MANUAL DE BOA PRÁTICAS-OPERAÇÃO-APLICAÇÃO DE POLÍMEROS - DEC

Prévia do material em texto

<p>SKILLS QUÍMICA LTDA</p><p>Avenida Dr. Gofredo Schelini, nº 430</p><p>Loteamento Mazziero – Dois Córregos/SP</p><p>CEP: 17.300-000</p><p>Tel: (14) 3652 5156</p><p>MANUAL DE BOAS PRÁTICAS/OPERAÇÃO – APLICAÇÃO DE POLÍMEROS</p><p>• PREPARO DO POLÍMERO</p><p>Todo o preparo do floculante em pó deve ser feito por diluição em água, e com isso vamos citar algumas</p><p>regras:</p><p>- adicionar aproximadamente 50% de água no tanque de preparo com agitação mecânica, ou até</p><p>mesmo quando o nível atingir o sistema de agitação e que tenha bastante turbulência.</p><p>- abrir a válvula de água do funil de diluição, e em seguida adicionar o polímero lentamente para evitar</p><p>a formação de grumos. Lembrando que o correto é pesar a quantidade estipulada padrão para todos</p><p>os preparos. Não é aconselhável a utilização de um Bécker ou coisa similar, pois cada operador pode</p><p>adicionar quantidades diferentes de polímero, interferindo na concentração final do produto, como</p><p>resultado, oscilações no processo de floculação.</p><p>- completar o volume do tanque estipulado. Muito importante ser padrão para todos, não pode ter</p><p>variações no nível. O correto seria a instalação de válvulas automáticas e tanques com transmissor de</p><p>nível. Tudo isso com o intuito de se estabelecer um padrão de volume.</p><p>- manter sob agitação por no mínimo 2:00 hs para polímeros aniônicos e 1:30 hs para polímeros</p><p>catiônicos de forma geral. Esse é o tempo mínimo necessário para a abertura das cadeias, ou a sua</p><p>linearidade. A agitação deve ser suficiente para manter o produto em suspensão, mas não tão rápida,</p><p>evitando assim a degradação mecânica do polímero. Após a maturação, uma solução viscosa e</p><p>uniforme deve ser obtida.</p><p>SKILLS QUÍMICA LTDA</p><p>Avenida Dr. Gofredo Schelini, nº 430</p><p>Loteamento Mazziero – Dois Córregos/SP</p><p>CEP: 17.300-000</p><p>Tel: (14) 3652 5156</p><p>Cuidados no preparo do floculante</p><p>- Temperatura da água: temperaturas acima de 60°C degradam o polímero de alto peso molecular, e</p><p>muito maior os de baixo peso molecular. O ideal é a utilização de água a temperatura ambiente</p><p>mesmo, porque nas usinas, toda a água quente é proveniente de condensado.</p><p>- Uso de condensado: deve ser evitado em virtude da temperatura elevada, e principalmente usinas</p><p>que fazem a mistura de condensado com água fria, não tem um controle da mistura, podendo</p><p>ultrapassar os 60°C, interferindo diretamente na eficiência do floculante. Com isso, não</p><p>recomendamos o condensado, por conter íons Ferro e outros contaminantes, que com certeza irá</p><p>hidrolisar as cadeias poliméricas. Toda solução do floculante é sensível ao Ferro.</p><p>- Qualidade da água: deve ser a melhor disponível para preparo de polímeros, isenta de sílica, cloro,</p><p>dureza, ferro e sólidos suspensos. Valores mínimos possíveis, o ideal é zero. A eficiência do polímero</p><p>no processo de floculação está diretamente relacionada à qualidade da água utilizada.</p><p>- Concentração no preparo: pode-se utilizar de 0,05% a 0,1% (peso/volume). Geralmente para</p><p>decantação, recomendamos a 0,05%, em virtude da melhor interação do polímero com o caldo. Para</p><p>Lodos, recomendamos a 0,1% devido às características do Lodo. No caso de polímeros catiônicos de</p><p>baixo peso molecular como os utilizados em açúcar e álcool pode-se fazer uma solução variando de</p><p>0,1 a 0,5%, o que dará melhor estabilidade à molécula, devido a sua viscosidade ser menor comparado</p><p>aos aniônicos.</p><p>- A concentração que cada usina vai trabalhar, vai depender do projeto dos tanques e também da vazão</p><p>do polímero, desde que obedeça o tempo de retenção para abertura das cadeias como já dito</p><p>anteriormente.</p><p>SKILLS QUÍMICA LTDA</p><p>Avenida Dr. Gofredo Schelini, nº 430</p><p>Loteamento Mazziero – Dois Córregos/SP</p><p>CEP: 17.300-000</p><p>Tel: (14) 3652 5156</p><p>- Agitação: esta deve ser mecânica de 20 a 50 rpm (periférica), com comprimento das pás de 30% em</p><p>relação ao diâmetro do tanque e largura de 200 mm, com inclinação de 45°. Com esse sistema há uma</p><p>melhora na homogeneização do polímero no tanque, fazendo um fluxo ascendente e descendente.</p><p>Deve-se instalar apenas 01 quebra onda no tanque, com largura de 200 mm, ajudando nessa mistura,</p><p>não sendo necessário mais quebra ondas no tanque. Uma dica importante, é realizar a abertura da</p><p>cadeia polimérica e em seguida parar a agitação do tanque, evitando a quebra da molécula pelo</p><p>cisalhamento, dependendo do tempo que ficará agitando. Após a completa abertura das cadeias pelo</p><p>tempo estipulado, não há necessidade de permanecer agitando a solução durante a dosagem, esta</p><p>fica homogênea, NÃO havendo separação de fases.</p><p>- Bombeamento: deve-se utilizar bombas de deslocamento positivo do tipo helicoidal. Um ponto muito</p><p>importante e que acontece com frequência nas usinas ao longo da safra, é o desgaste no estator da</p><p>bomba helicoidal. Caso ocorra, deverá ser corrigido imediatamente para evitar oscilações nas</p><p>dosagens do polímero, causando sérios prejuízos na qualidade do tratamento do caldo.</p><p>- Tanques de preparo: o tanque ideal é que seja em fibra, aço inox ou aço carbono com revestimento</p><p>em epóxi. Isso tudo com a finalidade de evitar o ataque dos íons Ferro ao polímero, causando hidrólise</p><p>na molécula. Uma sugestão que fazemos, caso a usina tenha tanques em aço carbono, é que se faça</p><p>o revestimento com uma chapa fina de 2 mm em inox, com custo menor comparando a um tanque de</p><p>inox. Caso tenha revestimento em pintura epóxi, esta deve ser verificada a cada uma ou duas safras,</p><p>sempre mantendo os tanques dentro dos padrões.</p><p>- pH da água de diluição: deve-se utilizar água filtrada, abrandada, poço , com pH em torno de 7,0. Para</p><p>os polímeros catiônicos, dependendo da concentração que se utiliza no preparo ( 0,1% por exemplo )</p><p>a tendência é baixar na faixa de 5,5 ou até menor, o que é fundamental para evitar a hidrólise das</p><p>cadeias ao longo do tempo. E para os polímeros aniônicos, dependendo da concentração que se utiliza</p><p>no preparo a tendência é subir para acima de 7,0. Existem Unidades que fazem uso de soda na água</p><p>de preparo dos polímeros aniônicos (até pH 9,0 aproximadamente), o que é benéfico para manter a</p><p>estabilidade da molécula, evitando a degradação. Polímeros fortemente aniônicos são muito</p><p>eficientes em meio básico, mas seu desempenho não é tão bom em meio ácido, porque os grupos</p><p>funcionais carboxila/carboxílico não se dissociam em tal meio.</p><p>SKILLS QUÍMICA LTDA</p><p>Avenida Dr. Gofredo Schelini, nº 430</p><p>Loteamento Mazziero – Dois Córregos/SP</p><p>CEP: 17.300-000</p><p>Tel: (14) 3652 5156</p><p>SKILLS QUÍMICA LTDA</p><p>Avenida Dr. Gofredo Schelini, nº 430</p><p>Loteamento Mazziero – Dois Córregos/SP</p><p>CEP: 17.300-000</p><p>Tel: (14) 3652 5156</p><p>• DECANTADOR</p><p>Os principais fatores que afetam diretamente na qualidade do tratamento do caldo, são os seguintes:</p><p>- qualidade da matéria prima, esse sendo o principal fator para a qualidade do tratamento do caldo,</p><p>canas sadias. Se a qualidade não for boa, irá refletir diretamente na coagulação e floculação das</p><p>partículas, podendo gerar até aumento de consumo de insumos, em especial polímeros.</p><p>- qualidade e uso adequado de insumos, como ácido fosfórico, cal, enxofre, floculante. Usar a</p><p>quantidade necessária, sem desperdícios, através de monitoramento do processo e qualidade do que</p><p>se quer ter.</p><p>- condições de processos, temperatura, pH, concentração e demanda de carga iônica dentro dos</p><p>padrões estabelecidos</p><p>- equipamentos e instalações bem dimensionados. Como exemplo, não adianta a Unidade ter</p><p>Decantadores subdimensionados</p><p>onde a capacidade esteja limitada e a vazão de caldo está acima da</p><p>capacidade, que vai gerar um aumento de consumo de polímero.</p><p>- controle e monitoramento do processo. Realizado através de checagens constantes no andamento da</p><p>floculação, com provetas, etc...com anotações em planilhas de controle de campo para as tomadas de</p><p>decisões.</p><p>- monitoramento analítico. Análises da qualidade do caldo clarificado como %Transmitância ou</p><p>Turbidez, são análises simples de se realizar e por muitas vezes por a usina fazer açúcar VHP não</p><p>monitora esses parâmetros, mas seria importante para dar um parâmetro do andamento da</p><p>decantação.</p><p>Controle do pH do Caldo Caleado</p><p>Para obter resultados satisfatórios na fabricação de açúcar, a etapa de purificação dos caldos é uma das</p><p>mais importantes. Nesta posição a cal representa o papel de principal agente coagulante, razão pela qual</p><p>sua qualidade é importante e deve ser controlada com todo rigor.</p><p>A cal é o primeiro agente clarificante, tendo como finalidade, provocar a coagulação das substâncias. A</p><p>pureza da cal é muito importante ao processo, pois cada tipo de impureza produz um efeito indesejável:</p><p>alteram o tipo de tamanho dos flocos formados, reduzem a velocidade de decantação, aumentam as</p><p>incrustações dos trocadores de calor, entre outros danos no processo.</p><p>A adição do leite de cal ao caldo de cana na fase de clarificação é geralmente feita de forma contínua. A</p><p>calagem contínua está fundamentada no trabalho de se adicionar um volume de leite de cal ao volume</p><p>de caldo que chega continuamente aos tanques de reação. A calagem contínua mais correta é aquela em</p><p>SKILLS QUÍMICA LTDA</p><p>Avenida Dr. Gofredo Schelini, nº 430</p><p>Loteamento Mazziero – Dois Córregos/SP</p><p>CEP: 17.300-000</p><p>Tel: (14) 3652 5156</p><p>que se faz o controle automático de pH. Entretanto, pelas dificuldades que oferecem ainda os aparelhos</p><p>de pH, é preciso ter um controle rigoroso nesse procedimento.</p><p>A quantidade de leite de cal a ser utilizada no processo, varia com o processo de clarificação adotado,</p><p>com a natureza do caldo, com o tipo de açúcar a ser fabricado, com a qualidade da cal, com o tipo de</p><p>conservação da cal pela usina, etc...</p><p>A faixa ideal de correção do pH, para Decantadores de açúcar está na faixa de 6,8 a 7,2 e para</p><p>Decantadores de Etanol na faixa de 6,2 a 6,4 dependendo do processo da usina, sendo de fundamental</p><p>importância um controle de pH do caldo, por isso é necessário a limpeza constante dos eletrodos, pois</p><p>eletrodos sujos, podem dar a falsa impressão de um controle.</p><p>Aquecimento do Caldo</p><p>A temperatura do caldo deve ser elevada acima do ponto de ebulição, em torno de 103 a 105°C, que é a</p><p>temperatura ótima para a decantação.</p><p>Para maior eficiência do processo, importante considerar as velocidades de circulação do caldo e do</p><p>vapor, ao mesmo tempo se faz necessário a eliminação dos gases incondensáveis e dos condensados.</p><p>Alguns problemas quando o caldo NÃO é aquecido à temperatura adequada:</p><p>- incompleta eliminação dos gases e ar contido no caldo</p><p>- formação de flocos deficientes na decantação, devido as reações químicas não se completarem.</p><p>- coagulação incompleta, não permitindo a total remoção das impurezas e aumentando a turbidez do</p><p>caldo clarificado.</p><p>Alguns problemas quando o caldo é aquecido acima da temperatura adequada:</p><p>- destruição e perda de açúcar</p><p>- formação de cor no caldo, devido à decomposição de substâncias orgânicas</p><p>- caramelização do açúcar, causando aumento da coloração</p><p>- consumo excessivo e desnecessário de vapor</p><p>Dentre as importâncias do aquecimento correto do caldo, podemos citar:</p><p>- acelerar as reações químicas para a floculação e decantação mais rápidas</p><p>- promover a desnaturação das proteínas, pois as proteínas presentes no caldo apresentam</p><p>desnaturação quando aquecidas acima de 65°C</p><p>SKILLS QUÍMICA LTDA</p><p>Avenida Dr. Gofredo Schelini, nº 430</p><p>Loteamento Mazziero – Dois Córregos/SP</p><p>CEP: 17.300-000</p><p>Tel: (14) 3652 5156</p><p>- redução da densidade e viscosidade do caldo, facilitando o processo de decantação - eliminação do ar</p><p>dissolvido no caldo, ou ocluso no bagacilho.</p><p>Turbidez do Caldo Clarificado</p><p>No caso de se obter caldo turvo na saída do Decantador podemos checar alguns pontos:</p><p>- temperatura do caldo: verificar constantemente a temperatura como está, pois com a limpeza de</p><p>aquecedores, pode haver a queda na temperatura do caldo, interferindo na decantação.</p><p>- tempo de retenção: se está sendo respeitado o fluxo correto para os Decantadores, talvez esteja</p><p>operando acima da sua capacidade nominal.</p><p>- queda de pH: podendo ser causado pelo tempo de retenção muito alto, hidratação deficiente da Cal,</p><p>nível de lodo alto dentro do Decantador.</p><p>- nível de lodo no Decantador: ocorre a formação de gases, fermentação e consequente queda do pH.</p><p>- adição de polímero: ajuste da dosagem ideal através de sistema automático “amarrado” com a vazão</p><p>de caldo, a demanda de carga iônica correta e a forma de preparo correta.</p><p>- adição de fósforo: em canas com baixo teor de P2O5 e dependendo do tipo de açúcar a ser produzido,</p><p>se faz necessário uma complementação de fontes de fósforo, pois auxilia e muito na decantação do</p><p>caldo.</p><p>Uma clarificação eficiente está sempre relacionada com a correta formação dos flocos, resultado de um</p><p>bom desempenho das etapas anteriores de tratamento físico e químico do caldo.</p>