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Preparo da Cana

10 – 14 / 08 / 2015

[email protected] + 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

4



fibrosos







5

Preparo da Cana Objetivos do Preparo da Cana – Granulometria Adequada para o Processo

6



fibrosos







7

Preparo da Cana Objetivos do Preparo da Cana – Aumento da Densidade

8



fibrosos







9

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

13

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

15

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




18




19




20




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

25

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

27

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




• 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


KNIFE 2 (28 hp/tfh)

Utilizada para iniciar o preparo

Lâminas oscilantes

SHREDDER MAXCELL (44 hp/tfh)


• 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)





• Opera com cana inteira ou picada

31

Preparo da Cana Desfibrador vertical sem picador – para operação com cana picada




• Índice de Preparo = 83 a 88 %

• Instalação para 100% de cana

picada

32

Preparo da Cana Desfibrador pesado vertical sem o picador alimentador





• 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


INSTALAÇÃO

MANUTENÇÃO

CONSUMO ENERGIA

MAIOR DESGASTE

PICADOR ANTES (1)

FIVES-LILLE 90 HORIZONTAL OITAVADO 90 A 94

APLICAÇÃO MOENDAS


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


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

35

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


• 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)

39


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


Placa desfibradora

Austrália

41


• 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


• 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


% 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


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)

47


• 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


51

• Taxa de desgaste: impurezas minerais, vegetais, tipo de

revestimento


• Comprimento das laminas e martelos

• Balanceamento das laminas e martelo


Centro de gravidade do martelo (Cg)

P1 P2

L1 L2

P1 x L1 = P2 x L2

53

• Ajuste da placa desfibradora

• Monitoramento da vibração do equipamento

• Reforma dos equipamentos na entressafra


54


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


Rotor montado – eixo, suportes, eixos de oscilação, mancais, etc

56

Preparo da Cana Principais cuidados – projeto, operação e funcionamento - Eixo principal

57

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

59



60



61


Placa desfibradora – recuperação na Usina ou substituição

Preparo da Cana

10 – 14 / 08 / 2015

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OBRIGADO!

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