TRATAMENTO DE CALDO E A SUA IMPORTÂNCIA

TRATAMENTO DE TRATAMENTO DE CALDOCALDO

E A SUA IMPORTÂNCIAE A SUA IMPORTÂNCIA

Carlos A. Tambellini

PRPRÉÉ TRATAMENTOTRATAMENTO DE DE CALDOCALDO

• Limpeza da Cana

• Peneiramento de Caldo Bruto

• Regeneração de Calor

TRATAMENTOTRATAMENTO DE DE CALDOCALDO

• Sulfitação

• Calagem / Dosagem por Sacarato

• Aquecimento de Caldo

• Decantação

• Filtração

LIMPEZA DA CANALIMPEZA DA CANA

• Limpeza a Seco

• Lavagem da Cana

OPOPÇÇÕES PARA LIMPEZA DE CANAÕES PARA LIMPEZA DE CANA

LIMPEZA DA CANALIMPEZA DA CANA

• Não há perda de sacarose

• Eliminação da palha e parte da areia

• Impacto ambiental reduzido

VANTAGENS DA LIMPEZA A SECOVANTAGENS DA LIMPEZA A SECO

PENEIRAMENTO DE CALDOPENEIRAMENTO DE CALDO

FINALIDADE DA PENEIRAFINALIDADE DA PENEIRA

Eliminar materiais grosseiros emsuspensão, tais como: areia,pedaços de cana e de bagaço(bagacilho).

PENEIRAMENTO DE CALDOPENEIRAMENTO DE CALDO

TIPOS DE PENEIRASTIPOS DE PENEIRAS

• Peneiras Fixas

Peneira Cush-Cush

• Peneiras Vibratórias

• Peneiras Rotatórias

PENEIRAMENTO DE CALDOPENEIRAMENTO DE CALDOPENEIRA ROTATIVA

TANQUEPULMÃO

PENEIRAROTATIVA

TANQUE PULMÃO DE CALDOTANQUE PULMÃO DE CALDO

TANQUEPULMÃO

CALDO

ZONA DE ATUAÇÃO

PARA ABRIR

ZONA DE ATUAÇÃO

PARA FECHAR

ZONA DE VARIAÇÃO

DE NÍVEL

CONTROLE DE NÍVEL DO TANQUE PULMÃO

REGENERAREGENERAÇÇÃO DE CALORÃO DE CALOR

Utilizar fluídos quentes do processo para trocar calor com o caldo até umatemperatura adequada para a sulfitação da ordem de 70ºC, proporcionando assim uma economiade vapor e, consequentemente, debagaço.

OBJETIVO DA REGENERAOBJETIVO DA REGENERAÇÇÃOÃO

REGENERAREGENERAÇÇÃO DE CALORÃO DE CALOR

• Caldo Misto x Caldo Clarificado Destilaria

• Caldo Misto x Vinhaça• Caldo Misto x Condensado de Vapor

Vegetal (90ºC)• Caldo Misto x Condensado de Vapor

Vegetal de 1º Efeito Pressurizado (112ºC)

OPOPÇÇÕES DE TROCA TÕES DE TROCA TÉÉRMICARMICA

REGENERAREGENERAÇÇÃO DE CALORÃO DE CALOR

• Regenerador Thermol

• Regenerador a Placas

TIPOS DE REGENERADORESTIPOS DE REGENERADORES

REGENERAREGENERAÇÇÃO DE CALORÃO DE CALORREGENERADOR THERMOL

REGENERAREGENERAÇÇÃO DE CALORÃO DE CALORREGENERADOR THERMOL

REGENERAREGENERAÇÇÃO DE CALORÃO DE CALOR

LINHA DE LIMPEZA QUÍMICA

REGENERADOR

CALDO

CONDENSADO

OU VINHAÇA

REGENERADOR A PLACAS COM LIMPEZA QUÍMICA

REGENERAREGENERAÇÇÃO DE CALORÃO DE CALOR

• Química (CIP)

• Mecânica

SISTEMAS DE LIMPEZASISTEMAS DE LIMPEZA

• Descorante• Anti-séptico• Precipita colóides orgânicos• Reduz viscosidade• Atenua a reação de Maillard• Evita ação do “Leuconostoc”

AAÇÇÃO DO ENXOFRE NO CALDOÃO DO ENXOFRE NO CALDO

SULFITASULFITAÇÇÃOÃO

• Pureza : > 99,5%

• Umidade: < 3%

• Cinzas : < 0,07%

• Betume : < 0,3%

• Arsênio : Isento

• Acidez (como H2SO4): < 0,07

• Forma : Peletizado

• Embalagem : Saco/bag

• Consumo : 80 a 200 g/s de açúcar

QUALIDADE DO ENXOFRE

SULFITASULFITAÇÇÃOÃO

• S + O2 → SO2 + calor

• Liquefação : 120°C

• Combustão : 250°C

• Ebulição : 450°C

COMBUSTÃO DO ENXOFRECOMBUSTÃO DO ENXOFRE

SULFITASULFITAÇÇÃOÃO

•• ReaReaçções Importantesões Importantes::

S + O2 → SO2 + calorSO2 + H2O (caldo) → H2SO3 (anidrido de ácido sulfuroso)H2SO3 + Ca (OH)2 → CaSO3 + 2H2O (precipitado)

REAREAÇÇÕES QUÕES QUÍÍMICASMICAS

SULFITASULFITAÇÇÃOÃO

•• ReaReaççõesões IndesejIndesejááveisveis::Formação de H2SO4 elevada corrosão nas partes emcontado.

2SO2 + O2 → 2SO3SO3 + H2O (caldo) → H2SO4 (ácido sulfúrico)H2SO4 + Ca (OH)2 → CaSO4 + 2H2O

O sulfato é parcialmente solúvel e incrustante.

REAREAÇÇÕES QUÕES QUÍÍMICASMICAS

SULFITASULFITAÇÇÃOÃO

10 12 14 16 18 20 220,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Curvas teórica e experimental de equilíbrio termodinâmico entre SO2 e SO3 nos gases de combustão de enxofre

%

em

vol

ume

de S

O3

% em volume de SO2

Experimental Teórico

SULFITASULFITAÇÇÃOÃO

• Material de construção do forno : ferro fundido ou aço carbono

• Área de combustão : 0,02 m²/TCH

• Fornos compridos são mais eficientes(comprimento = 3 diâmetros).

• Rotação 0,3 a 3 rpm com inversor de frequência.

FORNOS DE ENXOFREFORNOS DE ENXOFRE

SULFITASULFITAÇÇÃOÃO

• Teor de SO2 nos gases : 10 a 14% SO2

• Combustor de alvenaria com estrutura metálica.Tamanho/volume : ~0,08 m³/TCH.

• Os gases devem sofrer rápido resfriamento entre o sublimador e a coluna através de camisa de água fria na tubulação de gases.

FORNOS DE ENXOFREFORNOS DE ENXOFRE

SULFITASULFITAÇÇÃOÃO

• Multijato

• Coluna com Bandejas

• Coluna com Bicos Aspersores

• Sistema Misto com ou semRecirculação de Caldo

TIPOS DE SULFITADORTIPOS DE SULFITADOR

SULFITASULFITAÇÇÃOÃO

• Ejetor a Vapor

• Ejetor com Ar (Ventoinha)

• Exaustor

• Multijato

TIPOS DE EXTRATIPOS DE EXTRAÇÇÃO DE GASESÃO DE GASES

SULFITASULFITAÇÇÃOÃO

SULFITASULFITAÇÇÃOÃOINSTALAÇÃO DE SULFITAÇÃO

CALDO

COLUNA DESULFITAÇÃO

COLUNA DERESFRIAMENTO

DE GASES

FORNOCÂMARA DESUBLIMAÇÃO

SULFITASULFITAÇÇÃOÃOCOLUNA DE SULFITAÇÃO

• É fabricado com caldo sulfitado.

• A cor é importante.

• Consegue-se fabricar açúcar cristal direto com

cor de 80-200 UI.

• O nível de enxofre no açúcar é desprezível.

• Vinhos recebem SO2 depois de prontos para

ajustes de cor e como anti-séptico.

AAÇÚÇÚCAR CRISTAL BRANCOCAR CRISTAL BRANCO

SULFITASULFITAÇÇÃOÃO

• Não são sulfitados

• A cor não é limitante

AAÇÚÇÚCAR DEMERARA OU V.H.P.CAR DEMERARA OU V.H.P.

SULFITASULFITAÇÇÃOÃO

CALAGEMCALAGEM

AAÇÇÃO DA CALAGEM NO CALDOÃO DA CALAGEM NO CALDO

Purificação física através da

formação e precipitação de

substâncias insolúveis.

• Natureza: Rocha CaCO3

• CaCO3 + Calor → CaO + CO2

• CaO + H2O → Ca (OH)2

• Consumo:

- Açúcar Demerara ou VHP = 200 g/Sc açúcar

- Açúcar Cristal = 200 a 500 g/Sc aç.

CALCAL

CALAGEMCALAGEM

““VIRGEMVIRGEM””• Teor de CaO = 85 a 90%

• Pedras brancas de

tamanho homogêneo.

• Embalagem bag/granel.

• Armazenamento em silo

ou depósito.

““HIDRATADAHIDRATADA””• Teor de Ca (OH)2 > 90%

• Umidade < 2%

• Embalagem bag

• Armazenamento em silo

ou depósito.

QUALIDADE DA CALQUALIDADE DA CAL

CALAGEMCALAGEM

CALAGEMCALAGEM

REAREAÇÇÃO QUÃO QUÍÍMICAMICA

Os fosfatos orgânicos e inorgânicos reagem com ocálcio (Cal) e formam compostos do tipo fosfato ácido de cálcio (CaHPO4) que são precipitáveis e que em presença de polímeros incorporamimpurezas tipo colóides em suspensão no caldo eas transformam em lodo.

Ca2+ + HPO42- → CaHPO4

CALAGEMCALAGEM

REAREAÇÇÃO QUÃO QUÍÍMICAMICA• A somatória entre o teor de P2O5 orgânico (cana)

com o P2O5 inorgânico (adicionado) deverá ser da ordem de 300 ppm para se obter uma boa clarificação;

• De modo geral é necessário complementar fósforo (P2O5) no caldo para melhorar as condições do tratamento até cerca de 300 ppm de P2O5.

• Manual em tanques de alvenaria.• Contínuo em tambores rotativos.• Maturação do leite de cal por cerca de 24 h

em solução com ~15° Bé ou seja 200 g/l de Ca (OH)2 à 20°C.

• Controle de pH no caldo:- Açúcar branco - 6,8 / 7,0- Açúcar V.H.P./Demerara - 7,0 / 7,2

SISTEMA DE HIDRATASISTEMA DE HIDRATAÇÇÃOÃO

CALAGEMCALAGEM

CALAGEMCALAGEM

SILO

TANQUES DE

LEITE DE CAL

HIDRATADOR

PREPARO DE LEITE DE CAL

DOSAGEM POR SACARATO DE CDOSAGEM POR SACARATO DE CÁÁLCIOLCIO

AAÇÇÃO DA CALAGEM POR SACARATOÃO DA CALAGEM POR SACARATO

As reações e o efeito da dosagem apartir do sacarato de cálcio são osmesmos que ocorrem na calagemcom o leite de cal.

DOSAGEM POR SACARATO DE CDOSAGEM POR SACARATO DE CÁÁLCIOLCIO

VANTAGENSVANTAGENS

• O hidróxido de cálcio dissolve mais facilmente em soluções de açúcar, formando sacaratos, que em soluções aquosas

• As reações ocorrem mais rapidamente entre o fosfato presente no caldo e o cálcio

DOSAGEM POR SACARATO DE CDOSAGEM POR SACARATO DE CÁÁLCIOLCIO

PREPARO DO SACARATOPREPARO DO SACARATO

O sacarato de cálcio é preparado apartir de 1 parte de leite de cal 15ºBécom 10 partes de caldo clarificado ou2,5 partes de xarope.

DOSAGEM POR SACARATO DE CDOSAGEM POR SACARATO DE CÁÁLCIOLCIOSISTEMA CONTÍNUO DE DOSAGEM

TANQUELEITE CAL 15ºBé

CALDO OUXAROPE

CALDOSULFITADO

PARA AQUECEDORES

PREPARO DESACARATO

TANQUE PULMÃODE SACARATO

OBJETIVO DO AQUECIMENTOOBJETIVO DO AQUECIMENTO

AQUECIMENTO DE CALDOAQUECIMENTO DE CALDO

Elevar a temperatura do caldo até105ºC visando remover albuminas,impurezas coloidais e desaeraras impurezas fibrosas por flashing.

OPOPÇÇÕES DE SANGRIAÕES DE SANGRIA

AQUECIMENTO DE CALDOAQUECIMENTO DE CALDO

Sangria de 1º Efeito (VV1)

Sangria de 2º Efeito (VV2)

Sangria de 3º Efeito (VV3)

Sangria de 4º Efeito (VV4)

117

107

95

85

TVAPOR (ºC)105

95

75

65

TCALDO (ºC)

TIPOS DE AQUECEDORESTIPOS DE AQUECEDORES

AQUECIMENTO DE CALDOAQUECIMENTO DE CALDO

• Horizontal

• Vertical

• Aquecedor Casco e Tubos

• Aquecedor a Placas

AQUECIMENTO DE CALDOAQUECIMENTO DE CALDOAQUECEDORES HORIZONTAIS

AQUECIMENTO DE CALDOAQUECIMENTO DE CALDOAQUECEDOR HORIZONTAL

AQUECIMENTO DE CALDOAQUECIMENTO DE CALDOAQUECEDOR VERTICAL

CALDO

VAPOR DEGASAGEM

TQ CONDENSADO

AQ

UEC

EDO

R

AQ

UEC

EDO

R

AQ

UEC

EDO

R

AQ

UEC

EDO

R

AQUECIMENTO DE CALDOAQUECIMENTO DE CALDOAQUECEDOR VERTICAL

SISTEMAS DE LIMPEZASISTEMAS DE LIMPEZA

AQUECIMENTO DE CALDOAQUECIMENTO DE CALDO

• Mecânica

• Hidrojateamento

• Química

DECANTADECANTAÇÇÃOÃO

• Decantador Rápido

• Decantador Multi-Feed

TIPOS DE DECANTADORESTIPOS DE DECANTADORES

DECANTADECANTAÇÇÃOÃO

FLASH

TQPOL.

TANQUEPULMÃO

DECANTADOR

CALDO DOSADO

LODO

CALDO CLARIFICADO

AQUECEDORES DE CALDO

SISTEMA DE DECANTAÇÃO

DECANTADECANTAÇÇÃOÃODECANTADOR RÁPIDO

DECANTADECANTAÇÇÃOÃODECANTADOR MULTI - FEED

VANTAGENS DESVANTAGENS

- Menor exigência de controle- Menor consumo de polímero.- Maior retirada de bagacilho.

- Menor tempo de residência. (menor degradação e infecção)

- Menor custo de implantação e manutenção.

- Maior custo de implantação.- Maior degradação e infecção(maior tempo de residência).

- Maior consumo de polímero.- Maior exigência de controle. - Menor retirada de bagacilho.

MU

LTI-F

EED

RÁ

PID

ODECANTADOR MULTIDECANTADOR MULTI--FEED X DECANTADOR RFEED X DECANTADOR RÁÁPIDOPIDO

DECANTADECANTAÇÇÃOÃO

FILTRAFILTRAÇÇÃO DE LODOÃO DE LODO

• Prensa Desaguadora

• Filtro Rotativo

TIPOS DE FILTROSTIPOS DE FILTROS

FILTRAFILTRAÇÇÃO DE LODOÃO DE LODO

TQ ÁGUACONDENSADA

TQ CALTQ POLÍMERO

MOEGA

FILTROBALÃOCALDO

CAIXA CALDOFILTRADO

LODO

INSTALAÇÃO DE FILTRO PRENSA

FILTRAFILTRAÇÇÃO DE LODOÃO DE LODOINSTALAÇÃO DE FILTRO PRENSA

FILTRAFILTRAÇÇÃO DE LODOÃO DE LODO

CAIXA ÁGUAMULTIJATOS

CAIXA CALDO FILTRADOCAIXA LODO

MULTIJATOS

FILTRO

INSTALAÇÃO DE FILTRO ROTATIVO

VANTAGENS DESVANTAGENS

- Menor consumo de polímero.- Maior área ocupada.- Maior custo de manutenção.- Maior quantidade de torta.

- Melhor qualidade do caldo

filtrado.

- Facilidade operacional.

- Pode operar sem bagacilho.

- Maior capacidade unitária.

- Maior consumo de polímero.- Gera água de lavagem de tela com açúcar (~0,5°B).(usar na embebição)

- Caldo filtrado mais diluído (∆ ~ 2°B)

RO

TATI

VOPR

ENSA

FILTRAFILTRAÇÇÃO DE LODOÃO DE LODO

Filtro Prensa x Filtro RotativoFiltro Prensa x Filtro Rotativo