Introdução
Usinas de açúcar em todo o mundo processam milhões de toneladas de cana-de-açúcar todos os dias para produzir açúcar bruto. A cana-de-açúcar é processada em várias etapas, envolvendo tratamentos mecânicos e químicos. A cana-de-açúcar contém naturalmente uma certa quantidade de íons divalentes como magnésio e cálcio, variando de acordo com a localização geográfica e o manejo agrícola. Durante a clarificação do caldo da cana, são adicionados leite de cal e/ou sacarato de cálcio, o que contribui para aumentar a dureza do caldo da cana. Assim, o caldo clarificado terá em sua composição um teor de CaO na faixa de centenas a milhares ppm de dureza. Esses sais de cálcio serão os principais responsáveis pelo efeito de incrustação nas tubulações e equipamentos de processo, principalmente nos corpos dos evaporadores. Essa camada mineral cresce constantemente e interfere na capacidade do sistema de trocar calor. Portanto, mais vapor é necessário para manter o desempenho da planta, aumentando significativamente seu custo operacional. Além disso, algumas paradas regulares para manutenção são necessárias quando o consumo de vapor não pode mais compensar as perdas de desempenho.
O uso de uma tecnologia que torna possível a produção de açúcar a partir de caldos com níveis de dureza muito baixos tem os seguintes benefícios industriais:
• Redução drástica das paradas de limpeza do evaporador, de 1 por dia para 1 por ano!
• Ganho significativo de produtividade e capacidade evaporativa, com evaporadores funcionando a pleno capacidade, mantendo assim a taxa de transferência de calor quase constante e economizando um grande volume de vapor e energia, para aumentar a estabilidade geral de operação da usina de açúcar!
Para o sucesso da tecnologia de descalcificação na produção de açúcar a partir de cana-de-açúcar é necessária uma etapa de pré-tratamento do caldo para reduzir os teores de sólidos suspensos e turbidez. Assim integrou-se a tecnologia de filtração REVERFLUX RVLX de filtração semi-tangencial à tecnologia de troca iônica de descalcificação Applexion CSF da NOVASEP.
Princípios de funcionamento do filtro REVERFLUX RVLX
O Conjunto de filtração é composto por unidades automáticas, destinado à remoção de sólidos em suspensão no caldo Clarificado, em regime de vazão e fluxo ininterruptos.
A qualidade de filtração e operação, independem das variações de vazão ou pressão da instalação.
O Conjunto é composto por vários filtros independentes, contendo múltiplos elementos filtrantes, para retenção de qualquer partícula sólida, granulada ou fibrosa, maior que a abertura da malha, ajustados conforme o mapeamento do perfil de sólidos (%volume) e a composição dos íons inorgânicos ( Ca2+ e/ou Mg2+) contidos no respectivo caldo Clarificado.
Devido a grande área de filtragem e passagem livre do líquido pelo equipamento, a perda de carga introduzida na linha na condição de filtro limpo é extremamente baixa, obtendo eficiência e garantindo a performance no processo de Descalcificação do Caldo.
Durante o processo normal de filtragem no equipamento, cria-se o aumento progressivo de perda de carga entre a entrada e saída do equipamento, devido a colmatação da superfície pelos sólidos retidos, com a consequente redução da área livre e acréscimo de pressão diferencial entre a entrada e saída.
O processo de retro-lavagem é totalmente automático, sequencial da primeira à última célula, sem interrupção do fluxo principal, repondo o conjunto à condição de operação de totalmente limpo. Esta operação será repetida toda vez que o ΔP for atingido.
Testes piloto
Nos últimos 3 anos, diversos testes piloto foram realizados diretamente nas principais fábricas de cana-de-açúcar no Brasil e na América Latina, usando a unidade piloto da Applexion CSF. O skid foi configurado pela combinação das tecnologias Reverflux e Novasep Applexion CSF, com base em filtração autolimpante e por resinas de troca iônica de ácido forte (APPLEXION XA 2044 Na). A dureza do caldo foi medida na saída da coluna durante os ensaios. Os testes foram bem-sucedidos obtendo-se uma grande eficiência de descalcificação, com um nível muito baixo de dureza na saída da coluna até que a capacidade iônica da resina seja atingida. Qualquer dureza observada após a capacidade teórica é considerada normal uma vez que a resina estaria em uma configuração de sobrecarga. Em condições industriais, a resina já estaria em fase de regeneração. Uma observação típica do excelente desempenho de amolecimento é apresentada na Figura 2.
Figura 2: Evolução do desempenho de descalcificação.
Além disso, amostras de caldo foram coletadas na alimentação, após os filtros e após a coluna a fim de analisar a turbidez e o teor de sólidos em suspensão. A média dos resultados indica que a filtração foi eficiente reduzindo a turbidez entre 20-40% e a concentração de sólidos suspensos no caldo entre 50-80% dependendo da qualidade do caldo clarificado na alimentação.
Os testes demonstraram grande eficiência da tecnologia Applexion CSF na descalcificação do caldo de cana com remoção de dureza superiores a 90% até atingir a capacidade de resina. Além disso, o sistema também foi capaz de aumentar a qualidade do caldo reduzindo a turbidez e a concentração de sólidos em suspensão no caldo.
Realidade industrial e perspectivas para a indústria da cana-de-açúcar
A tecnologia de descalcificação da NOVASEP é uma tecnologia robusta e comprovada, já atuando com alta eficiência na indústria de açúcar de beterraba nos últimos 40 anos.
Com testes piloto em escala industrial bem-sucedidos durante os últimos 3 anos no Brasil e na América Latina, em instalações de grandes produtores de açúcar de cana-de-açúcar, a NOVASEP demonstrou que essa tecnologia de descalcificação é totalmente adaptável à indústria de cana-de-açúcar, com altos níveis comparáveis de eficiência e benefícios.
A NOVASEP também desenvolveu uma ótima ferramenta de projeto para avaliações de Business Case detalhados e eficientes, construída em conjunto com as equipes operacionais e de gestão dos clientes, tornando-a uma ferramenta atraente com análise abrangente de CAPEX/OPEX para apoiar as decisões de investimento dos conselhos e previsões nos melhores cenários de R.O.I. menores que 2 anos!
Hoje, a tecnologia Applexion CSF da Novasep está definitivamente disponível para a indústria da cana-de-açúcar para:
• ganhos de segurança essenciais;
• alta economia de energia e vapor;
• aumento na qualidade do açúcar.
*Conteúdo patrocinado pela empresa Reverflux
