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Alicerses para produzir açúcar
de qualidade.
Autores:
Ing. Silvanisa Rodrigues
Ing. Ana Guerrero
Ing. Carmen PlataVenezuela, Abril 2013
RIF. J-07505170-0
17º Seminário Regional STAB NE 2013
Central Azucarero Portuguesa C.A
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Alicerses = Base = Fundamentos = Principios
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“Conjunto de procedimentos a realizar, normalmente baseados em leis, estudos
ou pesquisas, os quais garantem a obtenção de um resultado esperado”.
“A clarificação do caldo de cana ou solução de açúcar também segue leis
Físico-Químicas”
Alicerses
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Conhecimento das Impurezas
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�Substâncias Químicas.Proteínas, Corantes naturais (clorofila,carotenos, polifenóis, gomas, ácidosorgânicos).
� Impurezas DiversasPalha, areia, argila, bagacilho, etc.
Alicerses
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Conhecimento do Açúcar e suas Soluções.
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�É Termolábil;
�É sensível a mundaças de pH = Sofrehidrólise ácida e alcalina.
�Outras substâncias influenciam em suacristalização (gomas, cinzas, redutores,polímeros, sais)
Alicerses
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Principios Básicos da Fabricação do açúcar granulado
V. Secagem
IV. Centrifugação
III. Cozimentos
II. Evaporação
I. Clarificação
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“Não reter Cachaça. Tempo Retenção”
“Não reter Caldo. Temperatura”
“Não reter Massa Cozida”
“Agua, Temperatura”
“Não reter Pó. Temperatura.”
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Índice
Sistema de Evaporação
Resultados Obtidos
Mudanças Físicas e Químicas
Definição de prioridades
Sistema de avaliação
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Central Azucarero Portuguesa C.A.
Agroindústria
Açucareira
Expectati
vas dos
Clientes
Competição do Mercado
Realizaçãode Novas Pesquisas
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Sistema de Pesquisa.
Pesquisas Dirigidas a entender e Corrigir Problemas detectados
Cana deteriorada, colhida mecanicamente, entrada de grandes quantidades de impurezas
ao processo. Condições Climáticas
Condições do açúcar Cru de ImportaçãoEstabelecendo Prioridades
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Estudo e DiagnósticoCondições do Açúcar Cru
Cor Alta >3000UI
Alto Conteúdo de Amido
>600ppm
FiltrabilidadeDeficiente <60%
Sedimentos Altos >26ppm
Presença deÁcido Aconítico
AçúcarVHP
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Prioridade 1Clarificação de Licor
Densidade do Licor
(60-65°Brix)
Temperatura de Dissolução e
Aquecimento do Licor
Contrôle do pH naDissolução e
Tratamento do Licor
Ótima Formação de Flocos em duas
etapas
Floculação primária, precipitação“in loco” do precipitado inorgânico.
Floculação secundária, união de flocosprimários a uma cadeia poímérica muito
comprida.
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Problemas Detectados
2
3
4
1Falta de Contrôle na preparação edosagem de Produtos Químicos.
Falta de Contrôle e de verificação das especificações químicas e condições das
embalagens dos produtos químicos adquiridos.
Fugas e Derrames de Produtos pormanipulação inadequada
Capacidade Limitada de Operação emEquipamentos da Refinaría
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Estratégias ConcretasOtimização
MudançaFísica
MudançaQuímica
Tanques de Preparação eDosagem de Químicos
Identificação de Recipientes e Embalagens
Preparação Adequada de Polímeros
Polímeros Utilizados
Doses de Químicos de acordo ao processo
Dose estratégicade Enzimas ao processo
de Refinação
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Ações Concretas de OtimizaçãoMudanças Físicas
Condicionamiento de Tanques e sistema de PreparaçãoDosagem
Antes
Depois
1
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Antes
Depois
Estandarização do Processo de Preparo de Polímeros
Acompanhamento permanente aos operadores encarregadosda preparação.
Ações Concretas de OtimizaçãoMudanças Físicas
1
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Contrôle e verificação das especificações químicas e condicições de embalagem dos produtos químicos adquiridos.
2
Acompanhamento do armazenamento dos Produtosquímicos, traçabilidade e contrôle do estoque.
Ações Concretas de OtimizaçãoMudanças Físicas
Antes
Depois
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Adequação de Zonas de Armazenamento de Insumos Quimicos.
3
Antes Depois
Ações Concretas de OtimizaçãoMudanças Físicas
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- Aquisição de um Tanque pulmão deLicor para garantir a continuidade naalimentação da refinaria.
- Divisão estratégica do fluxo de licor aosclarificadores.
- Garantia da Inocuidade do produtoterminado com a aquisição de umsistema de transporte pneumático deaçúcar.
4Ações Concretas de OtimizaçãoMudanças Físicas
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- Substituição do dissolvedor de açúcar
por falta de capacidade e consequente
deficiencia nesta operação (fase final).
- Em projeto: Aquisição de filtros
Gaudfrin para substituir os tipo suchar
para melhorar o processo aproveitando
o final da vida útil dos filtros suchar.
- Eliminação de uma operação unitária
do processo (troca Iônica por colunas
de resina para remover cor).
Antes Depois
4Ações Concretas de OtimizaçãoMudanças Físicas
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Ensaios de Laboratório com novos Produtos do Mercado embusca de melhorias do proceso de clarificação com melhor
custo-beneficio.
Novo Produto: Dose: 45ppm
Usado en CAPCA: Dose: 180ppm
A utilização do Novo Produtoresulta uma Economía de
15422.4 $/mes y Melhoras no Processo (Cor e Turbidez) o que
facilita cumprir com os Compromisos de Qualidade do
Açúcar
Ações Concretas de OtimizaçãoMudaças Químicas
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Auditorias e correção das Doses de Produtos Químicos na Refinaria
e Ensaio com Novas Doses de acordo com as características
fisicoquímicas do açúcar Cru a Processar
Mito: “Maior quantidade de produtoempregado resulta em melhorasno processamento da materia
prima”
Ações Concretas de OtimizaçãoMudaças Químicas
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Optimiçao da Filtrabilidade na Refinaria
- Dosagem de alfa amilase no açúcar crupara redução de amido
- Incremento do pH no processo de dissolução de Açúcar para redução dos
efeitos do Ácido Aconítico.
“Esta substancia aumenta a cor final do açúcar.
Quando entra en contato com a água forma
compostos amorfos parecidos ao bagacilho. Ao
polimerizar o ácido aconítico permite a formação de
flocos ácidos que impedem uma adequada filtração”
Ações Concretas de OtimizaçãoMudaças Químicas Amido, (ppm)
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Resultados de COR Obtidos (UI) QuedaCor
74.64%
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Resultados de SEDIMENTOS Obtidos (ppm)
BaixosSedimentos
< 9 ppm
Aumento de Filtrabilidade
95%
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Compostos responsáveis pela cor na la cana de açúcar : clorofila, antocianinas e flavonoides, além de otros constituintes precursores de cor: compostos fenólicos e derivados dos ácidos benzoico e cinámico.
Controle de pH
Tempos mínimosde Residencia nos
Clarificadores
Controle de Temperatura
Dose de Floculante e Formação de
Flocos
Prioridade 2Clarificação caldo
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Resultados ECONôMICOSAlcançados
Ensaios de Clarificação
de caldoCentral Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
Consumo Químicos Açúcar Branco Direto
Produto Químico Safra 2010-2011 Safra 2011-2012 Safra 2012-2013*
Polímero Caldo
Polímero Cachaça
Cal
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Produto Químico Safra 2010-2011 Safra 2011-2012 Safra* 2012-2013
Polímero Caldo ($) 86.428,57 70.714,28 39.285,71
Polímero Cachaça ($) 133.571,43 117.857,14 86.428,57
Cal ($) 862.057,14 806.323,81 780.266,67
Custo Total ($) 1.082.057,14 994.895,24 905.980,95
* Hasta Semana 20
Resultados ECONôMICOSAlcançados
Cálculos realizados para uma safra hipotética de 1.500.000,ooTnC com base nos índices reais de consumos.
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Consumo Químicos - Refinaria
* Hasta Semana 20
Producto Químico Safra 2010-2011 Safra 2011-2012 Safra* 2012-2013
Ácido Fosfórico 0.492 Kg/tnAz 0.468 Kg/tnAz 0.454 Kg/tnAz
Cal 0.750Kg/TnAz 0.750 Kg/TnAz 0.750 Kg/TnAz
Polímero Catiónico 0.235 Kg/tnAz 0.163 Kg/tnAz 0.153 Kg/tnAz
Agua Oxigenada 0.439 Kg/tnAz 0.420 Kg/tnAz 0.406 Kg/tnAz
Polímero Licor 0.012 Kg/tnAz 0.008 Kg/tnAz 0.012 Kg/tnAz
Hidrossulfito de Sodio 0.040 Kg/tnAz 0.000 Kg/TnAz 0.000 Kg/TnAz
Sal Industrial 1.790 Kg/tnAz 0.000 Kg/TnAz 0.000 Kg/TnAz
Soda em Escamas 0.05 Kg/tnAz 0.000 Kg/TnAz 0.000 Kg/TnAz
Soda Ash 0.002 Kg/TnAz 0.000 Kg/TnAz 0.000 Kg/TnAz
Terra Infusoria 0.446 Kg/TnAz 0.402 Kg/TnAz 0.404 Kg/TnAz
Resultados ECONôMICOSAlcançados
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* Hasta Semana 20
Producto Químico Safra 2010-2011 Safra 2011-2012 Safra* 2012-2013
Ácido Fosfórico ($) 93.043,61 98.794,72 63.071,92
Cal ($) 51.569,20 57.564,77 37.967,04
Polímero Catiónico ($) 108.575,79 84.065,76 51.704,12
Agua Oxigenada ($) 54.684,24 58.400,07 37.050,62
Polímero Licor ($) 8.221,32 6.674,29 6.052,82
Hidrossulfito de Sodio ($) 11.441,90 0 0
Sal Industrial ($) 40.540,40 0 0
Soda en Escamas ($) 5.945,17 0 0
Soda Ash ($) 172,13 0 0
Terra Infusoria ($) 98.991,04 99.598,67 66.017,46
Resina ($) 96.574,00 0 0
Custo Total ($) 569.758,80 405.098,28 261.863,98
Resultados ECONôMICOSAlcançados
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Custo Total
Producto Químico Ano 2010 Ano 2011 Ano 2012
Total ($) 2.175.871,18 1.787.664,95 1.522.878,26
Economía ($) N/A(2010-2011)
388.206,23
(2010-2012)
652.992,92
Este estudo não contempla gastos com mantenutençao, gasto energético e impacto ambiental.
Producto Químico Safra 2010-2011 Safra 2011-2012 Safra* 2012-2013
Cru ($) 1.082.057,14 994.895,24 905.980,95
Refinaria ($) 473.184,80 405.098,28 261.863,98
Resinas ($) 96.574,00 N/A N/A
Total ($) 1.651.815,94 1.399.993,52 1.167.844,93
Resultados ECONôMICOSAlcançados
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* Hasta Semana 20
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Evaluación Global de Resultados
Materiais de ótima
Qualidade
Sistema de Clarificação
CAPCA
Procesos Siguientes
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Etapa do proceso pós clarificaçãodo caldo na evaporação
Diagnóstico preliminar do Sistema de
Evaporação medindo:
-Brix, Pureza e Cor.
Rotinas Diárias de Análisesem Laboratório:
- Curvas de Brix.
- Quedas de Pureza.
- Comportamento da Cor.
Análises dos Resultados
encontrados nasprovas
realizadas.
Establecimiento de Metodologías para acondicionamiento de equipos y Combinaciones
necesarias para eficiencia de Evaporación.
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Diagnóstico Sistema Evaporação
°Brix 13-14
T 115-130°C
°Brix 37 °Brix 50 °Brix 65°Brix 25
T 90-100°C
T <90 °C T 60-65 °C
P 18-20 PSIG
P 8 PSIG P 0-5 PSIG P 24-25 PHg
- Curva de Brix (13-65° Brix)
- Cor (<20.000 UI)
- Pureza (>82%)
• Ausência de Registros das Variáveis do processo (Brix, pureza e cor).1
Avaliação inicial
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Diagnóstico Sistema Evaporação
°Brix 13-14
T 115-130°C
°Brix 37 °Brix 50 °Brix 65°Brix 25
T 90-100°C T <90 °C T 60-65 °C
P 18-20 PSIG
P 8 PSIG P 0-5 PSIG P 24-25 PHg
• Alto brix no xarope com presença de cristais de açúcar .2
- Cristalização Espontânea
- Tamponamento Tubos
- Deficiencia na Operação Vácuos
- Baixo Crescimento Cristais
Avaliação inicial
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Diagnóstico Sistema Evaporação
• Elevados tempos de retenção nos equipamentos.3
-Não regular áreas nomomento de paradas oubaixo fluxo.
-Não está estabelecida acombinação eficiente eefetiva das áreas deevaporação.
Avaliação inicial
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Diagnóstico Sistema Evaporação
• Limpeza de Equipamentos de Evaporação.
1
°Brix 13-14
T 115-130°C
°Brix 37 °Brix 50 °Brix 65°Brix 25
T 90-100°C T <90 °C T 60-65 °C
P 18-20 PSIG
P 8 PSIG P 0-5 PSIG P 24-25 PHg
- Limpeza Química
18%<NaOH>20%
- Limpeza Mecânica
PH2O: 12.000psig
HCl
Padrões de apoio
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• Comunicação.2
1. Ausência Coordenação naEvaporação (vácuos em limpeza ealto nível de xarope).
2. Tomada de Decisões que impedemmanter un processo continuo e estável.
Padrões de apoio
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Diagnóstico Sistema Evaporação
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• Medições e automação.
3
É imprescindível medir:
1. Temperatura (115-130°C).
2. Pressão de Escape (18-20 PSIG).
3. Pressão de Vazío (24-25 PHg).
4. Nível Ótico Caldo na Calandra (33%).
5. Medidores de Brix.
Padrões de apoio
“No se pode controlar o que não se mede”
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Diagnóstico Sistema Evaporação
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Rotinas de Análises
Curvas de Brix
Quedas de Pureza
Incremento de Cor
Resultados práticos iniciais
Teoría Vs Realidade
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Rotinas de Análises
Curvas de Brix
Quedas de Pureza
Incremento de Cor
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% P
ure
za
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Rotinas de Análises
Curvas de Brix
Quedas de Pureza
Incremento de Cor
0
5000
10000
15000
20000
25000
Co
lor
(UI)
EscurecimentoEnzimático
EscurecimentoNão Enzimático
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Rotinas de Análises
EscurecimientoNão Enzimático
EscurecimentoEnzimático
1. Reações entre Aminoácidos e AçúcaresRedutores (Melanoidina e reaçãoMaillard).
2. Reações Degradação e CondensaciónTérmica (Caramelos).
3. Reacciones alcalinas Degradación Azúcar.
Reação oxidativa de CompostosPolifenólicos (Enzimas ���� Catalizadores).
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Análises de Resultados Obtidos
Brix
Color
pHPureza
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Análises de Resultados Obtidos
Antes Depois
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Ações de estudo e ejecução
Metodologías para acondicionamiento de
equipos
Proposta de ajuste de áreas para uma melhor
operação
Manual de Limpeza química e
mecânica.
Para una moenda de 301.58tnC/h a combinação
proposta:
tnCaña / h Combinação de Equipos
Molino A Pre-evaporadores Efecto 1 Efecto 2 Efecto 3
301.58P4-P3= 63.000P4-P1= 67.000P4-P2= 67.000
A1-B1= 28.140A1-D1= 28.000C1-D1= 29.500
A2-B2= 24.940A2-D2= 24.800C2-D2= 26.811
A3-B3= 19.000A3-D3= 22.000C3-D3= 16.806
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LOGO
Obrigada!
Venezuela; Abril 2013
RIF. J-07505170-0
Alicerses para produzir açúcar de
qualidade.
Central Azucarero Portuguesa C.A. (CAPCA)
Autores:
Ing. Silvanisa Rodrigues
Ing. Ana Guerrero
Ing. Carmen Plata
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