Melhoria do Processo e das Práticas de Beneficiamento de ... · Melhoria do processo de uma usina antiga e avaliação das melhorias técnicas Objetivos : Melhorar o processo da

VI Congresso do Algodão, Uberlândia, Agosto 20071

CONGRESSOBRASILEIRODO ALGODÃO

Uberlândia / agosto / 2007

Melhoria do Processo e das Práticas de Beneficiamento de

Algodão no Brasil

Jean-Luc Chanselme, COTIMES

Paulo Vicente Ribas, UNICOTTON

Bruno Bachelier, CIRAD




FACUALProjeto:

Apoio:

Elaboração eRealização:

Coordenação:

FIALGO




Objetivo do projeto

Melhorar a curto prazo as usinas antigas para produzir com custo mínimo, uma fibra de melhor qualidade (tipo 31 ou melhor, e folha 3 ou 2), para os mercados de exportação.

O beneficiamento não é uma operação isolada: Ele depende muito da colheita (para o desenho e a utilização da seqüência de máquinas, para os desempenhos e o custo de produção);




PROCESSO ANTIGO TÍPICO




PROCESSO ANTIGO TÍPICO

Fardão

1 ou 2 Conjunto (s)

Piranha

HL 72 in.

Batedor 72 in.

3 a 6 Mitchells

3 a 6 Descaroçadores

Condensador

Limpa Pluma 66 in.

F

Secador

Prensa Queimador

Fardão

Separador




Os processos antigos não são desenhadospara o tratamento do algodão em caroço

colhido mecanicamente



Limites dos processos antigos(1) Secagem

Pouco eficientes em termos de regulação :Regulação manual eventualRisco de secagem insuficiente (limita a limpeza)Risco de sobre-secar a fibra

Pouco eficientes em termos de energiaGrande pressão estáticaPerda de calor

VI Congresso do Algodão, Uberlândia, Agosto 2007 7



Limites dos processos antigos(2) Limpeza de algodão em caroço

Uma etapa só :Insuficiente para um algodão em caroço colhido mecanicamente : a sujeira entra no descaroçador

Batedor com pressão positiva (ar soprado) :Eficiência reduzidaEmissão de poeiras




Limites dos processos antigos(3) Umidificação do algodão em caroço

Ausência de umidificação do A.C. Umidade da fibra freqüentemente insuficiente Tratamentos mecânicos violentosRisco de estragar a fibra no descaroçadorRisco de estragar a fibra no limpador de pluma




Limites dos processos antigos(4) Limpeza da fibra

Limpadores de pluma sub-dimensionados:Manta grossaLimpeza e penteagem insuficientesPerdas da fibra

Máquinas antigas:Pode comprometer a obtenção de ajustes conformes

Efeito negativo acumulado com limpeza do AC




Limites dos processos antigos(5) Limpeza da fibra

Seqüência insuficienteAusência de automatizaçãoPoucas opções para adaptar a seqüênciaInadaptados a acompanhar a evolução dos mercados





Melhoria do processode uma usina antiga

e avaliação das melhorias técnicas

Objetivos : Melhorar o processo da Algodoeira Fazenda Nova (piloto) e diagnosticar o funcionamento, os produtos obtidos e a relação custo/benefício.

Definir um processo de beneficiamento adaptado ao algodão do MT e aos mercados buscados.




Modificações do processo de descaroçamento da F.Nova

Natureza das modificações:Uma secagem no início do processoUma pré-limpeza para partículas maiores assim como finasUma umidificação do algodão em caroço antes da entrada no descaroçadorUma limpeza da fibra de capacidade adaptada

O projeto previu e contemplou:As compras dos equipamentos novos e modernosA montagem




MELHORIA DO PROCESSO F.NOVAProcesso Novo Completo

Batedor 72 sucção

Conjunto 2

F

Pré-limpeza 1

Queimador e Hot-Box

Torre fonte Batedor 96

Extrator 96

LP 103Umidif

AC




RESULTADOS

Comparação dos processos antigos e novos para:

A qualidade da fibra (visual e HVI)« Bark » e neps de fibraOs parâmetros de beneficiamentoO custo-benefício




Balanço classificação visualExperimentações de 2005

01020304050607080

Freq

üênc

ia (%

21-22 31-32 41-43 51-53 61-62Tipo

Antigo Novo

Distribuição por tipo de 302 fardinhos




Balanço classificação visualExperimentações de 2005

0

10

20

30

40

50

Freq

üênc

ia (%

2 3 4 5 6Folha

Antigo Novo

Distribuição por folha de 302 fardinhos




Balanço classificação visualExperimentações de 2006 (AC 41-4)

Distribuição de 205 fardinhos

0

20

40

60

80

100

Freq

üênc

i

31 41Tipo

Antigo Novo

0

20

40

60

80

100

Freq

üênc

i2 3 4

FolhaAntigo Novo




Balanço classificação visualCondições reais de produção 2006

0

20

40

60

80

100

Freq

üênc

ia (%

31-2 31-3 31-4 32-3 32-4 42-4Tipo e folha

Antigo Novo

Distribuição de 428 fardinhos




Resultados HVI 2005Amostras de fardinhos das 3 experimentações

Característica Antigo NovoIMPUREZA (número) 3.8 a 3.0 bIMPUREZA (aréa) 0.50 a 0.37 bRd % (Reflectância ou Brilho) 73.5 b 75.5 a + b (Amarelo) 8.6 8.7




Resultados HVI 2005Amostras de fardinhos das 3 experimentações

Característica Antigo NovoUHML (comprimento em ") 1.13 a 1.11 bUniformidade (%) 82.5 82.2Fibras curtas (%) 7.1 7.5Resistencia (g/tex) 27.6 27.4




« BARK » E « NEPS »« Bark » = fibra vegetal (casca de caule)

Sujeira grossa entrando no descaroçadorDesmanchada pelas serrasFibra vegetal misturada com fibra de algodão

« Neps » de fibra = nós de fibra de algodãoCriados pelos processos mecânicos (colheita e beneficiamento

Ambas são um problema para a indústria têxtil




Sujeira grossa no peito




Sujeira grossa no peito




Sujeira grossa desmanchada no peito




Efeito da 1a etapa de pré-limpeza sobre a sujeira grossa




Redução da sujeirano ante-peito e no peito

Separação e pesagem por descaroçador (3 fardões)

SUJEIRA NO PEITONO FINAL

Sujeira grossa Sujeira fina Sujeira total

Antigo 2.44 0.49 0.26Antigo + PL1 0.86 0.29 0.16Redução PL1 65% 41% 38%

SUJEIRA SEPARADAPELO ANTE PEITO (Kg/hora)PROCESSO




Nep de fibra




Efeito do processo sobre os neps

0

100

200

300

400

500

Num

ero/

2005 2006Tipo AC

Antigo Novo

+ 19 % + 16 %




Bark e Neps

A redução da sujeira pela PL é grandeA redução do « bark » tem um preço

O aumento dos neps de fibra

Melhoria a buscar ‘na colheitana colheita’’No beneficiamento, maximizar a eliminação da sujeira com o mínimo de neps :

Gestão da umidade e em particular a secagemGestão do ritmo de beneficiamento




Processo e parâmetros do beneficiamento (2005 exp. 1+2)

Rendimento de beneficiamento

36

37

38

39

40

41

Ren

dim

ento

(%

31-3 31-4 41-4 41-5 51-5

Tipo AC Antigo Novo



Uberlândia / agosto / 2007Processo e parâmetros do beneficiamento (2005 exp. 1+2)

2. Resíduos da limpeza do algodão em caroço por fardinho

17192123252729

Res

iduo

s/20

0k

31-3 31-4 41-4 41-5 51-5

Tipo AC Antigo Novo



Uberlândia / agosto / 2007Processo e parâmetros do beneficiamento (2005 exp. 1+2)

3. Resíduos da segunda etapa de pré-limpeza (batedor + HL + alimentador) por fardinho

7

8

9

10

11

12

Res

iduo

s/20

0

31-3 31-4 41-4 41-5 51-5

Tipo AC PL1+Antigo Novo




Estimativas de custo-benefício

1. Limites

Níveis de ágios/deságios variamLimitadas aos padrões universaisBaseadas em desvios do tipo e da folhaNão levam em conta as características intrínsecasNão levam em conta os números de neps




Estimativas de custo-benefício2. Ágio/deságio médio para 200 kg de fibra / tipo AC

02468

101214161820

Ági

o m

édio

(R$/

Fard

in

31-3 31-4 41-4 41-5 51-5 31-4 41-4 32-4

Tipo AC

Antigo Novo 2005 Novo 2006

Média = 11.6




Estimativas de custo-benefício3. Custos adicionais e economia com o processo

novo

Custos adicionais EletricidadeGás para a gestão da umidade

EconomiaLenha da secagem no conjuntoAumento do ritmo de beneficiamento




Estimativas de custo-benefício4. Estimativas de custos adicionais e economia

Elemento de custo Custo(R$/fardo)

Benefício(R$/fardo)

Consumo de gás para a secagem na PL1 (média) 1,1Consumo elétrico 0,4Economia de lenha 0,6Aumento de ritmo de beneficiamento ?Total por fardo 1,4 0,6Balanço por fardo -0,8Balanço por @ -0,06




Estimativas de custo-benefício5. Estimativas de custo-benefício sem umidificação


Benefício médio

(R$/fardo)

Benefício max

(R$/fardo)Ágio da fibra no mercado internacional com processo novo 11,6 17,5Custo adicional 1,4Economia de lenha 0,6 0,6Total por fardo 1,4 12,2 18,1Balanço por fardo 10,8 16,7Balanço por @ 0,81 1,25Balanço para 50 000 fardos 540.000 835.000




Estimativas de custo-benefício6. Estimativas de custo-benefício da umidificação


Benefício(R$/fardo)

Consumo de gás médio para a umidificação 1,5Aumento de peso (4 kg por fardo) 10,0Total por fardo 1,5 10,0Balanço por fardo 8,5Balanço por @ 0,64




Estimativas de custo-benefício7. Balanço de custo-benefício do processo novo, com

secagem e umidificação


Benefício médio

(R$/fardo)Ágio da fibra no mercado internacional com processo novo 11,6Custo adicional 1,4Economia de lenha 0,6Consumo de gás médio para a umidificação 1,5Aumento de peso (4 kg por fardo) 10,0Total por fardo 2,9 22,2Balanço por fardo 19,3Balanço por @ 1,45Balanço para 50 000 fardos 965.000




Resultados diversos1. Classificação visual do algodão em caroço

A classificação dos fardões varia com os classificadores Pouca relação entre classificação do AC e da fibraO beneficiamento não pode ser devidamente planejado, otimizado.

Necessidade de padrões ou de instrumentos para adaptar a seqüência e otimizar o beneficiamento




Resultados diversos2. Classificação visual da fibra

A classificação da fibra varia com os classificadores Problema de valorização individual (a empresa)Problema de valorização coletiva (imagem do algodão do Estado ou do pais)

Treinamento e standardização




CONCLUSÃOObjetivos cumpridos

Melhoria de 1 tipo e mais de uma folha em médiaCusto-benefício altoInvestimento pago em 1 ou 2 safras

A primeira etapa de PL é fundamentalMelhora o tipo direitamente e indireitamenteMelhora a folha e reduz o « bark »Melhora o ritmoSem aumentar o gasto de energia

O projeto mostrou a importância da gestão da umidade




F I M













Conjunto 1 Conjunto 2










Umidade do ar e umidade do algodãoEquilíbrio higroscópico

02468

101214161820

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Umidade relativa do ar (%)

Um

idad

e m

atér

ia (%

)

Caroço Alg. em caroço Pluma

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