Capitulo06

LABORATRIO DE ANLISES

MANUAL CONTROLE QUMICO DA FABRICAO DE ACAR

Centro de Tecnologia Canavieira Fazenda Santo Antonio s/n - Bairro Santo Antonio Caixa Postal 162 - 13400-970 Piracicaba SP Fone ++ 19 3429-8164 e Fax ++ 19 3429-8100

Manual 2005 (01) Captilo 6

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Captulo 6

Controle da Moagem

A moagem da cana uma operao contnua que se inicia nas mesas alimentadoras terminando com o bagao saindo do ltimo terno e o caldo misto sendo enviado para fabricao. Estes so os dois fluxos de sada do sistema, ocorrendo no primeiro a principal perda de acar do processo de moagem. Ainda neste setor podem ocorrer perdas substnciais de acar na lavagem da cana, porm, o controle aqui descrito se iniciar a partir do preparo da cana para moagem.

Como o bagao final o fluxo principal de perdas, o teor de acar que ele contm deve ser minimizado. Outro fator de grande importncia a ser controlado e mantido em nveis satisfatrios a umidade do bagao que deve estar em condies para uma rpida queima nas caldeiras.

Portanto, sob o ponto de vista de controle qumico estas so as duas preocupaes fundamentais. Entretanto elas so consequncias de diversos fatores que na realidade iro definir o desempenho do sistema de moagem como o preparo da cana, a alimentao uniforme das moendas, a taxa de embebio, a carga hidrulica, as condies superficiais das camisas, rotao e regulagem de cada terno, etc. Portanto, em funo da instalao existente e da qualidade da matria-prima que se est processando, a manuteno destes dois parmetros em nveis adequados resultado do controle que se exerce sobre os fatores citados.

A eficcia do controle aplicado, evitando perdas extraordinrias, depender da preciso dos nmeros levantados (funo de amostragem e tcnica analtica criteriosa) da quantidade/qualidade das informaes relativas s condies operacionais e da experincia do pessoal envolvido na avaliao dos nmeros.

Alguns procedimentos foram desenvolvidos para auxiliar o controle da operao das moendas, entre os quais alguns so apresentados a seguir.

1 Pol em clulas Abertas na Cana Preparada e no Bagao.

A porcentagem de pol em clulas abertas na cana preparada (PCA), tambm chamada de ndice de preparo, tem uma grande influncia na extrao de sacarose e na capacidade de moagem.

O preparo da cana com desfibrador provoca o rompimento de grande parte das clulas da cana liberando uma quantidade de caldo que ser mais facilmente extrado no 1 terno, alm de, posteriormente, permitir uma melhor eficincia do sistema de embebio. Proporciona ainda um material mais homogneo que favorece sensivelmente uma alimentao contnua e uniforme das moendas.

A PCA da cana deve variar em funo do desfibrador instalado. Quanto sua velocidade perifrica os desfibradores podem ser classificados em duas classes: os de 60 m/s e 90 m/s, sendo que para o primeiro a PCA deve ficar entre 80 a 85% e para o segundo entre 90 a 93%.

A porcentagem de pol em clulas abertas acumulada (PCAA) de cada bagao deve ser crescente e, em uma boa instalao, ser superior a 90%, chegando a valores em torno de 99% no ltimo terno. A PCAA traduz em nmeros o rompimento de clulas que ocorre em cada terno, sendo que quanto maior, maior quantidade de caldo estar livre para embebio e para a extrao.





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O mtodo analtico apresentado para determinao da PCA da cana preparada sofreu alteraes no que se refere ao clculo, j na edio anterior deste manual, visando obter nmeros mais precisos e compatveis com a metodologia para determinao da PCAA dos bagaos. Portanto, qualquer comparao histrica deve levar em considerao este fator, corrigindo-se os valores obtidos em anos anteriores quela poca.

O mtodo analtico apresentando para bagaos, na realidade determina a porcentagem de pol em clulas abertas (PCA) de cada bagao, tornando-se necessrio saber a extrao acumulada de pol (E) at o terno correspondente, calculando-se ento a PCAA atravs da expresso:

(100 - En) x (100 - PCAn) PCAAn = 100 - ---------------------------------- 100

Onde:

PCAAn (%) = porcentagem de pol em clulas abertas acumulada at o terno n

En (%) = extrao acumulada de pol at o terno n

PCAn (%) = porcentagem de pol em clulas abertas no bagao do terno n

Por exemplo, se tivermos para o 4 terno:

E4 (%) = 90,4

PCA4 = 76,9 (conforme obtido no exemplo do item 1.3 Captulo 4)

(10 - 90,4) x (100 - 76,9) PCAA4 = 100 - -------------------------------- 100

PCAA4 (%) = 97,8

Ou seja, at o 4 terno foram liberados das clulas 97,8% do total de pol existente na cana.

2 Curva de Brix

No processo de extrao de caldo por moagem, parte deste pode ficar retido por capilaridade nas clulas ou no interior daquelas que no se romperam aps o esmagamento. Numa moagem seca (isenta de embebio), o aumento da extrao no aprecivel medida que se avana no conjunto, atingindo-se rapidamente um limite mximo, estabelecido principalmente pelas condies mecnicas das moendas. Isto , uma certa quantidade de caldo residual, de concentrao prxima concentrao do caldo absoluto de cana, ficaria retido no bagao final. O artifcio utilizado para se conseguir extrair a maior parte deste caldo procedendo-se a sua diluio em vrios estgios de embebio. Com isto, consegue-se um aumento considervel da extrao da sacarose, em torno de 10 pontos porcentuais, dependendo da taxa e sistema utilizado.

A determinao da curva de Brix dos caldos extrados um mtodo simples e rpido, porm permite apenas uma avaliao superficial do desempenho do sistema de moagem. Ela reflete a quantidade de embebio, sua eficincia e o trabalho de cada terno.





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Entretanto, preciso lembrar que no processo de moagem, quando o sistema utilizado o de embebio composta, existem dois fluxos principais: o fluxo da cana e o fluxo dos caldos em contracorrente. Por este motivo, a identificao de um problema em um determinado terno a partir da curva de Brix relativamente difcil, pois as causas de uma distoro detectada em um ponto, podem ser oriundas tanto dos ternos anteriores como dos posteriores, devido aos dois fluxos principais.

O mtodo se baseia no traado de um grfico, sendo nas ordenadas os valores da relao (r) do Brix do caldo do rolo de sada de cada terno, e o Brix do caldo do rolo de sada do 1 terno, e nas abcissas os ternos correspondentes.

Uma curva ideal deve ter a forma da apresentada na Figura 1, com decrscimos gradativos da relao de Brix em funo da taxa de embebio, n de ternos, etc..; portanto deve ser estabelecida para Usina, atendendo assim suas prprias condies de moagem. A curva ideal pode ser determinada a partir da mdia observada durante um perodo de bom desempenho, desde que tenha o formato mencionado. A curva pode apresentar uma inflexo no 2 terno caso o retorno de bagacilho esteja entre o 1 e o 2 termos e, neste caso, normalmente no caracteriza um problema operacional mas de instalao.

Algum desvio que a curva traada apresentar em relao determinada como ideal, indicar algum problema de operao. Entretanto uma distoro isolada pode ser funo de um problema de amostragem ou mesmo de anlise e providncias devem ser tomadas apenas se o desvio observado persistir por vrios testes. A interpretao e identificao de um problema a partir da curva de Brix difcil e sua utilizao deve se restringir a um sinal de alerta, partindo-se ento para mtodos de avaliao mais eficazes.

Tomemos, por exemplo, uma moenda de 5 ternos para a qual foi determinada uma relao ideal entre o Brix dos caldos dos rolos de sada e o Brix do caldo do rolo de sada do 1 terno como sendo:

1 Terno ........................................................................................................... 1,00 2 Terno ............................................................................................................ 0,60 3 Terno ............................................................................................................ 0,40 4 Terno ............................................................................................................ 0,25 5 Terno ............................................................................................................ 0,15

Supondo que numa srie de ensaios realizados obteve-se para cada terno os seguintes valores mdios:

r1..................................................................................................................... 1,0 r2............................................................................................................................................. 0,53 r3............................................................................................................................................. 0,43 r4.............................................................................................................................................. 0,30 r5 ............................................................................................................................................. 0,22





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Figura 1: Curva de brix

A Figura 1 mostra uma anomalia na regio do 2 e do 3 terno quando comparada curva ideal. Para de tirar uma concluso mais precisa sobre a exata localizao do problema aconselhvel a conduo de testes para a determinao da composio do bagao terno a terno. A composio de bagao aliada s informaes relativas operao (oscilao, rotao, presso hidrulica, etc ) permite identificar problemas em alguns ternos no detectados pela curva de Brix.

Dissemos que a posio da curva de Brix depende da taxa de embebio. De fato, se a taxa de embebio, por exemplo diminuir, a concentrao relativa dos caldos em cada terno deve aumentar, deslocando a curva para cima. Se as demais condies permanecerem ideais, a curva deve se deslocar mantendo sua forma ideal, isto , com decrscimos gradativos das relaes de Brix. A Figura 2 mostra esquematicamente o comportamento da curva em relao taxa de embebio (te).

A medio do Brix do caldo do rolo de entrada de cada terno uma prtica adotada por algumas Usinas, porm este procedimento de pouca utilidade principalmente porque no se conhece, e extremamente difcil de ser determinada a proporo do caldo extrado na entrada e na sada de um mesmo terno. Por outro lado, a coleta do caldo do rolo de sada uma operao difcil, induzindo a significativos erros de amostragem. Para evitar este erro e tambm por ser mais representativo do que se deseja medir, recomenda-se que a curva de brix seja obtida a partir do caldo do bagao de cada terno, extraindo-o atravs de uma prensa hidrulica.

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1 Terno 2 Terno 3 Terno 4 Terno 5 Terno

Curva Ideal Curva real





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Figura 2: Variaes na curva de brix em funo da taxa de embebio

3 Composio do Bagao em Cada Terno

Uma forma mais eficaz e que permite detectar os ternos que operam de maneira deficiente, consiste na determinao da composio do bagao aps cada terno.

O bagao composto essencialmente de fibra e caldo, sendo que este ltimo formado por gua e slidos dissolvidos (Brix). Um conjunto de moagem com boa performance deve apresentar, do primeiro ao ltimo terno, valores decrescentes para o teor de umidade, Brix e, consequentemente de caldo, enquanto que o teor de fibra deve ser crescente. O uso isolado da curva de umidade para efeito de controle pode levar a interpretaes errneas.

Como a umidade parcela do caldo, ela pode sofrer variaes devido a simples alterao da concentrao do caldo residual, sendo portanto fortemente dependente da taxa de embebio. A curva do teor de fibra em cada bagao exprime basicamente a extrao do caldo em cada terno, sendo menos depende da embebio e mais da regulagem, alimentao e condies de operao de cada terno. Portanto, a anlise da composio do bagao aps cada terno permite avaliar o desempenho:

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0


Taxa de embebio baixa Taxa de embebio mdia Taxa de embebio alta





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Da embebio, pelos teores de Brix e umidade de cada bagao; De cada terno, em termos de regulagem e operao, pelo teor de fibra do seu respectivo bagao.

A umidade do bagao do ltimo terno, em funo de sua utilizao nas caldeiras, deve ser mantida em valores que no prejudiquem a combusto.

Para facilitar a visualizao recomenda-se que os valores obtidos sejam colocados em grficos, conforme exemplo mostrado na Figura 3. Como no caso da curva de Brix, a variao ideal da composio do bagao terno a terno deve ser estabelecida pela Usina, em funo do potencial de seus equipamentos e dos sistemas utilizados. A comparao dos valores ideais com os medidos deve ser feita com base na mdia de 3 ou 4 testes consecutivos, procurando assim reduo as variaes normais, funo da amostragem, anlises , condies de operao, qualidade da matria-prima, etc.

Tomemos para exemplo e construo da Figura 3, uma moenda de 5 ternos, cujos bagaos foram analisados e mostraram a seguinte composio.

Terno 1 2 3 4 5 Umidade 57,5 55,0 53,0 51,0 49,5 Fibra 31,5 36,5 41,0 44,5 47,0 Brix 11,0 8,5 6,0 4,5 3,5

Figura 3: Composio do bagao em cada terno

31,536,5

41 44,547

118,5

64,5 3,5

57,5 5553 51 49,5

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%


Fibra Brix Umidade





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4 Moagem Horria

Tambm para efeito de controle indispensvel saber a moagem horria de um determinado conjunto, principalmente quando se deseja mant-lo operando na capacidade mxima. Nas Usinas em que existe apenas um conjunto de moagem, a capacidade facilmente obtida a partir da pesagem das cargas na balana e das horas efetivas de moagem. Dependendo da capacidade de estocagem e da preciso na avaliao das cargas estocadas no final do dia, a estimativa da moagem horria pode ser bem representativa e prxima da verdadeira.

Entretanto, quando a Usina dispe de mais de um conjunto de moagem, um esquema de controle de fluxos das cargas durante 24 horas deve ser montado, permitindo uma avaliao da moagem de cada conjunto como no esquema anterior. Algumas vezes o controle de fluxo de cargas difcil e, nestes casos recomenda-se adotar outros critrios de medio.

Um deles seria o controle de fluxo de cargas para um determinado conjunto por um perodo relativamente curto de tempo, por exemplo 2 horas; o outro seria a moagem de determinado conjunto de cargas, previamente separadas, cujo tempo de moagem seria cronometrado, sendo o incio e o fim da cronometragem orientados por duas interrupes na alimentao, antes e depois destas cargas. O inconveniente destes dois critrios que durante a medio os operadores prestam maior ateno ao processo e o valor medido normalmente maior que o efetivo nas 24 horas. A pesagem da cana preparada na esteira da borracha antes do 1 terno poder ser a soluo (veja item 7.1).

5 Retorno de Cush-cush

Apesar de depender de diversos fatores como a qualidade da cana, seu nvel de preparo, e das condies superficiais das camisas (solda, friso, chevrons, etc.), a determinao da quantidade de cush-cush que retorna ao processo importante e pode dar uma boa idia das condies de ajuste das moendas. Em boas condies este retorno deve ficar em torno de 10% da moagem, nunca excedendo os 15%.

A composio do cush-cush, principalmente em termos de fibra e umidade importante no sentido de se verificar se as peneiras esto bem dimensionadas. Uma instalao subdimensionada resulta em um material com baixssimo teor de fibra e elevada umidade. Em boas condies o teor de fibra deve ser superior a 8%.

5.1 Procedimento de medio

Deve-se desviar todo o fluxo de cush-cush do ponto onde inicia seu retorno s moendas para um recipiente (carreta de trator ou similar) com dimenses que permitam o recolhimento durante um tempo mnimo em torno de 3 minutos. O tempo desde o incio ao fim da operao de desvio deve ser cronometrado, permitindo juntamente com o peso do material desviado, calcular o retorno em base horria.

6 Controles Auxiliares

A carga hidrulica aplicada, a oscilao e a rotao das moendas normalmente deixam de ser registradas por serem variveis cujo valor lido diretamente. O registro destas informaes, obtidas em intervalos regulares de tempo, seriam de grande utilidade para a avaliao do processo e tambm para manter em condies adequadas de trabalho os elementos mecnicos das moendas.





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Para uma determinada rotao e carga hidrulica, a oscilao deve permanecer em um nvel aceitvel e adequado ao desnivelamento existente entre o eixo da volandeira e o eixo superior em repouso. Deve-se registrar as oscilaes de cada lado de um mesmo terno e observar que a diferena entre elas no seja significativa.

Tanto a oscilao como a carga hidrulica no devem sofrer grandes variaes durante a operao. A variao excessiva da carga hidrulica deve ser evitada, e normalmente acontece devido utilizao de presso incorreta no balo de nitrognio ou acumulador hidrulico subdimensionado. Outras informaes tambm podem ser registradas visando auxiliar na avaliao e identificao de possveis causas de distoro no processo, tais como: condies termodinmicas do vapor direto, aplicao de solda nas camisas, etc.

7 Extrao

A extrao o resultado final mais importante do desempenho do conjunto de moagem. Nomalmente expresso em porcentagem de pol removida pelo processo em relao ao total de pol contida na cana. Poderia tambm ser expressa em termos de Brix ou de caldo, porm como a pol representa a sacarose que o produto mais importante e que se deseja extrair ao mximo, genericamente, extrao significa extrao de pol.

Do ponto de vista mecnico a extrao de caldo mais importante, uma vez que ela quantifica o trabalho principal da moenda que consiste em deslocar o caldo separando-o da fibra, independente de sua concentrao. Considerando este aspecto, a extrao de caldo significativa para efeito de controle aquela que expressa a porcentagem de caldo removido em um determinado terno em relao ao total de caldo que entrou neste mesmo terno. Portanto, para o seu clculo, necessrio considerar o circuito do sistema de embebio, e sua preciso depende da correta determinao da taxa de embebio.

Aps verificar a preciso dos dados utilizados no clculo da extrao (tentando assim minimizar erros analticos ou mesmo de amostragem), a explicao para uma queda inaceitvel do seu valor deve ser procurada nas condies de operao e no comportamento das variveis mais importantes, tentando detectar possveis falhas, permitindo sua rpida correo.

Para comparao, a nvel de extrao, do desempenho de 2 conjuntos de moagem distintos, recomenda-se a utilizao do conceito da extrao reduzida que "reduz" a extrao para uma base comum de 12,5% de fibra na cana. A ISSCT reconhece 3 conceitos de extrao reduzida que devem ser devidamente identificados quando da apresentao do resultado: extrao reduzida Noel Deerr, Mittal ou Total. bom salientar que para efeito de controle e balano de pol deve-se sempre considerar a extrao industrial utilizando-se a extrao reduzida, apenas com o objetivo j citado ou mesmo para comparao do desempenho do mesmo conjunto de moagem em perodos diferentes, quando ocorrer uma variao significativa do teor de fibra na cana.

Na maioria dos mtodos de clculo da extrao, direta ou indiretamente, leva-se em considerao a equao bsica do processo de moagem, que expressa na unidade de tempo o balano de material:

Qc + Qa = Qcm + Qb

Onde:

Qc = peso da cana; Qa = peso de gua de embebio; Qcm = peso de caldo misto;





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Qb = peso de bagao.

A mesma equao pode ser escrita em termos de porcentagem da cana moda, ou seja:

100 + Qa = Qcm + Qb

Onde:

Qa = embebio % cana Qcm = caldo misto % cana Qb = bagao % cana

Nota: Em caso de separao dos caldos do 1 e 2 ternos no temos o peso de caldo misto e sim os pesos dos caldos do 1 e 2 ternos(Qc1t e Qc2t):

100 + Qa = Qc1t +Qc2t + Qb

Onde:

Qa = embebio % cana Qc1t = caldo do 1 terno % cana Qc2t = caldo do 2 terno % cana Qb = bagao % cana

As equaes representam simplesmente os balanos de massa no processo e a multiplicao de cada componente pelo seu teor de pol ou Brix transforma a equao em um balano de pol ou Brix.

O mtodo utilizado para o clculo da extrao pode variar em funo da quantidade de componentes da equao bsica que tem seus pesos conhecidos. Mesmo no conhecendo o peso de nenhum deles pode-se calcular a extrao utilizando-se o mtodo inferencial ou mtodo da relao pol/fibra. Efetuando-se os clculos a partir dos pesos conhecidos, o resultado seria mais preciso, porm na prtica existem certos dificuldades que interferem na preciso das determinaes.

7.1 Pesagem da cana

A determinao do peso da cana nas usinas obrigatria e normalmente realizada atravs de balana tipo plataforma (rodoviria).

Um elevado teor de matria estranha na cana poder afetar os resultados, uma vez que, boa parte dessas impurezas so eliminadas na lavagem da cana e a estimativa do peso de bagao, feita em funo do peso de cana fica sujeita a erros. Desta forma, a quantidade de matria estranha removida, bem como a quantidade de gua de lavagem arrastada com a cana deveria ser estimada, e um fator de correo da pesagem bruta ser aplicado.

A pesagem de cana (preparada) em esteira de borracha antes do 1 terno hoje tecnicamente vivel e poder eliminar estes inconvenientes.

Para que se tenha boa preciso neste tipo de medio alguns cuidados devem ser tomados tanto no projeto quanto na instalao/manuteno, podendo-se mencionar: a necessidade de esticador gravimtrico, o perfeito alinhamento dos roletes da balana com os roletes de esteira, etc. Alm disso deve ser escolhido um fornecedor de balanas que tenha incorporado em seu sistema os ltimos avanos de tecnologia eletrnica com funcionamento comprovado.





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A medio de peso da cana preparada na esteira de borracha est sendo implantada em algumas usinas e sua disseminao permitir conhecermos as taxas de moagem em menores perodos de tempo, minimizando os erros devidos a matria estranha retirada pela lavagem e permitindo at mesmo uma melhor avaliao da quantidade de cana no ptio num determinado momento pois, ela ser a diferena entre o total de cana que passou pela balana de caminhes e o total de cana preparada que passou pela esteira de borracha com um erro devido no contabilizao da matria estranha perdida na lavagem, o que no significativo neste caso.

7.2 Pesagem ou medio do caldo misto

O caldo misto pode ser pesado em balanas descontnuas volumtricas. Estas balanas so do tipo gravimtrico, com um tanque de pesagem, onde o nmero de bateladas de caldo descarregadas registrado. A tara da balana deve ser determinada pelo menos uma vez por turno, pois o acmulo de material aderente ao fundo pode provocar erros de medio. Esta compensao embora possvel pouco prtica.

Servo-balanas operam de maneira diferente das balanas volumtricas: durante cada ciclo de pesagem, o tanque pesado quando est cheio e depois de esvaziado; o peso real de caldo descarregado ento totalizado.

O peso de caldo misto deve ser corrigido quanto matria insolvel em suspenso (bagacilho, terra). Portanto, para melhor preciso, um fator de correo deve ser determinado atravs da anlise do teor de insolveis.

Nenhum retorno de caldo filtrado ou qualquer outro retorno dever ser feito antes da pesagem, pois isto acarretar erro no peso de caldo misto.

Sistemas de medio de vazo baseados em princpios eletromagnticos com compensao de densidade tem sido utilizados, em substituio s balanas, com razovel preciso e operacionalidade. Estes medidores totalizam o volume de caldo misto mais o volume de insolveis presentes no caldo. Assim, existir sempre um erro sistemtico por se adotar a densidade dos insolveis igual a densidade do caldo, mas este erro desprezvel.

Outro sistemas de medio volumtrica sem compensao automtica de densidade tem sido instalados, porm exigem determinao da densidade em laboratrio para se ter a massa de caldo, introduzindo tambm um erro no sistema.

A soluo para os problemas de medio contnua de caldo so os medidores de vazo mssicos por efeito Coriolis que j so viveis para tubulaes com dimenso inferior a 2 polegadas. Tais medidores medem efetivamente a massa do caldo sem ser afetados por variaes de brix, pureza, partculas slidas, bolhas de ar, etc.

Caso o interesse seja a quantidade de matria solvel, aconselha-se a instalao de um medidor de brix tipo refratomtrico para insero em linhas de processo que disponvel no mercado internacional.

7.3 Pesagem da gua de embebio

A quantidade de gua de embebio adicionada nas moendas pode ser conhecida atravs de balanas descontnuas iguais s de caldo misto ou atravs de medidores mssicos. Outra maneira mais prtica atravs de hidrmetros, placas de orifcio medidores magnticos e outros tipos de





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medidores, devidamente calibrados, que totalizam a vazo em volume, exigindo o registro da temperatura para determinao da densidade e converso da vazo em massa. Atualmente esta compensao pode ser feita automaticamente.

Quando gua quente utilizada na embebio, as perdas por evaporao podem ser significativas e um erro cometido. Ainda, conforme mencionado, quando feita a lavagem da cana, certa quantidade de gua arrastada e entra no caldo misto sem ser medida. Outras guas provenientes de lavagem gerais das moendas (assepsia) tambm alteram a medio. Portanto toda gua adicionada ao caldo misto deveria ser quantificada.

7.4 Pesagem do bagao

A pesagem direta do bagao est sendo adotada em escala crescente em vrios pases visando obter resultados mais precisos.

Balanas de esteira transportadora tem sido utilizadas, com resultados satisfatrios na maioria dos casos. A medio da umidade de bagao em esteira, que hoje feita com preciso, complementa a medio do peso.

No caso de se desejar uma avaliao individual do desempenho de cada terno, seria necessria a instalao de balanas contnuas em todas as esteiras intermedirias, o que no vivel tcnico-economicamente.

7.5 Mtodos de clculo da extrao

7.5.1 Clculo da extrao quando todos ou alguns pesos so conhecidos

Anlises necessrias: Cana : fibra (Fc) Bagao : pol (Sb) e fibra (Fb) Caldo misto : pol (Scm) e insolveis (Icm)

Notas:

1) Em caso de separao dos caldos do 1 e 2 ternos, no teremos a anlise de caldo misto e sero acrescentadas as seguintes anlises:

Caldo do 1 terno : pol (Sc1t) e insolveis (Ic1t) Caldo do 2 terno : pol (Sc2t) e insolveis (Ic2t)

2) Se o peso de caldo do 1 terno no for conhecido, ser acrescentada a seguinte anlise:

Bagao do 1 terno : fibra (Fb1t)

Seqncias de clculos: (1) Toneladas de cana moda por hora (TCH) Normalmente este valor conhecido por ser determinado a partir da pesagem dos caminhes nas balanas.

(2) Toneladas de bagao por hora (TBH) Se o peso de bagao no for conhecido, poder ser calculado da seguinte maneira:





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Fc TBH = ---- x TCH Fb

Nota: Em caso de separao dos caldos do 1 e 2 ternos e se o peso de caldo do 1 terno no for conhecido, precisamos calcular o peso de bagao do 1 terno da seguinte forma:

Fc TBH1t = ------ x TCH Fb1t

(3) Toneladas de caldo misto por hora (TCMH) Se o peso de caldo misto no conhecido, no se justifica a adoo deste mtodo. Portanto deve ser um valor fornecido por medidores de vazo e devidamente convertido para unidades de massa em funo de sua concentrao e temperatura.

Nota: Em caso de separao dos caldos do 1 e 2 ternos no pesaremos o caldo misto e sim os caldos do 1 e 2 ternos(TC1tH e TC2tH).

(4) Peso lquido de caldo misto (TCMHL)

100 - Icm TCMHL = TCMH x -------------- 100

Nota: Em caso de separao dos caldos do 1 e 2 ternos, no teremos o peso de caldo misto e sim os pesos dos caldos do 1 e 2 ternos, conforme indicado abaixo:

100 Ic1t TC1tHL = TC1tH x --------------- ou TC1tHL = TCH - TBH1t 100 (se o peso de caldo do 1 terno no for medido)

100 Ic2t TC2tHL = TC2tH ------------- (este peso precisa ser medido para esse mtodo) 100

(5) Toneladas de gua de embebio por hora (TAH) Se o peso de gua no for conhecido poder ser calculado pela equao bsica do processo de moagem, ou seja:

TAH = TCMHL + TBH - TCH

Nota: Em caso de separao dos caldos do 1 e 2 ternos, no teremos o peso de caldo misto e o clculo do peso de gua fica conforme indicado abaixo:

TAH = TC1tHL + TC2tHL + TBH - TCH

(6) Toneladas de pol no caldo misto por hora (TScm)

Scm TScm = TCMHL x ------- 100





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Nota: Em caso de separao dos caldos do 1 e 2 ternos, no teremos o peso de caldo misto e passamos a ter os seguintes pesos de pol:

Sc1t TSc1t = TC1tHL x ------- 100

Sc2t TSc2t = TC2tHL x ------- 100

(7) Toneladas de pol no bagao por hora (TSb)

Sb TSb = TBH x ----- 100

(8) Toneladas de pol na cana por hora (TSc)

TSc = TScm + TSb

(9) Pol % cana (Sc)

TSc Sc = ------ x 100 TCH

(10) Extrao de pol % pol na cana (E)

TScm E = --------- x 100 TSc

Nota: Em caso de separao dos caldos do 1 e 2 ternos, no teremos o peso de pol no caldo misto e o clculo passa a ser o seguinte:

(TSc1t + TSc2t) E = ----------------------- x 100 TSc

Alm dos valores acima, costuma-se tambm determinar:

(11) Toneladas de fibra por hora (TFH)

Fc TFH = TCH x ----- 100





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(12) Embebio % cana (Qa)

TAH Qa = ------ x 100 TCH

(13) Embebio % fibra (Qaf)

TAH Qaf = ------ x 100 TFH

7.5.2 Clculo da extrao quando nenhum peso conhecido

Neste caso, pode-se utilizar 2 mtodos:

Mtodo inferencial; Mtodo da relao pol/fibra.

Mtodo inferencial

Anlises necessrias:

Cana : pol (Sc) ou brix (Bc) e fibra (Fc) Bagao : pol (Sb) ou brix (Bb) e fibra (Fb) Caldo misto : pol (Scm) ou brix (Bcm)

Nota: Em caso de separao dos caldos do 1 e 2 ternos, no teremos a anlise de caldo misto e sero acrescentadas as seguintes anlises:

Caldo do 1 terno : pol (Sc1t) ou brix (Bc1t) Caldo do 2 terno : pol (Sc2t) ou brix (Bc2t) Bagao do 1 terno : fibra (Fb1t)

Obs: No caso de se efetuar balanos de brix, utilizaremos apenas as anlises de Brix e no caso de se efetuar balanos de pol, apenas as anlises de pol.

Sequncia de clculos:

(1) Bagao % cana (Qb) Como o peso de fibra que entra na cana igual ao que sai no bagao temos:

100 x Fc = Qb x Fb

Fc Qb = ----- x 100 Fb

Nota: Em caso de separao dos caldos do 1 e 2 ternos, necessrio calcular o peso de bagao do 1 terno (Qb1t):





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Fc Qb1t = ------- x 100 Fb1t

(2) Caldo misto % cana (Qcm)

Balano de brix

100 x Bc = Qcm x Bcm + Qb x Bb

100 x Bc - Qb x Bb Qcm = --------------------------- Bcm

Balano de pol:

100 x Sc - Qb x Sb Qcm = --------------------------- Scm

Nota: Em caso de separao dos caldos do 1 e 2 ternos, no teremos o peso de caldo misto e sim os pesos de caldo do 1 terno (Qc1t) e 2 terno (Qc2t) e o clculo fica conforme indicado abaixo:

Qc1t = Qc Qb1t

Balano de brix:

100 x Bc Qc1t x Bc1t - Qb x Bb Qc2t = ---------------------------------------------- Bc2t

Balano de pol:

100 x Sc Qc1t x Sc1t - Qb x Sb Qc2t = ---------------------------------------------- Sc2t

(3) Extrao de pol % pol da cana (E)

a relao entre a pol contida no caldo misto e a pol contida na cana, ou seja:

Qcm x Scm -----------------

100 E = -------------------- x 100 Sc

Qcm x Scm E = ------------------ (Utilizar o valor de Qcm obtido pelo balano de pol) Sc





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(4) Extrao de Brix % Brix na cana (Eb)

A extrao de Brix apresenta valores prximos da extrao de pol, embora um pouco inferior. determinada de maneira similar extrao de pol, ou seja:

Qcm x Bcm Eb = ---------------- (Utilizar o valor de Qcm obtido pelo balano de brix) Bc

(5) Embebio % cana (Qa) Determinada a partir da equao bsica do processo de moagem:

Qa = Qcm + Qb 100 (Adotar o valor de Qcm obtido por balano de pol)

Nota: Em caso de separao dos caldos do 1 e 2 ternos, no teremos o peso de caldo misto e sim os pesos de caldo do 1 terno (Qc1t) e 2 terno (Qc2t) e o clculo fica conforme indicado abaixo:

Qa = Qc1t + Qc2t + Qb 100 (Adotar os valores de Qc1t e Qc2t obtidos por balano de pol)


Qa Qaf = ----- x 100 Fc

Exemplo:

Fc (%)............................................................................................. 12,0 Bc (%)............................................................................................. 14,30 Sc (%) 11,80 Fb (%)............................................................................................. 46,82 Bb (%)............................................................................................. 3,22 Sb (%)............................................................................................. 2,18 Fb (%)............................................................................................. 46,82 Bcm (%).............................................................................................. 13,89 Scm (%).......................................................................................... 11,40

(1) Bagao % cana (Qb)

12,0 Qb (%)= -------- x 100 46,82

Qb (%)= 25,63





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(2) Caldo misto % cana (Qcm)

Balano de Brix:

100 x 14,40 - 25,63 x 3,22 Qcm (%) = ------------------------------------ 13,89

Qcm (%) = 97,7

Balano de pol:

100 x 11,80 - 25,63 x 2,18 Qcm (%) = ------------------------------------- = 98,6 11,40

Qcm (%) = 98,6

(3) Extrao de pol % pol na cana (E)

98,6 x 11,4 E (%) = ------------------ (Utilizar o peso de caldo misto calculado pelo balano de pol) 11,8

E (%) = 95,26

(8) Extrao de Brix % Brix na cana (Eb)

97,7 x 13,89 Eb (%)= ------------------ (Utilizar o peso de caldo misto calculado pelo balano de brix) 14,30

Eb (%)= 94,90

(4) Embebio % cana (Qa)

Balano de pol:

Qa (%)= 98,6 + 25,63 - 100

Qa (%)= 24,2


Balano de pol:

24,2 Qaf (%)= ------- x 100 12,0

Qaf (%) = 202





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Mtodo da relao pol/fibra

Recomenda-se a utilizao deste mtodo quando se deseja determinar a extrao em cada terno, individualmente ou acumulada.

Anlises necessrias:

Cana : pol (Sc) e fibra (Fc) Bagao : pol (Sb) e fibra (Fb)

Estes valores so necessrios para o clculo da extrao de pol % pol na cana. Para o clculo da extrao de Brix % Brix na cana basta utilizar no lugar da pol os valores de Brix % cana e Brix % bagao.

Sequncia de clculos:

(1) Relao pol/fibra da cana (SFc)

Sc SFc = ------ x 100 Fc

(2) Relao pol/fibra do bagao do terno n (SFbn)

Sbn SFbn = ------- x 100 Fbn

(3) Extrao acumulada at o terno n de pol % pol na cana (En)

SFc - SFbn En = ---------------- x 100 SFc

(4) Extrao individual do terno n de pol % pol na cana (Elcn)

SFbn-1 - SFbn Elcn = ------------------- x 100 SFc

Quando n = 1: Elc1 = E1

(5) Extrao individual do terno n de pol % pol no bagao do terno anterior (Elbn)

SFbn-1 - SFbn Elbn = -------------------- x 100 SFbn-1

Quando n = 1 : Elb1 = E1





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Exemplo:

Cana 1 Terno 2 Terno 3 Terno 4 Terno 5 Terno S 11,8 8,67 5,82 4,13 3,03 2,18 F 12,0 33,26 34,20 39,16 42,06 46,82

(1) relao pol/fibra da cana (SFc)

11,8 SFc (%) = ------- x 100 = 98,33 12,0

(2) Relao pol/fibra dos bagaos (SFbn)

8,67 SFb1 (%) = ----------- x 100 = 26,07 33,26

5,82 SFb2 (%)= ---------- x 100 = 17,02 34,20

4,13 SFb3 (%) = ---------- x 100 = 10,55 39,16

3,03 SFb4 (%) = ---------- x 100 = 7,20 42,06

2,18 SFb5 (%) = ---------- x 100 = 4,66 46,82

(3) Extrao acumulada at o terno n de pol % pol na cana (En)

98,33 - 26,07 E1 (%)= -------------------- x 100 = 73,49 98,33

98,33 - 17,02 E2 (%)= -------------------- x 100 = 82,69 98,33

98,33 - 10,55 E3 (%) = -------------------- x 100 = 89,27 98,33





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98,33 - 7,20 E4 (%)= -------------------- x 100 = 92,68 98,33

98,33 - 4,66 E5 (%)= -------------------- x 100 = 95,26 98,33

(4) Extrao individual do terno n de pol % pol na cana (Elcn)

Elc1 (%) = E1 = 73,49

26,07 - 17,02 Elc2 (%) = --------------------- x 100 = 9,20 98,33

17,02 - 10,55 Elc3 (%)= --------------------- x 100 = 6,58 98,33

10,55 - 7,20 Elc4 (%) = --------------------- x 100 = 3,41 98,33

7,20 - 4,66 Elc5 (%) = --------------------- x 100 = 2,58 98,33

(5) Extrao individual do terno n de pol % pol no bagao do terno anterior (Elbn)

Elb1 (%) = E1 = 73,49

26,07 - 17,02 Elb2 (%) = -------------------- x 100 = 34,71 26,07

17,02 - 10,55 Elb3 (%) = -------------------- x 100 = 38,01 17,02

10,55 - 7,20 Elb4 (%) = -------------------- x 100 = 31,75 10,55





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7,20 - 4,66 Elb5 (%) = -------------------- x 100 = 35,28 7,20

Obs.: Propositadamente utilizou-se para cana e bagao os mesmos valores do exemplo do mtodo inferencial mostrando que o resultado da extrao final ser o mesmo nos dois mtodos (95,26%). Isto pode ser demonstrado atravs do desenvolvimento da frmula de clculo da extrao do mtodo inferencial, substituindo a expresso (Qcm x Scm) por (100 x Sc - Qb x Sb), chegando a uma frmula idntica a do mtodo da relao pol/fibra.

8 Extrao Reduzida

difcil precisar de que forma e com que intensidade o teor de fibra na cana, ou mais genericamente a sua composio, influi na extrao das moendas. Porm certo que existe esta influncia e a ISSCT reconhece 3 critrios que podem ser considerados, para avaliar o desempenho eliminando o efeito da composio da cana. Estes critrios foram estabelecidos por Noel Deerr e B. L. Mittal.

Inicialmente Noel Deerr props uma frmula para "reduzir" a extrao para uma base comum de 12,5% de fibra da cana. Esta frmula passou a ser conhecida por "Extrao Reduzida" e foi adotada pela ISSCT a partir do seu 5 Congresso em 1935. Posteriormente Mittal desenvolveu outra frmula baseando-se em conceito distinto daquele de Noel Deerr, que ficou conhecida como "Extrao Reduzida Mittal". Na mesma ocasio apresentou uma terceira frmula onde alm da fibra, a extrao reduzida para uma base comum de pol na cana chamando-a "Extrao Reduzida Total".

8.1 Extrao Reduzida Noel Deerr (ERD)

Noel Deerr utilizou o conceito de caldo absoluto. Estabeleceu que quando ocorrer uma variao no teor de fibra na cana, o desempenho das moendas continuar o mesmo se a perda de caldo absoluto por unidade de fibra no se alterar. A frmula para o clculo da ERD a seguinte:

(100 - E) x (100 - Fc) ERD = 100 - ---------------------------- 7 x Fc

onde: E = extrao de pol % pol na cana Fc = fibra % cana

A frmula pode ainda ser apresentada da seguinte forma:

v ERD = 100 - ----- 7

onde:

v = caldo absoluto no bagao % fibra





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8.2 Extrao Reduzida Mittal (ERM)

Mittal criticou a utilizao do conceito de caldo absoluto devido a no homogeneidade do caldo na cana. Estabeleceu que, ocorrendo variao do teor de fibra na cana, o desempenho das moendas pode ser considerado igual se a perda de pol por unidade de fibra no se alterar, caso a pol da cana permanea constante; se a pol da cana variar, a perda deve se alterar na mesma proporo. A frmula para o clculo da ERM a seguinte:

12,5 Sbc ERM = 100 (1 - ------ x ------) Fc Sc

onde:

Fc = fibra % cana Sc = pol % cana Sbc = pol no bagao % cana

A frmula pode ainda ser assim apresentada:

12,5 ERM = 100 - ------ x (100 - E) Fc

onde:

E = extrao de pol % pol na cana

8.3 Extrao Reduzida Total (ERT)

Para efeito de simplicidade este conceito "reduz" a extrao para uma base comum de fibra e de pol na cana de 12,5%. Ao se adotar este conceito para comparao de desempenhos est se admitindo que a composio da cana no afeta de modo algum a perda da moenda. A frmula para o clculo da ERT a seguinte:

Sbc ERT = 100 (E - ------) Fc

onde:

Sbc = pol no bagao % cana Fc = fibra % cana

A frmula pode ainda ser assim apresentada:

Sb ERT = 100 (1 - ------) Fb

onde:





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Sb = pol % bagao Fb = fibra % bagao

8.3.1 Exemplo

Utilizando os valores do exemplo apresentado no clculo pelo mtodo inferencial tem-se:

a) Extrao Reduzida Noel Deerr (ERD)

(100 - 95,26) x (100 - 12,0) ERD (%)= 100 - ------------------------------------ 7 x 12,0

ERD (%)= 95,03

b) Extrao Reduzida Mittal (ERM)

Fc 12,0 Sbc = Sb x ----- = 2,18 x -------- = 0,56 Fb 46,82

12,5 0,56 ERM (%) = 100 (1 - ------ x ----------) 12,0 11,8

ERM (%) = 95,06

ou, utilizando a outra frmula:

12,5 ERM (%) = 100 - -------- x (100 - 95,26) 12,0

ERM (%) = 95,06

c) Extrao Reduzida Total (ERT)

0,56 ERT (%) = 100 (1 - ----------) 12,0

ERT (%) = 95,34

ou, utilizando a outra frmula:

2,18 ERT (%) = 100 (1 - ----------) 46,82

ERT (%) = 95,34

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Capitulo06