SET 1

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Sistemas de Extração e Tratamento – Material de estudo para a primeira prova.
01- Quanto ao sistema de recepção, qual a sua importância no setor sucroalcooleiro? Relacione as etapas e suas principais atividades/objetivos.
O sistema de recepção é importante principalmente para que se possa ter um bom controle de processamento da matéria-prima.
As etapas da recepção se iniciam com a pesagem, onde é determinada a massa de cana e a origem. Logo mais, com os amostradores são determinadas as características da matéria-prima que auxiliarão no controle do processo, realizando estimativas da quantidade de produtos e permitindo o pagamento aos fornecedores de cana.
Além disso, é importante saber a quantidade de matéria prima para que se possa realizar o descarregamento na mesa alimentadora, uma vez que, com um grande volume de matéria-prima fora do processo ocorre a inversão de sacarose.
É preciso também, no sistema de recepção manter uma vazão constante de cana a alta densidade para que não haja problemas no processamento e sua eficiência seja elevada.
02- Quanto ao sistema de limpeza da matéria-prima, quais as impurezas que são retiradas da cana? De que maneira elas afetam a qualidade dos produtos?
As impurezas retiradas são as minerais e vegetais. As minerais provocam o desgaste das máquinas industriais e as vegetais gastos de energia desnecessários, além de poderem ser aproveitadas para geração de energia, como por exemplo, a palha (impureza vegetal), que pode ser queimada na caldeira e ao passar pela moenda somente gera gasto de energia, uma vez não possui açúcar dentro de suas células.
03- Quais os sistemas de limpeza estudados da cana? Faça um comparativo entre as vantagens e desvantagens de cada um e um breve comentário sobre o resultado de cada comparativo.
Há dois sistemas de limpeza para cana. São estes a limpeza com água e limpeza a seco.
No sistema de limpeza com água há uma calha próxima ao fim da esteira que fornece uma vazão constante de água por toda a superfície da esteira, removendo as impurezas vegetais. Esta água é utilizada em sistema fechado (reuso) e dissolve um pouco da sacarose contida nos colmos. 
No sistema de limpeza a seco há um equipamento que direciona uma quantidade de ar à cana picada que cai da esteira, removendo as impurezas que vão para uma câmara de separação. Este, por não utilizar água, não provoca o arraste de sacarose.
Ambos os sistemas possuem suas vantagens e desvantagens e devem ser escolhidos tomando como base as necessidades e capacidades da usina em que será instalado. O sistema de limpeza com água remove grande quantidade de impurezas, porém provoca arraste de sacarose, é possível somente com cana de corte manual e gera um determinado gasto com tubulações. O sistema de lavagem a seco não dissolve sacarose, não capta água de rios, permite o aproveitamento de impurezas vegetais, possui pouco gasto de energia elétrica, porém, possui alto custo, pois ainda está em desenvolvimento, funciona somente com cana picada e muitas vezes não funciona corretamente.
04- Com relação ao controle da limpeza, como este conjunto deve ser operado para obter os melhores resultados.
No controle da limpeza com água, deve haver vazão mássica constante de água por toda a esteira para que a limpeza seja eficiente. Além disso, a vazão mássica de cana, seja picada (limpeza a seco) ou não (limpeza com água), deve ser constante.
05- Qual a função do sistema de preparo? Cite e comente a função dos equipamentos que compõe este sistema.
O sistema de preparo tem como função preparar a matéria-prima (cana) para a extração do caldo de cana, de modo que tal extração seja realizada na forma mais eficiente, lucrativa e econômica o possível.
O sistema é composto por um picador, desfibrador e eletro-imã. O picador tem como função fragmentar a cana para que seja possível aumentar sua densidade, deixando-a mais homogênea. O desfibrador, romper as paredes celulares para facilitar a extração dos açúcares e o eletro-imã, remover possíveis materiais ferrosos que podem causar danos à moenda.
06- Defina o índice de preparo. Em uma determinada usina da região foi constatado que a eficiência da extração estava abaixo do esperado devido a problemas no preparo da cana. elabore um conjunto de ações relacionando as possíveis falhas e como reparar o problema.
Índice de Preparo é um método para quantificar o rompimento das paredes celulares da cana-de-açúcar. Este consiste na divisão da Pol das células rompidas pela Pol total da amostra. 
Para se ter um índice de preparo abaixo do esperado, há algumas variáveis a se considerar. O picador pode não estar exercendo sua função de forma correta, o que atrapalha o desfibrador, ou este último não estar desfibrando a cana em fibras finas e longas, atrapalhando a pega e o espalhador pode não estar descompactando eficientemente a cana, o que atrapalha a alimentação na moenda.
07- O que é a “pega” da cana no sistema de extração por moendas? Quais os artifícios usados para melhorar esta capacidade nos rolos das moendas?
A “pega” é o atrito entre a cana preparada e os rolos. Esta é diretamente proporcional à alimentação do terno.
Os artifícios utilizados para aumentar a pega começam no sistema de preparo, onde a cana é desfibrada em fibras finas e longas. No sistema de extração são feitos frisos circunferenciais nos rolos para aumentar a superfície de contato entre a cana preparada e o rolo. Faz-se também o chapisco, uma camada de solda que tem como objetivo aumentar a durabilidade dos rolos (além de que, durante a soldagem um gás inerte que afasta gás oxigênio é produzido, impedindo a oxidação do rolo) e aumentar o atrito, logo, aumenta a pega. Realiza-se também frisos dentro desses frisos, porém, menores, que tem como função a drenagem do caldo de cana.
08- Qual a função de cada rolo da moenda?
O terno é composto por quatro rolos. Rolo de pressão, superior, de entrada e de saída. O rolo de pressão auxilia a alimentação de cana no terno, enquanto o rolo superior exerce a pressão necessária para separar o caldo da cana preparada. O rolo de entrada, em conjunto com o rolo superior faz a extração do caldo no primeiro ponto de esmagamento e conduz a cana para alimentar o terno e o rolo de saída realiza o segundo ponto de esmagamento, onde, em conjunto com o rolo superior faz a retirada do caldo.
09- Aponte as fontes de desgaste dos rolos?
Os rolos podem ser desgastados de várias formas. As possibilidades são a acidez do caldo, fricção das raspadeiras e bagaceira, fricção da cana e do bagaço quando “gira em falso” ou “desliza”, atrito e esmagamento de metais que quebram os dentes e a necessidade de tornear na entressafra, dentro de duas ou três safras para restabelecer a forma cilíndrica.
10- Com relação a bagaceira, quais aspectos importantes de seu posicionamento no terno da moenda?
Se instalada em uma região muito alta, causa um maior desgaste devido a pressão, no entanto, se instalada em uma região muito baixa, ocorre o “embuchamento” (entupimento, afogamento do terno) pois o bagaço estando sobre ela não é comprimido suficientemente para impedir que o rolo superior deslize sobre a camada de bagaço.
11- Qual a função do sistema hidráulico? Quais os fatores que geram as oscilações nos rolos?
O sistema hidráulico tem como função manter o eixo horizontal do rolo alinhado. As oscilações são causadas pela quantidade de cana preparada que entra no terno, uma vez que em alguns pontos há maior ou menor vazão que em outros, necessitando de mais ou menos pressão por parte do rolo.
12- Qual a importância/função do sistema de embebição? Quais os tipos e também as
vantagens de cada um?
Em uma usina, normalmente usa-se quatro ternos, porém, estes possuem um elevado custo e não conseguem retirar toda a sacarose contida na cana preparada. A adição de mais um terno é inviável, portanto, o sistema de embebição tem como função auxiliar na extração de sacarose aumentando o rendimento.
Há dois tipos de sistemas de embebição. O sistema de embebição simples e o composto.O sistema de embebição simples surgiu no Pró-Álcool e é um sistema não mais utilizado. Consiste na aplicação de água no bagaço a partir do segundo terno, portanto, durante a extração é formado um “caldo misto”, não concentrado.
O sistema de embebição composta é um sistema mais eficiente, que consiste na embebição do bagaço contido entre o terceiro e o quarto terno, sendo este caldo retirado no quarto terno e levado para embeber o bagaço entre o segundo e o terceiro, sendo retirado no terceiro e enviado para embeber o bagaço entre o primeiro e o segundo terno. Durante esta embebição também forma um “caldo misto”, porém, este é mais concentrado, o que gera menos gastos na preparação do caldo para a produção do produto final.
13- Qual a importância da limpeza nas moendas e de quais maneiras elas podem ser
realizadas.
A limpeza nos ternos é importante para que não haja bagaço nos frisos circunferenciais, o que impede uma boa extração de caldo, além da drenagem e contaminação do caldo com bagaço. Lâminas raspadoras, assim como a bagaceira, realizam esta limpeza com pontas que ficam posicionadas entre os frisos. Assim, qualquer bagaço que se encontre neles será removido.
14- Quais os princípios responsáveis pela extração do caldo no difusor, faça um breve
comentário sobre eles.
A extração de caldo no difusor consiste na lixiviação, dissolução do caldo com água em um colchão de cana, sem realizar esmagamento. O caldo extraído vai para uma região de coleta denominada tremonha, onde é bombeado para um sistema que irá embeber o colchão de cana em regiões anteriores da tremonha.
15- O que é a percolação do leito de cana e quais os equipamentos que garantem uma
boa percolação, faça um breve comentaria de que maneira cada equipamento
colabora.
Percolação é a passagem da água pelo colchão de cana. Para garantir uma boa percolação, é importante que a água ou a cana preparada estejam a uma temperatura elevada (75°C) para aumentar a dissolução de sacarose em água e haja roscas afofadoras (estruturas helicoidais que descompactam o colchão de cana) que não permitem a acumulação de bagacilhos e outras impurezas no topo do colchão.
16- Qual a importância do aquecimento no difusor, como ele pode ser feito?
O aquecimento no difusor é importante para manter uma boa dissolução da sacarose em água, uma vez que uma alteração na temperatura provoca uma alteração no coeficiente de solubilidade.
O aquecimento no difusor é feito por um aquecedor que se encontra no sistema de embebição no início do difusor, que deixa o caldo a 90°C. Assim, o colchão permanecerá a 75°C. Para manter esta temperatura, também é importante injetar vapor de escape nas tremonhas.
17- Quais equipamentos constituem o sistema de secagem do bagaço no difusor?
Comente a função de cada um
Para a secagem do bagaço, usa-se três equipamentos. Tambor pré-desaguador, tambor desaguador e terno de secagem.
O tambor pré-desaguador tem a função de realizar pouca pressão para retirar um pouco da umidade. O tambor desaguador consiste em dois rolos que exercem pressão contra o bagaço, retirando umidade e enviando para uma esteira que alimentara o terno de secagem, fazendo a remoção final de umidade, que a deixará em 50%.
18- Como é composto o sistema de embebição do difusor?
O sistema de embebição tem seu início no final do difusor, onde uma água denominada “água de inibição” realiza a primeira embebição, sendo o caldo extraído coletado em uma tremonha (região de coleta em forma cônica), onde há uma bomba centrífuga que bombeia o caldo para outra região acima do colchão, que irá embeber o colchão, e assim é feito até o início do difusor, onde há um aquecedor que deixará a temperatura do caldo a 90°C para aumentar a dissolução. O colchão de cana por todo o difusor, no caso, já está a 75°C devido a essa primeira embebição (e o vapor de escape nas tremonhas).
19- Como você escolheria o sistema de extração para uma usina?
Para definir um sistema de extração para uma usina, iria considerar algumas variáveis. Primeiro, é importante saber a quantidade desejada de caldo extraído ou de moagem por hora, os recursos e a mão-de-obra disponível, como qualificar essa mão-de-obra, o espaço existente para implantação do sistema, os custos de manutenção e operação.
Os sistemas de extração por moagem e difusão possuem suas vantagens e desvantagens, não havendo um sistema melhor. Tudo depende das variáveis apresentadas anteriormente. O sistema por difusão, por exemplo, apresenta um bom retorno a longo prazo, enquanto o por moagem a curto prazo. A mão-de-obra para manutenção do difusor é mais cara, porém a extração é mais eficiente.