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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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
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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