Seminário stab 2013 industrial - 11. quantificação das perdas de açúcares nas águas industriais através da cromatografia iônica - josé robério (central analítica)

Quantificação de Perdas de Açúcares nas Águas

Industriais Através da Cromatografia Iônica

Eng° José Robério Cavalcante da SilvaCentral Analítica LTDA

17° Seminário Regional sobre Cana-de-açúcarRecife, abril de 2013

Avaliações de Fábricas Sucroenergéticas

• Eficiências Setoriais• Extração

• Tratamento de caldo

• Fabricação de açúcar (SJM)

• Fermentação

• Destilação

• Eficiência Geral• ART

• ATR

• Balanço do ART

Avaliações de Fábricas Sucroenergéticas

• Balanço de ART

• Eficiência Geral Industrial (EGI)

• Perdas nas águas industriais

• Perdas na extração (bagaço)

• Perdas no tratamento (torta)

• Perdas na fermentação

• Perdas na destilação

• Perdas indeterminadas

OBS: Perdas indeterminadas devem estar entre 1,5 a 2,0%

• Por definição:

EGI = [(sac produzida (kg) + proc) (etanol produzido(L) + proc)

0,95 0,6475

Total de ART (kg) na cana moída

• Considerações• Considerar a pol em função dos diversos tipos de açúcar

• Transformar os tipos de álcool produzidos em absoluto

• Estimativa do ART na cana (equações de AR e F)

Eficiência Geral Industrial

+ +Kg mel x %ART

ART Entrado

• Considerações

ART entrado = ART%cana x 0,01 x cana moída total

Perdas na Extração

• Considerações

• Rendimento de bagaço (ver eficiência de extração)

• ART do bagaço � relação de paridade

• ART%cana --- P%C

ART%bag ----- P%bag � ART%bag = P%bag x (ART%cana / P%C)

Kg ART bagaço = Rbag (kg/t) x cana moída (t) x ART%bag x 0,01

Perdas%ART bagaço = (kg ART bagaço / kg ART entrado) x 100

Perdas no Tratamento

� Considerações

� Rendimento de torta (pesado)

� Interferência � fuligem pesada junto com torta

� ART do torta � relação de paridade� ART%cana --- P%C

ART%torta ----- P%torta � ART%torta = P%torta x (ART%cana / P%C)

Kg ART torta = Rtorta (kg/t) x cana moída (t) x ART%torta x 0,01

Perdas%ART torta = (kg ART torta / kg ART entrado) x 100

Perdas na Fermentação

Perdas Fermentação = ART mosto – (ART álcool + Proc) – ART perdido dest

Kg ART perd ferm= (ART álcool prod / EGD) – (ART álcool + P) – ART perdido dest

Perdas%ART Fermentação = (kg ART perd ferm / kg ART entrado) x 100

Fermentação ART MOSTO

PERDASFERMENTAÇÃO

ART VINHODestilação

ART ÁLCOOL

PERDASDESTILAÇÃO

Perdas na Destilação

Kg ART per dest = (100 -ºGLv/ºGLv) x Alc prod x ºGL x 0,01) +

2,5 x Vf x Alc prod x ºGL x 0,01

Perdas%ART Destilação = (kg ART perd dest / kg ART entrado) x 100

Fermentação ART MOSTO

PERDASFERMENTAÇÃO

ART VINHODestilação

ART ÁLCOOL

PERDASDESTILAÇÃO

Perdas Indeterminadas

PI = 100 – EGI – Perdas (A+B+C+D+E)

Onde:

A �� perdas % águas

B � perdas % extração (bagaço)

C � perdas % tratamento (torta)

D � perdas % fermentação

E � perdas % destilação

OBS:

A não determinação das perdas nas águas AUMENTA

as PERDAS INDETERMINADAS

Perdas nas Águas

Água de lavagem de cana

Água do multijato

Água residuária

Perdas nas Águas (lavagem de cana e multijato)

• Considerações

• Amostragem � Amostrador contínuo e ponderal

• Medição de vazão (m3/h) � horas efetivas de moagem (hem)

• Análise � HPLC ou Antrona � % ART � antes e após o uso

Volume de água (m3) = Q (m3/h) x hem

Kg ART Águas = V água (m3) x [(g/m3 ARTsaída – g/m3 ARTentrada)/1000]

Perdas%Águas ALC = (kg ART ALC / kg ART entrado) x 100

Perdas nas Águas (residuária)

• Considerações

• Amostragem � Amostrador contínuo e ponderal

• Medição de vazão (m3/h) � horas efetivas de moagem (hem)

• Análise � HPLC ou Antrona � % ART � antes e após o uso

Volume de água (m3) = Q (m3/h) x hem

Kg ART Água Residuária = V água (m3) x [(g/m3 ART)/1000]

Perdas%Águas ALC = (kg ART ALC / kg ART entrado) x 100

Perdas nas Águas

• Dificuldades

• Quantificação dos volumes

• Processo de amostragem

• Analítica

Perdas nas Águas

Quantificação dos volumes

• Tubulações até 10pol de diâmetro

• Medidores de vazão (fluxo)

• Tubulações acima de 10pol de diâmetro

• Placas de orifício

• Canaletas

• Calha Paschal

Perdas nas Águas


Perdas nas Águas


Perdas nas Águas


Perdas nas Águas


Perdas nas Águas

Processo de Amostragem

• Obrigatoriamente TEM que ser contínuo pela variação da concentração de açúcares nas amostras

• DEVE ser PONDERAL pela variação dos volumes de água

Perdas nas Águas

• Processo de Amostragem

Perdas nas Águas

Analítica

• Eynon-Lane (adição de padrão)

• Vários métodos espectrofotométricos, MAS NÃO SELETIVOS para ART. Medem todos os carboidratos• Antrona (mede também HMF e furfural)

• Sommogy-Nelson

• DNSA

• Cromatografia• Líquida (detector de IR)

• Iônica (detector amperométrico)

Estudo de CasoUsina Rio Claro – Odebrecht (GO)


Processo de Quantificação e Amostragem(amostrador contínuo ponderal TESPRO)


Processo de Quantificação e Amostragem(amostrador contínuo ponderal TESPRO)


Comparativo de Métodos Analíticos• Antrona

• IC

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73

% m/v

Dados

Comparativo de Métodos

IC

Antrona

R = 0,99Médias IC =0,335%Antrona = 0,417%


Método IC• OBS: Ilustração de um cromatograma de análises de

perdas em águas (injeção sem diluição)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 mi n

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

uA

Cell

1

Gli

co

se 5

.76

7

Fr

uto

se 4

.36

0

Sac

ar

ose

55

.67

1


Rotina

• Informação por turno (supervisório) do volumede águas industriais

• Coleta a cada 8h

• Analisa a cada 8h pelo IC (metrohm)


Boletim

Conclusão

1. Para um correto balanço de ART devem serdeterminadas as perdas nas águas

2. Na Usina Odebrecht Rio Claro asdeterminações de açúcares nas águasdiminuíram as PERDAS INDETERMINADAS

3. Com as determinações das perdas naságuas foi dada maior atenção as perdas nafermentação

4. A IC é a técnica mais adequada para estasdeterminações por sua seletividade esensibilidade

Obrigado

robé[email protected]

(82) 9136 7765

(82) 3326 6020

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