Datadaimpresso:16/7/201513:02:05

Empregodefiltrosnosetorsucroalcooleiro

Hdiversosmtodosdefiltraonosegmento,dousualfiltrorotativoavcuo,passandopelamicrofiltrao,atFiltrosBolsaeCartuchos.Conheaosmaisutilizadosnestepassoapassodentrodeumausina

porM.Sc.WalterLuizPolonioColaborao:TiagoDias

Em todos os processos de filtrao utilizados no setor sucroalcooleiro, amisturafluidevidoaumaaoimpulsora,comoagravidade,apressoouaforacentrfuga.Afiltraoumaferramentaeficiente,capazderealizaraseparaodepartesindesejveisdeumprocessoesefazimportantenosomenteemprocessosindustriais,comoprincipalmenteecadavezmais,nasoluo de problemas de poluio. O homem vem degradando o meioambientedeformaexponencial,comageraodelixoecompostosnocivos.Destaforma,afiltraoreverteestasituao,muitasvezesjulgadacomonecessriaeimprescindveleminmerosprocessos.Como qualquer outra planta industrial, uma usina sucroalcooleira temprocessosdefabricaominuciososeapoiadospordiversosfiltros,sendoaplicadoslogonosportesdausina,comofiltrodeentrada,atofinaldaplanta, com a utilizao de estaes de tratamento de gua, efluente edescarte,passando,claro,pelaparteprocessualoquedependeaquiograudeexignciaquesedesejaemcadaumadasetapas.A necessidade de filtrao no vem exatamente do segmento como um

todo,massimdecadausina,queanalisandoindividualmenteseuprocesso,necessidadeetipodeprodutoqueserfabricado,aplicardeterminadofiltro.Asvariaesediferenciaessoenormes.Nestamatria,vocconhecerasmaisaplicadasnosetor.

Afiltraocontnuaavcuoomtodomaisadequadoparaaseparaodefluidoseslidosemsuspensoparaaltaprodutividade,comomnimoempregodeenergiaparaatarefa.Sistemasagilizamoprocessoprodutivocomareduodotamanhodosequipamentosedainstalao,etambmaumentamaprpriaeficinciadosistemadeseparao.

RecepodecanaNoprpriosistemadedescarga,acanatoda,picadaouinteira,queimadaouinnatura,descarregadanormalmentenum equipamento chamadomesa de alimentao, que alm de acumular as descargas de cana e dosar a suaalimentaonasmoendas,tambmrealizaumgrosseiropeneiramentoesttico,poisnofundodestesequipamentosh chapas perfuradas com furos oblongos ou uso de perfis trapezoidais que conferem maior eficincia nestaseparao.Osistemadelimpezaasecodacanatemsidodesenvolvidonosetor,comobjetivodereduzirperdasdesacarosepelo antigo processo de lavagem de cana em at 1%. Neste processo de limpeza, a palha e outras impurezasminerais so segregadas por meio de sopragem, e estes resduos tambm so separados por sistemas depeneiramento rotativo para que haja, nesta fase, o reaproveitamento da palha para queima em caldeiras paracogeraodeenergiaeltrica.Aporcentagemdepalhaproduzidaemumatoneladadecanadeaproximadamente15%,sendoquepartedessematerialseparadaporsopragemnaprprialavoura.Asindstriastmrecebidoemtornode3a8%nesteestgiodedesenvolvimento,umaquestoqueexigirtambmdesenvolvimentonestareaeadefiltragemdoarsopradoapsseparao,atendendopatamarespermitidosdalegislao.

MoagemdecanaouextraoSo inmeros os processos de filtrao no setor, sejam eles nos fluidos de utilidades, como vapor, gua elubrificantesounosfluidosdeprocessocomocaldos,amboslargamenteutilizados.Nosfluidosdeutilidades,normalmenteseempregamfiltrostemporriosdotipoYoucesto.Especificamentenosleoslubrificantesdasmoendas,soempregadosfiltrosauxiliaresdotipoprensaparasuapurificao.Ovapordealimentaodasturbinasdeacionamentodasmoendasempregamvasosdepressoemsuaadmissoque,porsuavez,possuemcestosfiltrantescomogarantiadaqualidadedovapor,evitandopassagemdefluxosdeguacausadosacidentalmenteporarrastesoudepequenaspartculasquepodemdanificarseriamenteaspalhetasdasturbinas.Redesdeguaderefrigeraoempregampequenosfiltrosdelinhaparamelhoriadaqualidadefsicadagua,sendoindispensveisparagarantiadeoperao.Paraosfluidosdeprocesso,tantonasmoendasconvencionaiscomoemdifusores,basicamenteocaldodecana,soempregados filtros do tipo tambor rotativo com telas trapezoidais com abertura 0,5 mm, aps a fase final deextrao. Esse filtro classifica grosseiramente a separao de partculas de bagao arrastadas pelo caldo noprocessodeextrao.Antigamente,esteprocessoerarealizadoportransportadoresdetaliscas(rodinhosderaspagem),quecoletavamobagaoseparadodoscaldosnapassagememtelastrapezoidais.Onomedesteequipamentocushcushdecaldo.Importante registrar que a extraopor difuso tambm traz inmeras vantagens aoprocessode separaodeslidosdoscaldos,poistodososfluidosnelecontidospermeiamemumleitodecanadesfibradanopercursodetodoo difusor, obtendo, desta forma, uma grande reduo de particulados no meio lquido (caldo), aliviandosignificativamenteasoperaesdeclarificaoefiltragem.Nafaseslidanasmoendas,tambmseutilizamfiltros,naclassificaodeauxiliarfiltrantedobagaodecana,denominadobagacilho.

AuxiliarfiltranteSegundo CHAVES (1996), auxiliares filtrantes so reagentes que aumentam a velocidade de filtragem ou decentrifugao, seja pela diminuio da tenso superficial da parte lquida, ou por funcionar como floculantes,aumentandoapermeabilidadedatorta.Oobjetivofundamental,aoseutilizarumpolmeroorgniconafiltragem,obterumapolpaqueformetortacomestruturaaberta,semfinoslivresquepossamcolmatarosporosdatortaouasaberturasdatela.DeacordocomDECAMARGO(1990),olodoseparadonodecantadorencontrasenoestadogelatinoso,destaforma,nopodesersubmetidodiretamentefiltrao,sendonecessrioadicionarbagacilho,queservircomoelementofiltrante,aumentandoaporosidadedatorta.Afirmaseaindaque,comoasperfuraesdatelafiltrantesomuitograndesparareterosflocos,htambmanecessidadedoauxiliarparaumafiltraoeficiente.Assubstnciascoloidaiseagomanafiltraodecaldopodemtornarimpossvelafiltraosemousodeauxiliarfiltrante,conformeTROMPE(1946).Oauxiliar filtrantebagacilhoobtidoemabundncianasusinaspelaclassificaodobagaodecana innaturadiretamentedo fundodos transportadoresdebagao,atravsdepeneiramentoestticoouusomais recentedeclassificadorespneumticos.

CaldoclarificadoOs caldos utilizados na produo de lcool ou de acar, provenientes das moendas ou difusor, passamprimeiramenteporetapasqumicasefsicasdetratamento,empreparaoparaaetapadoprocessodeclarificao,que separam por diferena de densidade a fase slida, denominada de lodo, e a parte lquida, chamada caldoclarificado. Este processono isenta a necessidadedeumaposterior classificaodo caldo clarificado, ou seja,separaodemicroslidosinsolveisdocaldoclarificado.

Astecnologiasantigasutilizavampeneirasestticas,ondeocaldoeradrenadoporgravidadeemelementofiltrantedispostodeformaplanaeinclinado,formadoportecidosmetlicosouplsticos.Maiseficientesqueestearranjo,aspeneirasrotativasdecaldoeosfiltrosdecorreia(beltpress)surgiramparareduzirasreasdeinstalaopelamaiortaxadefiltraoobtida.Maisrecentemente,odesenvolvimentodeturbofiltrosautomticospossibilitouumafiltragemmaiseficiente,masainda permitindo a separao de micropartculas e at colides, representando ganhos para o processo depurificaodamatriaprima.

FiltrocontnuoavcuoNo Brasil, o processo de fabricao deacarutilizapreferencialmenteaetapadetratamentoqumicodocaldoporsulfitaoecalagem,queobjetivama formao de flocos que agregam a ricaparte coloidal existente e auxiliam naformaodolodo.Desta forma, a grande maioria dasindstrias emprega equipamentos do tipofiltro contnuo, de tambor rotativo ou decorreia.Jnosprocessosdeproduodeacardebeterraba existentes na Europa, por contada quase ausncia da parte coloidal nocaldo,ho lodonaclarificaocombaixaconcentrao, impossibilitando o empregode filtros rotativos e dando nfase maiorparaousodefiltrosdotipoprensa.Filtros contnuos de tambor rotativo soempregadosnasusinasconvencionais,comextraoporesmagamentoaumarelaoentre0,6a0,7m2/tch,que influenciadatambmpelaqualidadedamatriaprimaetipodesolo.Paraprocessosdeextraopordifuso,ovalorcaipara0,3a0,4m2/tch.Elespossuemtrsoperaesdistintasquantoaomanuseiodolodo,sendo:formaodatorta,desidratao,lavagemesecagem.Ocaldofiltradopodeserclassificadocomoturvoouescuro,provenientedasetapasdeformaoedesidrataodatortae,porsuavez,ocaldoclaro,formadonasetapasdelavagemesecagem,carregamgrandeporcentagemdaguautilizadanoprocesso.Oseparado(torta)depositadonareaagrcolaparacurtiredepoisserempregadocomofertilizantenarenovaoagrcola.Osfiltroscontnuosrotativosavcuosoosmaissignificativosemrelaoaportedeinstalaoemumaunidadesucroalcooleira quando se refere filtrao, classificandose como um processo de filtrao convencional sobpresso. Este processo dito contnuo, pois todos os ciclos da filtrao ocorrem continuamente emum tamborrotativo.Olodoprimriodecaldodecana,provenientedaoperaounitriadedecantao,misturadocomobagacilho,queatuacomoauxiliardefiltrao.Nestaseparaoporfiltraocontnuaavcuoobtmseafaselquida,ocaldofiltradocontendosacarosequevaiparaprocessamento,eafaseslidadebagacilho,maismineraisaderentesaotamborrotativo,quepassaaserchamadadetortadefiltrao.A principal aplicao desse tipo de filtrao na indstria sucroalcooleira na separao da fase lquida doprecipitadodedecantaodecaldodecana,comarecuperaodesacarose.

Asetapasdefiltraodatortaso:Formaodatorta:Acontecenossetoresdofiltrorotativoondeencontramseimersosnabacia,primeiramentesemaaodesucopelovcuo,sendoinundadoeestorvadonestesetor.Apsestafase,enacontinuidadedogirodotambor,aplicadovcuobaixorelativoquesugao lododecaldodecanaparaoelementofiltranteprimrio,tornandocrescenteaespessuradatortadefiltroeextraindoocaldosujooucaldoturvo.Desidrataodatorta:Ossetoresqueestavamimersossogiradosparaforadabaciaeobaixovcuo,aindaaplicado,sugaapartelquidadocaldoturvocontidonatortaqueestexpostaatmosfera,semquesejaaspiradoarnestafaseatoinciodaprximaetapa.Lavagemda torta: Os setores giram para frente, sendo submetidos a alto vcuo e passando por sistema delavagemrecebendoguaquentesobreatorta,gerandoocaldofiltradoclaroaspirado,comobjetivodeextraomximadosacarescontidosnatorta.Secagemdatorta:Nacontinuidadedogirodotambor,apartelquidacontidaaindacontinuasendosugadaatqueseocorraofinaldafiltrao,sendocaracterizadacomapassagemdearpelatorta,reduzindoasuaumidade.EIMCO(1983)descreveofuncionamentodossetoresdotamborrotativoavcuo,setorporsetor,utilizandoafigura1.Afigura2trazarepresentaodasporcentagensdecadaciclodofiltrorotativoavcuo.

CaldeirasOcombustveldasusinasbasicamentebagaodecana,utilizadoparageraodevapordegua,queporsuavezacionaasmquinasmotrizese,principalmente,geradoresdeeletricidade.Osresduosdaqueimaseapresentamnaformadegasescomparticuladosfinosemsuspenso,quesofiltradoscomutilizaode sistemasa seco comomulticiclones, somadosa separadores inerciaiseusode lavadores comempregodeguaparapurificaodosgasesemcircuitofechado.Aseparaodaspartculascarregadaspelaguarealizada comusode filtrosprensa, filtrosde tambor rotativo, filtrosde correias (conhecido tambmcomobeltpress)oufiltroseparadorcentrfugo.Aparteslidadaqueimadobagaoquecarregaporcentagensdemineraisvindos com a canadeacar sermaior, conformemenor for a capacidade de purificao ou de filtragem dossetoresdelimpezadecanaeprocessodeextraodecaldo,comojcitado.A legislao atual aprova os tipos de filtragem descritos sabendo que, num futuro breve, sero necessriasexignciasparadiminuiodaquantidadedeparticulados.

ProcessoparaproduodelcooletlicoOcaldoclarificadodacanadeacarprovenientedoprocessodeclarificaocitado,destinadoafermentaobiolgicaparaobterlcooletlico.Amisturadecaldoclarificado,melouxaropecomguaelevedura,denominasedevinholevurado.Seuperodocompletodefermentaoconsistenaconversodasacaroseemfrutosemaisglicose,queporsuavezsertransformadaemumasoluocontendode8a11%delcooletlico,maisaliberaodegs

carbnico.Olevedoestvivonoprocessoedeveserseparadoerecicladoparanovafermentao.Estaseparaodolevedoemgrandevolumedovinhorealizadapeloprocessodecentrifugaoe,antesdestaetapa,ovinholevuradodeve ser filtrado, evitando passagem de grumulos ou outras partculas que possam danificar as centrfugasseparadoras.Filtrosdotipocestosoaplicadosnestaetapaefiltrosmodernosdotipoautolimpantesautomticoscomreversode fluxos tambmvmsendoutilizadoscomganhodeprodutividadeediminuiodemodeobraoperacional.Outrostiposdefiltrosmenoressoaplicadospararedesdemenorresponsabilidade,comofiltraodeflegmaaparalimpezadedornas.FiltrosparasistemasdeCIP(CleanInPlace)comsodaecidotambmsoutilizadosnoscircuitosfechadosdostrocadoresdecaloreoutrosmenores.

TorresderesfriamentoApesardasusinasdeacarelcoolreceberempartedaguajuntamentecomamatriaprima,aindanecessrioimportarguaparaabastecimentoemakeupdossistemasderefrigeraodosequipamentosdeprocesso,comocondensao de vapores por contato direto, como condensadores baromtricos, e de equipamentos por contatoindiretocomotrocadoresdecalor.Osvaporesdeprocessonormalmentesogeradosapartirdosfluidosdeprocessoedenominadosdevaporesvegetais(quealnguainglesadenominamaiseficientementedevapour,distinguindoentodesteam,aquelesquesooriundosdaevaporaosomentedeguanatural).Comoexemplo,necessriocercade38kgdeguaparacondensaode1kgdevaporproduzidonaevaporaodocaldo.Assim,considerandosomenteocaldodeprimeiraextrao,haverparacadatoneladadecanaaproximadamente170kgdeacarestotaise250kgdebagao,restandoparaevaporaode580kgdegua,sendonecessriospelomenos22.000kgdeguaderefrigerao,resultandoemgrandessistemasatendidosemcircuitofechadosportorresderesfriamento.Paracondensaodevaporesvegetais,circulamguaemsistemafechado,enestaoperaoaformaodematriaorgnica exige a sua separao, que realizada eficientemente por filtros automticos com limpeza por fluxoreversoouporfiltroseparadorcentrfugo.

RefinariadeacarArefinariadeacarumaunidadedeoperaoquepodeexistirindependentedeseranexaounoaumaunidadeprodutoradeacaroudeumausinasucroalcooleira.narefinariaqueaconteceareduodecordamatriaprimarecebida:acarcristaleouacarVHP(VeryHighPolarity).Aobtenodeacarrefinadoclassificadapelacorqueoenquadramemtiposslidoselquidos,sendo:Acarrefinadogranulado,formadoporcristaisuniformesedefinidosdentrodeumpadrogranulomtrico.Acarrefinadoamorfo,semformatodefinidocombaixagranulometria(oBrasilonicopasdomundoqueaindaproduzesteacar). Acar refinado lquido sacarose, soluo lquida aquosa contendo aproximadamente 70% de sacarose pura,utilizadonaformulaodeprodutoscujocomponentesacarose,comorefrigerantesebolos.

Acarrefinadolquidoinvertido,soluolquidadeglicoseefrutoseobtidasdaquebradamolculadesacarose,possuielevadaconcentraodosacares.Afiltraoexisteemtodasasetapasdoprocessoderefino,desdeafase inicialdedissoluodamatriaprimacomponente,compeneirasestticasdotipoinclinadaoupeneirasvibratrias,compostasportecidossintticosoumetlicos. Chapas perfuradas ou perfis trapezoidais so utilizados para a classificao das caldas formadas emfunodograudeclassificaoexigido.Nestaetapa,na fasededissoluo, tambmseutilizam filtros tipo cesto compostoporperfis trapezoidais, queretmoscristaisslidosperpendicularmenteaofluxodecalda,atqueestesslidossejamtotalmentedissolvidos.Naseqnciadoprocesso,compostonormalmentepelasetapasdeflotao,sorealizadasfiltraescomusodeDeepBedFilter,maisconhecidocomofiltrode leitoprofundo,comvasospressurizadose leitoscompostosporelementosdefiltraoougradescompostasporperfistrapezoidais.Estaetapaqueobjetivaaseparaodeflocosformadosnoprocessoanterior,tambmpodeserrealizadacomfiltrosdepressoqueseauxiliamcomusodemeiofiltranteformadoporcapasfiltrantesdeterrasecarvovegetal.curiosoobservarosprocessosmaisantigos,queutilizavamdemeiosporososorgnicos,comoossosdaspernasdebovinos,quealmdarealizaodaseparaodapartecoloidaltambmobjetivavamareduodesejadadecor,poisosossoseramcalcinadosemfornosobtendosuaregeneraoparacadaciclodefiltrao,atualmenteesteprocessonomaisaplicvel.Na seqncia do processo, as etapas de purificao como retirada de dureza (abrandamento) das caldas edescoloraosorealizadaspelosprocessosdetrocainica,quecompostopelapassagemdascaldasemleitosprofundoscontendoasresinasativas.Finalizaoprocessoparaobtenodoacarrefinado,afiltraodepolimentocompostaporfiltrosdotipobagoufiltroscartucho,certificandoumacaldadeelevadapureza,reduzidaacorqueaclassificacomoacarrefinado.Nosprocessosparaobtenodeacaresslidos,a formade refinadogranuladoobtidapelacristalizaoporevaporaoavcuo,eoacarrefinadoamorfoatravsdaautoevaporaodeumacaldasuperaquecida.Asetapasseqentesdestesprodutosslidossoadepeneiramentogrosseiro(retiradadecaroos),secagem,resfriamento,novaclassificaodepeneiramentofinoe,nestasoperaes,almdousodaspeneirasvibratriasauxiliadasportelasmetlicas,tambmexistemosfiltrosparaosparticuladosareos,quesorecuperadoscomousodefiltrosdemangasqueseutilizamdemantasempolisteragulhado.Osacareslquidosaindapassampelasetapasdefiltraoemleitodecarvoativadopararetiradadecoreodor,depoissopasteurizadosepassamporsucessivasetapasdefiltraocomusodefiltrosbagoucartucho.

ProcessosdeapoioInsumosLeitedecal,sodacusticaeoutrosinsumoslquidosouslidossoclassificadosporsistemadefiltraocomusode filtros temporrios tipocesto,comusodeelementos filtrantescompostospor chapasperfuradas outelas.leos combustveis e lubrificantes Para mquinas estacionrias ou veiculares, os combustveis sonormalmentepurificadosporSistemade filtragemconvencionalautomobilstico.Sistemasdeleode isolamento(transformadoresdetenso)utilizamdefiltrosdotipoprensaoucartucho.ArcomprimidoNossistemasdearcomprimidosoutilizadosfiltrossecosdepapelpararetiradadeparticuladosemsuspensodoambienteatmosfrico,ejusantedoscompressorescomumousodefiltroscoalescentes,estesinstaladosprximossmquinasparacortegrossoe,apssecagem,nasredes,empregandoosmesmostiposdefiltrosparapolimento.SistemasadiabticosdeinsuflaodearVriossistemasadiabticosdegrandeportepurificamoarparaalimentao de ambientes controlados como painis emotores eltricos, sala de geradores, motores eltricos,ambientesexplosivos,comoosdeempacotamentoeensaquenafbricadeacarouambientescomgrandenmerodepessoas.Estaumaoperaodefiltragemdoarporseparaodosparticuladosviamida,classificandooarcomcondicionamentotrmicopelatransfernciadocalordoarsecocomoaumentodaumidade.Estaes de tratamento (ET) Filtros aplicados nas Estaes de Tratamento de gua (ETA), Estao deTratamentodeEfluentes (ETE),EstaodeTratamentodeguadeLavagemdeCaldeiras (ETALC)eEstaodeTratamentodeguadeLavagemdeCana,geralmentesoutilizadasnafasederecebimentodamatriaprimadossistemasparaseparaodeslidosporpeneiramentorotativo,peneiraslinearesoupeneirasestticas,eemfasesdepolimentodefiltroscontnuosavcuodotipobeltpressoutamborrotativoefiltrostemporriosdotipoprensa.

FuturoPesquisas cientficas na rea de ultrafiltrao tm sido desenvolvidas com objetivo da reduo do consumo deenergia e, consequentemente, eliminao de importantes unidades de processo atuais em uma indstriasucroalcooleira. Para o futuro, visualizamse desenvolvimentos onde o caldo de cana recebido do processo deextraodevaser,almdepurificadocomaseparaodaspartculasinsolveisrepresentadasporbagao,slidosminerais,microrganismoseoutros,somentecomaetapadefiltraoeliminandoasetapasdeesterilizaofsicapelapromoodetemperaturaemaquecedores,comoaetapadeclarificao.Nofuturo,amicrofiltraoobjetiva,apartirdocaldobruto,aobtenodiretadesoluoclarificadaeconcentrada

de sacarose, com a reduo significativa das custosas e gigantescas etapas de tratamento qumico do caldo,aquecimento,clarificaoeevaporaoqueserosubstitudospelaclassificaomolecular.Oempregodenovastecnologias jumaprticadesucessonoprocessodeobtenodelcoolanidro, isentode traosde terceiroscomponentes, comoobenzol. Atualmente esseprocesso realizado atravs da separaopor Molecular Sieve(PeneiraMolecular).

WalterLuizPolonio,MestreemEngenhariaIndustrial,profissionalatuantenomercadosucroalcooleiroh25anos.Emailwlpolonio@terra.com.br