Aula No 9 Extração por Moendas

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 - A. 9 - 
EXTRAÇÃO DO CALDO POR MOAGEM:
TECNOLOGIA, CONDUÇÃO DA MOAGEM; MOENDAS E ACESSÓRIOS
Guia para Iniciação ao Estudo da Agroindústria Sucro-alcooleira
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1. GENERALIDADES 
Extração do caldo	processo físico (pressão mecânica dos rolos da				 moenda sobre o colchão de cana) 
Tradicionalmente a extração é realizada por moagem ou difusão.
Desde sua invenção pelos chineses - aperfeiçoamento
Processos mais antigos: moagem de cana inteira  baixa extração
	Hoje - moagem da cana desintegrada
Extração da cana em duas fases
Primeira fase - equipamento de alta velocidade e baixa pressão
Segunda fase - equipamento de baixa velocidade e alta pressão - moendas
- preparo para moagem
- extração do açúcar
mecânico
tecnológico
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2. MOENDAS: COMPONENTES BÁSICOS 
 Visão de um conjunto de moagem (4 a 6 ternos): 
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2.3. Parâmetros de julgamento da eficiência:
Capacidade - é a quantidade de cana moída na unidade de tempo
Formas de expressar: TCH, TCD, TFH e TFD
Extração - é a porcentagem de açúcar extraída em relação a quantidade existente na cana.
Pol extraída % pol na cana Outra forma: açúcar perdido no bagaço porcento da fibra da cana
Extração reduzida: é a porcentagem de açúcar recuperada se a cana tivesse 12,5% de fibra ==> Referência
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3. FATORES DE EFICIÊNCIA DAS MOENDAS
3.1. ALIMENTAÇÃO DA CANA NA ESTEIRA 
Trabalho do 
operador da
	mesa
Mesas convencionais
	(15° ou 18°)
		devido
Mesas de 45° ou de 50°		
(associado às de 15°)	 	Solução
Busca a uniformidade na alimentação
	irregularidade
	 vs.
	perdas	
capacidade
extração
a) lavagem de cana
(50 a 60% da necessidade de água)
b) melhora a alimentação do esteirão
altura de alimentação da esteira
dificuldades de fracionamento da carga
embuchamento
B ) Limpeza - via seca
A ) Limpeza - via úmida
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Vantagens:
- deixa de perder 2% do açúcar por TC na lavagem (~ 2a 3 kg Aç/TC);
- economia de recursos hídricos e baixo redução de impacto ambiental;
- menor necessidade de manutenção de grelhas da caldeira;
- melhoria na decantação e filtração do caldo e redução na produção de torta;
Componentes: (a) hillo de descarregamento
 (hidráulico ou mecânico); (b) mesa de alimentação: recepção, 
 armazenamento temporário, facilita a detecção de impurezas grosseiras; (c)ventiladores: remove as palhas e
 parte da terra. 
Fonte: Techpertersen
B ) Limpeza - via seca
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3.2. PREPARO DA CANA 
		cana-de-açúcar
(proporção de partes moles e duras)
Preparo da cana
	(objetivos)
		 Indicadores
Extração  0,5 a 7,0%
	(pol extraída % cana)
Capacidade  10 a 30% 
a) aumentar a capacidade
( aumento da densidade de massa na alimentação - compacta/homogênea)
b) rompimento da estrutura da cana
(extração-fácil/efetiva)
c) produção de bagaço c/ embebição mais eficaz.
resistência à recuperação 
da sacarose
Equipamentos 
facas rotativas
desfibradores ou desintegradores
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3.3. ALIMENTAÇÃO DO PRIMEIRO TERNO 
1º Terno - Determina capacidade e extração
Sistemas
Bicão
Esteira alimentadora forçada
Donnely (calha de alimentação)
Esteira de Alimentação forçada
Impulso fraco
Alimentação por bicão
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Tambor de alimentação forçada
(Top-roller)
(Press-roller)
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3.5. REGULAGEM DAS MOENDAS
Regulagem da moenda:
Inicia: trabalhos de manutenção da entre-safra  nivelamento/ alinhamento/esquadrejamento. (c/ acionamento de turbinas)
- Nivelamento/ Precisão: 0,02 a 0,04 centésimos de mm/m linear.
Traçado da bagaceira:
Relação das aberturas de entrada e saída
Posição da bagaceira:
		
		 alta:
		
		baixa:
maior consumo
	 potência
maior desgaste
dificulta o “pega”/
 caminhamento
reduz a capacidade
1,8 a 2,0 (c/ press-roller)
2,3 a 3,0 (s/ press-roller)
Pontos de regulagem das moendas
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3.6. PRESSÃO HIDRÁULICA 
Moendas	sem recursos técnicos (reguladores hidráulicos)
Reguladores 
dimensões do pistão
	 (cálculos)
Reduz a capacidade
Aumenta a extração
maior consumo de potência
maior pressão nos mancais
máx. 100kg/cm2
resistência mecânica
 controle de pressão
 série de riscos mecânicos 
instalados nos cabeçotes superiores das moendas
 Flutuação dos cilindros superiores 
Regulador hidráulico
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Fatores influentes:
dimensões dos cilindros;
potência de acionamento;
capacidade de moagem desejada;
quantidade e qualidade de fibra da cana;
 tipos de moenda;
 taxa de embebição aplicada, etc.
 velocidade do cilindro superior (5 a 7 rpm)
 acionamento (turbinas à vapor, acoplados à redutores com movimentação do rolo superior)
Cabeçote hidráulico
Garrafa hidráulica
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3.7. VELOCIDADE DOS CILINDROS 
Fluxo de massa de cana	 função
através dos cilindros
	Velocidades		1° terno		6° terno
(conjunto de moagem)
					
Outras regiões mundiais  até 36m/min
(velocidade prejudica a extração  reabsorção)
 abertura de regulagem;
 comprimento do cilindro;
 velocidade periférica.
capacidade de moagem
Brasil: 20m/min (máx.)
 resistência de materiais
e redução de extração 
reduz
Massa cana = f (a;L;v) = Capac.
Velocidade decrescente
Mais comum velocidade rotação (RPM)
	Correto = velocidade periférica - m/min
Moenda 30” x 54”
n = 6  v = 14,4 m/min
Moenda 37” x 78”
n = 6  v = 17,7 m/min
 a = abertura de trabalho;
h =comprimento do rolo
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3.8. TIPOS DE RANHURAS 
 Finalidades
 
 
 Tipos de ranhuras:
a) Circunferenciais
- Fulton
- Passo-Duplo
- Hind-Renton
b) Transversais
- chevrons
Ranhuras transversais
Desvantagem:
- perda de superfície
- região baixa pressão
- aumento bagaço no caldo
c) Canais de drenagem
Ranhuras Fulton
Ranhuras Hind Renton
Ranhuras de passo duplo
- aumentar a superfície útil do cilindro
- melhorar a drenagem do caldo
- melhorar a apreensão
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Ranhuras circunferencias
	Canais
Passo f ( f% cana; Moagem; Limpeza cana...)
Ângulo - 35 a 45º
Atrito 35º = 	1 = 3,5 vezes
		 (Sen 35º)/2	
Atrito 45º = 	1 = 2,6 vezes
		 (Sen 45º)/2
Ranhuras Messachaert
Ranhuras “Chevrons”
Passo
Ângulo
Altura
Maior apreensão
Maior drenagem do caldo
Melhor preparo da cana
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3.9. FIBRA % CANA 
fibra % cana
aumento peso bagaço - mesma Pol. > Perda
f = 12,5% - p. bag 256 Kg/TC - 2% Pol  5,12kg Aç. perdido/TC
f = 15,0% - p. bag 318 Kg/TC - 2% Pol  6,38kg Aç. perdido/TC
				Diferença 1,26kg Aç/TC		
Efeito da palha (cana crua)	 > peso do bagaço
					 > adsorção de caldo no bagaço
					 > perda de pol
Capacidade 
Extração	
 
12,5%
 
1% fibra reduz 1,5% a extração
Menor Cap ( - )
Maior Cap ( + )
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3.10. EMBEBIÇÃO 
Embebição
		(1) diluente
		(água ou caldo diluído)
		(2) compressão
Uso correto envolve
Classificação embebição
É a adição de água ou caldo diluído ao bagaço entre um termo e outro. 
 aumento da extração de sacarose)
Dilui o caldo mais concentrado preso as células do parênquima da cana (“troca”)
Remover os açúcares retidos no bagaço 
- quantidade água
- localização
- modo de aplicação
- temperatura
- simples
- composta
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Esquema embebição composta
Forma de expressar:
embebição % cana - quantidade
embebição % fibra
Exemplo:
	32,5% emb. % cana
	fibra da cana = 13,0
Emb. % fibra = Emb % cana x 100 = 32,5 x 100 = 250%
		 fibra % cana	 13
água
Caldo Diluído
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	Formas de aplicação
Canos perfurados: na forma de filetes contínuos
Bicos injetores: na forma de jatos sobre pressão
Calhas derramantes: na forma de lençol derramante
Distribuição de água ou caldo diluído por lençol derramante
Embebiçãocom bicos pulverizadores
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Embebição com tubos perfurados
 Melhor embebição  bagaço sai da moenda antes de absorver ar, com máxima absorção de água (até 7 vezes o seu peso em fibra).
 Embebição Integral  Sistema de maceração
Maceração
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Ação da água: diluente do caldo preso as células parênquima da cana, ocorrendo uma troca e pela compressão extrai-se mais sólidos solúveis retidos no bagaço.
Tipos de embebição:
1. Embebição simples: acrescenta água ao bagaço após cada moenda
Embebição simples única: água em um ponto
Embebição simples dupla: água em 2 pontos
2. Embebição composta: acrescenta-se água e caldo diluído ao bagaço
3. Embebição com recirculação: Desvia parte do caldo extraído pelo terno, para embeber o bagaço a ser processado pela própria terno e a outra parte do caldo embebe o bagaço que será processado pela terno anterior.
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	Quantidade de água de embebição: 
 A quantidade de água
 a ser usada na embebição
 é função de vários fatores:
 Capacidade de evaporação;
 Números de termos;
 Condições de distribuição da água de embebição;
 Fibra da cana;
 Riqueza da cana em sacarose;
 Quantidade de açúcar extraído pelo efeito da embebição e açúcar extraível teoricamente;
 Preço do açúcar extraído pelo efeito de embebição e extraído teoricamente.
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Temperatura da água de embebição 
Temperaturas >= 60ºC (60 - 80ºC) 
Desvantagens:
As moendas pegam com maior dificuldade facilidade o bagaço embebido com água quente do que o embebido com água fria. Moendo grandes tonelagens, em relação a capacidade das moendas e com alta embebição, a embebição com água quente limita mais rapidamente a moagem do que com água fria. 
Água quente dissolve maiores proporções de gomas, ceras etc. aumentando as impurezas  trabalho adicional de clarificação 
Vantagens:
maior penetração pela eliminação de ar;
secagem do bagaço
maior extração
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Uniformidade Distribuição Embebição
Brix % Caldo
Relação Ideal
		C2 / C1 = 1,0
Relação Prática
		C2 / C1 >= 0,9
C1 < C2
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Qualidade da água de embebição: 
Fontes mais comuns nas usinas: 
As que provem da última caixa da evaporação;
As águas ordinárias dos rios, das fontes ou dos reservatórios. 
Entretanto, a melhor água seria aquela resultante da condensação nos aparelhos alimentados com vapor de escape (alimentação das caldeiras). 
A água para embebição
Efeito do preparo do bagaço na embebição: 
Bagaço mal preparado 		efeito quase nulo
Bagaço intensamente picado	 maior absorção
Bagaço muito embebido 		mais volumoso
Não deve ser acida ou alcalina 
Não conter impurezas 
Não conter substâncias nocivas a saúde 
Não ser poluída 
maior dificuldade de absorção pela moenda
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3.11. ELETRODO DE SOLDA NOS CILINDROS 
 Aplicação de
solda nos frisos
		 capacidade
Aumenta ângulo de “Pega”
Picote - eletrodo elevada prop. Mecânica  almofada de base
Chapisco - glóbulos carbeto de cromo
Redução umidade - 2 a 3%
Redução Pol  1,0%
Aumenta na superfície o atrito causando maior ângulo de “pega” (60º)
extração
 (uniformidade 
 de alimentação)
capacidade
extração
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Chapisco
Picote e frisos de moenda
Análise química do metal depositado
C
Cr
Si
Mn
V
Mo
( EM MM
Amperagem
Corrente
4
130 a 160
CC (+)
Análise química do metal depositado
C
Cr
Mn
Si
Dureza: 60RC
( EM MM Amperagem Corrente
3,25
4
5
100
125
160
CC (-) CA
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Tipos de soldas
- picote (crista de friso) em rolo parado
- chapisco (flancos nos frisos aplicados a 1/2 a 2/3 da 	 	altura do friso)
3.12. CONTROLE DA PERFORMANCE DAS OPERAÇÕES
Eficiência das
	moagens
Brasil  96%
Controles:
 open cells 
 curva de Brix
 cálculos tecnológicos:
 - extrações relativas, individuais e totais, curvas de umidade do bagaço, de Brix e extração do caldo do 1º terno.
Definidos:
80-85% (horiz)
90-92% (vert)