5ºC

OBS: Para H2SO4 inferior a 93,19%

3.0 Concentração em partes por milhão (ppm)

Concentração utilizada para expressar concentrações extremamente pequenas (10-6)

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CaO H2O CO2 Fe2O3 SO2

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ppm = mg/L = mg/Kg4.0 Objetivo e considerações

Obter um caldo clarificado límpido, isento de matéria em suspensão, com reação aproximadamente neutra.

O caldo obtido através da operação de extração é um líquido complexo contendo materiais em suspensão (impurezas minerais e vegetais, compostos coloidais e insolúveis) e materiais dissolvidos (sacarose, açúcares redutores e sais minerais).

Impurezas minerais : areia e argila.Impurezas vegetais : bagacilho.

O caldo também contém ar.

A composição do caldo depende de uma série de fatores :

• variedade da cana e estágio de maturação;• solo e adubação;• clima;• tempo entre queima, corte e moagem;• tipo de colheita;• conteúdo de pontas e palha.

Faixas de variação para a composição química do caldo:

• água 75 a 88 %;• sacarose 10 a 21 %;• açúcares redutores 0,3 a 2,5 %;• não açúcares (orgânicos) 0,5 a 1,5 % (proteínas, amido, ceras, corantes);• não açúcares (inorgânicos) 0,2 a 0,7 % (sais);• sólidos totais (Brix) 12 a 23 %;• pH 4,7 a 5,6 ( canas sadias = pH maiores).

5.0 Tratamento do caldo para destilaria

5.1 Tratamento convencional

Atualmente o tratamento do caldo mais comum para destilaria consiste de:

5.1.1 pH

O pH é um índice que indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de um meio qualquer.

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Dosagem do caldo até pH 6,3 - 6,5; ResfriamentoDecantaçãoAquecimento

até 105°C;

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A escala do pH pode variar de 0 até 14, sendo que quanto menor o índice do pH de uma substância, mais ácida esta substância será, veja o pH de algumas substâncias:

Ácido de bateria - < 1,0Coca-cola - 2,5Água Pura - 7,0Saliva Humana - 6,5 - 7,4Cloro - 12,5

5.1.2 pH

O pH menor que 7 indica que tal substância é ácida, para pH maior que 7 indica que a substância é básica e para substância com pH 7 indica que ela é neutra.

O valor do pH está diretamente relacionado com a quantidade de íons hidrogênio de uma solução e pode ser obtido com o uso de indicadores.

Os indicadores possuem a propriedade de mudar de cor conforme o caráter da substância, se for ácido ou básico.Um exemplo é o tersol e a fenolftaleína.

Na presença de ácidos, o papel de tornassol fica com a coloração vermelha e a solução de fenolftaleína saí de vermelha e fica incolor na presença de um ácido.

O tratamento do caldo misto consiste em submetê-lo a uma série de passos que envolverão ações físicas (peneiramento, aquecimento, flasheamento) e químicas (reações promovidas pela adição de produtos químicos), visando :

• máxima eliminação de não açúcares;• máxima eliminação de colóides;• baixa turbidez;• mínima formação de cor;• máxima taxa de sedimentação;• mínimo volume de lodo;• mínimo conteúdo de cálcio no caldo;• pH do caldo adequado, evitando-se a inversão da sacarose ou a decomposição

dos açúcares redutores.

A dosagem, ou calagem, é a operação de adição do leite de cal, ou sacarato, ao caldo em tratamento, elevando seu pH até o valor desejado.

Funções da dosagem :

• neutralização da acidez do caldo;• corrigir o pH até o valor desejado : 7,0 a 7,2;• reação com os ácidos orgânicos presentes no caldo;• precipitação dos colóides presentes no caldo;• formação de Ca3(PO4)2 e de CaSO3, quando o caldo é sulfitado;• floculação e arraste de partículas em suspensão.

Com a queima transformaremos a cal (CaO) em uma suspensão de hidróxido de cálcio [Ca(OH)2], chamada de “leite de cal”.

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A cal virgem recebida pela usina deve ser imediatamente queimada, não se permitindo seu armazenamento ao ar livre.

O ar contém umidade e gás carbônico (CO2) que promoverão a hidratação e a carbonatação da cal, diminuindo o teor de CaO útil.

A queima pode ser feita em piscinas, tanques e equipamentos especialmente projetados para esta finalidade.

A queima em piscinas produzirá uma pasta com cerca de 15 ºBé, sendo posteriormente enviada aos tanques de diluição para correção da concentração a 4 a 6 ºBé, constituindo-se no chamado leite de cal, adequado à adição direta ao caldo, via controle automático.

Com a disponibilidade no mercado da cal pelotizada e da micropulverizada a operação de queima ficou extremamente simplificada e eficiente.

Uma instalação bem projetada, fazendo uso de moega, rosca e tanques agitados queima cal micropulverizada com 100 % de eficiência...sem perdas.

Esta cal tem sido fornecida sem contaminantes do tipo : areia, pedregulhos, pregos, pedaços de madeira etc.

A cal micropulverizada permite seu armazenamento em big-bag’s – depósito coberto e fechado lateralmente - com possibilidade de manutenção de uma área de queima organizada, limpa e sem desperdício.

Para preparo de sacarato esta concentração pode ser mais alta - 10 ºBé.

Considerações práticas :

• a instalação deve permitir e os operadores devem procurar produzir o leite de cal, ou sacarato, numa solução de concentração sempre o mais uniforme possível, o que se traduzirá em melhor desempenho dos sistemas de controle;

• a água utilizada para queima deve ser limpa e isenta de impurezas solúveis;• água quente melhora a eficiência de queima;• a quantidade de água deve ser de 3,5 a 4,0 vezes o peso da cal;• a cal hidratada deverá permanecer em repouso por 4 horas após a queima;• partículas de dimensões menores facilitam a queima;• peneirar o leite de cal antes de seu envio ao processo - abertura 1,2 mm;• manter o leite de cal em recirculação para evitar sedimentação e entupimento

das tubulações;

5.1.3 Preparo e adição de polieletrólito

Os polieletrólitos são auxiliares de floculação empregados na decantação do caldo para promover :

• a aglomeração dos flocos;• o aumento da velocidade de sedimentação;• a compactação e redução do volume de lodo;

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• a diminuição da turbidez do caldo clarificado.

O polieletrólito, na forma como é recebido, precisa ter sua molécula distendida, por dissolução em água, para que então possa desempenhar bem sua função.

A solubilização do polieletrólito em água deve ser feita levando-se em conta uma série de cuidados, a fim de garantir sua correta utilização.

5.2 Preparo e adição de polieletrólito

Cuidados no preparo.

• os tanques devem ser construídos em aço carbono, mas revestidos com resina epóxy;

• a agitação mecânica deve ser leve = 20 rpm;• diluição no preparo 0,1 a 0,5 % e na dosagem de 0,05 a 0,02 %;• evitar o contato entre partículas de floculante úmido;• o uso de um dosador vibratório para dispersão do pó em uma corrente de água

gerada em um funil dá bons resultados;• após a dissolução a solução deverá descansar por uma hora;

5.3 Água para dissolução.

• deve ser isenta de sólidos em suspensão;• isenta de sais minerais ou baixa dureza (30 ppm em Ca e Mg);

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T I

LODO

DECANTADOR

CALDOCLARIFICAD

O

BALÃO DE FLASH

ADIÇÃO DEPÓLIELETROLITO

CALDO DOSADO

105 ºC98 ºC T I

T I

Vista em planta e corte do balão de flash

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• pH entre 7,0 e 8,0 para tanques revestidos e entre 9,0 e 9,5 para tanques não revestidos - se necessário usar NaOH para a correção;

• pode ser usada água condensada, porém com T< 50 ºC, para evitar rompimento da cadeia;

5.4 Aquecimento até 105 ºC

O aquecimento do caldo faz parte do tratamento do caldo, desempenhando vários papéis importantes, entre eles :

• acelerando as reações químicas;• facilitando a clarificação do caldo :• promovendo a coagulação de proteínas;• diminuindo a densidade e a viscosidade;• provocando a floculação;• possibilitando a remoção do ar e dos gases dissolvidos;• elimina e impede o desenvolvimento de bactérias.

5.5 Temperatura do caldo

Deve haver disponibilidade de área de troca térmica suficiente para garantia de aquecimento do caldo à temperatura de 105 ºC.

Temperaturas mais baixas = clarificação inadequada.

Temperaturas mais altas = destrói o açúcar e forma cor.

Importante : os instrumentos do setor de aquecimento, principalmente os termômetros, precisam funcionar. Sua manutenção e aferição devem garantir a veracidade das leituras efetuadas.

Recomenda-se a instalação de controle automático de temperatura.

5.6 Vapor de aquecimento

Geralmente são usados vapores vegetais para aquecimento do caldo, podendo ser empregado, dependendo das condições da usina, até três fontes :

• Vegetal do pré (VG1) aquecimento final : 70 a 105 ºC;• Vegetal da 1ª caixa (VG2) 2º aquecimento : 55 a 72 ºC;• Vegetal da 2ª caixa (VG3) 1º aquecimento : 35 a 55 ºC;

As tubulações de vapor que alimentam os aquecedores devem ser dotadas de termômetros e manômetros.

5.7 Remoção de incondensáveis

O vapor de aquecimento contém ar e gases dissolvidos que precisam ser removidos das calandras dos aquecedores, pois seu acúmulo compromete o desempenho do equipamento.

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Retiradas :

superior utilizada na partida; inferior utilização constante - deve ser regulada para evitar desperdício de

vapor. Seu envio pode ser feito para a caixa de evaporação seguinte àquela de

onde é retirado o vapor para o aquecedor.

5.8 Remoção de condensados

O condensado deve ser removido continuamente, a fim de garantir exposição plena da superfície de aquecimento ao vapor.

O acúmulo de condensado no aquecedor diminui a área disponível para aquecimento do caldo.

A remoção é feita através de purgadores e sifões, dependendo da pressão do vapor de aquecimento empregado.

Purgadores: necessitam programa de manutenção de rotina, principalmente limpeza de filtros.

Sifões : quando bem dimensionados trabalham sem problemas e, praticamente, sem manutenção.

5.9 Incrustações

São depósitos de impurezas nas superfícies internas dos tubos dos aquecedores..

Estas substâncias agem como isolantes, dificultando a transferência de calor e comprometendo o desempenho dos equipamentos, que não aquecerão o caldo até as temperaturas desejadas.

A bateria de aquecedores deve contar com corpos de reserva para permitir o rodízio de operação para limpeza.

É comum o uso de raspadores rotativos para remoção de incrustações, sendo necessário cuidado na definição do diâmetro da roseta e na conferência das peças recebidas, para garantia de que nem se agrida o tubo (Æ maior), nem se deixe incrustação não removida (Æ menor).

5.10 Flasheamento

Ao aquecermos o caldo a 105 ºC, contido na tubulação, sob pressão, estamos impedindo que ele entre em ebulição, pois, na pressão atmosférica, a cerca de 98ºC, ele já ferveria.

Tirando proveito deste fato é que foi concebida a operação de flasheamento, que consiste na expansão brusca do caldo de sua pressão na tubulação para a pressão atmosférica.

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Esta ebulição explosiva e violenta elimina o ar e os gases dissolvidos contidos no caldo, inclusive aquele adsorvido na superfície das partículas de bagacilho.Se a remoção destes gases não for efetuada a decantação, e a clarificação, ficarão seriamente comprometidas.

5.11 Balão de flash

5.12 Decantação

5.13 Decantação

Depois do caldo ter sido submetido ao tratamento desejado, deve-se permitir a separação do caldo clarificado dos flocos formados. Esta separação é efetuada através da operação de decantação.

Na decantação são utilizados equipamentos denominados “decantadores”, cuja finalidade é oferecer superfície para deposição e coleta dos flocos contidos no caldo, liberando o caldo limpo e livre de impurezas.

O tempo de decantação recomendado para este tratamento é da ordem de 2,5 h a 3,0 h;

Após o decantador são instaladas peneiras de caldo com abertura de até 200 mesh para separação do bagacilho fino arrastado;

A maioria das usinas enviam parte ou a totalidade do caldo filtrado para a destilaria, o qual retorna no tanque de caldo misto, geralmente na sucção da bomba do circuito da destilaria.

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DECANTAÇÃO

Consiste de um vaso cilíndrico vertical, ou horizontal, construído em aço carbono, que deve oferecer superfície suficiente para a completa liberação do vapor de flash e dos gases.É importante o correto dimensionamento da área de flash para liberação de ar e gases, e da área de chaminé para minimizar o arraste.

A decantação é um processo de separação de misturas heterogêneas, principalmente de misturas compostas por líquidos (imiscíveis ou não (que não se misturam)). O recipiente contendo as substâncias é inclinado, derramando a substância mais leve (que fica em cima), em outro recipiente.

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No entanto, observa-se que a qualidade do caldo clarificado com este tipo de tratamento não é satisfatório para uma boa performance da fermentação.O sucesso do trabalho dos decantadores, além daqueles relativos às operações de preparação do caldo, depende de uma série de fatores, da qual podemos destacar os seguintes :

• alimentação;• controle da floculação;• temperatura de alimentação;• pH do caldo de alimentação e queda de pH;• tempo de residência;• extração de gases;• vazão de retirada de caldo clarificado;• nível de lodo no decantador.

5.14 Alimentação

Para um bom desempenho dos decantadores a vazão de alimentação deve ser constante e uniforme, evitando-se as altas velocidades.

Alta velocidade = turbulência = decantação deficiente

Câmaras amortecedoras e distribuidores de caldo podem garantir a diminuição da velocidade de alimentação, caso o desnível entre o balão e os decantadores seja muito grande.

5.15 Controle da floculação

Na tubulação de alimentação, próximo ao costado de cada decantador deve ser instalada uma válvula para tomada de amostra do caldo a ser decantado. Através do uso de uma proveta pode-se observar o tamanho dos flocos, que devem ser grandes e bem formados, bem como sua velocidade de decantação, que deve ser alta.

A observação do comportamento dos flocos no teste acima indicado, permite a aferição da dosagem de polieletrólito praticada.

10Micrografia de Iodo (a)

Sem polieletrólito(b) com 5 ppm de polieletrólito

Controle da floculação

a b

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5.16 Temperatura de alimentação

No aquecimento final do caldo, sua temperatura foi elevada acima da temperatura de ebulição à pressão atmosférica para eliminação de gases dissolvidos e ar, inclusive ocluso nas partículas de bagacilho (105 ºC).

Após o flash, a temperatura do caldo deve estar ao redor de 98 ºC, que é uma temperatura boa para alimentação dos decantadores.

Temperaturas menores significarão uma decantação problemática, pela :

• floculação incompleta;• flóculos com menor velocidade de decantação;• bagacilho e flóculos saindo com o caldo clarificado.

A queda de temperatura nos decantadores deve ser da ordem de 3 graus Celsius.Ou seja, para o caldo entrando a 98 ºC, deveremos ter um caldo clarificado saindo a 95 ºC.

Caso esta queda seja muito acentuada verificar:

• o tempo de retenção do decantador que apresenta queda elevada de temperatura. Ele pode estar sendo subalimentado.

• se há muitos decantadores operando para uma determinada capacidade.• redução de moagem pode implicar na necessidade de retirada de decantadores

de operação.• isolamento insuficiente. Neste caso, além da queda de temperatura, aparecerão

no interior do decantador correntes de convecção que podem revolver o lodo emsedimentação, ou já sedimentado, sujando o caldo clarificado.

5.17 Extração de gases

Para bom funcionamento dos decantadores todos os seus compartimentos devem possuir saídas para o ar e gases que possam se acumular.

Dependendo do diâmetro do decantador, devem ser instalados dois ou quatro sistemas para retirada de gases.

O sistema de retirada de gases deve permitir sua limpeza com facilidade, devendo ser instalado externamente ao decantador para comprovação de seu funcionamento, mesmo em operação.

Vazão de retirada do caldo clarificado

A vazão de retirada de caldo clarificado deve ser ajustada de forma que, praticamente, quantidades iguais de caldo sejam retiradas de cada compartimento.

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Desta forma minimizamos o aparecimento de correntes preferenciais no interior do decantador.

O cuidado deve ser maior nos decantadores com saídas de caldo em lados opostos, para que a remoção de caldo num lado não seja maior que no outro.

5.18 Nível de lodo no decantador

O lodo ao decantar arrasta consigo uma grande carga bacteriana e é um meio perfeito para o desenvolvimento e a proliferação de microrganismos. Há bactérias termofílicas que suportam até 125 ºC.

Portanto, níveis elevados de lodo nos decantadores são prejudiciais pois, permitirão um desenvolvimento aumentado de microrganismos, que destruirão açúcares e gerarão gases que prejudicarão a decantação.

Os decantadores devem dispor de provas de lodo no compartimento do fundo, que devem ser inspecionadas frequentemente para regulagem da retirada de lodo.

Nível de lodo no decantador

A retirada de lodo deve ser contínua e uniforme, controlando-se via fluxo e concentração. Não se deve retirar lodo de maneira intermitente, que é duplamente prejudicial :

• mantendo o lodo no decantador o seu nível se eleva aumentando o volume disponível para o desenvolvimento de microrganismos;

• quando se retira o lodo se desenvolvem correntes de fluxo no decantador que quebram a estabilidade operacional, alterando velocidades e prejudicando a decantação.

5.19 Peneiras para caldo clarificado

Mesmo com todos os cuidados tomados no tratamento do caldo, ou no caso de falha destes, pode haver o escape de bagacilho pelo caldo clarificado.

Como proteção contra este escape e com a finalidade de garantir a remoção da maior parte dos insolúveis presentes no caldo, são instaladas peneiras para peneiramento do caldo clarificado. As peneiras mais utilizadas são as peneiras estáticas, inclinadas a 15º.

Para as peneiras estáticas são utilizadas telas de aço inoxidável ou nylon, com malha de 200 mesh.

5.20 Peneiras para caldo clarificado

Considerações práticas :

• a peneira é um equipamento auxiliar e não deve ser desculpa para descuidos nas operações de tratamento de caldo. O tratamento de caldo deve ser conduzido adequadamente sendo o responsável pela obtenção de um caldo clarificado livre de partículas;

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• as peneiras promoverão um certo resfriamento do caldo, portanto os cuidados com sua limpeza são importantes. O material retido precisa ser constantemente retirado. Seu acúmulo facilita o desenvolvimento de microrganismos;

• deve haver capacidade suficiente em peneiras para que se possa promover sua manutenção sem interrupção do peneiramento de caldo.

5.21 Filtragem do lodo

O processo de tratamento de caldo tem como produtos o caldo clarificado e o lodo.O caldo clarificado é enviado para a evaporação e o lodo para o sistema de filtração, para recuperação de parte de seu conteúdo de açúcar.

5.22 Filtro rotativo a vácuo.

O filtro mais utilizado nas usinas de açúcar é o de tambor rotativo a vácuo, do tipo Oliver.

Como o próprio nome indica, trata-se de um tambor rotativo, isto é, um cilindro que gira na horizontal, suportado por seu próprio eixo, dispondo de um meio filtrante (telas perfuradas) em sua superfície externa.Este tambor é montado sobre um tanque que contém o lodo a ser filtrado.O tambor é dividido em seções que se conectam por tubulações a um cabeçote que controlará a aplicação de vácuo durante sua rotação.

5.23 Filtragem do lodo

5.23.1 Formação da torta, “pega”

Nesta seção o vácuo aplicado é baixo, de 7 a 10 mmHg, para permitir uma boa formação da torta sem a passagem de grande quantidade de sólidos ao filtrado. De qualquer forma este caldo filtrado será bastante turvo, recebendo a denominação de filtrado escuro. É durante esta fase que o bagacilho auxiliará na formação de uma torta porosa e de boa filtrabilidade.

O controle do vácuo é importante para garantia de uma boa formação da torta.

5.23.2 Filtração e lavagem

Na sequência da rotação do tambor, a tubulação da seção que estava imersa atinge a região do cabeçote que permitirá um aumento do vácuo para 20 a 22 mmHg.

Começa então a lavagem da torta. A água é pulverizada sobre a torta, passando pelos poros e carregando parte do açúcar ainda restante.

O caldo filtrado agora obtido é chamado de filtrado claro.

5.23.3 Secagem e descarga da torta

A lavagem continuará até o tambor atingir o ponto superior, ou um pouco além, sendo que daí em diante cessa a aplicação de água, mas o vácuo será mantido para secagem da torta, até a linha central horizontal do lado de descarga.

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Ao ser ultrapassada esta linha o cabeçote cortará então o vácuo, liberando a torta para ser destacada pelos raspadores.

5.24 O controle da operação de filtração

O objetivo da filtração do lodo é processar todo o lodo, obtendo uma torta com Pol menor que 1,0 %. Este é o melhor parâmetro para avaliação do desempenho da estação de filtração.

Para se atingir este objetivo, além da disponibilidade de área de filtração em quantidade suficiente (da ordem de 0,6 m²/tc), alguns cuidados são necessários :

• a temperatura do lodo no filtro não deve ser menor que 80 ºC, que diminui a viscosidade e impede a solidificação de gomas e ceras;

• o pH do lodo deverá ser corrigido para valores entre 7,5 e 8,5, para facilitar a manutenção dos flocos e melhorar a filtrabilidade;

• adição de polieletrólito : 4 a 5 ppm em relação ao lodo (1 ppm em relação à cana).

Geralmente dispensável. Interessante em determinadas situações.

Polieletrólitos de baixo PM e elevado grau de hidrólise são os mais recomendados.

• água para lavagem da torta : deve ser filtrada, para evitar o entupimento dos bicos, e quente, com temperatura superior a 80 ºC. Geralmente se utiliza água na razão de 150 a 200% do peso de torta produzida, devendo esta quantidade ser suficiente para manter um leve excesso sobre a superfície da torta, sem escorrer.

• Bicos aspersores de cone cheio são ideais.

• acompanhamento das pressões de operação:- baixo vácuo : 7 a 10 mmHg;

• alto vácuo: 20 a 22 mmHg

Os vacuômetros instalados nos filtros devem realmente funcionar, sendo calibrados e aferidos, permitindo a verificação das pressões aplicadas;

• rotação do tambor : 10 a 15 rph. Velocidades mais baixas melhoram a eficiência de redução de pol da torta;

• espessura da torta : 7 a 10 mm permitem resultados favoráveis.

Está relacionada à velocidade de rotação do filtro.

• quantidade de bagacilho adicionada : 3,0 a 5,0 kg por tonelada de cana moída.

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 devido à maior quantidade de sólidos do lodo passando com o caldo.

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Dentre todos os parâmetros acima mencionados a Pol%Torta e a rotação do filtro no instante da coleta devem ser registrados no boletim de controle químico.

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 sobrecarregará a decantação.

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;

Os controles devem ser instalados no piso de operação da filtração para evitar que o operador precise de deslocar para chegar aos acionamentos para suprimento de bagacilho, velocidade do filtro e bombas de lodo, vácuo e caldo filtrado.

A instrumentação mínima consta de :

• vacuômetros : com exceção das linhas de vácuo;• nos cabeçotes dos filtros;• nos coletores de filtrado;• nas bombas de vácuo.• termômetros : - para a temperatura do lodo;• para a temperatura da água de lavagem da torta.• manômetro : com exceção da linha de água de lavagem de torta.

5.25 O circuito de lodo

Existem vários esquemas adotados para o circuito de lodo, em função de particularidades de cada usina. No entanto alguns cuidados são válidos de maneira geral, trazendo bons resultados quando aplicados.

Geralmente as instalações dispõe de :

• tanque de lodo;• misturador de bagacilho;• bombas de lodo.

5.25.1 O circuito de lodo

Misturador de bagacilho (quando não se usa o lodo para transporte do bagacilho).

Este equipamento permite a mistura do bagacilho ao lodo sob condições controladas e, uma vez garantido o suprimento adequado de bagacilho, deve operar com um mínimo de atenção.

Há misturadores projetados para alimentação de dois e três filtros, no máximo.

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Misturadores maiores significarão ineficiência na mistura lodo/bagacilho.

5.25.2 Bombas de lodo

A instalação ideal seria aquela que permitisse o envio do lodo por gravidade do decantador para o misturador de bagacilho e deste para o filtro, como medida para evitar a quebra de flocos. No entanto, a maioria das instalações requer, no mínimo, uma operação de bombeamento de lodo.

Para o bombeamento do lodo devem ser utilizadas apenas bombas de deslocamento positivo do tipo mono, que preservam o floco durante o transporte.

A capacidade dos filtros e a instalação de bombeamento (velocidade variável) devem permitir a operação com um mínimo de recirculação através de transbordamento pelo ladrão do tanque do filtro.

O bagacilho, utilizado como auxiliar na filtração do lodo, é separado do bagaço de cana através de dispositivos especiais. Podem ser utilizadas :

• peneiras vibratórias: equipamentos que apresentam partes móveis, sujeitos a manutenção, principalmente das telas.

• chapas perfuradas: instaladas nos transportadores de bagaço, permitem boa coleta de bagacilho já na moega de alimentação do ventilador de transporte,

situada sob a esteira;

• existem chapas de furos cônicos e de furos oblongos, estas últimas trabalhando muito bem.

Deve-se garantir um suprimento contínuo de bagacilho, mesmo durante paradas das moendas, portanto é interessante que as telas sejam instaladas no circuito de transporte de bagaço.

5.25.3 Transporte de bagacilho

Pneumático

O bagacilho é encaminhado das moegas de coleta aos misturadores via transporte pneumático, sendo separado da corrente de ar de transporte via ciclone.

Os sistemas disponíveis são :

• ventilador conectado diretamente na captação de bagacilho.Como o bagacilho passa através do ventilador (e areia também) há o desgaste acelerado de suas palhetas;

• ventilador insuflando ar em ejetor do tipo Venturi, que succiona o bagacilho.

Este sistema necessita de ventiladores de potência mais elevada devido à perda de carga no Venturi. Não há desgaste de palhetas.

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Rev: 08/2008

OPERAÇÕES DE FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL

TRATAMENTO DE CALDO

• válvula rotativa

O sistema é totalmente pressurizado e o bagacilho é adicionado à linha de transporte via válvula rotativa, que também deve garantir a selagem do sistema.

Não apresenta as desvantagens dos sistemas anteriores, mas tem custo inicial ligeiramente mais elevado.

Válvula rotativa requer manutenção sofisticada para garantir a selagem.

5.25.4 Via lodo

O bagacilho também pode ser transportado via lodo.

Poderá existir seu transporte pneumático até o tanque de mistura com lodo.

Este é um sistema utilizado em determinadas situações, mas que deve ser evitado, principalmente se o bombeamento de lodo mais bagacilho for efetuado através de bombas centrífugas, devido à destruição do floco.

A utilização de bombas mono minimizará a quebra de flocos numa instalação que precise adotar esta solução.

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Melaço diluído

1842 kg/hM % :

Clarificado 11667 Kg/h

M % : 33,82

Lodo 1175 Kg/h

M % : 41,54

Água150 Kg/h

M % : 41,54

Lodo 279 Kg/h

M % : 32,04

Clarificado 2279 Kg/h

M % : 19,56

Melaço714 Kg/h

M % : 68,17

Caldo clarificado821 Kg/h

M % : 12,87

Componentes removidos (%)

Elemento Lodo 1 Lodo 2

CaO 65,32 62,37MgO 11,05 7,29K2O 8,09 1,96P2O5 12,30 3,32SO4 38,34 30,57M. Orgânica 10,05 2,60Cinzas (grav.) 22,72 20,63

Decantador 1

Decantador 2

Rev: 08/2008

OPERAÇÕES DE FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL

TRATAMENTO DE CALDO

Balanço material da remoção de sais do melaço diluído com caldoclarificado e tratado com ácido sulfúrico. Testes em planta piloto.

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