Fabricacao de Acucar II

7/31/2019 Fabricacao de Acucar II

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FABRICAO DE

ACAR

Eng. Qumico: Fernando Medeiros de Albuquerque


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Processo de Fabricao deAcar


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Processo de Fabricao de Acar

Introduo Conceitos Bsicos Qualidade da Matria-Prima Bom Sistema de Tratamento de Caldo Bom Sistema de Preparao da Semente Bom Sistema de Cristalizao


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CONCEITOS BSICOS

MDULO I


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CONCEITOS BSICOS

Massa cozida Semente Semente virgem Semente

refundida Mis Brix Pol Pureza

Matria-prima Caldo primrio Caldo residual Bagao Embebio Caldo misto Caldo clarificado Lodo Torta Xarope


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SISTEMA DE CLARIFICAO DO CALDO

MDULO II


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Qualidade da matria-prima

Variedades da cana-de-acar Condies ambientais Estado sanitrio Tempo de queima corte e processamento Deterioraes da cana-de-acar Matrias estranhas (VEGETAL e MINERAL)


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Qualidade da matria-prima

a. Distoro na avaliao da matria-prima;

b. Reduo da capacidade de moagem;

c. Desgaste de equipamentos;

d. Reduo do poder calorfico do bagao;

e. Reduo da produo do acar e lcool


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Composio do caldo da cana

Sacarose Acares redutores cidos orgnicos no nitrogenados No-acares nitrogenados (aminocidos e

protenas) No-acares orgnicos complexos de alto peso

molecular Celulose Hemiceluloses


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Lignina Protenas Pectina Amido Taninos Lipdios da cana-de-acar Cera e graxa Cor e no-acares coloridos


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1. As substncias da cana que tem cor em suaforma original- Clorofila, xantofila, caroteno, antocianina

2. As substncias da cana incolores em suaforma original, porm podem desenvolver cordepois de sua extrao- Polifenois aminos-compostos

3. Os compostos coloridos que se formamdurante o processo por decomposio dealguns produtos e por outras reaes

qumicas-


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Sistema de tratamento de caldo(Produtos de reao entre acares redutores e

aminocompostos)

No-Acares inorgnicos lcalis Adsoro de ctions e nions Clcio e Magnsio Ferro Alumnio Cloretos cido silcio


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Sistema de tratamento de caldo(Produtos de reao entre acares redutores e

aminocompostos)

Fosfatos cido Fosfrico Enxofre Sulfatos Sulfetos Sulfitos


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Sistema de tratamento de caldo(Meios para obteno de um bom tratamento de caldo)

Moer canas sadias Controle automtico de pH Alcalinizao e Sulfitao adequada Temperatura estvel do caldo antes de entrar

no decantador Velocidade uniforme do caldo atravs do

decantador Correto uso dos auxiliares de clarificao


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Separao rpida do lodo importante evitar a formao de gases no

seio dos decantadores mediante uma

apropriada distribuio do fluxo do caldo euma correta extrao dos gases

Sistema de tratamento de caldo(Meios para obteno de um bom tratamento de caldo)


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Estgios bsicos da clarificao

Reduzir o potencial eltrico das partculaspara prximo do zero, com objetivo de garantira coagulao mxima

Deixar que as partculas coloidais neutrasformem aglomerados (floculao primria)

Que os aglomerados formados se agrupem

formando flocos grandes (floculaosecundria) que sedimentam rapidamente


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Objetivos do tratamento de caldo

Mxima eliminao de no-acares Mxima eliminao de colides Caldo com baixa turbidez Mnima formao de cor Mxima taxa de sedimentao Volume mnimo de lodo Baixo teor de clcio no caldo clarificado pH adequado para evitar inverso da

sacarose e decomposio dos acares

redutores


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Etapas do sistema de tratamento decaldo

1. Assepsia das moendas2. Separao do bagacinho A separao das impurezas que esto em

suspenso nos caldos extrados pelas moendaspor meio de peneiramento, filtrao, etc

3. Sulfo-caleao


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4. Sulfitao Formao no caldo de um precipitado de

pequenos cristais de CaSO3 (Sulfito de clcio)

que possuem grande atividade superficialsendo, portanto fortemente absorvente e,alm disso, em razo de sua densidade,resultam em poderosos auxiliares de decantao.

Por sua ao fortemente bactericida, a sulfitaodestri os microorganismos nos caldos decana evitando a ao danosa destes.


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Por sua ao fortemente bactericida, a sulfitaodestri os microorganismos nos caldos decana evitando a ao danosa destes.

Por ser um redutor enrgico, o SO2 atua sobreas substncias corantes do caldo reduzindo acor. O SO2 tambm reage com os acaresredutores inibindo a formao de melaninas e

caramelos que so altamente melacignicos ecorantes. Finalmente est comprovado quando se usa o

processo de sulfitao produz xarope com menor

viscosidade, o que facilita a cristalizao da



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Ao do SO2 (anidrido sulfuroso) sobre o caldoo Ao descoloranteo Redutor de viscosidadeo Anti-spticoo Neutralizanteo Obteno do anidro Sulfurosoo

Combusto do enxofre em presena do ar.o Fornos queimadores fixos ou rotativos



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5. Caleao Qualidade do CAL Preparo e diluio da CAL Leite de CAL Sacarato Operao de calear



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6. Aquecimento do Caldo Acelera as reaes qumicas Promove a coagulao das protenas Reduz a viscosidade Provoca a floculao Elimina e impede o desenvolvimento de

bactrias



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Tipos de aquecedoreso Verticaiso Horizontaiso placas

Influncias no aquecimentoo Incrustaes

o

Gases incondensveiso Condensados



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7. Decantao Balo de Flash Torre de pr-floculao

Decantadoro Decantador clssico IMAG. 01o Decantador rpido (sem bandeja) IMAG. 02

8. Tratamento do Lodo (condies para uma boafiltrao) Aquecimento Reao

Filtrao do lodo



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Tipos de filtros de lodoo Filtro rotativo vcuo IMAG. 03o Prensa desaguadora IMAG. 04o

Acessrios dos filtros



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Sistema de tratamento de caldo(Auxiliares de clarificao)

cido fosfrico

Aluminato de sdio

Derivado do tanino

Perxido de hidrognio Ozonizao

Floculantes


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Sistema de tratamento de caldo(Reaes durante a clarifio)

Cal (hidrxido de clcio)

Efeito do Fosfato

Qualidade do precipitado

Efeito do pH Slica

xido de Magnsio (MgO)

Ferro e alumnio

Sdio e Cloro Cinzas

Sacarose Acares redutores

Compostos nitrogenados

Protenas Amido

Gomas

Pectinas

Cera e graxas


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Sistema de tratamento de caldo(Fsico-Qumica da Clarificao)

Partculas grosseiras da matria em suspenso

Substncia coloidais

A fsico-qumica da clarificao do caldo do ponto de vistaprtico so desejveis os seguintes resultados:

Precipitao e coagulao to completa como sejapossvel

Rpida velocidade de sedimentao Minimo volume de lodos

Lodos densos


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Os resultados adversos da clarificao so oriundos dosfatores a seguir:

Uma sedimentao incompleta que pode ser devido: Ao tamanho pequeno das partculas

A ao coloidal protetora A densidade de algumas partculas no maior que a do caldo

Uma sedimentao lenta pode ser devido: A viscosidade do lquido

A grande rea superficial das partculas A pequena diferena de densidade entre as partculas e o

lquido


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Um grande volume de sedimentao pode ser devido: Uma grande quantidade de material precipitado, particularmente

os fosfatos

A baixa densidade dos sedimentos pode ser devido: Forma e tamanho das partculas Hidratao das partculas


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Sistema de tratamento de caldo(Efeitos prticos da clarificao)

Separao dos sedimentos Claridade Pureza Cor Clcio residual Turbidez Resduos insolveis Queda do pH durante a clarificao


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EVAPORAO

MDULO III


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Evaporao

Operao Conjunto

Incrustaes

Incondensveis Condensveis

Fluxograma IMAG. 05


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Flotao do xarope

Etapas do processo de flotao de xarope

Em razes prticas o xarope bruto oriundo dosevaporadores deve ser processado com brix na faixa

de 60-65% Dosar insumo qumico para remover as principais impurezas

formadoras de cor e turbidez

Aquecer o xarope dosado para facilitar a reao doproduto qumico dosado e reduzir a viscosida de domeio


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COZIMENTO IMAG. 06

MDULO IV


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Cozimento(Cristalizao)

SolubilidadeDissoluo do acar em gua (100g)Temperatura grama de acar

dissolvido20 20040 235

60 29080 37090 430


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Saturao Supersaturao Coeficiente de supersaturao Mtodos de medidas de supersaturao Taxa de cristalizao


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Procedimentos de cristalizao Espera-cristalizao Choque-cristalizao induzido Semeadura-cristalizao

implantada(completo)


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Pontos fracos do mtodo de espera Dificuldade de controlar o nmero de grs

formados Devido concentrao excessivamente alta,

inevitvel a formao de conglomerados. O mtodo recomendado para cristalizar com

purezas elevadas


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Cozimento(Granagem)

Pureza material IMAG. 07 IMAG. 08 Semente IMAG. 09 IMAG. 10 A semente de boa qualidade a ser utilizada

depende dos fatores a seguir:

Utilizar acar de boa qualidade Pr seleo granulomtrica IMAG. 11 IMAG. 12Quantidade Finura da semente AM(mdio) da gr do cozimento de baixo grau


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Cozimento(Granagem)

Qualidade granulomtrica IMAG. 13 IMAG. 14 IMAG.15

Nmero de cozimentos produzir para cada ciclode granagem

Concetrao tima das grs rea mxima do cristal, por unidade de volume de

massa cozida

Porosidade mxima das camadas dos cristais nascentrfugas

Superfcie mxima de cristais Concentrao mxima de cristais por unidade de

massa cozida final


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Cozimento(Granagem)

Porosidade mxima da camada de cristal nacentrfuga

Fatores que contribuem para maior porosidadedos cristais: Grandeza do cristal Uniformidade do tamanho do cristal

Formas dos cristais do acar: Uniformes IMAG. 16 IMAG. 17 Irregulares Conglomerados IMAG. 18 Geminados IMAG. 19 Cristais aciculares (alongados) IMAG. 20 IMAG. 21

IMAG. 22


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Cozimento(Granagem)

Condies que contribuem para formao degr falsa: Evaporao alta conduzindo elevada

supersaturaoCirculao insuficienteMel com alta turbidezGr no mel de alimentao Entrada falsa de ar


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Cozimento(Tachos de cozimento)

Tacho em batelada Boa circuloRelao S/V apropriada

Alturas dos tubos Altura mxima da massa no cozimentoDimetro do tubo central

Dimetro do corpo IMAG. 26 IMAG. 27

Volume do p-de-cozimento

C


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Cozimento(Tachos de cozimento)

Tacho de cozimento contnuo Sem necessidade de circuladores mecnicos Alto grau de circulao

Evita picos de consumo de vaporCapacidade

C i


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Cozimento(Acondicionamento do tacho e material)

Vazio estvel e apropriado na tacho Suprimento de vapor na calandra na proporo

da gua evaporar Concentrao uniforme da massa cozida para

permitir evaporao mxima Boa circulao da massa cozida dentro do tacho

para permitir que gr em constante movimentoalcance um nvel mximo de adsoro da soluo

sacararina Importncia de uma quantidade suficiente de

cristais, ou de ncleos de grs para que sedeposite maior quantidade de sacarose

Baixa viscosidade da massa cozida

C i


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Cozimento(Massas cozidas)

Eficincia de cristalizao Rendimento de cristais Qualidade granulomtrica IMAG. 28 IMAG. 29

IMAG. 30 IMAG. 31 IMAG. 32 Magma Magma afinado Refundio do magma Elaborao das massa cozida Volume do p-de-cozimento

Condicionamento do magma IMAG. 33 IMAG. 34 IMAG. 35 Densidade de alimentao Grau de alimentao Altura final da massa cozida Concentrao final da massa cozida Mis

C i


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Cozimento(Massas cozidas)

Condies para uma tima obteno de massas cozidas dequalidade1. As massas devem ser cozidas at concentrao mxima, dentro dos

limites prticos de capacidades de trabalho dos cristalizadores ecentrfugas

2. As purezas das massas cozidas de baixo grau devem ser via de

regra, o suficiente para permitir um contedo mximo de cristais3. A concentrao do licor me deve ter uma densidade que, aps

tratamento no cristalizador, o melao oriundo da massa cozida tenhaa temperatura de saturao aproximada de 55 C

4. A rea total da superfcie de cristais da massa cozida em relao aovolume do licor me deve ser mxima, limitada s condies defluidez da massa

5. Uniformidade e o tamanho dos cristais com porosidade que permitauma boa separao entre cristais e melao na operao decentrifugao

6. A viscosidade do mel e a temperatura de saturao seja mxima parapermitir lograr uma boa separao na centrifuga entre os cristais e olicor me

7. importante que a instrumentao utilizada para semeadura dotacho de cozimento possa ser usada para as condies aps a

C i t


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Cozimento(Sistema de massas cozida)

Sistemas de duas massas cozidas Sistemas de trs massas cozidas com duplo

magma Vantagens do sistema Produz acar de alta qualidade (a massa cozida A

elaborada somente com xarope) Recirculao mnima de mis, as massas elaboradas

com baixa viscosidade, reduzindo os tempos decozimentos e refletindo favoravelmente narecuperao do acar

Reduz as operaes de cristalizao (apenas oscozimentos de massa cozida C so cristalizadoscom semente)

Melhor esgotamento (a massaB

passa a ser umamassa intermediria de es otamento

C i t


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Cozimento(Cristalizao complementar por resfriamento)

O tratamento da massa cozida noscristalizadores depende dos seguintes fatores:

Rendimentos e tamanho dos cristais Quantidades de impurezas presentes na massa

cozida (acares redutores, cinzas) Viscosidade e brix da massa cozida Tipo de cristalizador IMAG. 36 Tipo de centrifuga Estado de esgotamento do mel da massa atingido

no tacho Os cristalizadores so projetados para

complementar a cristalizao iniciada nos tachos

vcuo


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CENTRIFUGAO

MDULO V


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Centrifugao

Estgios do processo da separao do mel Remoo do mel em excesso do requerido para

preencher o espao entre os cristais

Expulso adicional do mel deixado vazios entreos cristais Reduo do filme de mel ao redor dos cristais

Influncia da separao do mel nos cristais Quantidade de lavagem Granulometria do acar Condicionamento dos produtos intermedirios

Projeto do equipamento


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SECAGEM E ARMAZENAMENTO

MDULO VI


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Secagem e armazenamento

Tipos de secadores Horizontais Verticais

EmpedramentoA intensidade do empedramento depende das

seguintes condies precursoras :

Frao de gua perdida Irregularidade dos tamanhos dos cristais Teor de acares redutores Teor de cinzas

Colorao do acar


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ESGOTAMENTO E QUALIDADE DO

ACAR

MDULO VII

Esgotamento e qualidade do


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Esgotamento e qualidade doacar

Fatores determinantes de um melhoresgotamento Tratamento do caldo

Tratamento do xarope Qualidade granulomtrica Eficincia de cristalizao Eficincia de separao

Esgotamento e qualidade do


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Esgotamento e qualidade doacar

Fatores importantes na qualidade do acar POL Tamanho e uniformidade dos cristais

Cor (cristal/acar) Refletncia Filtrabilidade Cinzas


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PERDAS NA FABRICAO DO ACAR

MDULO VIII


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Perdas na fabricao do acar

Perdas microbiolgicas Perdas trmicas Perdas qumicas Perdas fsicas Perdas mecnicas

Documents

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