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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