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Preparo da Cana
10 – 14 / 08 / 2015
paulo@delfini.com.br + 55 19 98166-7000
Objetivos do Preparo da Cana
3
Preparo da Cana Objetivos do Preparo da Cana
• Romper a estrutura da cana desagregando os tecidos
fibrosos
• Romper as células que armazenam o caldo
• Obter granulometria adequada para os tecidos fibrosos
• Aumentar a densidade da cana
• Homogeneizar o material: alimentação da moenda ou do
difusor, funcionamento do eletroímã, pedaços de cana não
desintegrados X perda no bagaço final
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Preparo da Cana Objetivos do Preparo da Cana
• Romper a estrutura da cana desagregando os tecidos
fibrosos
• Romper as células que armazenam o caldo
• Obter granulometria adequada para os tecidos fibrosos
• Aumentar a densidade da cana
• Homogeneizar o material: alimentação da moenda ou do
difusor, funcionamento do eletroímã, pedaços de cana não
desintegrados X perda no bagaço final
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Preparo da Cana Objetivos do Preparo da Cana – Granulometria Adequada para o Processo
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Preparo da Cana Objetivos do Preparo da Cana
• Romper a estrutura da cana desagregando os tecidos
fibrosos
• Romper as células que armazenam o caldo
• Obter granulometria adequada para os tecidos fibrosos
• Aumentar a densidade da cana
• Homogeneizar o material: alimentação da moenda ou do
difusor, funcionamento do eletroímã, pedaços de cana não
desintegrados X perda no bagaço final
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Preparo da Cana Objetivos do Preparo da Cana – Aumento da Densidade
8
Preparo da Cana Objetivos do Preparo da Cana
• Romper a estrutura da cana desagregando os tecidos
fibrosos
• Romper as células que armazenam o caldo
• Obter granulometria adequada para os tecidos fibrosos
• Aumentar a densidade da cana
• Homogeneizar o material: alimentação da moenda ou do
difusor, funcionamento do eletroímã, pedaços de cana não
desintegrados X perda no bagaço final
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Preparo da Cana Objetivos do Preparo da Cana – Homogeneizar
• Proteção do picador e desfibrador
• Buchas no espalhador
• Buchas no eletroímã
• Buchas na calha Donnelly
• Sensores de nível na calha Donnelly do
1ª terno
• Ajuste do controle pelo apalpador
Preparo da Cana Objetivos do Preparo da Cana - Alimentação das moendas
11
Preparo da Cana Objetivos do Preparo da Cana – Pedaços de cana não desintegrados
no bagaço final
Determinação do Índice de Preparo
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Preparo da Cana Determinação do Índice de Preparo
Representação esquemática do PCA
na cana preparada
PCA = 85%
PCA = 85 x 100 = 85% 100
PCA – Pol em Células Abertas
Representa o porcentual de
células rompidas na cana
preparada
Cana Preparada
PCA –Relação leituras de Pol do
agitador e digestor e
correção da diluição pelo
teor de fibra na cana
Preparo da Cana Determinação do Índice de Preparo
Digestor
Agitador
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Preparo da Cana Determinação do Índice de Células Rompidas nos Bagaços
Bagaço
Representação esquemática do
PCAA no bagaço
PCA = 19 x 100 = 76%
25 células com caldo
19 células abertas com caldo
75 células vazias – caldo já extraído
25
PCAA – Pol em Células Abertas
Acumulado
Representa o percentual de células
rompidas no bagaço de cada terno
PCAA = E + [(100 – E) x (PCA / 100)]
PCAA = 75 + [(100 – 75) x (76 / 100)]
PCAA = 94 %
PCA – Pol em Células Abertas no
Bagaço
E – Extração acumulada (caldo já
extraído células vazias)
E = 75 %
16
Preparo da Cana Metodologia para Determinação do Índice de Preparo
Fonte: CTC – Manual Controle Químico da
Fabricação de Açúcar – Capítulo 4
17
Preparo da Cana Metodologia para Determinação do Índice de Preparo
Fonte: CTC – Manual Controle Químico da
Fabricação de Açúcar – Capítulo 4
18
Preparo da Cana Metodologia para Determinação do Índice de Preparo
Fonte: CTC – Manual Controle Químico da
Fabricação de Açúcar – Capítulo 4
19
Preparo da Cana Metodologia para Determinação do Índice de Preparo
Fonte: CTC – Manual Controle Químico da
Fabricação de Açúcar – Capítulo 6
20
Preparo da Cana Metodologia para Determinação do Índice de Preparo
Fonte: CTC – Manual Controle Químico da
Fabricação de Açúcar – Capítulo 6
Opções de Instalação e
Classificação dos Desfibradores
22
Preparo da Cana Opções de instalação - HORIZONTAL
23
Preparo da Cana Opções de instalação - VERTICAL
24
Preparo da Cana Classificação dos Desfibradores
Velocidade de operação
• Velocidade periférica = 60 m/s (I.P. = 80 a 85 %)
• Potência específica: 28 a 32 cv/tfh (3,5 a 4,0 cv/tch)
• Velocidade periférica = 90 m/s (I.P. = 90 a 94 %)
• Potência específica: 44 a 80 cv/tfh (5,5 a 10 cv/tch)
Opções de instalação
• Horizontal (sobre a esteira metálica)
• Vertical (transferência de transportadores)
Não há nenhuma relação entre a forma de instalação e a
classificação do desfibrador
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Preparo da Cana Potência específica dos equipamentos de preparo
APLICAÇÃO TIPO CONSUMO INSTALAÇÃO*
COP-8 15 20
COP-9 15 20
FOL 14 16
SD-3 14 16
COP-8 28 32
COP-9 28 32
SD-3 24 30
FOL 20 24
SD-3 20 24
DH-1 44 52
TONGAAT 44 52
MAXCELL 44 52
FIVES-LILLE 68 80
COP-5 28 32
COP-6 28 32
PICADORES E DESFIBRADORESPOTÊNCIAS ESPECÍFICAS - CONSUMO E INSTALAÇÃO (hp/tfh)
NIVELADOR
PICADOR
ALIMENTADOR
DESFIBRADOR
* Potência específica instalada com acionamento por turbina
Instalações e Consumo de Energia
no Preparo da Cana
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Preparo da Cana Arranjo mais usual no Brasil
KNIFE 1 (14 hp/tfh)
• Niveladora
• Altas capacidades com cana inteira
KNIFE 2 (28 hp/tfh)
Utilizada para iniciar o preparo
Lâminas oscilantes
SHREDDER (28 hp/tfh)
• Martelos oscilantes
• Velocidade de 60 m/s – Índice de preparo de 80 a 85 %
Total
70 hp/tfh
(56 hp/tfh)
28
Preparo da Cana Desfibrador pesado vertical
KNIFE 1 (14 hp/tch)
• Niveladora
• Altas capacidades com cana inteira
SHREDDER (44 hp/tfh)
• Martelos oscilantes
• Velocidade de 90 m/s
• Índice de Preparo > 90 %
KNIFE 3 (20 hp/tfh)
• Alimentadora do shredder
• Laminas oscilantes
KNIFE 2 (28 hp/tfh)
• Utilizada para iniciar o preparo
• Lâminas oscilantes
Total
106 hp/tfh
(92 hp/tfh)
29
Preparo da Cana Desfibrador pesado horizontal
KNIFE 1 (14 hp/tfh)
• Niveladora
• Altas capacidades com cana inteira
KNIFE 2 (28 hp/tfh)
Utilizada para iniciar o preparo
Lâminas oscilantes
SHREDDER MAXCELL (44 hp/tfh)
• Martelos oscilantes
• Velocidade de 90 m/s – Índice de preparo > 90 %
Total
86 hp/tfh
(72 hp/tfh)
30
Preparo da Cana Desfibrador pesado horizontal (Fives-Lille)
SHREDDER (68 hp/tfh)
• Martelos oscilantes
• Velocidade de 90 m/s
• Índice de Preparo > 90 %
• Opera com cana inteira ou picada
31
Preparo da Cana Desfibrador vertical sem picador – para operação com cana picada
SHREDDER (38 hp/tfh)
• Martelos oscilantes
• Velocidade de 75 m/s
• Índice de Preparo = 83 a 88 %
• Instalação para 100% de cana
picada
32
Preparo da Cana Desfibrador pesado vertical sem o picador alimentador
SHREDDER (44 hp/tfh)
• Martelos oscilantes
• Velocidade de 90 m/s
• Índice de Preparo > 90 %
• Instalação para 100% de cana picada
• Alternativa em fase de avaliação
33
Preparo da Cana Opções de desfibradores de cana no mercado brasileiro
COP-5/6 60 HORIZONTAL SEXTAVADO 80 A 85
CONSUMO DE ENERGIA
DESGASTE
INSTALAÇÃO
MANUTENÇÃO
SÓ PARA MOENDAS
PICADOR ANTES (1)
DH/TONGAAT 90 VERTICAL OITAVADO 90 A 94
APLICAÇÃO MOENDAS
APLICAÇÃO DIFUSORES
CONSUMO DE ENERGIA
MAIOR DESGASTE
PICADOR ANTES (2)
INSTALAÇÃO
MANUTENÇÃO
COP-10
MAXCELL90 HORIZONTAL OITAVADO 90 A 94
APLICAÇÃO MOENDAS
APLICAÇÃO DIFUSORES
INSTALAÇÃO
MANUTENÇÃO
CONSUMO ENERGIA
MAIOR DESGASTE
PICADOR ANTES (1)
FIVES-LILLE 90 HORIZONTAL OITAVADO 90 A 94
APLICAÇÃO MOENDAS
APLICAÇÃO DIFUSORES
CANA INTEIRA E PICADA
SEM PICADORES
INSTALAÇÃO
MANUTENÇÃO
CONSUMO ENERGIA
MAIOR DESGASTE
VELOCIDADE ESTEIRA
FIVES-LILLE 75 HORIZONTAL SEXTAVADO 83 A 87
CONSUMO ENERGIA
CANA INTEIRA OU PICADA
SEM PICADORES
INSTALAÇÃO
MANUTENÇÃO
SÓ PARA MOENDAS
VELOCIDADE ESTEIRA
DVU 90 VERTICAL OITAVADO 90 A 94
APLICAÇÃO MOENDAS
APLICAÇÃO DIFUSORES
SEM PICADORES
SEM ESTEIRA METÁLICA
INSTALAÇÃO
SÓ CANA PICADA
CONSUMO ENERGIA
MAIOR DESGASTE
DVU 60/75 VERTICALSEXTAVADO
OITAVADO
80 A 85
83 A 87
SEM PICADORES
SEM ESTEIRA METÁLICA
INSTALAÇÃO
CONSUMO DE ENERGIA
MENOR DESGASTE
SÓ CANA PICADA
SÓ PARA MOENDAS
OPÇÕES DE DESFIBRADORES DE CANA NO MERCADO
TIPOVELOCIDADE
(m/s)ROTOR
I.P.
(%)VANTAGENS DESVANTAGENSINSTALAÇÃO
Fatores de desempenho dos
sistemas de preparo
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Preparo da Cana Mecânica do desfibramento da cana
• Alimentação: pelo tambor e pelo rotor ou por gravidade
• Processo de desfibramento pode ser dividido em 2 fases:
• Impacto: antes da placa
• Placa desfibradora: impactos sucessivos (trabalho depende fortemente
da velocidade relativa de impacto, que pode ser otimizada em função
da configuração e disposição das barras transversais)
36
Preparo da Cana Fatores de desempenho do desfibrador
• Velocidade periférica: efeito muito significativo, não linear
• Peso e tipo do martelo: efeito insignificante desde que garantida
cobertura igual na largura do rotor
• Disposição dos martelos: nenhuma diferença entre 6 e 8 linhas,
com pequena melhoria do I.P. com 12 linhas e maior
dificuldade de alimentação
37
Preparo da Cana Fatores de desempenho do desfibrador
• Configuração da placa desfibradora:
• Abertura: de 0 a 10 sem efeito, de 0 a 22 queda de 3,3 pontos
no índice de preparo
• Comprimento: de 70 a 90º sem efeito significativo
• Tipo de nervura: melhor desempenho com 150 mm de
profundidade e 200 mm de espaçamento
38
Preparo da Cana Fatores de desempenho do desfibrador – tipo de nervura
Impacto ∞ m x Vrel
Vrel = Vm – Vpx
Impacto ∞ m x (Vm – Vpx)
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Preparo da Cana Fatores de desempenho do desfibrador – tipo de nervura
Impacto ∞ m x Vrel
Vrel = Vm – Vpx
Vpx = 0
Impacto ∞ m x Vm
OBS: com nervuras mais altas observa-se uma tendência de
aumento do tamanho médio das partículas
40
Preparo da Cana Fatores de desempenho do desfibrador – tipo de nervura
Placa desfibradora
Austrália
41
Preparo da Cana Fatores de desempenho do desfibrador
• Diâmetro do rotor: rotores maiores propiciam melhor preparo
• Variedade da cana: pode ter efeito significativo (variações com
a mesma potência específica)
• Facas antes do desfibrador: efeito insignificante no preparo final
para desfibradores com I.P. > 80 %
42
Preparo da Cana Fatores de desempenho do desfibrador
• Desfibramento duplo: aumenta o preparo em proporção que
depende da I.P. inicial e da configuração do desfibrador
• Taxa de cana: nível de preparo e potência específica (cv/tch)
sem alterações significativas
Sistema de preparo para o
processo de extração
44
Preparo da Cana Opção de Preparo X Processo de Extração
SISTEMA DE PREPARO PARA O PROCESSO DE MOAGEM
• Caldo disponível para deslocamento X extração do 1ºT
(I.P. = 80 a 85 % X Extração 1º T = 70 a 75%)
• Importância do tamanho médio das partículas (Alimentação)
• Moendas continuam o processo de ruptura das células
45
Preparo da Cana Opção de Preparo X Processo de Extração
% CÉLULAS ROMPIDAS - CANA / TERNOS
80,0
82,0
84,0
86,0
88,0
90,0
92,0
94,0
96,0
98,0
100,0
CANA / TERNOS
ÍND
ICE
DE
PR
EP
AR
O
SM 83/84
BG 83/84
SM 84/85
BG 84/85
BF 84/85
1 2 3 4 5 6
São Martinho
83/8411 85,5 93,7 96,7 98,1 98,8 99,3 99,5
Barra Grande
83/849 85,2 93,2 95,8 97,3 98,5 98,9 99,4
São Martinho
84/8581 83,0 91,7 95,4 97,1 98,1 98,8 99,3
Barra Grande
84/8533 83,8 93,3 96,2 97,4 98,8 99,3 99,7
Bonfim
84/8530 89,4 95,1 97,5 98,5 99,0 99,2 99,6
TERNOSUSINA SAFRA
QTDE
ENSAIOSCANA
46
Preparo da Cana Opção de Preparo X Processo de Extração
SISTEMA DE PREPARO PARA O PROCESSO DE DIFUSÃO
•Disponibilizar a maior quantidade possível de caldo I.P. > 92 %
• Caldo disponível para lixiviação X extração do difusor
• Importância do tamanho médio das partículas (Percolação)
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Preparo da Cana Opção de Preparo X Processo de Extração
• Para o processo de moagem I. P. entre 80 a 85 % é suficiente para se
atingir níveis de extração satisfatórios, portanto desfibradores com
velocidade periférica de 60 m/s podem ser utilizados
• Para o processo de moagem, as instalações sem picadores de cana,
tem sido feita com desfibradores de pelo menos 75 m/s, havendo um
certo receio de nestes casos utilizar o de 60 m/s
• Para o processo de difusão I.P. acima de 90 a 92 % é imperativo para se
obter níveis de extração satisfatórios, portanto desfibradores com
velocidade periférica de 90 m/s devem ser utilizados
Projeto, operação e funcionamento
49
• Rotação de trabalho: deve ser mantida a rotação e em
consequência a velocidade periférica de projeto
• A rotação não é uma variável de operação
PICADORES COP 8
Vp=60 m/s 630 rpm diâmetro de giro = 1820 mm esteiras de bitolas maiores
COP 9 Vp=60 m/s 750 rpm diâmetro de giro = 1515 mm esteiras de bitolas menores
DESFIBRADORES COP 5
Vp=60 m/s 630 rpm diâmetro de giro = 1832 mm esteiras de bitolas maiores
COP 6 Vp=60 m/s 750 rpm diâmetro de giro = 1525 mm esteiras de bitolas menores
Preparo da Cana Principais cuidados – projeto, operação e funcionamento
50
• Manutenção das facas e martelos
Preparo da Cana Principais cuidados – projeto, operação e funcionamento
51
• Taxa de desgaste: impurezas minerais, vegetais, tipo de
revestimento
Preparo da Cana Principais cuidados – projeto, operação e funcionamento
• Comprimento das laminas e martelos
• Balanceamento das laminas e martelo
Preparo da Cana Principais cuidados – projeto, operação e funcionamento
Centro de gravidade do martelo (Cg)
P1 P2
L1 L2
P1 x L1 = P2 x L2
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• Ajuste da placa desfibradora
• Monitoramento da vibração do equipamento
• Reforma dos equipamentos na entressafra
Preparo da Cana Principais cuidados – projeto, operação e funcionamento
54
Preparo da Cana Principais cuidados – projeto, operação e funcionamento
Manutenção completa de entressafra
• A frequência com que deve ser feita a manutenção completa dos
equipamentos de preparo depende de diversos fatores:
• Qualidade do serviço de manutenção anterior
• Quantidade de cana moída na safra
• Condições de carga dos equipamentos (tipo decana e uniformidade
da alimentação)
• Nível de vibração do equipamento (monitorado durante a safra)
• Modelo do picador e do desfibrador
• Para a manutenção completa o equipamento deve ser totalmente
desmontado para as inspeções de todos os seus componentes
55
Preparo da Cana Principais cuidados – projeto, operação e funcionamento
Rotor montado – eixo, suportes, eixos de oscilação, mancais, etc
56
Preparo da Cana Principais cuidados – projeto, operação e funcionamento - Eixo principal
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Preparo da Cana Principais cuidados – projeto, operação e funcionamento - Eixo principal
58
Preparo da Cana Principais cuidados – projeto, operação e funcionamento Suportes
internos – tolerâncias de projeto
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Preparo da Cana Principais cuidados – projeto, operação e funcionamento Suportes
internos – tolerâncias de projeto
60
Preparo da Cana Principais cuidados – projeto, operação e funcionamento Suportes
internos – tolerâncias de projeto
61
Preparo da Cana Principais cuidados – projeto, operação e funcionamento
Placa desfibradora – recuperação na Usina ou substituição
Preparo da Cana
10 – 14 / 08 / 2015
paulo@delfini.com.br + 55 19 98166-7000
OBRIGADO!
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