Seminário stab 2013 agrícola - 18. atividades do fundo de tecnologia sindaç...
Fundamentos para produzir açúcar de qualidade
1. LOGO
.
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
Central Azucarero Portuguesa C.A.® Todos los Derechos Reservados
2. Alicerses = Base = Fundamentos = Principios
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
“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
3. Conhecimento das Impurezas
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
Substâncias Químicas.
Proteínas, Corantes naturais (clorofila,
carotenos, polifenóis, gomas, ácidos
orgânicos).
Impurezas Diversas
Palha, areia, argila, bagacilho, etc.
Alicerses
4. Conhecimento do Açúcar e suas Soluções.
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
É Termolábil;
É sensível a mundaças de pH = Sofre
hidrólise ácida e alcalina.
Outras substâncias influenciam em sua
cristalização (gomas, cinzas, redutores,
polímeros, sais)
Alicerses
5. Principios Básicos da
Fabricação do açúcar granulado
V. Secagem
IV. Centrifugação
III. Cozimentos
II. Evaporação
I. Clarificação
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
“Não reter Cachaça. Tempo Retenção”
“Não reter Caldo. Temperatura”
“Não reter Massa Cozida”
“Agua, Temperatura”
“Não reter Pó. Temperatura.”
6. Índice
Sistema de Evaporação
Resultados Obtidos
Mudanças Físicas e Químicas
Definição de prioridades
Sistema de avaliação
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
8. 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 Importação
Estabelecendo Prioridades
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
9. Estudo e Diagnóstico
Condições do Açúcar Cru
Cor Alta >3000UI
Alto Conteúdo de
Amido
>600ppm
Filtrabilidade
Deficiente <60%
Sedimentos
Altos >26ppm
Presença de
Ácido Aconítico
Açúcar
VHP
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
10. Prioridade 1
Clarificação de Licor
Densidade do Licor
(60-65°Brix)
Temperatura de
Dissolução e
Aquecimento do
Licor
Contrôle do pH na
Dissolução e
Tratamento do Licor
Ótima Formação de
Flocos em duas
etapas
Floculação primária, precipitação
“in loco” do precipitado inorgânico.
Floculação secundária, união de flocos
primários a uma cadeia poímérica muito
comprida.
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
11. Problemas Detectados
2
3
4
1Falta de Contrôle na preparação e
dosagem 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 por
manipulação inadequada
Capacidade Limitada de Operação em
Equipamentos da Refinaría
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
12. Estratégias Concretas
Otimização
Mudança
Física
Mudança
Química
Tanques de Preparação e
Dosagem de Químicos
Identificação de
Recipientes e Embalagens
Preparação Adequada de
Polímeros
Polímeros Utilizados
Doses de Químicos de
acordo ao processo
Dose estratégica
de Enzimas ao processo
de Refinação
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
13. Ações Concretas de Otimização
Mudanças Físicas
Condicionamiento de Tanques e sistema de Preparação
Dosagem
Antes
Depois
1
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
14. Antes
Depois
Estandarização do Processo de Preparo de Polímeros
Acompanhamento permanente aos operadores encarregados
da preparação.
Ações Concretas de Otimização
Mudanças Físicas
1
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
15. Contrôle e verificação das especificações químicas e
condicições de embalagem dos produtos químicos adquiridos.
2
Acompanhamento do armazenamento dos Produtos
químicos, traçabilidade e contrôle do estoque.
Ações Concretas de Otimização
Mudanças Físicas
Antes
Depois
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
16. Adequação de Zonas de Armazenamento de
Insumos Quimicos.
3
Antes Depois
Ações Concretas de Otimização
Mudanças Físicas
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
17. - Aquisição de um Tanque pulmão de
Licor para garantir a continuidade na
alimentação da refinaria.
- Divisão estratégica do fluxo de licor aos
clarificadores.
- Garantia da Inocuidade do produto
terminado com a aquisição de um
sistema de transporte pneumático de
açúcar.
4Ações Concretas de Otimização
Mudanças Físicas
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
18. - 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 Otimização
Mudanças Físicas
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
19. Ensaios de Laboratório com novos Produtos do Mercado em
busca de melhorias do proceso de clarificação com melhor
custo-beneficio.
Novo Produto:
Dose: 45ppm
Usado en CAPCA:
Dose: 180ppm
A utilização do Novo Produto
resulta 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 Otimização
Mudaças Químicas
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
20. 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 produto
empregado resulta em melhoras
no processamento da materia
prima”
Ações Concretas de Otimização
Mudaças Químicas
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
21. Optimiçao da Filtrabilidade na Refinaria
- Dosagem de alfa amilase no açúcar cru
para 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 Otimização
Mudaças Químicas Amido, (ppm)
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
22. Resultados de COR Obtidos (UI) Queda
Cor
74.64%
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
23. Resultados de SEDIMENTOS
Obtidos (ppm)
Baixos
Sedimentos
< 9 ppm
Aumento de
Filtrabilidade
95%
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
24. 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 mínimos
de Residencia nos
Clarificadores
Controle de
Temperatura
Dose de Floculante
e Formação de
Flocos
Prioridade 2
Clarificação caldo
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
25. Resultados ECONôMICOS
Alcançados
Ensaios de
Clarificação
de caldo
Central 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
26. 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 ($) 1.082.057,14 994.895,24 905.980,95
* Hasta Semana 20
Resultados ECONôMICOS
Alcançados
Cálculos realizados para uma safra hipotética de
1.500.000,ooTnC com base nos índices reais de consumos.
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
27. Consumo Químicos - Refinaria
* Hasta Semana 20
Producto Químico Safra 2010-2011 Safra 2011-2012 Safra* 2012-2013
Ácido Fosfórico 0.492 Kg/tnAz 0.468 Kg/tnAz 0.454 Kg/tnAz
Cal 0.750Kg/TnAz 0.750 Kg/TnAz 0.750 Kg/TnAz
Polímero Catiónico 0.235 Kg/tnAz 0.163 Kg/tnAz 0.153 Kg/tnAz
Agua Oxigenada 0.439 Kg/tnAz 0.420 Kg/tnAz 0.406 Kg/tnAz
Polímero Licor 0.012 Kg/tnAz 0.008 Kg/tnAz 0.012 Kg/tnAz
Hidrossulfito de Sodio 0.040 Kg/tnAz 0.000 Kg/TnAz 0.000 Kg/TnAz
Sal Industrial 1.790 Kg/tnAz 0.000 Kg/TnAz 0.000 Kg/TnAz
Soda em Escamas 0.05 Kg/tnAz 0.000 Kg/TnAz 0.000 Kg/TnAz
Soda Ash 0.002 Kg/TnAz 0.000 Kg/TnAz 0.000 Kg/TnAz
Terra Infusoria 0.446 Kg/TnAz 0.402 Kg/TnAz 0.404 Kg/TnAz
Resultados ECONôMICOS
Alcançados
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
28. * Hasta Semana 20
Producto Químico Safra 2010-2011 Safra 2011-2012 Safra* 2012-2013
Ácido Fosfórico ($) 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 ($) 569.758,80 405.098,28 261.863,98
Resultados ECONôMICOS
Alcançados
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
29. Custo Total
Producto Químico Ano 2010 Ano 2011 Ano 2012
Total ($) 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 ECONôMICOS
Alcançados
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
* Hasta Semana 20
30. Evaluación Global de
Resultados
Materiais de
ótima
Qualidade
Sistema de
Clarificação
CAPCA
Procesos
Siguientes
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
31. Etapa do proceso pós clarificação
do caldo na evaporação
Diagnóstico preliminar
do Sistema de
Evaporação medindo:
-Brix, Pureza e Cor.
Rotinas Diárias de Análises
em Laboratório:
- Curvas de Brix.
- Quedas de Pureza.
- Comportamento da Cor.
Análises dos
Resultados
encontrados nas
provas
realizadas.
Establecimiento de Metodologías
para acondicionamiento de
equipos y Combinaciones
necesarias para eficiencia de
Evaporación.
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
32. 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
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
33. 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
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
34. Diagnóstico Sistema Evaporação
•Elevados tempos de retenção nos equipamentos.
3
-Não regular áreas no
momento de paradas ou
baixo fluxo.
-Não está estabelecida a
combinação eficiente e
efetiva das áreas de
evaporação.
Avaliação inicial
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
35. 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
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
36. •Comunicação.
2
1. Ausência Coordenação na
Evaporação (vácuos em limpeza e
alto nível de xarope).
2. Tomada de Decisões que impedem
manter un processo continuo e
estável.
Padrões de apoio
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
Diagnóstico Sistema Evaporação
37. •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”
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
Diagnóstico Sistema Evaporação
38. Rotinas de Análises
Curvas de
Brix
Quedas de
Pureza
Incremento
de Cor
Resultados práticos iniciais
Teoría Vs Realidade
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
39. Rotinas de Análises
Curvas de
Brix
Quedas de
Pureza
Incremento
de Cor
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%Pureza
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
40. Rotinas de Análises
Curvas de
Brix
Quedas de
Pureza
Incremento
de Cor
0
5000
10000
15000
20000
25000
Color(UI)
Escurecimento
Enzimático
Escurecimento
Não Enzimático
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
41. Rotinas de Análises
Escurecimiento
Não Enzimático
Escurecimento
Enzimático
1. Reações entre Aminoácidos e Açúcares
Redutores (Melanoidina e reação
Maillard).
2. Reações Degradação e Condensación
Térmica (Caramelos).
3. Reacciones alcalinas Degradación Azúcar.
Reação oxidativa de Compostos
Polifenólicos (Enzimas Catalizadores).
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
42. Análises de Resultados Obtidos
Brix
Color
pH
Pureza
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
43. Análises de Resultados Obtidos
Antes Depois
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
44. 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
301.58
P4-P3= 63.000
P4-P1= 67.000
P4-P2= 67.000
A1-B1= 28.140
A1-D1= 28.000
C1-D1= 29.500
A2-B2= 24.940
A2-D2= 24.800
C2-D2= 26.811
A3-B3= 19.000
A3-D3= 22.000
C3-D3= 16.806
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados
45. 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
Central Azucarero Portuguesa C.A.®
Todos los Derechos Reservados