Engenharia do Açúcar de Cana - Peter Rein - Parte 01

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Peter Rein
Engenharia
do Açúcar de Cana
Tradu/.ido por César Miraiida e Ericson Marino
Verlag Dr. Albert Bartens KG - Berlin 2013
Foi o primeiro profissional do setor a receber o
Sugar Processing Research Instituto (New Or-
leans) Technology Award. cm 1998, por contri
buições excepcionais ao processamento de açú
car e tecnologia correlata.
Recebeu em Agosto de 2000 a Medalha de Ouro
da South African Sugar Technologists Associa-
- Foi eleito em Fevereiro de 2005 Honorary Lifc
Member of Intemational Socicty of Sugar Cane
Technologist.s.
O Professor Peter Rein é muito conhecido no
mundo açucareiro por suas excepcionais contri
buições. a sua receptividade c por sua capacidade de
liderança. O Professor Peter Rein tem sido um dos
mais renomados tecnologistas de açúcar de cana,
considerando-se os últimos 40 anos.
Prefácio
l inbi>ra cu lenha decidido, com algum receio, es-
cic\er um iio\o li\ro sobre lecnologia do aijUÍcar
de cana. parece (.jue agora é uma época oportuna.
A maioria dos lexlos práticos sobre lecnologia açii-
careiia c aniiga e lem ha\ ido uma e\()IUí,'ão subs-
lancial cm tecnologia nos líllimos 2.^ anos. Assumi
a larefa de escrever este livro por sugestão do Dr.
Jiirgen liruhiis. editor da Verlag Dr. Albert Bartens.
que reconheceu esta necessidade e me persuadiu a
produ/ir um livro de utilidade prática. Muitos dos
assuntt>s tratados em outros tempos receberam aqui
um novo tratamento e novas abordagens estãt) pre
sentes. particularmente em relaçãi) à qualidade da
cana e seu pagamento, preparo da cana. extração por
dilusão. clariíica«,'ao dt) caldo e liitrai;ati. clariticai^ão
tio xarope, co/imento dt> a<,'úcar em vácuos contí
nuos. esgotamento do mela(,-o. controle químico das
fábricas, caldeiras, geração de \apor e balançt)s de
água e vapiir.
Os desaíios Ibram combitiar a nova tecnologia com a
antiiia. ser criticamente seletivo em relação ati mate
rial publicado e produ/ir um livro coerente na forma
e no ctrnteúdo. É importante também manter uma
perspectiva balanceada entre a iníormaçào empíri
ca e a tetirica. O engenheiro atuante, na prática de
seu trabalho, tem de usar ambas para ser eliciente.
porque na maioria dos casos o conhecimento teórico
promove o uso mais produtivo da Informação em
pírica. Onde possível, toi obedecida uma estrutura
consistente em cada capítulo, seguida pelas questões
teóricas e de fundamentos e após. projeto, detalhes
dos equipamentos, operação e controle, basicamente
nesta ordem.
Ao mesmo tempo em que eu tentava produzir um
livro abrangente, a tentação de ser demasiadamen
te minucioso precisou ser suplantada, de modo que
os objetivos desta obra pudessern ser alcançados. O
livro é projetado para lornecer informações úteis ao
engenhcirií e ao tecnologista atuantes, assim como
para os engenheiros e técnicos en\x>l\ idos em pro-
jetiís e na otimização de processos e de equipamen
tos. Várias referências são fornecidas para os que
precisam aprofundar suas pesquisas, O li\ ro ci>bre
a mait)ria dos assuntos contidos no material de su-
pi>rtc apresenladi> nos cursos de Hngenharia do Pro
cessamento de Açúcar e de Projeto de Fábricas de
Açúcar no Louisiana State University College of
Fngineering,
Uma fundamentação \aliosa para a tecnologia do
açúcar de cana foi produzida por autores pioneiros,
particularmente. Tromp. Honig. Spencer. Mcade.
Hugot e Chen. A maioria das informações contidas
neste liv ro foi coletada na literatura e junto aos co
legas com os quais trabalhei por muitos anos e com
os quais aprendi muito do que sei. Fu me identiti-
ct) com a citação de Isaac New ton: "Se eu consegui
enxergar mais além. foi por estar sobre os ombros
de gigantes".
Fiquei muito feliz, por poder contar com colaborado
res excepcionais, os quais escreveram cerca de um
quarto deste livro. São todos especialistas em suas
áreas e agregaram de modo imensurável valor e uti
lidade à obra. Sou também grato aos c|ue assumiram
a tarela de revisar os capítulos, particularmente Dr.
Mike Inkson. lan Smith. Dave Muz/.ell. Dr. Luis
Bento. Dr. Ed. Richard. Jimmy Cargill. Dr. Recis
Lima Verde Leal and Dr. Dave Love. Seus comen
tários e conselhos foram de inestimável valor, John
Dutlon também contribuiu com edição meticulosa e
assistência. Tive a felicidade de estar associado du
rante minha carreira com estes e outros lecnologistas
na comunidade açucareira internacional.
Objetivando produzir um texto de qualidade, foram
adotadas as unidades Si. Isto não será novidade na
maioria das áreas produtoras de açúcar. Entretanto,
toi adotado o formato de notações ISO e os símbolos
usados podem parecer pouco familiares a alguns lei
tores. Acredito que a famillaridade com eles provará
que na realidade são fáceis de usar e menos sujeitos
a confusões. Há uma necessidade real de padroni
zação nesta área. Nesta questão, a indústria do açú
car de beterraba tem sido mais proaiiva e o sistema
usado neste livro torna as tecnologias do açúcar de
cana e de beterraba, mais próximas.
Devo muito ao Louisiana State Universily Agri-
cultural Center pelo apoio recebido. O Dr. Jürgcn
Bruhns provou que é bem mais que um editor de li
vros. Suas numerosas sugestões construtivas agrega
ram valor e ajudaram na identificação de erros. Ele
também ajudou-me a manter-me centrado e focado
quando algumas vezes quase vagueei pelos cami
nhos da inconsistência. Ainda a.ssim. cm um traba
lho como este é dif ícil assegurar que não haja erros,
Eu acredito que eles sejam pouc()s e assumo total
responsabilidade, líu espero c]ue os leitores possam
idenlilicíir estes erros e\enluais tie modt) ijue pos-
siun ser corrigidos em futuras edições deste !i\ ro.
Terminando, desejo agradecer ii minha esposa Kaih
por seu apoio inc;ins;í\el e pelo lato lie (.|ue ela nunca
ficou aborrecida pelas longas horas que eu despen
di nesta obra. E!u jamais poderia ter desejaili) uma
companhia melhor durante toda miniia carreira açu
carei ra.
Peler Rein
Baton Rouge
Dezembro. 2()í)õ
Prefácio à edição em português
A respo.sta ã edição deste livro em inglês foi cncora-
jadora e isto resultou na edição em espanhol e agora
na edição em português. O material contido neste
livro é ainda amplamente aplicável e não foi atua
lizado, com exceção para um pequeno suplemento
na seção relativa à Geração de Vapor e referente à
corrosão de partes da caldeira. Nesta edição foi
aproveitada a oportunidade para corrigir erros tipo
gráficos e de texto que foram identificados na edição
em inglês. Entretanto, nenhum destes erros foi com
prometedor.
A tradução foi feita por César Augusto Miranda, um
tecnologista com ampla experiência nas indústrias
de papel e de açúcar, que de maneira admirável acei
tou assumir esta enorme tarefa. Ele é digno de elo
gios por seu excelente trabalho.
Tivemos a felicidade de ler Ejicson Marim> como
revisor da tradução completa. Sua vasla exiiei iêneia
e conhecimento sã(í bastante reconhecidos e sua de
dicação conscicnciosa a esta tarefa foi contri
buição substancial c valiosa.
Eu espero que esta edição em português venha
somar-se ao valor gerado pela indústria açucaieira
mundial. Eu continuo a acreditar que a indusiiia
açucareira continuará a contribuir com a sociedade
através de safras produtivas, do processamento efi
ciente e das características de susimiiabilidítde desta
indústria.
Peter Rein
Stone. Inglaterra
Fevereiro 2013
Cooperadores
B. Si<'. Mook
C\>nsulior
Bosch Pinjecis
Diretor Tonszaat Hulcu Sugai
África do Sul
(Capítulos 5 e 7)
R. Cl. An \i<o
Químict) de Pniduvão
Mackay Sugar Co-operative
Austrália
(Capítulo 1 1)
T. l.. Bosiioi i
Amigo iüigcnheiro Consultor
Tongaat Huletl Sugar
África dt) Sul
(Capítulo .^0)
A.B. RWNo
Antigo Dircclor SMRI e
Direii"»!'Tccnici> llloso Sugar Grviup
África tio Sul
(Capítulo 20)
N. Maííasini k
Thernial Hnergy Syslcnis
África do Sul
(Capítulo 27)
P.G. WRKarr
Ctinsultor Principal
PGW ProSuTech
Austrália
(Capítulos 10 e 1 1)
D. M. M|':aoo\vs
Diretor Hxecutivo - Gerência Tecni>lógica
Tongaat Hulett Sugar
Álrica do Sul(Capítulos 19 c 24)
índice de anúncios
Alpina Orion Tecnologia Acucareira. 09844-150 São Paulo. Brasil
Authomathika Sistemas de Controle, 14170-350 Scrtão/inho. Brasil
Barriquand TechnologiesThermiques, 42334 Roannc. França
BetaTecHopfenprodukte GmbH, 90482 Nürcmbcrg. Alemanha
BMA Braunschweigische Maschinenbauanslalt AG. 38122 Braunschwcig. Alemanha
Bosch Projects (Pty) Ltd.. 4320 Durban. África do Sul
Bosch Rexroth. 895 80 Mellansei, Suécia
Thomas Broadbent& Sons Ltd., Huddersficld, West Yorksh HDI 3FA, Reino Unido
CarboUA Ltd., Beverly Hills, CA 90210-5126. Estados Unidos
De Smet S.A. Engineers & Contraclors, 1410 Watcrioo, Bélgica
Fourteam Eng. As.soc Ltd, 28015-200 Campos d. Goytaca/.cs. Brasil
Fundamento Consultoria Industrial, 18682-530 São Paulo. Brasil
IMBIL Ind d Man de Bomba.s Ita. Ltda., 13971-045 Itapira - São Paulo. Brasil
IPRO Industrieprojekt GmbH, 381 14 Braunschwcig. Alemanha
ITECA SOCADEÍ, 13592 Aix en Provence Cedex 3. França
Keller & Bohacek GmbH & Co. KG, 40472 Düsseldorl'. Alemanha
MAUSA S.A.Equipamentos Industriais, 13422-902 Piracicaba. São Paulo. Brasil
Neltec Denmark A/S, 6541 Bevtofl, Dinamarca
Groupe Novasep SAS, 54340 Pompey, França
Procknor Engenharia Ltda, 05406-050 São Paulo. Brasil
pro/M/tec Theisen GmbH, 76275 Etllingen, Alemanha
Silver Weibull Sweden AB, 28143 Hãssieholm, Suécia
SKIL, Sugar Knowledgelntemational Ltd., Tonbridge. Kent TN9 1EP, Reino Unido
STI Sugar Technology International, Plano.Texas 75074. Estados Unidos
Thermal Energy Systems, Ludo House, Orpington BR6 7LZ, Reino Unido
Verlag Dr. Albert Bartens KG, 14129 Berlim, Alemanha
Wabash Power Equipment Co., Wheeling, IL 60090. Estados Unidos
Conteúdo
Siihrc autor 5 2.1.2 Efeito no açúcar recuperável 51
2.1.3 lífeilo na capacidade de moagem 53
Prel.ioio 7 2.1.4 Terra e impurezas 54
2.1.5 Dexlrana 54
C'i>opcradorcs 9 2.1.6 Efeito nos custi>s de moagem 55
-) -) Sistema de pagamento de cana 55
l.isia de símbolos 25 2.2.1 Opções para pagamento 55
-y t 1 Fórmulas de pagatnento de cana por
Lista de subscritos 29 açúcar recuperável 56
2.2.3 Distribuição do lucro entre os
Abreviações 31 fornecetlores e a usina 57
2.3 .Amostragem de cana 58
Terminologia 32 2.3.1 Soiula amoslradora de cana 58
2.3.2 Amostragem por comporia 59
2.3.3 Amostragem com garra 6t)
2.3.4 Amostragem do caldo de primeira
1 Cana-I)K-a<.0(ar 37 pressão 6!
1. 1 Hstrutura da cana 38 2.3.5 Rastreabilidade d;i cana 61
l.l. l Anatomia do colmo de cana 38 2.4 Métodos de análise 61
1.1.2 Localização da sacarose c impurezas 40 2.4.1 Método da prensa 61
].].?> Dclinições dos componentes 40 2.4.2 Método da desintegração úmida 62
1.2 Composição da cana 41 2.4.3 Caldo da primeira pressão 63
1.2. 1 Colmo limpo 41 2.4.4 Medição precisa da sacarose por
1 ,2.2 Pontas e folhas 41 cixnnatogralia 63
1 .2..2 Composição típica da cana entregue 42 2.4.5 Medições por NIR 64
1.2.4 Composição da libra 44 ReferCmcias 65
\.2.5 Não-sacarose na cana 45
1.2.6 Matéria estranha 46 3 FoRNKCIMIvNTO K MANK.K) DA
1.2.7 Efeito dos atrasos de cana 46 CANA-Di:-AÇÚCAR 67
1.2.8 Efeito da variedade de cana 48 3.1 Colheita, transporte e estocagem
1.2.9 Alterações em função das condições da cana 67
climáticas e época da safra 48 3.1.1 Métodos de colheita 67
Referências 49 3.1.2 Sistemas de transporte 72
3.1.3 Manejo das cargas em feixes 74
2 Avai.iaçào m e'a(;amí:n'1() dk cana 51 3.1.4 Sistemas de contêiner 74
2.1 Avaliação da qualidade da cana 51 3.1.5 Pesagem da cana 74
2.1.1 Parâmetros de qualidade 51 3.1.6 Sistemas de estocagem 75
ConlcLiclo
Danos e delerioração da cana
Descarga de cana
Basculadorc.s
Tombadores
Basculadores traseiros de caminhões
Pontes Rolantes
Mesas de cana e transportadores
transversais
Mesas alimentadoras planas
Mesas alimentadoras inclinadas
Limpeza da cana
Limpeza a seco
Lavagem da cana
Manejo da água de lavagem e
disposição de resíduos
Transportadores de cana
Esteiras de taliscas
Transportadores de correia
Transportadores de corrente e
taliscas de arraste
Eletroímã
Acionamento dos transportadores
e controle automático
Referências
Operação e matiuiençào
ReferC-ncias
Moaííkm
Extração por mocnilas
Extração
Outras medições tio tlesempeiiho
da moenda
Teoria da nn)agem
Modelo \()lumétrieo básico
Considerações para o modelo
simples
F(trtmilas de \a/ao ile cana
Razão de alimentação para iiuixima
capacidade
Taxa de compactaçã(). taxa tle
compressão e carga tle libra
Fibra no caldo exiraítio (■"cusli
cush")
Rolos não lisos
Oscilação dos rolos
Atrito e abertura tle alimentação
InllucMicia tio tliãmeiro do rolo na
alimentação thi moentla
Rcabsorção. cisalhamenlo na catia
e escorregamenlo
Carga hidráulica e tort|iie tia moentla
Moendas e seus comimnenies
Mt)endiis convenciontus
Castelos
Rolos tle moenda
Frisos do rt)lo
Ranhuras Messchitcrt
Rolos Lótus
•Sistema hidráulico e carregamento
Mancais
Rodetcs
Bagaceiras e pentes
Mt)cndas de dois rolos
Stork-Werkspoor
STG-FCB
Moenda Bundaberg de alta extração
Unidade de extração Fives Cail
Acionamentos de mtienda
Potência necessária ntí acionamento
Motores para acionamento de
moendas
Redutores de rotação
Acoplamentos de mt^enda
Preparo da cana
5.2.7
5.2.H
5.2.y
5.2. 10
5.2. 1 1
PrKPARO DK CA.sA
Objetivos e medição do preparo de 5.2. 12
5.3
5.3.1
5.3.2
5.3.3
5.3.4
5.3.5
5.3.6
5.3.7
5.3.8
5.3.y
5.3. 10
5.4
5.4. 1
5.4.2
5.4.3
5.4.4
5.5
5.5. 1
5.5.2
cana
Objetivos y I
Efeito do preparo de cana na
extração
Medição do preparo de cana y."
Picadores de cana yf
Picador nivelador
Arranjos de picadores de cana 9(:
Velocidade dos picadores e potência
requerida y*
Detalhes de facas e rotores 98
Desfibradores 99
Tipos de desfibradores yy
Alimentação dos desfibradores 102
Fatores que afetam o preparo obtido 103
Dimensão e capacidade do
desfibrador 104
Desfibradores híbridos ] 04
Detalhes técnicos do projeto de
desfibradores pesados 106
Requisitos de potência para preparo
decana 109
Requisitos do motor principal 1 10
C onlcuiU)
Kcyulasjcns Ja iiiDcnua
Kcüulaycns Jc rolos
Ajiislc para oscilavão do rt>lo
superior
Kceiilaüciis do alinicnlador t'ort;adt>
Kceulaeens do ro[í.> dc pressàti
Aberturas do ehuie Donin ly
Reiiulaiiens da bayaeeira
Otiini/asão i^râtlea das reeulayens
da iiu>enda
ianbehisào e assuntos relaeionailos
!;mbebii,'àti
Iniplieaijões tio eush eusli no ealdo
extraído
Maeeraçá<' e e<.)nduttires de
inaeeiai,ã<^
Reeireula^;;'») de ealtio
l Aliavài^ pi^t' baixa pressão
Drenauem da nioenda
Alintentavão da inoenda
Pre[Xuo da siiperfíeie di> rolo
('he\ roiis
iiiiipiirradores nieeâniei>s de
alimentavão
Chute Ponncly
AliiiieMitadores ile pressão
Aliniontadores de pressão
dentados
Capacidade da inoenda
Dimensão e capacidade de um terno
de moenda
Capacidade de um ttindem de
moagem
Número de ternos de moenda
Velocidade da moenda
Controle da moenda
Taxa tle moagem e outros eonlroíes
da moenda
l-nsaios de rotina da moenda
Pressões hidráulicíis e oseiiatjão
da moentla
üperavão da nn>enda
Perdas de sacarose nos ternos de
nmagem
Perdas íísicas
Perdas por destruição da sacarose
Medição e controle da destruição
da sacarose
Implicações no pagamento de cana
Rererências
Kxtraí, \() noK niFi sxo i:m oana
Teoria
Mecanismos de extração
Variã\eis que afetam a extração
Densiilade aparente da tibra
Retenção ilo caldo
Taxas de percolação do caldo
Palanço ile massa e energia
Dimensionamento de difusores
Planta e equipamento
Tipos tle tlifusor
Difusores de leito nunel
Arranjtís de alimentação de cana
Retjuisiltis de acionamentt> do
difusor
Detalhes mecânicos
Ai.|uecimento caldo
Aplicaçãi> de caldo entre estagieis
Instrumentação e controle
Recirculação do lodo do clarilieador
Tatores que afetam trabalho do
tlifusor
Preparo de cana
Tempo tle residCmeia da cana
Taxa tle embebição
Niimert» de estágit>s
Taxa tle percolação e inundação
Temperatura
Desaguamento tk> bagaçti
Operaçãt> e controle tle difusores
Monitoramento da eticiència de
extração
Controlo da alimentação decana e
\elocidade do leito
Controle da percolação em
difusores
Controle do pH
Controle da ci>rrosão cm difusores
Manutenção de difusores
Microbit)logia da extração
Comparaçãti com a nunigem
Custt)s de investimento
Custos de manutenção de operação
Efeito no balanço de vapor e
requisitos de potência
Efeito na qualidade do caldo bruto
Peneiramento e hltração do ealdo
Efeito na recuperação silobal de
6.1
6.1 . 1
6.1.2
6.1 ..^
6.1.4
6.1.5
6.1.6
6.1.7
6.2
6.2.1
6.2.2
6.2..^
6.2.4
6.2.5
6.2.6
6.2.7
6.2.S
6..^
6.4
5.5.4
5.5.5
5.5.6
y})
5.0.1
5.'J.2
5.9..^ 6.4.1
6.4.2
6.4.3
6.4.4
6.4.5
6.4.6
6.5
6.6
5.9.4
5.9.5
5.9.6
5.10
5.10.1
5.10.2
5.10.3
5.10.4
6.6.4
6.6.5
6.6.6
6.6.7
6.7
6.7.1
6.7.2
6.7.3
5.1 1.2
5.1 1.3
5.1 1.4
5.12
5.12. 1
5.12.2
5.12.3
6.7.4
6.7.5
6.7.6
5. 2.4 sacarose
Efeito nas operações
Conteúdo
Expansão de capacidade da moenda
e do difusor 202
Capacidade máxima de uma única
linha de extração 202
Referências 203
Esteir.a.s I.NTKRMKDIÁRIAS t)A
MOKNDA K Di; HAtiAÇO 205
Esteiras intermediárias entre ternos
de moenda 205
Esteiras entre ternos de leito de
taliscas metálicas 205
Transportadores de correia, baixa
inclinação 206
Esteiras de arraste de taliscas 206
Esteiras de borracha 212
Transportadores chute Meinecke 213
Transportadores de bagaço 214
Transportadores de bagaço de
correia 214
Transportadores de bagaço de
corrente 217
Alimentação de bagaço para as
caldeiras 218
Amostragem do bagaço 219
Separadores magnéticos 219
Referências 220
PR0.SE.S.SAMENT0 DO CALDO
BRLTO 221
Peneiramenio do caldo 221
Tipos de peneira 221
Retomo do bagacilho 224
Limpeza da peneira 224
Peneiramento de caldo clarificado 225
Medição da vazão mássica do caldo 225
Balanças de batelada 225
Outros sistemas de medição 226
Amostragem e análise do caldo 227
Sistemas de amostragem 227
Amostragem de sólidos
suspensos 227
Análise de pol x sacarose 228
Bombeamento do caldo 228
Pontos de operação da bomba 228
Materiais de construção 232
Dimensionamento do tanque de
caldo bruto 232
Controle da vazão de caldo 232
Referências 234
IO
10.1
10.1. 1
10.1.2
10.1.3
10. 1.4
10.1.5
Agi i;( I.MKNTO IK) ( Al.DO
Considerações leciricas
Balanço térmico
Taxa de transferência de calor
Coeliciente de transferência de
calor em aquecetiores tubulares
de caldo
Uso de vapores do evaporador
Projeto do at|uecedor tubular
Coeficientes de transferência de
calor
Velocidades tio liquitio
Cálculo da área de transferência
Detalhes do aquecedor tubular
Cálculo da pertia tie carga
Aquecedores a placas
At|uecedores de contato tlireto
Dimensionamento de at|uecetlores
de contato direto
Detalhes do aquecedor
Efeito na economia térmica
Incrustação e limpe/a
Caracterização dos depósitos
F-ormação de dep(')sitt)s
Limpe/a dos tubos
Incrustação do lado vapor
Tanque Flíish de ctildo
Requisitos do flcisheamenlo
Tipos de tanques de Elash
[dimensionamento de tantjues e
bocais
Divisão do fluxo aos clariíicadorcs
Controle da temperatura
Aquecedores líquido-líquido
Aquecedores de caldo clarificado
Objetivos
Dimensionamento dt)s
aquecedores
Referências
Cl.ARIMfAÇÀO
Processos físicos e químicos
Objetivos da clarificação do caldo
Análises do caldo bruto
Eleitos do aquecimcntr) e adiçao
de cal ao caldo
Reações químicas que ocorrem
na clarificação simples do caldo
Variantes dos procedimentos de
clarificação por defecação
Conteúdo
Procedimentos práticos pnni a
claritica«,ão por defecavão
pH olimo do caldo clariticador
Papel do ácido tostVirico no caldo
e dosagem de rt>st"ato
Pornccimcnlo c manejo da cal
A qualidade da cal
Í-\tini,ii^' da cal e manejo
Leite de cal e sacarato dc cálcio
Controle tio pi!
Tipos de clarilicador
|)escrii,ão tU>s clarilicadtHCS
Tempo de resiilência
Tain-iiics dc llasli
Testes dc decantarão em batclada
Capacidade dos clarilicadores
Operarão da estarão dc clarilicarão
Operarão di>s clarilicadores
Controle de nível do lodo.
consistência do lodo
Ácido íostórico e outros aditivos
Liquidarão
Lloculanics c sistemas de dosagem
Tipos de íloculantes
Rearòes t ísicas de Hocularão
Preparo e dostigem tUí lloculanle
Teste do lloculante
Lloculantes catiônicos
Sullitarão
Preptiro do dióxido de enxofre
Tornos de enxotre
Utilizarão de dióxido dc enxofre
líquido
CtHisumtí de enxofre c cal
Sistemas de sullitarão
Procedimentos de sullitarão
Vantagens e desvantagens da
sullitarão
Sullitarão do xarope
Referências
Tecnologias de filtros prensa de
placas e chassi
Tiltros de tambor rotativo a vácuo
Detalhes dos equipamentos
Condicitniamento da alimentarão
do tiltn>
Telas e raspadores
Capacidade e dimensionamento
Controle dti ní\el e agitarão do
cocho tio tiltro
Lavagem da torta de tiltro
Controle operacional
Análises da torta de tiltro e relenrão
dos sóliilos dt) lodo
Manejt) da torta
Manejo dti tihradti
Quamidades de tilirado
Coleta c bombeamenio do caldo
filtrado
Separarão de arraste
Condensadores tU> filtro
Clarificarão do filtrado
Perdas microbiológicas
Efeito da temperatura
Alterarões ila pureza e
monitoramento do ácido láctico
Referências
lO.Lb
10.1.7
lO.I.S
0.^.4
O.fi
O.ívl
().fi.2
O.h..^
0.0.4
0.6..^
0.7
0.7. 1
0.7.2
0.7..-^
K\AI»()R.\(.Ãt)
Transferência tle calor por ebulirão
T'aixa de temperatura e pressão
Elevarão do ponto de ebidição
Pre ss ão h i tl ros t át i c a
Equarões para \aso simples
Definirão do coeficiente de
transferência de calor
Princípios da evaporarão de múltiplo
efeito
Princípio de Rillictix
Sangria de vapor
Sistemas de liuxo co-corrente x
coniraconenie x misto
Taxas de transferência de calor
Perdas de calor
Quantidade de gases incondensáseis
Cálculo de múltiplo efeito - método
abreviado
Cálculo de múltiplo efeito - método
10.7.4
10.7.5
10.7.6
10.7.7
Fii;ika(,a()
Manejo do lodo e adirão do
bagacilho
Quantidades de Iodos
Manejo de Iodos
Misluradores de lodo
Quantidades de bagacilho
Detalhes dos equipamentos de
filtrarão
1 1. 1.2
1 1.1.3
I 1.1.4
1 1.2 rigoroso
Derivação de equações
Contendo
10.3 Potes dc llash
1 1 Incrusiavão e linipe/a de
evaporadores
í I. I OcorrêMicia de inerusiat^ão
I 1.2 Caracleri/.avão da inerusiavão
1 1.3 Anti-incmsiantes
1 1.4 Litnpe/a química
1 1.3 Limpe/a mecânica
I 1.6 Limpe/a do lado \apor
12 Remoção de amido e dexlrana
12.1 Propriedades das en/imas
12.2 Utili/.ação ideal das en/imas
RelerCMicias
Cálculo pelo método ngoro.so
Comparação dos métodos de
calculo abreviado e rigoroso
Fatores que afetam a economia de
vapor e a capacidade
Influência do número dc efeitos
Efeito das sangrias de vapor
Efeito das pressões de vapor de
escape e absoluta do último vaso
Efeito da temperatura do caldo
clarificado
Emprego de flash de condensado
Distribuição da superfície dc
aquecimento
Evaporadores
Tipos de evaporador
Comparação de tipos de evaporador
Pré-evaporadores
Dimensionamento da linha de vapor
Projeto de vasos evaporadores
tubulares
Projeto da calandria
Dimensões e especificações de
tubo e espelhos
Tubos de descida
Remoção de condensado e gases
12.4.2
12.4.3
12.5.1
12.5.2
12.5.3
2.5.4
12.5.5
12.5.6
12.6
12.6.1
12.6.2
12.6.3
12.6.4
12.7
C()M)t:N.s,\i)()Ki;.s I-;
i;gi ii'.\ME.N i().s [)i; x Ácio
f-undamentos
Pressões absolutas requeridas
Quantidades de água e viiptir
Efeito da temperatura da água no
condensador
Quantidade de gás incondensável
Quantidade total de água dc
resfriamento usada numa fábrica
Recuperação de calor
Condcnsadores
Arranjos e ret|UÍsitos dc
condcnsadores
Tipos de condensador
Projeto de condcnsadores em
contracorrente
Materiais dc construção
Selo barométrico
Controle da pressão absoluta
Identificação de va/amenlos de ar
Bombas de água de injeção
Piscinas de spray e torres de
resfriamento
Projeto e especificação de
sistemas dc resfriamento
Torres de resfriamento
Piscinas de spray
Arraste e perdas ptu' arraste
Qualidade e tratamento da água
Bombas de vácuo
Bombas de anel líquido
Dimensionamento dc bombas
Sistemade água de serviço
Eficiência da bomba e teste
Sistemas ejetores
13.1
13.1.1
13.1.2
13. 1.3
13.1.4
13.1.5
12.7.3
12.7.4
13.1.6
13.2
13.2.1inconclensaveis
12.7.5 Sistemas de alimentação e retirada
de líquido
12.7.6 Detalhes de evaporadores a placas
12.8 Operação de evaporadores
12.8.1 Condições operacionais (3timas
12.8.2 Controle automático dos
evaporadores
12.8.3 Efeito do superaquecimento do
vapor
12.8.4 Teste de vazamentos
12.8.5 Arranjos dos vasos em série e em
paralelo
12.8.6 Bombeamento de xarope
12.8.7 Causas de baixo desempenho
12.8.8 Perdas de sacarose na evaporação
12.8.9 Alteração de pH
12.9 Separação de aiTa.ste
12.9.1 Tipos de separador
12.9.2 Dimensionamento e projeto
12.10 Remoção e flasheamento de
condensado
12.10.1 Sistemas de tubulação
12.7.6
12.8
12.8.1
12.8.2
12.8.4
12.8.5
12.8.6
12.8.7
12.8.8
12.8.9
12.9
12.9.1
12.9.2
12.10.
13.2.2
13.2.3
13.2.4
13.2.5
13.2.6
13.2.7
13.3
13.4
13.4.1
13.4.2
13.4.3
13.4.4
13.4.5
13.5
13.5. 1
13.5.2
13.5.3
13.5.4
13.612.10.2 Purgadores e pernas em U
C ontem o
3.6. 1 Kjelores a jato de \ aptír
3.6.2 lijelores a jato de áiiua
3.7 Resfriadores posteriores
RelerCMieias
15.2.4 I-4eito da relai;ào entre pi>l e
saearose e entre Bri\ e sólidos
dissolvidos
Rfeito na cor de aplicar
lifeito do esgotamento da massa
co/ida e rendiiiKMito de cristal
{•'atores que afetam a quantidade
de massa co/ida C
Capacidade e requisitos de \apor
Co/edores a \ acuo de hatelada
Tipos de co/edores
Circularão mi co/edor
Projeto de cti/edor de batelada
Capacidade do co/edor
Taxas de evaporarão
.•\giladores e vapor de circularão
Separarão de arraste
Cti/edores contínuos a \ ácmi
Tipos de co/edores contínuos
l^rojeto de co/edores contínuos
Compararão de sistemas de
co/edores de bateladas e contínuos
Controle e operarão do co/edor
Condurão de um co/imento de
batelada
Semeadura
Oblenrão de tamanho do cristal
Teste de vácuo
Asaliando a qualidade do co/imento
Temperaturas e pressões de
15.2.5
15.2.6
Ct.VKII l( A(. \() l)i: \ \KOI'K
Introdurão
Ih incípios envoK idos
1-feito dos |iarãmetros operacionais
lífeito dos produtos químicos
ailicioíKidos
Aerarão do xarope
Clariticarão de mel B e C
Aplicarão da clarificarão de xarope
na usina de arúcar baito
Benefícios da clariticarão do xarope
Qualidaile de arúcar
Viscosidade da massa co/ida
I-Iquipamento
Vasos clariiicadores
.Sistemas de aerarão
Manejo da espuma
Misturador em iinha
Operarão
Controle da adirão de produtos
ijuímicos
Testes laboratoriais e avaliarão
Conlole da camada de espuma
Aumento da remorão de cor
Referências
14
14.1
14.2
14.2.1
14.2.2
15.2.7
15.2.S
15.3
15.3.1
15.3.2
15.3.3
15.3.4
15.3.5
15.3.6
15.3.7
15.4
15.4.1
15.4.2
15.4.3
14.2.3
14.2.4
14.2.5
\4^
14.3 I
14.3.2
14.4
14.4. 1
14.4.2
14.4.3
14.4.4
14.5
14.5.1
5.5.1
14.5.2
14.5.3
14.6
15.5.3
15.5.4
15.5.6
co/imento
CuisT.\i.>/.-\CÀo
1'undamentos da cristali/.arão
Soliibilidade e supersaturarão
Crescimento do cristal e nuclearão
Hfeito de não saearose
Taxas de cristali/arão
Klevarão do ponto de ebulirão
Tamanho e forma do cristal
Conteúdo de cristais da massa
co/.ida
O processti de cristalizarão
Objetivos do setor de cozimento
Esquemas de co/imento de arúcar
Descrirão dos esquemas de
co/imento utilizados
Compararão de esquemas de
co/imento
Cálculos e balanros de massa do
setor de co/imento
15.5.7 hieito das condirões e operarão do
co/edor na qualidade do arúcar
Operarão do co/edor contínuo
Instrumentarão e controle do co/edor
Transdutores de medirão
Dimensitinamento da \ álvula de
controle
Controle do co/edor de batelada
Controle automático de co/edores
15.5.8
15.6
15.6.1
15.6.2
15.6.3
15.6.4
contínuos
Equipamentos peril'éricos do setor de
co/imenio
15.7.1
15.7.2
15.7.3
15.7.4
15.7.5
15.7.6
Condicionamento de mel
Tanques de alimentarão
Tanques de estocagem
Receptores a vácuo de semente
Sistemas de corte
Receptores de cozimento
Referências
Conteúdo
16 Cristami.zadoríús dk
RP-SFRIAMKNTO 465
16 Considerações teóricas 465
16.1.1 Objetivos e requisitos da
cristalização por resfriamento 465
16.1.2 Tempos de residência e
temperaturas 466
16.1.3 Mistura / agitação 466
16.1.4 Propriedades reológicas das massas
cozidas 467
16.1.5 Bombeamento e manuseio de massas
cozidas 470
16.2 Equipamentos 472
16.2.1 Cristalizadores de batelada e
contínuos 472
16.2.2 Cri.stalizadores horizontais x
verticais 472
16.2.3 Cristalizadores horizontais 472
16.2.4 Cristalizadores verticais 474
16.2.5 Coeficientes de transferência de
calor 477
16.2.6 Projeto do sistema de resfriamento 477
16.2.7 Acionamentos do cristalizador 477
16.2.8 Cristalizadores a vácuo 479
16.2.9 Bombas de ina.ssa cozida 479
16.3 Operação e controle 480
16.3.1 Operação de cristalizadores
contínuos 480
16.3.2 Características de fluxo da massa
cozida 48!
16.3.3 Reação de Aíci/V/íí/í/ 483
16.3.4 Circuitos de água de resfriamento 484
Referências 484
17 Separação CENTRÍFUGA 487
17.1 Teoria 487
17.1.1 CentnTugas de batelada e contínuas 487
17.1.2 Forças centrífugas 488
17.1.3 Teoria de separação sólido-líquido 490
17.1.4 Eficiência de lavagem 490
17.1.5 Quebra do cristal 491
7.2 Centrífugas de batelada 492
7.2.1 Descrição geral 492
7.2.2 Ciclo de batelada 492
7.2.3 Comparação de projetos diferentes 493
7.2.4 Capacidades das centrífugas 495
7.2.5 Acionamentos de centrífugas 495
7.2.6 Operação de centrífugas das
bateladas 496
7.2.7 Inspeção do cesto 499
17.2,8 Misturadorcs de alimentação
17.3 Centrífugas contínuas
17.3.1 Descrição geral
17.3.2 Comparação de projetos ditêrenles
17.3.3 Capacidades tias centríliigas
17.3.4 Telas
17.3.5 Operação de centrífugas contínuas
17.3.6 Centrífugas contínuas para massas
de alta pure/a
17.3.7 Comparação de centrífugas de
batelada e contínuas para massas
de alta pureza
17.3.8 Centrífugas refundidoras e
misturadoras
17.4 Reaquecimcnto tia massa cozida
17.4.1 .Supersaturação do licor mãe
17.4.2 Requisitos de área tio rcatjuecetlor
17.4.3 Tipos de reaquecetior
17.4.4 Perda de carga em reatiueccdores
tubulares
17.5 Refundidores e misturatiores
17.5.1 Projeto de refundidores
17.5.2 Detalhes de misturadorcs de magma
Referências
18 E.sgoiamento no mki.aço
18.1 hsgotabilidadc do melaço
18.1. 1 Solubilidade do açúcar no melaço
18. 1.2 Ensaios de esgotamento em
laborat(')rio
18.1.3 Equações de meta de pureza para
esgotamento do melaço
18. 1.4 Métodos simplilicatlos para
estimativa de Substância Seca e
cinza
18.1.5 Efeito dc teores altos de dextrana
e amido
18.1.6 Reação de Mailiard
18.2 Quantidade de massa cozida C e mel
final
18.3 Operação otimizada de estações C
18.3.1 Efeito das condições operacitmais da
fábrica nt) esgotamento do melaço
18.3.2 Práticas recomendadas para obtenção
de bons esgotamentos de melaço
18.4 Dessacarificação de melaço
18.4.1 Separações cromatográlicas
18.4.2 Precipitação por eianol
18.4.3 Outros métodos químicos
Referências
C oTltcudo
M()\ K F„ST(>{ A(;KM
IM) MKE, \(.<>
Quantidade, qualidade e eompi>sii,*ãií
do melado
Cáleuío das tiuantidades de niehu,-i>
Análises lípieas
Pitípriedades físicas
Resfriiunento do inel
Requisitos
Tiptis de sistema de resfriamento
Coeticienies de transferência de
.Si:( \(a-;M i-; i>;i()i A(a;M do
A(. l f AK Hkl IO
Teoria da secasjem
C\)iUexto e objetivo
Mecanismiís de secagem
Modelagem
Interpretai^ào prática
Secadores de a(,"ucar
Tipos de equipamento
Projeto e dimensionamento
lnstriimenta»,'ão e aulomavào
Mi)vimenta»,*:u> e esiocagem
Transportadores e imiegas
Arma/Ciiagern do avúcar bruto
Referências
9.1
9.1 . 1
9.1.2
9.1.3
9.1.4
9.2
9.2.1
9.2.2
9.2,.3
9..3
" 3. 1
9 3 2
ca or
C ontrole da temperatura
Sistemas de bombeamenio e
tiibulai;òes
Projeto tle lubuhu,'ào para condução
do rnelai^o
Seleção da bomba de mehu;o
Meilit,-ào da \a/ão mássica
listocagem do mel
Degradarão na estocagem
Prevenrão da rearão de MailUinl
Referências
Qi M.iDADi', in; a(. T( akimt to
Introdurão
Tipos de arúcar bruto
Tfeito das operações da fábrica de
arúcar bruto na qualidade do
açúcar
Colheita e transporte da cana
T.xlravão da sac;ui>se
Atiuecimento do caldo
Clariíicarão do caldo
P\ api>rarão do caldo
Co/imento do arúcar
Operarão das centrífugas
|-:specilicarões e padrões
Arãcares não centrifugados
centrifugados
Padrões para consumo direto
arin-"tti'^''^ centrifugados de
consumo direto
Sistemas de pagamento
Pagamento baseado em poi
Sistemas de pagamento baseados na
qualidade
Qualidades para o reiino
Polari/.arão
Cor
Hltrabilidade
Dextranas
Amido
Umidade
Cin/a
Ardcares redutores
Outros parâmetix)s
Referências
20.3.1
20.3.2
20.3.3
20.3.4
20.3.3
20.3.6
20.3.7
20.4
20.4.1
20.4.2
20.4.3
Ria'INA(,ÀO DO .xri í
Rendimenttí de arücar branco
Alimirão e dissolurài>
Manejo do arúcar bruto
Mislurador
Atinarão do arúcar
Projeto de dissoKedores
Processos de ciarilicarãi>
Carbonatarão
Fosfatarãt>
Compararão entre carbonatarão
e fosfatarão
Sulíitarãi>
20.5
20.5.1
20.5.2
Hquarões para a liltrarão
Medirões da liltrarão em
labt>ratório
Tipos de tiltriís
Área de liltrarão necessária
Operação do rtllro
Manejo da torta e desadoçamento
Filtrarão em leito profundo
Fvaporação e cristalizarão
Sistemas de evaporação
Esquemas de cristalização e
rendimentos para açúcar branco
20.6
20.6.1
20.6.2
20.6.3
20.6.4
20.6.5
20.6.6
20.6.7
20.6.8
20.6.9
Conteúdo
Manuseio da áiiua doce
Carvões ativados
Sistemas de carvão ativado
Retiioij'ão de cor
Kcüeneravào
Consumo de energia
l'so de aditivos
Oxidanies
Precipitadores de cor
DescoloraCjão do caldo de cana
Tratamentos químicos
Membranas
Troca iônica
Relerências
23.4.4
23.5
23.5. 1
23.5.2
23.5.3
23.5.4
23.6
23.6.1
23.6.2
23.7
23.7. 1
23.7.2
23.7.3
Operação da seção de cozimento de
açúcar branco
Operação da seção de recuperação
Padrões de açúcar branco
Vapor na refinaria
Relações vapor/calda
Redução do consumo de vapor por
modificações na planta e
operacionais
Estudos de tecnologia Pinch
Refinarias anexas
Vantagens das refinarias anexas
Operação na safra
Refinação na entressafra
Produção direta de açúcar branco
Acúcar Cristal
Opções para produção de açúcar
branco numa usina de açúcar bruto
Referências
CoNDK lONVMI.NJO t. VIVMJO
no Açi t \k im VN( ()
Secagem, resfriamento e
condicionamento
Condicionamento
Secagem e resfriamentt) do açúcar
refinado
Arma/enagem de açúcar refinado
Tipos de silo a granel
Projeto e operação ila esti>cagem a
granel
Ventilação
Hstocagem de açúcar empacotado
F-'ortiiação de cor
Movimentação do açúcar
Transporte
Moegas. chutes e pt)nlos de
translerência
Peneiramento ou classilicaçaíi
Explosões de p(') de açúcar
Eí|uipamcnto de
desempociramento
Bnsaque e empacotamento
Balanças c alimentadores
Materiais de embalagem
Formação, enchimento e selagem
Enfardamento e paleti/ação
Produtos especiais
Referências
24.1. 1
24.1.2Cor e sistema.s i>e
DE.SCOI.OKAÇAO
Corantes e formação de cor no
processo
Natureza e origem dos corantes
Medição da cor
Identificação de corantes
Formação de cor na usina de açúcar
bruto
Formação de cor na refinaria
Inclu.são de cor nos cristais de
açúcar
Seleção do esquema ótimo de
descoloraçãü ótimo em refinaria
Comparação de sistemas de
descoloração
Combinações de clarificação e
descoloração
Descoloração por troca iônica
Tipo de resina usada
Consumo de resina
Sistemas de troca iônica
Remoção da cor
Regeneração da resina
Tratamento do efluente
Carvão animal
Vantagens e desvantagens
Sistemas de carvão animal
utilizados
Regeneração
24.2
24.2. 1
24.'' ''23.1.1
23.1.2
23.1.3
23.1.4
24.2.3
24.2.4
24.2.5
24.3
24.3.1
24.3.2
23.1.5
23.1.6
24.3.3
24.3.4
24.3.5
23.2.2
24.4
24.4.1
24.4.2
24.4.3
24.4.4
24.4.5
23.3
23.3.1
23.3.2
23.3.3
23.3.4
23.3.5
23.3.6
23.4
23.4.1
23.4.2
CoNTROi.i'; gríMico de-; i sína.s
Medições c análises
Visão geral das análises
comumente utilizadas
Limitações e precisões
25
25.1
25.1. 1
23.4.3 25.1.2
í onieikU>
Dcicrininavâo dc va/õcs inássicas
Análise da cana
Balain;i)s de sacarose na fabrieavão
Cáleulds de reeuperai,ão
Apliea(,"ào dos dados analílicos de
sacarose real
CálciiU) ili> esioi]ue de ai^iícar em
processo
Pertias ituleterminadas
Mecanismos e causas de perdas
indeierminadas
A\aliaí,ào do tiesempenho tia fábrica
Kecupera»,ão global da usina
Plaiila de extração
Se^ào de tábricavão do açúcar
Ouiras mciiis'dcs do tiesempenho
lia f;ii-»rica
Coniabili/avão do lempo
I'erdas por iinersào
Medii,-ão das jierdas por inversão
Cálculo das perdas por inversão a
partir das ei|iia(^òes de Viikov
Cone^áo do efeiUí da temperatura
e dilui(,"áo no pH
Dadtis de Sttidler
Tabelas para estimativa de inversão
Keiaiório de fábrica
Objetivo
Benchmarking e auditoria técnica
dos números de fabricaiç-ão
1-ormato dos relatórios de fábrica
Apêndice: Lista de verificação
para perdas indeterminadas
Referências
25.1.3
25.1.4
25.2
25.2.1
25.2.2
26.3.3
26.3.4
Questões operacionais 699
Outras alternativas de secagem de bagaço
700
Coleta de bagacilho 700
Peneiras de bagacilhi> 700
.Separaçãií pneumática com
26.4
26.4.1
26.4.2
\ene/ ana
26.4.3
26.4.4
26.4.5
26.4.6
26.5
26.5.1
26.5.2
26.5.3
26.5.4
Í-.\iraçào pneumatica
Transpi>rte pneumáiico
Roscas transportadoras
Ciclones de bagacilho
Desmedulaçào de bagaço
Separação libra / medula
Separação pneumática
Separadi>rcs de medula
.•M aliação da ijualidade da libra
Referências
25.2.4
25.2.5
25.3
2^ 3,1
:.>.3.2
25.3.3
25.3.4
25.3.5
25.4
25.4.1
25.4.2
27
27.1
27.2
27.2.1
27.2.2
27.3
27.3.1
27.3.2
27.4
27.4.1
27.4.2
27.4.3
(il.RM, \() 1)i: NACOR
Introdução
Cálculos lie combustão
Características de combustível
Ar de combustão necessário
L-liciência ila caldeira
Medição da clicicncia
Quantilicação das penlas
Projeto da fornalha
Tipos lie fornalhas
Alimentação e medição de bagaço
Ta.xas de liberação de calor da
grelha
Projeto da grelha para alta
eficiência e baixas emissões
Projeto dc distribuidores de bagaço
e ar secundário
Tamanho da fornalha
Projeto lia calileira
Visão geral do projeto
Transferência de calor
Estrutura de suporlação
da caldeira
Banco de convecção
Superaquecedor
Circulação
Recuperação de calor
Erosão e coiTosão
Erosão
1 CoiTosão na parta traseira ou por
temperatura baixa (corrosão por
ponto de orvalho de ácido)
25.4.3
25.4.4
25.4.5
25.5
25.5.1
25.5.2
25.5.3
27.4.4
27.4.5
27.4.6
27.5
27.5.1
27.5.2
27.5.3
M.\NE:.I0. ARNt.\/.l'.NA(;i'.M i: SKI ACKM
DO HAtíAÇO
Características do bagaço
Arma/enagem e retorno iio bagaço
Transporte do bagaço
Pesagem do bagaço
Depósitos dc bagaço e sistemas de
retorno
Pilha de armazenagem de bagaço
a granel
Eniárdamento
Secagem do bagaço
Efeito na eficiência e capacidade
da caldeira
Tipos de secador
26.1
26.2
26.2.1
26.2.2
26.2.3 27.5.4
27.5.5
27.5.6
27.5.7
27.5.8
27.5.8
27.5.8
26.2.4
26.2.5
26.3
26.3.1
26.3.2
Conlcüdc)
27.5.8.3 Corrosão par temperatura alta
(corrosão por cinza)
27.5.9 Ventiladores
27.6 Instrumentação e controle
27.6.1 Perfil da demanda de vapor
27.6.2 Malhas de controle
27.6.3 Instrumentação
27.6.4 Tecnologias de controle
27.7 Emissões gasosas e disposição dos
resíduos sólidos
27.7.1 Legislação e unidades de medidas
27.7.2 Emis,sões de particulado
27.7.3 Coletores de material particulado
27.7.4 Escolha do coletor e localização
do coletor
27.7.5 Emissões ga.sosas
27.7.6 Disposição de resíduos sólidos
27.8 Operação e manutenção da caldeira
27.8.1 Manuais do fabricante
27.8.2 Partida e parada
27.8.3 Sistemas de controle
27.8.4 Outros cuidados operacionais
27.8.5 Modernização de caldeiras
27.9 Sistemas de água de alimentação da
caldeira
27.9.1 Fonte de água de alimentação da
caldeira
27.9.2 Qualidade da água
27.9.3 Dimensionamento da bomba e da
válvula de controle de alimentação
27.9.4 Desaeração
27.9.5 Tratamento da água de alimentação
27.9.6 Descarga da caldeira
27.10 Águade alimentação e rede de vapor
27.10.1 Projeto da tubulação
27.10.2 Sistemas rebaixadores de pressão
Referências
Balanço dk VAPOit da
FÁBRICA
Vapor disponível do bagaço
Quantidade de bagaço
Vapor gerado com o bagaço
Consumo de vapor na usina de açúcar
Consumo de energia dos
acionamentos primários
Balanço entre os consumos de
vapor por alta pressão e de escape
Perdas de vapor
Consumo de vapor de processo
28.1
28.1.1
28.1.2
28.2
28.2.1
28.3.1 Configuração do cvaporadt)r
28.3.2 Consumo no ct>/imcnto
28.3.3 Consumo no at|uccimcnlo de caldo
28.3.4 Opções para redução do consumo
de \ aporde processo
28.4 Balanço geral de sa[ior
28.4. 1 Vapor de alta pressão
28.4.2 Consumo de vapor de escape
28.4.3 OutrtJs fatores c|uc afetam o balanço
743 de vapor 775
743 28.4.4 Energia disponível para exportação 776
743 28.5 Recompressão de \apor 778
745 28.5. 1 Situações fasoráveis à recompressão 778
28.5.2 Termocomprcssão 778
748 28.5.3 Recompressão mecânica do vapor 778
748 Reíeréncias 779
751
752 29 Si.si i;mas i)i; Átu a k iuv
752 CONDIINSADO 781
752 29.1 Balanço de água da fábrica 781
752 29.1.1 Entradas, saídas e perdas de água 781
753 29.1.2 Perdas por evaporação 782
754 29.1 .3 Balanços de água 782
29.2 Água de alimentação de caldeiras 784
754 29.2.1 Recuperação de condensado 784
29.2.2 Qualidade do condensado 784
754 29.2.3 Monitoramento da conlaminaçao
756 de açúcar no condensado 785
29.2.4 Abrandainenio 786
756 29.2.5 Parâmetros de t|ualida(.le
759 dependentes da pressão 786
760 29.2.6 Estocagem da água de alimcniaçao 787
760 29.3 Água necessária para os processos da
761 lãbrica 787
761 29.3.1 Embebição 787
763 29.3.2 Consumo de água no processo 787
764 29.4 Consumo de água de serviço 788
29.4.1 Água bruta 788
29.4.2 Água tratada 788
767 29.4.3 Sistema de resfriamento para as
767 águas de serviço 788
767 29.4.4 Água do lavador de gases c de
767 remoção de cinzas da caldeira 789
768 29.4.5 Suprimento de água de combate a
incêndio 789
768 ' 29.5 Tratamento de eíluentes 789
29.5.1 Sistemas de manejo da ágLia
769 excedente 789
769 29.5.2 Quantidade de água excedente a
770 ser tratada 789
Conieudo
2V.5.3 Qualidade da corrente de água
excedente
29.5.4 Padrões para o tratanicnio de
eiluentes
29.5.5 Tratamento biológict>
Rererências
.^1
.^1. 1
III ii.iZAC.vo DK SI ni'Roi)nx>.s
Torta de lillrt>
Quantidade e qualidade da torta
lie tiltro
l'so nas áreas de cultixo
Compostagem
líxlra«;ão de produtos de valor
agregado
Ka^xlo animal
Baga»;o
Uso na produ«,'ão de polpa e papel
Placa de ei>mpensado de bagat,"o
Rai;ào animal
l^abricat,'ão de turfural
Processamento integrado de
biomassa
Uar\'ão vegetal e car\ ão ativado
Cin/a de caldeira. car\ ào e fuligem
Pontas e follias de cana
Coleta como combustível
complcmemar
Recuperarão de produtos dc \alor
agregado
Protiuios baseados em arúcar
Mehi«,a'
Produtos de fermentarão
Rarão animal
Usi> ci>mo um fertili/aiite
Recuperarão de produtos de valor
Produrão de etanol
Rendimento em etanol
Sistemas de fermentarão
Destilarão
Kstocagem e movimentarão
Produrão e disposirão da \ inhara
Recuperarão do dióxido de
carbono
Aspectos econômicos da produrão
de etanol
Referências
.M.1.2
.^1.1..^
y\.\A
Ki.i;iKi('ti)M)t:
Cíerarão tle eletriciilade
Necessitiatles de energia elétrica
tia fábrica
Selerão da tensão
Turbinas a \apt)r
Consumo de vapor
(leradores
Tamanho
Tipti
Idiciência
Pquiparnento de controle
Lubrilicarão e resfriamento
Controle elétrico
Protcrão
Operarão da casa de forra
Monitoramento dt) gerador e da
turbina
Controle da carga
Monitoramento de \ ibrarão
Venda e aquisirão tle energia
Motores elétricos
Classes
Classe de isolamento
Tensão de lornecimento de
taiisão
Velocidade e escorrcgamenio
Motores dc corrente ctmlínua (CC)
Acionamentos de freqüência
variável
Distribuirão e consumo de energia
Transformadores
Dirnensionamenlo dc cabos
Correrão do fator de potência
Cogerarão e exportarão de energia
elétrica
Turbinas de conlrapressão de
condensarão
Sistemas de seguranra
Controle
Uso compensado de energia
Gaseilicarão
Referências
1. 1.5
31.2
31.2.1
31.2.2
31.2.3
31.2.4
31 •> s
.30, 1.2
30. 1 ,3
,30. 1 ,4
30.2
30.2. 1
30.2.2
30.2.3
30.2.4
30.2.5
30.2.0
30.2,7
.30.3
30.3.1
31.2.6
31.2.7
31.3
31.3.1
31.3.2
31.4
31.5
31.5. 1
31.5.2
31.5.3
31.5.4
31.6
31.6. 1
31.6.2
31.6.3
31.6.4
31.6.5
31.6.6
30.3.2
30.3.3
.^0.3.4
30.4
30.4.1
30.4.2
30.4.3
30.4.4
30.4.5
30.4.6
3 .6.7
0.5.1
0.5.2
0.5,3
PR()i»Rtia)Ani;s t ístcA.s
Vapor e água
Equarões que representam as
propriedades de vapor e água
Tabelas para vapor saturado
Propriedades do vapi>r
superaquecido
Caldo e xarope
Cana-de-açúcar
30.6.2
30.6.3
30.6.4
30.6.5
Conlcuuo
32.4
32.4.1
32.4.2
32.4.3
32.4.4
32.5
32.5.1
32.5.2
32.5.3
32.5.4
32.6
32.6.1
32.6.2
Açúcar
Densidade do cristal
Densidades aparentes
Calor especílico e entalpia
Solubilidade da sacarose
Bagaço
Densidade da fibra
Densidade aparente
Densidade aparente de fibra seca
Coeficiente de atrito
Cai
Leite de cal
Cal
Referências
Tabelas, Unidades do SI
Tabelas de fatores de conversão
Índice Remissivo
Lisia üc sítnboUís
List of Symbols (English) Lista de símbolos (Português)
Synilx»! Quiintlty Símbolo Quantidade Inidade
nrVm'
ni cr mm
kJAkg - K)
mm cr m
m cr mm
Specilic arca
llydroycii ion aetiviiv
Brcadih or widlh
CoiKciilralioii
Cnnstant
Constam
Spcciíic hcai capacity al
constam prcssure
Diamcicr
Mcan crystal (iirain) si/c
J-riclion lacita" {Mifcily)
j-rotiucncy
Acccicialion duc to inaviiy
(= g.H()7i
1 Icichl. tlcptli
Spcciíic cmhalpy
Spcciíic hcat ol cvaporalion
Rcabsorplion laclor (milling)
Rcaclion rate min '
1 leal transfcr coclTicicm kW/( m- • K)
Discharuc cocllicicnl
Ovcrall ciysial growih
cocllicicnl mm/h
Mass iransícr cocllicicnl kg/s cr
kmol/(s • m- • Pa)
Lcnglli m
Mass ^ cr kg cri
Mass llow rale kg/s cr i/h
Flovv bchavior indcx
(iion-/Vcu-/í>íj/í//í povver law)
Arca cspccítica nr/m'
Ati\ iiladc do K>n hidrogcMiio
Distância ou largura m cu mm
Conccmra»,*ão g/mL
Consianic
Consianlc
Calor cspcci(ict> a pressão
consianlc kJAkg • K)
Diâmetro mm cu m
Tamanho médio
do crisial (grão) mm
Falor ilc alrilo (Mccdy)
1-fciiucncia H/
Acclcrai,âo dc\ ida à gra\ idadc m/s-
(= 9.S07)
Aluíra, prolundidadc m cu mm
Hmaipia cspccítica kj/kg
Calor cspccítico dc
cvaporavão kJ/kg
Fauir dc rcabsoryào (mocndas)
VcUicidadc tlc rca«,'âo min '
Cocticicnic dc iransfcrcncia
dc calor k\V7(nT • K
Codicicnlc dc descarga
Coclicicntc dc crcscimcnio
lotai do cristal mm/h
Coclicicntc dc iransfctcncia kg/s cu
dc massa kmoi/(s • nv ■ Pa)
Comprimento m
Peso g <)u kg cu l
Fluxo mássico kg/s oj/ i/li
índice dc compi>rtamcnti>
do lluxo (lei da potência lluido
ni\o-Nc'w[cniaiic)
Freqüência de rouUção s ' cu min '
Ciclos/iiora h '
Pressão kPa cu Pa
Pressão da caldeira bar (u)
mm cu m
Parâmetro de dispersão do
crescimento de cristais mm
Relação (peso)
Solubilidade no ponto de
saturação o/p ácua
m cu mm
kJ/tkg • K)
mm cu m
m cu mm
s cu mm
h i
kPa cu Pa
bar(g)
mm cu m
Rolational licqucncy
Cycles/hoLir
Pressiire
Boiler prcssure
Pitch
Crystal growth dispersion
parameter
Ralio (mass)
Solubility al saturaiion
s ' or min '
h '
kPa cr Pa
bar(g)
mm cr m
g/g waier
Lisla dc símbolos
List of Symbois (English)
Symbol Quantity Unit
Lista de símbolos (Português)
Símbolo Quanlidtidc l nidad
Liquid holdup to fiber ratio
Nonsucrose to water ratio
Monosaccharide to ash ratio
Reducing sugar to ash ratio
Sucrose to water ratio
Radius
Fouliiig factor
Celsius temperature
m <>r mm
(m- ■ K)/kW
°C
Vapor saiuration temperature °C
Velocity m/s
Terminal velocity m/s
Superficial velocity m/s
Specific volume mVkg
Mass fraction g/100 g
Mass fraction
Supersaturation coefficient
Proporiçào entre Ih|uÍ(.ío retido e libra
Relação entre não açúcar e água
Relação entre monosstiearídeos e ein/as
Relação entre açúcares redutores e ein/as
Relaçãoentre sacarose e água
Raio m ou mm
fator de inenisiação Oir • K)/k\\
Tempertitura em grtais Celsius "C
Temperatura de saturação
do vapor "C
Velocidade
Velocidade terminal
Velocidade periférica
Volume específico
Fração mássica
Fração mássica
Coeficiente de supersaturação
m/s
m/s
m/s
m Vkg
g/IOO g
A Area
■>
m- Área nr
A Light absorbance A Absorbância de lu/
C Capacitance mF C Capacitãncia mF
c SoLiders Brown equation m/s C Coeficiente dti equação
Soudcrs Brown m/s
c Fiber fi ll ratio C Relação de conteúdo de fi bra
Cs Compaction ratio c,. Relação de compactação
Cp Filling ratio C, Relação de enchimento
cv Coefficient of variation % cv Coeficiente de variação '/í
Cv Valve sizing coefficient Cv Coeficiente de va/ão de válvulas
Co Drag coefficient C,, Coeficiente de arraste
D Diffusion coefficient S-' D Ctícficiente de difusão s '
E Energy kJ E Energia kJ
E Extraction % E FvXtração '/r
E Poiential difference V E Diferença de potencial V
Ca Activation energy kJ/kmol Ca Energia de ativação kJ/kmol
E Force, weight N or kN F Força, peso N ou kN
F Filterability m- F Filtrahilidade m-
Fr Froiíde number Fr Número de Froitdc
G No. of g forces G Número de forças g
H Pump head or head loss m H Altura de bombeamento ou
perda de carga m
H
O
Gross calorific value kJ/kg W, Poder calorífico superior kJ/kg
Net calorific value kJ/kg H
u
Poder calorífico inferior kJ/kg
I Electric curreni A / Corrente elétrica A
I Inversion fraction / Inversão 1'ração
l.ista de sínihoos
Lista de símbolos (Português)List of Symbols (English)
Siinholo Quantidade l nidadeSvmbol Quantily
Con.sisioncy
No. oi" velocity heads
Loss
Rclalive tnolecular inass
'I()rc|ue
Numhcroreffcels. mill rolls.
luhcs. ele.
Nfuion numbcr
Nussclf nuinber
Piirily
l'ower
Reaclive power
Praniítl number
l-leat (low rale
Gas eonslarU
(= S.3I4.S kJAkmol ■ K)
Recovcry
Mill ralio
Pa • sn Gonsislèneia Í'a • sn
Número de perdas de earea einéiicas
g/l()() g
kg/kmol
N • m
Perda g/ÍOOg
Massa molecular relaliva kg/kmol
Torque N • m
Número, tle eleitos, de rolos
de moenila. de lubos. etc.
Númcri> de
Número de .\ussrli
Pure/a ^'c
Potência W ou k\V
Poiência reativa kV.Ar
Niimeix> de l^nuultl
Taxa ».le transferência de calor kJ/s o kW
Constante dos gases perfeitos
(=S.3I45) kJ/(kmol ■ K)
Reciiperai^ão fração ou
Relação entrada/saída
(ternos da moenda)
VeliKidade ile crescimento kg/s
Velocidatie de crescimento
linear m/s
Númeixí de Reynolds
Hntropia k.I/K
Gradiente/inclinação m/m
Coeliciente de solubilidade
Número de Sícinton
Temperatura absoluta K
Volume m'
Va/.ão mVs
Conteúdo de áiiua kü/m'
W ou k\V
kVAr
traçao ou
m 7s
kii/nT
W or kW
kVAr
kJ/so/kW
raction or '/r 'r
Growth rate
Linear growth rale
Rcynolds number
Entropy
Slope
Solubility coefücient
Stanion number
Absolute temperature
Volume
Volume llow rate
Waler contem
Angulo
Fatores de forma de cristal
Angulo
Taxa de eisalhamenio
Espessura, espessura da
camada
Rugosidade do tubo
Porosidade ou fração vazia
Eliciência
Esfericidade
Condutividade térmica
Viscosidade dinâmica
a Angle
(X, (3 Crystal shape factors
P Angle
Y Shear rate
5 Thickncss. thickness of layer
Pipe roughness
Pmosity or void fraclion
Efliciency
Sphericity
Thermal conduciiviiy
Dynamic viscosity
mm mm
W/(m • K)
Pa s
W/(m • K)
Pa • s
Lista de símbolos
List of Symbols (English)
Symbol Quantity Unlt
Friclional coefíicicni
Densiiy
Standard dcviation
Roller yroovc anglc
Time
Mean retention lime
Shear siress
Volume fraction
Phase angle lag
Angular velociiy
Difference
Pressure differcnce
Boiling poinl elevalion
Log mean icmperature
differenec
Log mean temperature
diíference
ksi/m'
s, li or days
s or min or h
Pa
Pa or kPa
Lista de símbolos (Português)
Símbolo Quantidade Lnidad
M Coelicienie de atrito
P Densidade kg/m ■
a Desv io padrão
e Angulo do íriso do rolo
X Tempo s. Ii ou dia
X Tempo médio de retenção s ou min o
X Tensão de eisalliamento Pa
<p l Yatjào Vdlumélriea
9 Angulo de retardo de íasc
(1) Veloeidtide ttngular rad/s
A DileretK^a
A/; Dilerciiijii lie pressão Pa ou kPa
Llevatjão do ponto lie ebuliivão"C
At
III
Média logarítmiea da diíereni,ai
de temperatura "(■
AT
111
Média logarítmiea da
dilerença de temperatura K
Subscnios
Subscnpts (Enslish) Subscritos (Portusuês)
A[iparcn[
Hulk
l-lTcclivc
l-quilibriuni
liscribccl
Aparomc
Cuanol/Aparciuc
l:rciivi>/l-rciiva
laiuililuio
ncscnvolvido
Conexões/Accssi>rii>s
Cíia\ idade
Midráulico/Hiilráuliea
Hidrostáiieo/Hidrosiáiie;»
1 lori/omal
NúineR> do eleito ou do esiát:Ío
{■"nirada
Dentro, interiui/inlerna
Impuro, téenico
l-inear
Perda
Medio/Media
Máximo/Máxima
Mínimo/Mínima
Saúla. desearea
Fora. externo/externa
Tamanho maior
Puro
Poiarimétrieo
Radial
Redu/ido/Redu/ida
Relativo/Relativa
Salurado/.Sat tirada
Fsiequioméirieo/F^stequiométriea
Tanuencial
Total
Tamanlui menor
Vertical
Cin/as
ANanço da calha
Ar
Ambiente
Baga(,H>
Caiia
Torta de Hltro
Condensado
Carbono (combustível não queimado)
Caldo cUirilicado
Monóxido de carbono
Cristal
Difusão
Arraste
Descargíi/Saída (rolo da moenda)
Bagaço de difusor
Substãncia seca (Brix)
Evaporação
Esgotado/Exausto
Fiilings
(Iraviiy
llsdraiilic
I Ivdroslalic
1 lori/i>ntal
Idíect niimber or siage number
Inlel. input
Inside
Iminire. technical
Linear
Loss
Mean
Maximum
Minimum
Outiet. output
Ouiside
Oversi/e
Pure
Polarimetric
radial
Reduced
Rclalive
.Saturaied
Stoichiometric
Tangential
Total
LIndersi/e
Vertical
Ash
Spray advance
Air
Ambient
Bagasse
Cane
Filter cake
Condensate
Carbon (unburned fucl)
Clarilied Juice
Carbon monoxide
Crystal
h
it
Iiori/
h
ii
hori/
U>ss
maxmax
11 n
stoic sttiic
lane
vert
A
A
Air
Amb
B
C
Cake
C
C
CJ
CO
Cr
D
D
D
DB
DS
f:
Ex
\eri
A
A
Air
Amb
B
C
Cake
C
C
CJ
CO
Cr
D
D
D
DB
DS
E
Ex
DilTusion
Drag
Discharge (mill roll)
DilTuser bagasse
Dry substance (Brix)
Evaporalion
Exhaust
Subscritos
Subscripts (English) Subscritos (Português)
Feed
Fiber
Fruciose
Fiber fill
Filtrate
Fuel
Fiash vapor
Feed water
Gas
Glucose
High pressure
Imbibilion
Juice
Liquid
Magma, massecutte
Molher liquor
Molasses
Monosaccharidcs
Mud solids (excl. fiber)
Clarifier mud to (iltcrs
Normal
Nonsucrose
Particle
Press water
Resultam
Reaclion
Refractometric dissolvcd solids (Brix)
Raw juice
Reducing substances
SucTose
Sugar
Seed
Solids
Steam
At standard temperature and pressure
Syrup
Target
Tube wall
Trash plate
Theoretica! recoverable sugar
Undetermined loss
Underfíow
V Vapor
Bleed vapor
Water
Wet bulb
Aí given conditions
Beginning, zero
Superficial
First expressed juice
At infinity
F Alinicntaijão
F Fibra
F Fnitosc
f-F' Densidade íiparente de fibras
Fillr fültrado
Fuel Combustível
F'V Vapor de llash
F'W Água de alimenlavão
G CJás
C) Cílucose
FIP Alta pressão
linb I-mbebi(;ão
J Caldo
L Lícjuido
Ma Magma. Massti co/ida
ML Licor mãe
Mol MelaijO
MS Monossacarídeos
MSo S('ilidos no lodo (excluitulo íibrtt)
Mud Lodo parti os filtros
N Normal
NS Não ;i(j'úcares
P Partícula
PW Caldo do desaguador tio tiiliisor
R Resultante
R Reação
RDS Sólidos dissolvidos rcfraloinéiricos (Brix
RJ Caldo bruto/Caldo misto
RS Substâncias retlulortis
S Sacarose
S Açúcar
Seed Semente
So Sólidos
St Vapor
STP Nas condições nt)rmais dc lempcrtiturti c
pressão
Syr Xarope
T Objetivo/meta
TW Parede do tubo
TP Bagaceira
TRS Açúcar teoricamente recupertível
Udl Perdas Indeterminadas
UF Fluxo por baixo
V Vapor vegetal
VB Sangria
W Água
WB Bulbo úmido
O Nas condições dadas
O Início, zero
O Superficial
IJ Caldo Primário
^ Ao infinito
Ahre\ iai;õcs
Abreviações Abreviações
Alia pressão IP
Acionamenlo de veloeidade variável MCR
Recuperação da lábriea Ml-"
Baixa tensão MT
Corrente Alternada MVR
Corrente contínua NPSII
Conimercial cane sugar (Austrália) Ol-A
Taxa de deposição tle sacarose OR
Dinâniica coniputacional de tinidos PCA
Condições normais de temperatur a e PCl
pressão PCS
Recuperação da lábriea corrigida Pli
l-xtração redu/ida corrigida RAV
Análise direta da canaRV
I-U)lação por ar dissolvido SCADA
Demanda qurrnica de oxigCuiio
Descarga continua de cin/as (grelha) SCR
Hm tempo real SD
Demanda química de oxigênio
Cristal recuperável estimado SDR
1-ator de segur-ança SH
Cromalogralia gasosa SJM
Sistema global de posicionamento
Produtos da degradação alcalina SNCR
de hexoses SR
Cromatogralia iônica de alta SRI
performance SRT
Ci'omalogialia líquida de alta STD
performance TRS
Comissão Internacional para TSAS
Uniformi/ação dos Métodos de U1
Análise de Açúcar VHP
Tiragem induzida
índice de preparo
Produção máxima ct>niínua
Matéria estranha
Média lensão
Recornpressão mecânica de vapores
Pressão positiva líquida na sucção
Ar secundárit)
Recuperaçãi> global
Pol em células abertas
Poder calorítico inferior
Poder calorílico superior
Precipitador eletrostático
Regulador automático de voliagem
Valor recuperável
Controle superv isório e aquisição de
dados
Redução catalítica seletiva
Siáidos dissolv idos ou Substância vSeca
iBrix)
Sólidos dissolvidos refratométhcos
Açúcar extraível
l-órmula para estimar a recuperação de
açúcar
Redução não catalítica seletiva
Pstimativa da recuperação em açúcar
Sugar Reseaich institute
Tempo de residência baixo
Sólidos totais dissolvidos
Açúcar teor icamente recuperáv el
Açúcares lotais como sacarose
Unidades ICUMSA
Açúcar de alta pol (açúcar)
Terminologia
Terminologia
Açúcar afinado: Açúcar purificado por afinação
Açúcar bruto: Açúcar escuro produzido em uma
usina produtora de açúcar bruto e destinado a pro
cessamento posterior para a produção de açúcar refi
nado em uma refinaria.
Açúcar invertido: Mistura cm partes aproxima
damente iguais de glucose c frutose ímonossacarí-
deos). resultante da hidróli.se da sacarose (inversão).
Açúcar liquido: Produtos de açúcar refinado na
forma líquida (por ex.. sacarose líquida, açúcar in
vertido líquido).
Açúcar: Termo para designar o dissacarídeo saca-
ro.se e os produtos da indústria açucareira, essencial
mente compostos por sacarose.
Açúcares redutores: Geralmente denominados e
ou interpretados como açúcar invertido, quantifica
dos pela medição do conteúdo de substâncias redu-
toras por análise em laboratório.
Afinação: Tratamento dos cristais de açúcar bruto
para remover o filme de melaço aderido. Isto é fei
to misturando-se xarope concentrado aos cristais de
açúcar bruto e centrifugando o magma resultante,
com ou sem lavagem com água.
Aglomeração: União de dois ou mais cristais du
rante as operações de centrifugação e secagem.
Água de prensagem ou de desaguamento: Caldo
extraído no temo de desaguament(í instalado após
o difusor.
Água doce: Água de lavagem (termo usado em re
finaria) ou água contendo uma pequena quantidade
de açúcar.
Água livre de Brix: Água que faz parle da estrutura
celulósica da cana e que pode ser extraída junto com
o caldo, por moagem ou difusão. Ela não pode ser
separada por meios mecânicos, mas é eliminada sob
elevadas temperaturas.
Arriar um vácuo: Descarregar toda massa cozida
de um vácuo, produzida em um ctí/imenio.
Bagacilho: l-ração fina do bagaço obtida por pe-
neiragem ou por separação [uieumática. geralinenie
usada como auxiliar de (iltração.
Bagaço: Resíduo libníso da cana cjue deixa a moeii-
da ou o difusor apiis extração d») caklo.
Medida dos scilidos dissohiiios em açiicar. licores
de refinaria ou xanipe com o uso de um relraiome-
tro. também denominada S(')lidos Secos Rclralome-
tricos.
Calagem ou caleação: lúapa ilo processo de clarili-
cação do caldo no t|ual a cal é misturaila ao caldo ile
cana na forma de leite dc cal ou solução de sacarato
de cálcio,
Calandria: I-lemento de aquecimento constituído
por tubos ou placas, nos co/edores a vácuo c caixas
de e\aporação.
Caldo bruto ou misto: Caldo obtido jielo processo
dc extração por moagem ou diíiisào tia cana. lam
bem conhecido como caldo misto (em moendas) ou
caldo extraído (em difusores).
Caldo clarificado: Caldo produzido pelos clarifica-
dores. também denominado caldo claro.
Carbonatação: Processo que envolve a aplicação
do gás dioxido dc carbono no caldo calcadt) ou no
xarope para remover sólitios não açúcar.
Centrífuga: Centrífuga usada para separar o açúcar
do licor mãe.
Cinza condutimétrica: Estimativa do conteúdo tle
cinzas por medição da condutividadc elétrica da so
lução,
Clarificador: Equipamento destinado à separação
por sedimentação dos sólidos suspensos em uma so
lução açucarada turva.
TonninoUiüiii
Coeficiente de soU]l)ilidade: Rcla*,rio entre a eon-
eenirat;;») ile saearose na solii«,ãi) saturada impura
e a eoncentrai,;K> em unui sului^ão de saearose pura
saturaila ã mesma temperatura (com a concentravão
expressa como uma relat,"ào sacarose/áeua). lí de-
nominailo ctieliciente de salura^,ão na imlústria de
aij-iicar ile beterraba.
Coeficiente de supersaturavão: Calculatio como
o (.|uocicnte formado tli\ idindi>-se a relação at,'ücar/
;igua da solu»,"ão supcrsaturada jiela reUa^ào açúcar/
áeua tia solu(,*ão saturada sob as mesmas ct>ndiçòes
lU-mperaiura e pure/a ou re!a(,-ão Jtãi> saearose/
agua). liste ct>elicien(e indica se a st>lui;;K> está in-
saluratla (<l I. saturaila ( = 1 ) ou supersaturada (>l ).
Conglomerado: Dois ou mais cristais de a«,'úcar iiue
cresceram juntos ilurante o ci>/imento.
Conteúdo de cinzas: Resíduo stilido determinado
por era\ imeiria apiis incineratjão na presen»,'a de i>\i-
gênio. Na análise de açúcar e produtos açucarados,
ácido sulfiirico é adicionado à amostra e o resíduo
deste tratamento aiiuecido a 525 "C é considerado
como medida dos constituintes inorgânicos. As ve
zes é ileterminatio indiretamente pela medição tia
condiitividade elétrica do produtti em soluçiu> (ver
Cinza condiitimétrica)
Conteúdo de cristais: Proporção em peso dos cris
tais na massa cozida, geralmente expressa em [Vir-
centagem em relação ao peso total da massa cozida
ou à subslância seca da massa cozida (Brix).
Cor: índice de atenuação, determinado por absor
ção tia luz sob contiiçiães detinidas. E geralmente
meditlo usando-se o método ICUMS/\ a 420 nm.
sob a denominação unidades ICUMSA ou Dl.
Corte de um vácuo de cozimento: Descarga de
uma p;ute da massa cozida contida em um vácuo
de cozimento, retendo um pé de cozimento, si>bre
o qual mais xarope ou méis serão alimentados para
prtísseguir o cozitnento no vácuo considerado.
Cozimento pronto: Massa cozida pronta e que é
descarregada totalmente para os cristalizadi^res.
Cristalização por resfriamento: Cristalização do
açúcar por resfriamento da massa cozida.
Cristalização: Nucleação e crescimento dt>s cris
tais tle açúcar.
Cush-cush: Hagaçt> úniitlt> ou bagacilho. separado
tio caltlo bruto pelas peneiras de caltUv
Diluição: Outro terim> usatlo para a tlissiúução de
cristais ilc açiicar.
Dissolvedt)r: l-tiuipamento usatlo para a disstúução
tle açúcar.
Efeito do evaporador ou caixa de evaporação:
lílementi> t)ue ciuupòe um sistema de e\api>raçãi>
consiiiuintlo uma evapiuação em múltiplc» efeito
(por ex.. primeiro efeiu>. segundií efeito). C^s con
densados e \apores recebem dcnominaçãi> cones-
ptuidente ao efeito em que foram produzidos (por
ex.: coiitlensatlo e vapor "um': condensatli> e vapor
pri>tiuzidos pelo primeiri^ efeito ou caixa da e\'apt>-
ração).
Elevação do ponto de ebulição: Diferença entre
a temperatura tle ebulição tia solução tle açúcar e a
leniperalura tle ebulição tia água pura. ambas metli-
tlas ã mesma pressãii.
Embebiçãt): Processo tle atlição tle água de embe-
bição á planta tle extração para aumentar a extração.
E às \ezes erratlamente denominada maceração
(molhamenlo da cana com caldo). A água adiciona
da é denominada água de embebição.
Esgotamento: Aplicado à massa cozida, representa
as gramas tle saearose presente sob forma cristalina
em 100 gramas de saearose.
Esquema de cozimento: deline o iunneri> e a or
ganização dos estágios de cozimento envolvidos na
produção tio açúcar.
Extração: Proporção do açúcar extraído da cana na
planta tle extração: é igual ao peso de açúcar contido
no caldobruto como uma porcentagem do peso do
açúcar contido na cana.
Terminologia
Fabricação ou Setor de Produção do Açúcar:
Área da usina na qual são conduzidos os processos
para a produção do açúcar, desde o iratanienio do
caldo bruto até a secagem e acondicionamento.
Falso grão ou cristais falsos: Pequenos cristais
indesejáveis, formados espontaneamente por nu-
cleação secundária quando a supersaluração durante
a cristalização está muito alta.
Fator de .segurança (FS): Número que indica a ca
pacidade de um açúcar bruto em manter sua qualida
de durante a armazenagem e que é calculado a partir
da pol e do conteúdo de umidade deste açúcar -
FS = (umidade (g/IOOg açúcar)/( 100- pol)).
Fibra: É a estrutura íibrosa seca da planta de cana.
Geralmente esta denominação abrange todo material
insolúvel entregue à usina junto com a cana e assim
inclui solo e outras impurezas insoiúveis na cana.
Filtrado: Líquido que passou através das telas dos
filtros.
Floculante: Polieletrólito em solução adicionado ao
caldo para auxiliar a clarificação.
Fosfatação: Clarificação usando o ácido fosCórico e
cal. na qual certos componentes não açúcar são re
movidos por dotação.
Gás de carbonatação: Gás rico em dióxido de car
bono para uso na carbonatação.
Impureza vegetal: Pontas de cana, folhas, colmos
de cana mortos e quaisquer outros materiais de ori
gem vegetal, entregues junto com a cana.
Licor mãe: Fase líquida contida na massa cozida
durante a cristalização; refere-se ao xarope ou licor,
no qual os cristais crescem.
Licor: Xarope de açúcar, um termo geralmente usa
do na refinação do açúcar.
Magma: Composto por cristais e líquidos (água,
caldo clarificado, xarope ou méis) produzido por
mistura destes elementos.
Ma.ssu cozida: .Mistura de cristais c licor mãe. re
sultante do processo de cristalização. .As massas co
zidas são classificadas de acordo com a pureza em
massas cozidas. A. F e C.
Matéria estranha: Todo material entregue c<im a
cana. incluiiuio. folhas e pontas ile cana. solo. barro,
raízes, peilras. rochas e sucata metálica.
Méis purgados nas centrífugas: Termo de uso ge
nérico para denominar xaropes ou méis produzuhis
nas centrííúgas por centrilugaçâo de massas cozidas.
Méis: H o licor mãe separado dos cristais por centri
lugaçâo. (Js méis A. li e (" são tlerivados das massas
cozidas corres[iontienles. í) mel (" é também deno
minado mel linal ou melaço.
Meta de pureza: Pureza de eciuilíbno do mel linal.
derivada de uma [('irmula i|ue lc\a em consideração
o efeito da não sacarose em sua esgotabilidaiie. .As
vc/cs denominada também como pureza esperada
do mclaço.
Misturador de magma: Misturador. no i|uai os
cristais e fração líquida são misiuratlos.
Misturador de massa cozida: Dispositiso atra\és
do qual a massa cozida é distribuída para as centrí
fugas.
Não açúcar: termo genérico comum para sólidos
dissolvidos que não sejam açúcar, contidos em i.|ual-
qiier corrente do processo.
Não-sacarose: Quaisquer outros sólidos dissolvi
dos que não sejam sacarose. contidos em qualquer
corrente do processo de produção de açúcar.
Nucleação: Geração e desenvolvimento <le peque
nos cristais capazes de crescer.
Pé de cozimento: Carga de massa cozida retida em
um vácuo de cozimento ou transferida de um vácuo
para outro para iniciar um cozimento.
Polarização (ou pol): Conteúdo aparente de saca
rose expresso como porcentagem em poso e medida
pela rotação ótica da luz polarizada que atravessa
uma solução de açúcar. Esta medida é precisa so
mente em soluções de sacarose pura.
Tcrnütuilouia
Pureza: A purc/a verdadeira é o cdnleúdo de saca-
rose expresso como porceniai:em de substância seca
ou do conteúdo de stílidos dissolvidos. O conteúdo
de stílidos consiste de at,úcar tnais os componentes
nàt) sacarose tais coim>. ai^úcares invertidos, cinzas e
corantes. A pureza aparente é calculada dividindi^-se
a pureza pelti Brix rerratoinétrico e multiplicando-se
esta relat,ãt) por 100.
Keíina<;ão ou refino do açúcar: Puritica(,ão do
at,-úcar por meios físicos e químicos, jieralmente in-
vluítlo alguns ou mesmo todos estes processi>s: cla-
rilicat;ão. liltração. descoloraçào. e recristalizaçào.
Sacarose: Composto químico puro com a fórmu
la C| il ,.(),, conhecido como açúcar branco, ge
ralmente quantilicado por polarização cm soluçãt)
pura ou por CiC ou HPLC em soluç-iâes impuras. A
denominação química é (5-D-lTuctofuranosyl tx-D-
(ilucopyranositle.
Saturação: Condição na qual uma solução de açú
car saturada não dissolverá mais quaisquer cristais à
temperatura da si>luçao.
Semeadura: (a) iiilrtidução de fragmentos dc cris
tais para induzir a nucleação comti um meio de
iniciar o prticcsso de cristalização: (b) introduçài>
dc cristais Unos na lorma de uma jiasta (similar à
semeação completa) para iniciar a cristalização. Às
vezes lambem denominada granagem.
Semente: Suspensão de cristais finos cm solução
saturada de álcool ou também os grãxis iniciais re
sultantes de uma semeadura cm um vácuo de cozi
mento.
Separador de arrastes: Dispositivo para a sepa
ração c recuperação de caldo, xarope ou massa cozi
da. arrastados com o vapor.
Sólidos dissolvidos: Todo material solúvel contido
na solução, incluindo a sacarose. os monossacarí-
deos. cinzas e outras impurezas orgânicas.
Sólidos em .siispen.são: Sólidos insolúveis comidos
no cakki ou outro líquido que são removí\cis por
meios mecânicos.
Substância Seca: Medida dos sólidos tiMais obtida
por ev aporação de uma solução açucarada ou massa
cozida sivb vácuo até secagem completa. Também
denominada sólidos totais por secagem ou sólidos
Sultítação: Aplicação do dióxido de enxofre no cal
do ou licor.
Supersaturação» crítica: Supersaturação na qual a
nucleação inicia-se espontaneamente.
Supersaturação: Cirau de concentração no qual o
conteúdo dc sacarose é maior que o cmneúdo de sa
carose em uma solução saturada.
Torta de filtro: Material retido nas pelas dos liltros
e tiescarregada pelos liltros após liltraçãxv do Uido
produzido nos clarilicadores.
Vácuo ou tacho de cozimento: Cristalizador c\a-
porativo sob vácuo usado na indústria açucareira
para cristalizar o açúcar contido no xarope, licor ou
Xarope de rcfundição: Xarope feitxi com açúcar
centrifugado de baixa pureza o qual é dissolvido ou
refundido c retornado aos cozimentos de alta pureza.
Xarope: É o caldo concentrado produzido pelos
evapivradores de caldo.
Sólidos secos refratométricos (SSR): medição
dos sólidos totais dissolvidos contidos em um licor
de açúcar ou xarope com o uso de um refratôme-
tro. Para soluções contendo somente açúcar e água.
Vf SSR = Brix = 9r de açúcar em peso.
Grupo
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Cana-de-açúcar
A cana-de-açúcar é uma gramínca cultivada
ni)s paiscs ifDpicais e Mibiropicais. I-da c um coni-
plcxi) liíbridi) dc várias espécies, derivada princi
palmente da Sdcfluirum (ttfuiniiriim e DUtras es
pécies Sdi cluinitn. H propagada vegeialivamente
peli) plantio de pedaços de colmo de cana. Os
novos brotos surgem das gemas nos nós da cana.
garantindo perlilhamenlo uniforme. No processo
de melhoramento da cana. tunas variedades são
produzidas e testadas numa busca constante por
variedades no\;ts e melliores. hsie tem sitio um
fator preponderante na melhoria da produtividade
na indústria de cana-de-açúcar.
A produtividade da cana varia tiemendameme
de uma área para outra, dependendo da varieda
de de cana. fatores climáticos, disponibilidade de
ámia. práticas de cultivo de cana e da duração do
ciclo da cultura. A extensão do período vegetati-
vo pode variar de oito meses na Louisiana a perto
de d(ús anos no Havaí. A produtividade de cana
pode variar de t/ha em condições desfavorá
veis a valores próximos de 200 l/ha sob condições
HC=0
HC—OH
H,C—OH
HO—CH HO—CH
HC—OH
I
HC—OH
HjC—OH
Glucose
HC—OH
HC—OH
HgC—OH
Frutose
excepcit>nais ct)m longm períodos \egeiativos. O
rendimento tle açúcar pt)de \ariar de 5 a 25 t/lia.
.A cana não é geralmente replantada toda vez
que é colhida, mas ela pode voltar a crescer a
partir das raízes deixadas pela cultura anterior e
produzir outra safra e é denominada cana de re-
broia t>u cana soca. A produtividade de cana de
clina após um número de rebrolações e em algum
ponto a cana terá de ser erradicada e replantada. A
cana é geralmente colhida no inverno e a duração
da satra é detertninada pelas condições climáticas,
principalmente chuva, bàn alguns países como
Colômbia. Peru e Havaí, a cana pode ser proces
sada virtualmente o ano todo.
A razão principal di> processameniti de cana
é recuperar açúcar, que em seu estailo puro é de
nominado pelo nome químico sacarose. Ela é for
mada na planta por um processo complexo, mas
que consiste essencialmente na combinação de
dois açúcares monossacarídeos. frutose e gluco
se. Isto é representado na Figura 1.1. A sacarose
tem a fórmula C,,H,.0,| e é denominada dissa-
carídeo. uma vez
que é composta de
duas unidades de
mo n ossacarídeos.
Os açúcares mo-
OH/ Q nossacarídeos são
HON ^2° compostos de seis
átomos de carbono
OH ou hexoses. pro
dutos do processo
de fotossíntese e a
dl üb0
fórmula de ambos
Sacarose
Figura l.I: Formação da sacarose a partir da glucose e frutose é C^H,,0,. Eles
n IJ o
Re/erêiwitix peii". 49
I Cana-dc-açúcar
sâo denominados monossacarídcos porque não
podem ser hidrolisados a carboidralos dc molécu
las menores pela ação de ácidos ou enzimas.
O reverso desta reação é denominado dc in
versão, onde sob certas condições, a sacarose será
hidrolisada e junto com uma molécula dc água
levará à formação de dois açúcares monossacarí
dcos. Os açúcares estão em solução cm água com
outros componentes solúveis; esta fase líquida é
denominada caldo. Além do caído, o colmo dc
cana contém cerca de 13 g de fibra vegetal por 100
g de cana como fase sólida, dando ao colmo sua
rigidez estrutural. A fibra, o caldo e outros termos
são definidos na Seção I.I.3.
1.1 Estrutura da cana
1.1.1 Anatomia do colmo de cana
A massa de açúcar está contida no colmo de
cana madura. A Figura 1.2 ilustra o colmo com os
nós a cada 150 a 200 mm. com as regiões, entre
os nós conhecidas, como entre nós ou intcrnódios.
Anexado ao colmo nos nós estão as folhas, que
podem ser folhas verdes ou folhas velhas e mar
rons, que não participam do processo dc fotossín-
tese. A Figura 1.3 mostra a estrutura da folha no
colmo de cana. A seção de crescimento superior
do colmo é comumente referenciada como ponta.
Idealmente, o colmo de cana livre da ponta ou fo
lhas é o desejado para processamento, mas isto é
raramente realizado. Mais detalhes sobre a botâni
ca do vegetal cana-de-açúcar pode ser encontrado
em James (2004).
Para entender como a cana deve ser maneja
da, preparada e processada para recuperar o açú
car, vale à pena examinar a estrutura do colmo
de cana. As melhores ilustrações da estrutura do
colmo de cana ainda são aquelas publicadas por
Marlin (1938), que são apresentadas nas Figuras
1.4 e 1.5. Uma seção transversal de um entrenó
(a seção cilíndrica e lisa do colmo entre dois nós)
é mostrada na Figura 1.4. Esta apresenta, da par
te externa em direção ao centro, a epiderme. uma
fina camada externa ou casca e feixes vasculares
fixados numa matriz de células do parênquima.
A maioria do açúcar e.stá estocada nestas células
grandes do parênquima de parede celular delga-
dv cn-scinuMilo
""/•'ti •Í^'»VV«W~/on.i r.idiLiiliir
♦^A^CiL.iln/ Inliar
1 : 1
•/onil II.TIIS.1
R,inlutr;i d:i ^ciiki
J'rtiii< inlii)s r.KlK'iil.ircs
(Ictna
t-.slna df
Figura 1.2: Colmo dc caiia-dc-açúcar (scgiiiKlo.t/7\<7íU íí-
,i,'í'/ c Hnindcs lU.SS. dc Janic\ 2004)
NLTMira LCiiiral
Dcwlap
l.íjliila
Figura 1.3: A estrutura de uma folha (dc Jcnncs 2004)
I. I Hstrulur;i da caTui
l-inuni 1.4: Scvão transversal a partir da parte mais
externa de um entrem') de um eolmo de eana
I lípiderme; 2 Células de parede yix»s.sa Ibrmadoras
da casea; 3. 4 Feixes vasculares de tamanhos dile-
rentes; 5 F;sclei"CMii|uima; f) Células de parêni.]uima.
De Míiriin (1^38) segundo l.vwíon-Hrain
Figura 1.5: Representarão iriilimensional cU>s feixes vas
culares de Míiriin (1938)
I Hlementos anelaies; 2 Tubo r)u lacuna de ar; 3 Vaso xi-
lema; 4 lisparos intercelulares; 5 Parênquima ou Células
de Arma/onagenr. b Floema; .S Tubos crisosos: C Células
associadas; 7 Hsclerénquima
da. O tamanho da célula aumenia gradualmente
em direção ao centro do colmo e as células são
separadas por pequenos espaços intercelulares ge
ralmente preenchidos com ar.
As células tnenores alotigadas de parede es
pessa na casca e em volta dos feixes vasculares
são chamadas esclerênquima. Elas contêtn um
pouco de açi-icar. mas muitas dessas células são
lignilicadas e contribuem para a dure/a da casca.
O córtex varia em espessura e composição nas di
ferentes regiões do caule, assim como sua dureza,
que depende do teor de libra.
Os feixes librovasculares são razoavelmente
bem espaçados na parte central do cohno. mas na
direção da periferia sua quantidade aumenta e seu
tamanho diminui (Figura 1.4). Nos nós, muitos
dos feixes ramiíicam ou dobram na direção das
folhas ou das gemas. Em função de o tecido aqui
ser freqüentemente lignificado. os nós são muito
rnais duros do que os entrenós.
Uma seção transversal de um feixe é mostrada
na Figura 1.5. Este consiste de uma bainha escle-
renquimalosa. que rodeia o xilema e o floema. A
água e nutrientes fluem das raízes para cima atra-
Refí-rència.s />ííc'-
I Cana-de-avúcar
vés dos grandes vasos do xüema para as folhas. A
maior parle desta água deixa a cana por transpira-
ção. assim a concentração de sólidos dissolvidos
no xilema é muito lenta. Os produtos da fotossín-
tese translocam das folhas para as células através
dos tubos reticulados do floema.
Medições em quatro variedades diferentes de
cana na África