O PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO AÇÚCAR E DO ÁLCOOL

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O PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO AÇÚCAR  E DO ÁLCOOL, DESDE A LAVOURA DA CANA ATÉ O PRODUTO ACABADO. Capítulo – 1 Introdução. a) - Por que você deve investir na sua formação. O ensino oferecido atualmente atualmente para os alunos dos sete aos dezoito anos na grande maioria das escolas públicas do Brasil é, sem dúvida, de baixa qualidade. Há alguns anos atrás, visando minimizar gastos no setor educação, o governo decidiu “facilitar as coisas”, ou “abrir a porteira” como se diz. Considerando que se todos os alunos  passassem de ano, o problema de custo da educação ficaria bem menor, tomou a decisão que acreditamos ser inescrupulosa. Sabendo que os pais brasileiros na sua grande maioria são pessoas simples que dar-se hão por felizes se o filho estiver freqüentando a escola, e se ele estiver passando de ano, melhor ainda, e certos de que os jovens, na inocência inocência da pouca idade, jamais reclamariam, criaram uma escola como eles sempre sonharam. Onde todos, mesmo os que não estudam, sempre passarão de ano! E de lá prá cá foi só alegria. Nunca foi tão fácil “aprender”! Só há um problema. Nunca também em toda a história do Brasil, o mercado de trabalho esteve tão exigente. Com a interação econômica entre os países, houve a quebra das  barreiras tributarias protecionistas protecionistas que antes não permitiam, por exemplo, que um  produto estrangeiro mais barato entrasse no país. Atualmente o industrial é forçado a vender sua mercadoria a um preço determinado pelo mercado internacional, internacional, e não no  preço que ele gostaria. Mas para isto, deve enxugar seus custos, modernizar os equipamentos da fábrica e acima de tudo empregar gente talentosa, quer estejamos falando de operários, de técnicos ou mesmo de colaboradores de alto nível profissional,  para a gestão de setores inteiros. Este fenômeno denominado pelos analistas econômicos por globalização mudou radicalmente radicalmente o grau de exigência exigência do empregador. Hoje, empresários incompetentes estão quebrando ou vendendo o que sobrou de suas empresas para multinacionais,  porque não conseguiram se adequar a tempo. Portanto, a regra básica no mercado de trabalho atual é a competência e mais nada! Inclusive a era do “status quo” acabou! Agora, até filho de rico precisa estudar e muito. Nenhuma empresa, não importa a que ramo de negocio se dedique, pode dar-se ao luxo de privilegiar filhos ou apadrinhados dos proprietários, com qualquer tipo de cargo. Cada função deve ser bem desempenhada e todo setor deve de ser muito bem administrado, administrado, ou ela não terá um custo de produção saudável para competir com os concorrentes, que obviamente são do mundo todo. As empresas de grande e médio porte que normalmente negociam com clientes exigentes, têm de inclusive conseguir um grau de excelência no processo fabril e na administração, para obterem a certificação da norma ISO 9000, exigida por eles. Esta busca por excelência no desempenho da empresa extirpa do quadro de funcionários os incompetentes protegidos. E este modo inteligente de gerir  empreendimentos é um conceito que está se alastrando e virando lugar comum na administração administração de todos os negócios. Cada vez haverá menos lugar no mercado de trabalho para alguém incapaz “se encostar”.

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Capítulo - 1  b) - Por que o mercado sucroalcooleiro está carente de profissionais preparados, e, portanto, receptivo.  Nos anos mais recentes, ocorreu o que os economistas economistas denominam um “boom” no setor  sucroalcooleiro, ou seja, algo que surge como a explosão de uma bomba e é impossível de ser contido, pois chega sem aviso prévio . A maior receptividade nos mercados nacional e internacional- do açúcar e do álcool combustível incrementou drasticamente o desempenho da cultura da cana-de-açúcar no país. A recuperação dos preços internacionais desta commodity, o aumento das exportações de álcool combustível após a assinatura do Protocolo de Kyoto no Japão e, mais recentemente o grande aumento das vendas de automóveis com motores flex no mercado nacional, são fatores que certamente contribuíram para a forte expansão da atividade. Commodity é um termo de língua inglesa que, como o seu plural commodities , significa mercadoria, mercadoria, e é utilizado nas transações comerciais de produtos de origem primária, nas bolsas nas  bolsas de mercadorias. É importante mencionar, que após o fracasso do programa Pró-álcool, iniciado em 1975, o governo brasileiro nunca mais ousou tratar com o mesmo descaso tanto a indústria automobilística nacional, quanto o consumidor de veículos em si. Naquela época, presionada pela crise internacional do petroleo de 1973, a cúpula do Planalto estimulou o setor industrial a investir macissamente no desenvolvimento de projetos de motores que utilizassem combustíveis alternativos como o álcool. Com o agravamento da crise em 1979, tanto a indústria como o consumidor brasileiro “entraram de cabeça” no programa Pró-álcool. As grandes montadoras invetiram bilhões, e o consumidor  iludido, comprou carro a álcool aos milhares. Inclusive surgiu na época algo inusitado no Brasil: Enormes destilarias que não pretendiam pretendiam fabricar um só kg de açúcar, mas apenas o combustível do futuro! Mais adiante porém, e também por decisão governamental, o preço do etanol foi quase equiparado ao da gasolina, e ninguém então queria mais os veículos “ecologicamente corretos”. Na época, eles não funcionavam  perfeitamente e consumiam bem mais que os tradicionais movidos a derivados de  petroleo. As destilarias desesperadamente desesperadamente tiveram de arranjar um modo ( leia-se obter  dinheiro) para se reestruturarem reestruturarem e produzir também açúcar, açúcar, para não falirem. Com o alarde do fracasso do plano ouve inclusive o desabastecimento do combustível alternativo, alternativo, agravando ainda mais a situação dos proprietarios dos veículos. A indústria automobilística nacional se deu conta de que havia investido bilhões em uma “canôa furada”, e cada dono de carro a álcool, descobriu que havia ficado com um “mico” na mão. O panorama de hoje, entretanto, é totalmente diferente. Os veículos são tecnologicamente muito mais desenvolvidos e têm aceitação macissa da população, até  porque podem usar tanto o álcool quanto a gasolina. O etanol é hoje considerado considerado mais do que ecologicamente correto! Ele é na verdade, considerado politicamente politicamente correto por  uma serie de razões: É totalmente nacional. É renovável ao invés de apenas extraido da terra. É gerado atavés de agro-indústrias, e portanto sua produção pulveriza mais a distribuição distribuição de renda que os derivados do petróleo que beneficiam apenas o pessoal das refinarias. É também menos poluente, pois não dispersa chumbo na atmosfera. E não  poderíamos deixar de mencionar que é também um combustível com potencial para ser  exportável para o mundo todo. Tanto os americanos quanto quanto boa parte dos europeus olham com simpatia simpatia para este novo combustível renovável, pela maioria das razões já citadas, e também por ser uma energia não conectada com a economia do oriente médio. Vale lembrar que o terrorismo

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amedronta todas as nações do planeta, e elas – inclusive a mais poderosa- já se conscientizaram conscientizaram do quanto é dificil vencer a guerra contra os extremistas árabes. Mas não é difícil intuir que uma maneira de sufocá-los, seria tirando-lhes o poder de comprar  mais armamentos, cortando-lhes o fluxo dos petrodólares. Sob esta ótica, a grande ambição dos usineiros é sem dúvida o mercado externo, ou seja o sonho de num prazo não muito muito longo, transformar o Brasil no maior maior exportador  mundial de álcool de cana-de-açúcar. cana-de-açúcar. Nos últimos anos, o governo e a iniciativa privada empreenderam diversas missões internacionais internacionais e abriram escritórios no exterior com o objetivo de promover o combustível combustível brasileiro e prospectar prospectar comercio. O cenário encontrado evidencia evidencia que, apesar do imenso potencial, temos ainda um longo caminho a percorrer para alcançar  esse objetivo. Em primeiro lugar, é preciso criar um mercado. Atualmente, os Estados Unidos e o Brasil fabricam e consomem quase 90% da produção mundial de etanol. Ainda que, aproximadamente, 120 países cultivem cana-de-açúcar, cana-de-açúcar, somente dez  produzem o etanol. Estudiosos do assunto asseguram que o álcool dificilmente vai se transformar efetivamente em uma commodity internacional, a menos que outras nações comecem a produzir excedentes exportáveis. Mais de uma centena de países poderão exportar etanol num futuro razoavelmente próximo, e é imprescindível imprescindível que esta expansão ocorra para dar segurança aos países consumidores. O Japão, por exemplo, já externou que não trocaria a dependência dependência em relação r elação aos 20  países produtores de petróleo para depender de um único país produtor de etanol. Provavelmente, muitos outros países do planeta compartilhem a mesma opinião, e por  isto, devemos estimular o plantio de cana na Ásia para descentralizar descentralizar o fornecimento fornecimento e fortalecer o álcool como opção segura de combustível alternativo. Mas podemos afirmar que se o Brasil com as dimensões continentais que possui se organizar e fizer o etanol chegar sistematicamente sistematicamente aos seus portos, a medio prazo seriamos sem dúvida um dos maiores produtores de combustível limpo do globo.

Capítulo - 2 a) - O potencial do setor sucroalcooleiro.

A história do cultivo da cana-de-açúcar e seus principais produtos - açúcar e álcool - no Brasil está relacionada relacionada com a própria história do país. A cultura da cana foi aqui introduzida introduzida no primeiro século de nossa colonização, respondendo por um dos  primeiros grandes ciclos econômicos no período do Brasil colônia.

4 Atualmente, é a matéria prima que nos guinda à posição de maior produtor e exportador mundial de açúcar, além de ser a nossa segunda principal fonte de energia  primária, respondendo por 19% do total produzido em 2008.  No contexto energético, energético, a cana pode ser utilizada para produzir etanol anidro - usado misturado à gasolina-, etanol hidratado - usado como combustível nos veículos exclusivos a álcool e flex fuel-, e para produzir excedentes de eletricidade. O combustível etanol ganhou relevância nacional a partir do início da década de 1970, por  ocasião da primeira crise do petróleo no planeta. Os dados relacionados à produção de energia a partir da cana-de-açúcar desde 1975 são significativos. Houve uma economia de US$ 70 bilhões, proveniente das importações evitadas de óleo bruto, considerando considerando o consumo de etanol no país entre 1975 e 2005.  Nessa primeira década do século XXI o sucesso do uso do etanol como combustível no Brasil atravessa uma nova fase de expansão.

A consagração dos veículos flex fuel trouxe ao consumidor a possibilidade de poder  usufruir o benefício do preço inferior do etanol em relação à gasolina, sem correr o risco do fantasma do desabastecimento.  No atual contexto global, as discussões a respeito da segurança energética e das mudanças climáticas têm colocado os biocombustíveis em evidência, em especial o etanol por ser o mais promissor no momento. Com grande potencial para substituir substituir parte da gasolina consumida no mundo, o debate sobre a possibilidade de tornar o etanol uma commodity carrega interesses claros e evidentes do Brasil. Apesar de toda sua tradição, o Brasil está atrasado no desenvolvimento do etanol celulósico – produzido a partir de biomassas como o bagaço da cana ou a palha do milho, através de processos químicos. Os pesquisadores calculam que, ao aproveitar  essas biomassas a produtividade na obtenção do etanol alcançará cerca de 40%. Os Estados Unidos, Europa e China tomaram a dianteira, e o Brasil terá de acelerar o passo  para não ficar para trás. A indústria canavieira passa por um rápido processo de desnacionalização. Nos últimos

meses, o mercado testemunhou uma verdadeira avalanche de fusões e aquisições  bancada pelo capital externo. externo. Em 2008, a petroleira BP entrou no mercado brasileiro ao assumir metade da Tropical Bioenergia. Em 2009 a multinacional multinacional americana Bunge arrematou cinco usinas do Grupo Moema  por 1,5 bilhões de dólares, triplicando sua capacidade de moagem e assumindo o posto de terceiro maior produtor de açúcar e álcool do País. A francesa Louis Dreyfus Commodities comprou o controle da Santelisa Vale e criou a segunda maior companhia do setor em todo o mundo. Neste ano, a anglo-holandesa Shell uniu-se à Cosan, maior  empresa de álcool e açúcar do mundo, e formou um gigante com faturamento estimado em 40 bilhões de reais. Mais recentemente, os indianos da Shree Renuka Sugars assumiram o controle acionário do Grupo Equipav. Indiscutivelmente temos um cenário muito distinto do frágil contexto econômico em que se tentou alavancar o Pró-álcool.

Seguramente pelas duas próximas décadas o mercado de trabalho estará receptivo ou “tomador” como se costuma dizer para os que estiverem mais preparados para serem absorvidos pela demanda. demanda. Vale mencionar que já em 2010 o consumo de etanol no Brasil superou o da gasolina.

Capítulo – 2 b) - A importancia de estar em sintonia sintonia com tudo tudo o que está acontecendo. Aquele que se propuser a trabalhar em uma usina de açúcar, - nome usualmente atribuido às plantas industriais que produzem açúcar e álcool- perceberá num prazo curtíssimo, que o setor agrícola e a indústria trabalham numa sincronia que busca constantemente chegar a perfeição. Quanto mais harmonizados os dois setores estiverem, maior será a eficiência da usina como um todo. Por isto mesmo, não importa a que setor de toda aquela enorme organização você faça parte, é imprescindível ter  conhecimento conhecimento dos fundamentos agronômicos que norteiam a preparação do solo, o

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 plantio e a colheita colheita da cana, assim como do processo industrial industrial como um todo, para não se sentir como um extrangeiro dentro do enorme sistema organizacional. Dezenas de decisões são tomadas diariamente pela Gerência Industrial, que então se convertem em centenas de operações executadas por todos os participantes do processo fabril. São medidas tomadas com base nas informações fornecidas pelo laboratório do recebimento de materia prima, que analiza a qualidade de cada tonelada de cana bruta que está chegando, e também pelo laboratorio da indústria, que diagnostica como está caminhando cada etapa do processo. Obviamente que eventuais problemas dentro da indústria ou a quebra de equipamentos exigem mudanças de diretizes de toda ordem, chegando às vezes a interditarem a própria colheita da cana.

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A Gerência Agrícola portanto às vezes tem de tomar decisões que alteram a rotina de milhares de operarios, tratores, veículos de carga, ônibus, etc. em função das informações transmitidas pela Gerência Industrial. A própria adubação – e estamos falando de centenas de toneladas de insumos - destinada a cada gleba de plantio, será norteada pelos dados do laboratorio de materia prima. As análises realizadas no ato do recebimento da cana, denunciam eventuais quedas de qualidade da matéria prima. Estes dados serão confrontados com os indices pluviométricos para diagnosticar as reais causas da produtividade em cada talhão de lavoura em separado.  Neste vasto e interligado organograma - dos setores agrícola e industrial industrial - aquele colaborador que tiver conhecimento ainda que limitado de como funcionam a lavoura e a indústria como um todo, sempre poderá cuidar daquilo que lhe compete com mais  bom senso e lucidez. lucidez. Sempre compreenderá com maior facilidade porque certas decisões foram ou não tomadas, e estará menos exposto ao risco dele próprio cometer  erros básicos. Obviamente que é impossível tornar-se um profissional hábil e capaz, apenas através de um curso técnico, mas duas verdades são inquestionáveis: Ao concluir o aprendizado deste programa, você fará parte de um grupo seleto de  pessoas com conhecimento técnico teórico no setor sucroalcooleiro, com muito mais chances de ser aprovado em uma entrevista, que alguém totalmente leigo. Em segundo

lugar, estando já trabalhando em quaisquer departamento de uma usina, na área agrícola ou industrial, você logo assimilará o funcionamento de setores distintos do seu, numa velocidade incomparável. Este diferencial lhe abrirá um leque de oportunidades de ascenção profissional, muito maior que o de um companheiro de trabalho desinformado. Apenas a título de ilustração, descreveremos agora, uma situação hipotética no cotidiano da planta: As moendas no setor da extração normalmente trabalham numa rotação de 6,5 RPM embora isto possa sempre ser ajustado em função de algumas variáveis, como por  exemplo, a porcentagem de fibra presente na cana. Informações dadas em tempo real  pelo laboratorio de recebimento de matéria prima, orientam a Gerência Industrial que decisões devem ser tomadas. Quanto mais alto for o teor de sacarose presente na canade açúcar, e mais baixa a porcentagem de fibra encontrada, mais rica ela é considerada como materia prima.

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É do conhecimento de todos, que se impusermos um aumento de rotação nas moendas, a extração da sacarose irá cair, gerando uma perda considerável pelo que “irá embora”  juntamente com o bagaço. Um funcionário iniciante, com certeza extranharia o encarregado daquele setor dar, por exemplo uma ordem, para a partir de um determinado dia, aumentarem a velocidade de rotação dos ternos que esmagam a cana durante a extração do caldo. Acontece que há um periodo do ano – que varia de uma região do país para a outra- em que a cana-de-açúcar atinge seu chamado ponto de maturação ideal, e o teor de sacarose em seu interior, chega então ao pico máximo. A experiência ensinou, que durante este  período, vale apena deixar a cana passar mais “a galope” nas moendas, e a usina colher  e processar a maior área de lavoura possível. Moer bem devagar nesta época, buscando extrair o máximo de cada tonelada de materia prima seria anteproducente, pois mais tarde o teor de sacarose já teria regredido em toda a plantação por um processo natural, e a perda da oportunidade de coletar toda aquela sacarose presente, e converte-la em açúcar já teria passado.

Situações deste tipo ocorrem no cotidiano e evidenciam que todo aquele que for então  pertencer a esta complexa organização agro-industrial denominada genericamente “usina de açúcar”, deveria conhecer um pouco de todo o sistema produtivo e industrial. É imprescindível também lembrar que o último polo de faturamento que está sendo abocanhado pelo setor sucroalcooleiro é a produção e venda de energia elétrica. Este novo filão no mercado de trabalho está demandando um número considerável de técnicos e funcionários, mesmo nas velhas plantas que já estavam, até pouco tempo, com o seu quadro de colaboradores “completo”. A co-geração elétrica é a “cachaça do momento”, ambicionada pela maioria dos usineiros.

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Capítulo – 3 a) - A análise da viabilidade do projeto. O estudo técnico e econômico para o dimensionamento de um módulo industrial e agrícola, para um determinado volume de produção economicamente viável de açúcar e álcool, deve ser executado por uma equipe multidisciplinar de profissionais, normalmente engenheiros, químicos industriais, e administradores de empresa, experientes nas seguintes áreas: processo industrial do açúcar e do álcool, economia do setor sucroalcooleiro, agronomia e geração de energia.  Nesta fase, especificam-se os sistemas elétricos, inclusive as automações, tubulações e acessórios, que serão adotados no projeto, com a definição do nível de automação para a operação da planta. Os investimentos serão definidos através da parametrização de custos dos equipamentos, construções da planta industrial, instalações complementares, além dos custos operacionais da produção e transporte de matéria-prima, custo estimativo de manutenção, impostos, faturamento previsto, análise de risco de mercado, analise de retorno do investimento pelo agente financiador etc. Parametrização é o processo matemático de cálculo de dados, para a a correta determinação de certos parâmetros que são obtidos através da correlação entre eles.

9  Neste estudo, podem inclusive ser contempladas ainda alternativas sobre investimentos dentro do projeto básico, como por exemplo, o de sistema de co-geração a partir do aproveitamento do excesso de bagaço de cana, para comercialização de energia elétrica. Em um aprofundamento do estudo preliminar de viabilidade de instalação de uma nova usina, ocorrem ainda estudos altamente técnicos de engenharia, como elaboração dos  balanços térmicos e de massas, dimensionamento básico da unidade industrial e da área agrícola, em função da capacidade de produção pretendida.

Capítulo - 3  b) - Estudo da viabilidade econômica agrícola. Um dos primeiros tópicos a ser analisado no estudo da viabilidade de uma nova usina, é o potencial de reutilização da água industrial na irrigação ou ferti-irrigação. Os estudos e avaliações do balanço hídrico agrícola conjuntamente com o balanço hídrico industrial; a avaliação ambiental quanto à outorga de captação e uso da água –  concedida pela CETESB -; a viabilidade de contribuição do circuito hídrico da unidade industrial no volume de água previsto na irrigação da unidade agrícola, tendo-se a vantagem da pré-utilização da mesma antecipadamente no processo de lavagem de cana na unidade industrial, por exemplo, são os mais importantes. foto A pg 43 agrícola O dimensionamento e localização do sistema mais adequado para a irrigação e ou fertiirrigação na região agrícola próxima à indústria, tendo-se em vista os eventuais reservatórios “pulmão” de água e vinhaça, também são relevantes. Mas mesmo que a água seja um fator decisivo no processo industrial de uma usina sucroalcooleira, foi-se o tempo que a localização de uma nova unidade era decidida  procurando sempre minimizar a distância entre a planta e o manancial de água abastecedor da mesma. Uma vez mais o estudo de logística do fluxo da cana de açúcar da lavoura até a planta, considerando topografia, o perfil geológico do terreno, a incidência pluviométrica na área, e a malha viária disponível, decidirá a exata e estratégica localização da planta. Mesmo que no primeiro estágio da implantação do projeto, o investimento em levar  eletricidade ao distante manancial de água, e a longa tubulação de aço da adutora – às vezes com mais de 12”de diâmetro - pareçam contra producentes, nada será economicamente mais danoso ao empreendimento, que encarecer o transporte da matéria prima. Fatores como o preço do combustível, a manutenção da frota e inclusive o custo da mesma, o deslocamento de operários, etc. são parâmetros de custo sobejamente mais relevantes. Vale lembrar que estes fatores atuarão eternamente no custo do produto final, e a instalação elétrica e hidráulica da adutora, provavelmente será um investimento que durará por décadas.

Capítulo -3 c) - A administração holística na usina de açúcar.

Antes mesmo de falarmos sobre a logística, que embora esteja em evidência atualmente,  para muitos ainda é uma expressão nova, necessitamos abordar algo realmente

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importante, que é o conceito moderno de administração holística. Sob esta gestão, a empresa ganha uma nova visão, valorizando sem exceção os processos e departamentos,  percebendo que todos têm a sua importância e que somente atuando juntos é que compõem um sistema organizacional equilibrado. Deste modo, a empresa não é a mera soma de departamentos e processos, mas eles é que são a empresa. A administração holística nos faz perceber que uma organização empresarial é eficiente, quando funciona como uma série de atividades e processos plenamente interligados, e cuja sincronia é decisiva para seu bom desempenho. Dentro desta nova óptica, o Departamento de Recursos Humanos, por exemplo, que antes era encarado como um setor que gerava despesas, é visto como gerador de receita (entrada de capital). É ele que seleciona os melhores colaboradores e também promove cursos recapacitando os antigos, fator  inegavelmente decisivo para o pleno desempenho da empresa. De igual forma, o Departamento de Manutenção Industrial – mecânica, hidráulica e elétrica- por não  produzir um litro de álcool ou um kg de açúcar sequer, também era até pouco tempo, considerado improdutivo dentro da planta. Mas é ele que planeja e atua noite e dia, por  exatos 365 dias por ano, executando as manutenções preventiva e corretiva, para manter  “o navio navegando”. Até na entre- safra quando a maioria dos demais setores da empresa entram em recesso para o desmonte anual, como era de se esperar, as equipes de manutenção uma vez mais trabalham dia e noite num cronograma apertadíssimo  para deixar a planta “redondinha” para o início da nova safra. Este novo enfoque no modo de gerir empresas - totalmente abrangente- é tão importante, que a própria medicina moderna defende que os profissionais da área da saúde, façam sempre uma análise holística de seus pacientes, focando no homem como um todo, e não restritamente no problema específico apresentado. Evidentemente que sempre deverá haver uma análise sintomatológica do quadro clinico – estudo dos sintomas - e também exames laboratoriais, mas defendem paralelamente uma análise do paciente em toda a sua abrangência: física, psiquica, emocional, do contexto-social, alimentar etc. Estes dados proporcionarão um diagnóstico muito mais preciso, não importando em que orgão do paciente a desestabilidade de todo o conjunto transpareceu.

Capítulo - 4 a) - A logística, dona de muitas decisões. Além de outras atribuições, o Departamento de Logística é o responável pela gestão da cadeia de abastecimento de matéria prima, e portanto planeja em conjunto com a Gerência Industrial, o fluxo eficiente e econômico da cana de açúcar, desde a lavoura até a planta industrial. Esta é sem dúvida a responsabilidade maior deste setor. Ademais da programação deste abastecimento 24h/dia, planeja e organiza também com a parceria da Gerência Industrial, as datas mais estratégicas para as interrupções das manutenções, programadas ou emergenciais, muitas vezes determinadas pela previsão meteorológica. Administra também em sintonia com o Departamento de Compras, o fluxo de todo o suprimento de insumos e materiais utilizados no setor agrícola e no  processo industrial, peças de reposição, saída e retorno de equipamentos enviados para manutenção externa, enfim, de tudo o que é adquirido pela usina como empresa, para os mais diversos setores. Portanto, mais que qualquer outro, o Departamento de Logística possui uma visão organizacional totalmente holística, onde auxilia a administração do deslocamento de todos os recursos materiais e pessoais, onde quer  que exista movimentação em toda a área de abrangência da usina como uma empresa agro-industrial.

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Atualmente, com o custo exacerbado dos combustíveis e consequentemente do transporte de qualquer espécie, o estudo de logística praticamente decide desde onde será adquirida a eventual área de cultivo para a implantação de uma possível nova unidade, como também a exata localização da planta industrial dentro dela. Aprenderemos ainda, que o resultado desta meticulosa análise decidirá inclusive o porte ideal de todos os equipamentos, e os modelos e quantidades dos veículos que deverão serer adquiridos tanto para a construção, como para o funcionamento do novo projeto. Foto A pg 1 indústria

Capítulo - 4  b) - Produzir 40% a mais de álcool, com a mesma tonelada de cana. Literalmente vivemos a época da busca da eficiência em todos os sentidos, e também em todos os setores da sociedade. Nas vestimentas e calçados dos atletas, no design dos veículos, aviões e barcos; no rendimento dos combustíveis, na capacidade energética dos complementos alimentares, na funcionabilidade das novas ferramentas e equipamentos, no desempenho de funcionários de cada empresa, enfim, em todas as áreas e obviamente que este enfoque estimularia e muito, a filosofia da eliminação do desperdício. No setor energético, já temos inclusive progressos como a obtenção do gás metano a partir de digestores de lixo, a fabricação de bio-diesel a partir do sebo do boi, ou do óleo vegetal comestível já usado, e mais alguns outros métodos em desenvolvimento. Sabemos que atualmente é possível produzir no máximo até 86 litros de etanol com o  processamento de uma tonelada de cana. Ao usar o bagaço dessa mesma cana numa segunda geração, pode-se aumentar essa produtividade em até 34 litros. O  biocombustível de segunda geração aproveita resíduos de processos de produção, e o objetivo é aumentar em pelo menos 40% a produção do etanol sem necessidade de desmatamento e sem necessidade inclusive de se plantar mais cana-de-açúcar. Vale lembrar que o custo da produção da matéria prima – plantação, colheita, transporte e moagem – hipoteticamente já está pago! Foto A pg 3 indústria A Petrobras pretende realizar novas pesquisas nas instalações da KL Energy, na cidade de Upton, nos Estados Unidos. Gastará cerca de R$ 19 milhões (US$ 11 milhões) em obras de adaptação da planta de testes de etanol da empresa americana e na pesquisa  propriamente dita. O acordo tem a duração de um ano e meio. A estatal do petróleo, obviamente já vem pesquisando o etanol de bagaço de cana desde 2004, mas decidiu fazer a parceria para acelerar suas pesquisas. Optou pela KL, em vez de uma empresa ou universidade brasileira, porque a empresa americana já está num estágio avançado do estudo, e além disto, a pesquisa desenvolvida pela KL seria complementar à da estatal brasileira. Sabe-se que a KL Energy já tem uma planta de testes para etanol, que inclusive demoraria cerca de dois anos se fosse eventualmente construída no Brasil. Esta planta  piloto, só precisa de seis meses para ser adaptada às pesquisas da Petrobras, o que representa um ganho de um ano e meio. Com o avanço do projeto, a Petrobras pretende construir a primeira planta de etanol de segunda geração do Brasil em 2013. Esta planta será construída ao lado de uma usina de etanol de primeira geração da Petrobras, já existente.

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Capítulo - 4 c) - Produzindo eletricidade, dando fim a um  problema! A queda da capacidade de suprimento de petróleo e as preocupações com o aquecimento global têm gerado um novo cenário mundial de demanda de energia. A substituição do sistema de energia fóssil - leia-se petróleo- por novas estratégias econômica e ambientalmente sustentáveis continua crescendo. Várias agências governamentais e grupos de trabalho têm planejado diminuir, em curto prazo, o consumo de combustível fóssil, substituindo-o por energia renovável. Inclusive correu na população de praticamente todo o planeta, uma tomada de consciência sem  precedentes quanto ao conceito da preservação ecológica. A escola como um todo, ativistas ecológicos- pacifistas como os membros do Greenpeace, centenas de ONGS engajadas na “filosofia verde”, políticos e empresários conscientes de diversos países, enfim uma gigantesca legião de simpatizantes da causa defende veementemente a não contaminação do meio ambiente e o uso inegociável de energia limpa. Usinas eólicas já estão operando em diversos países com sucesso, inclusive no Brasil, instaladas em locais com ventos favoráveis. Usinas geradoras de energia elétrica a partir do refluxo das marés também estão operando, e evidentemente que produzir energia elétrica utilizando-se o bagaço de cana já descartado, e não através da queima de lenha de florestas, é muito bem visto.

A produção de energia de co-geração nada mais é que a obtenção de ambas, a térmica e elétrica de forma simultânea e seqüenciada a partir da combustão do mesmo elemento, o  bagaço da cana-de-açúcar. Numa primeira etapa, ele é queimado em caldeiras e produz vapor através do superaquecimento da água. O vapor de alta pressão aciona uma turbina que produz energia elétrica, enquanto que o vapor de baixa pressão é utilizado em diversos pontos no processo produtivo da usina, como por exemplo, para a hidratação do bagaço após ele passar pelo primeiro terno de moendas, processo denominado por 

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embebição; na lavagem da torta do filtro de lodo etc. Vale lembrar que todo vapor ao ser utilizado, evidentemente perde calor, gerando o condensado, que é uma quantidade considerável de água limpa e aquecida, que obviamente é totalmente reaproveitada. Os especialistas calculam que para cumprir as projeções de crescimento econômico do  país - entre 4% e 5% ao ano - seria necessário injetar no sistema mais 45 mil megawatts  provenientes de novas fontes. O setor sucroalcooleiro tem capacidade para produzir  11% desse volume pela co-geração de energia através da queima do bagaço de cana já descartado. Por isso, a co-geração é considerada uma das alternativas mais viáveis para diminuir os impactos da crise energética. Alguns fatores extremamente relevantes fazem da co-geração uma opção estratégica e economicamente viável para equilibrar a demanda de energia no Brasil: As unidades potencialmente capazes estão distribuídas exatamente na região que mais carece do produto energia, o que praticamente elimina o enorme gasto com transmissões de alta tensão a longa distância. A energia elétrica co-gerada seria facilmente distribuída diretamente na malha já existente. Para facilitar a retirada da cana da lavoura, as usinas de açúcar e álcool operam a todo vapor exatamente no período de maior estiagem, e é coincidentemente a época em que o nível das represas das hidrelétricas abaixa, deixando o sistema energético fragilizado. Com a implementação de um amplo programa de co-geração, nenhum outro lago de dimensões gigantescas capaz de tirar o sono dos ecologistas necessitaria ser construído, e nem outra floresta eliminada por alagamento. Muito pelo contrário, as unidades de cogeração seriam as mesmas usinas que já estão atualmente em operação e apenas teriam que se estruturarem para começar a produzir eletricidade. E o mais significativo é que o  processo consumiria o excedente de bagaço que toda unidade atualmente produz, e que na verdade é um lixo nada simples de ser descartado. Seria uma interessantíssima nova fonte de renda para cada unidade produtora de açúcar e álcool, ao invés da considerável despesa atual que todas elas têm com o manejo do detrito. Das cerca de 80 usinas instaladas no Estado de São Paulo, e que normalmente já  produzem energia para consumo próprio, 12 delas já vendem o excedente às companhias distribuidoras. No ano passado a Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL) adquiriu 200 megawatts de energia co-gerada e para este ano pretende dobrar as aquisições. As usinas de açúcar paulistas produzem cerca de 1000 megawatts de energia, mas a capacidade geradora do setor pode atingir 6000 megawatts. Um terço desta necessidade- 2000 megawatts- já poderia ser colocado em operação no próximo ano. Estima-se que até 2020 a geração de energia elétrica a partir do bagaço da cana estará equiparando-se à de Itaipu.

Capítulo – 5 a) - A legalidade do uso do solo para implantação da unidade industrial. A primeira fase do projeto de uma usina inclui os estudos preliminares de viabilidade de uso do terreno e o aspecto legal da viabilidade na implantação do projeto. A garantia de uso do solo deverá ser previamente obtida através de certidões requeridas aos órgãos  públicos, para não ocorrer riscos de se efetuar investimentos na aquisição de imóveis, equipamentos e outros bens, sem a certeza da autorização prévia pela autoridade

competente. A documentação deverá garantir o direito tanto quanto à implantação da unidade industrial, assim como do uso dos recursos naturais disponíveis. Também a disponibilidade de energia elétrica pela concessionária local, distância da rede elétrica até o local previsto para a implantação; local para captação de água, distância da captação de água até o local da implantação; topografia da área industrial (levantamento plani-altimétrico da região) e avaliação das vias de acesso ao local de implantação deverão ser levadas em consideração nesta fase. A escolha da localização da área industrial deve impreterivelmente levar em conta os  balanços hídricos, agrícola e industrial; a localização dos recursos naturais, topografia local, as vias de acesso à área industrial, e, finalmente o plano de irrigação, para então  proceder a escolha do melhor local de implantação da unidade industrial. Mas como já enfatizamos na aula 3B a logística envolvendo o fluxo da cana de açúcar de toda a área agricultável para a planta industrial, será o quesito de maior relevância neste estudo como um todo.

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Capítulo – 5  b) - A definição da área agrícola A cana-de-açúcar pode ser produzida em diversos tipos de solo, entretanto, os rendimentos diminuem à medida que as características do terreno vão se afastando daquelas consideradas ideais. A boa notícia é que este fator desencadeou pesquisas em tecnologia de mutação genética em universidades brasileiras como a ESALQ – Escola Superior de Agronomia Luis de Queiroz, em Piracicaba SP – e também em centros de  pesquisas independentes, mantidos pelos grandes grupos produtores de açúcar e etanol no país. A motivação para o investimento nesta prospecção é o fato de ser exatamente este o tipo de solo onde está a nova fronteira da cana de açúcar, onde ela está começando a se expandir. No cerrado goiano, no cerrado mato-grossense e no cerrado mineiro. Por outro lado é importante salientar também que nas últimas décadas, de fato  já foram desenvolvidas diferentes variedades de cana de açúcar, voltadas para cada tipo de terreno agricultável, visando obter uma melhor produtividade em cada um deles. Foto A pg 45 agrícola São várias as características determinantes que podem influenciar o desenvolvimento da cana, e devem ser levadas em conta na análise e escolha das áreas de plantio. Um levantamento minucioso deve ser realizado por uma equipe de engenharia agronômica engenheiros, topógrafos, técnicos agrícolas etc. - e entre os quesitos a serem mapeados e aferidos, os mais importantes seriam: TopografiaAs áreas agricultáveis devem possuir declives suaves de 2 a 5%, mas em solos mais argilosos, o valor ideal é de 5% de declividade. Foto A pg 53 agrícola Nas áreas totalmente planas, é provável haver a necessidade de drenagem. Terrenos com declives mais acentuados que os citados são desinteressantes devido aos maiores custos no preparo do solo. Características físicasOs solos com maior profundidade são ideais para o cultivo da cana-de-açúcar, visto que seu denominado sistema radicular -suas raízes- pode explorar um maior volume de matéria orgânica. O desenvolvimento das raízes da cana-de-açúcar é extremamente

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dependente das características físicas do solo, como por exemplo, a capacidade de retenção de água. A produtividade pode ser comprometida se o terreno apresentar  deficiência hídrica, principalmente na fase de maior demanda de água, quando a cana estiver no quinto ou sexto mês de desenvolvimento. Também uma boa capacidade de infiltração é muito importante para que a planta possa absorver a água de modo satisfatório e para que os excessos sejam drenados. O fator denominado “Capacidade de Armazenamento de Água” precisa estar em um patamar próximo de 150 mm. Deste modo, haverá umidade suficiente para as necessidades hídricas da cana nos períodos entre as chuvas. A presença da umidade evitará a formação de uma crosta enrijecida, que atuaria como uma barreira mecânica para o desenvolvimento das raízes. Foto B pg 43 agrícola

Os solos arenosos são menos indicados para o cultivo da cana, pois não apresentam boa capacidade de armazenamento de água e, ainda, favorecem perdas de nutrientes por  lixiviação. Mesmo assim, há muitas áreas com este tipo de solo sendo utilizadas no cultivo da cana de açúcar. Lixiviação é o processo de extração de uma substância  presente em componentes sólidos, através da sua dissolução num líquido. No caso em questão, seria o arraste dos sedimentos e nutrientes naturais da terra ou mesmo adubos químicos ou orgânicos acrescentados na lavoura, pela enchurrada provocada pelas chuvas. Dentre os componentes que seriam gradativamente extraídos, constam minerais solúveis, como fósforo, cálcio, nitrogênio, etc. Características químicasA acidez e a alcalinidade do solo são bem aceitas pela cana-de-açúcar. Seu sistema de raízes diferenciado executa a exploração das camadas bem mais profundas do solo, quando comparado com o sistema radicular das demais culturas. A planta desenvolve-se em solos com pH entre 4 e 8,5, mas o mais satisfatório gira em torno de 6,5. O sistema radicular da cana desenvolve-se em maior profundidade devido à longevidade da lavoura – de 4 a 7 anos- e assim, o vegetal passa a ter uma estreita relação com as camadas mais profundas do terreno. É evidente que para obter produtividade satisfatória é necessário recuperar a fertilidade da área, tanto nas camadas superficiais como nas mais profundas, sempre que estas não apresentarem condições ideais para o cultivo da cana. Para isto deverão ser executadas inúmeras coletas de amostras de solo de cada talhão de lavoura, que serão analisadas  para detectar eventuais insuficiências e acima de tudo, definir o fertilizante ideal e a modalidade de cana adequada a cada gleba. Finalizando, dado a magnitude da área agrícola necessária para suprir uma usina mesmo que de porte médio, a análise de viabilidade de implantação de um novo projeto deverá dar a máxima relevância à qualidade da área agricultável disponível. Vale lembrar que cada hectare de cana de açúcar cultivado, produz em média 100 toneladas de colmo – nome na parte aproveitável da cana - que serão processadas na  planta industrial. Como uma unidade de porte médio tem capacidade para moer  aproximadamente 3.700 ton. por dia, numa safra que se estende de maio a dezembro,  portanto 8 meses ou 240 dias, isto nos levaria a um montante ao redor de 900.000 ton. Para suprir esta capacidade de moagem, necessitaríamos seguramente de 9.0000 hectares de lavoura adulta, ou seja, 3.719 alqueires paulistas.

Capítulo – 5

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c) - As variedades de cana de açúcar. SP80-185 Destaca-se pela produtividade agrícola e sanidade, além do porte ereto que lhe confere  boa adaptabilidade ao corte mecanizado; o teor de fibra é alto, com florescimento médio e pouca isoporização; responde bem à maturadores químicos e reguladores de crescimento; a exigência em fertilidade do solo é média e a brotação de soqueira é ótima; possui desenvolvimento inicial lento e hábito foliar ereto que prejudicam o fechamento de entrelinha no início do ciclo; é resistente à ferrugem, mosaico e escaldadura, e tem reação intermediária ao carvão; não apresenta sintomas de amarelecimento; possui reação intermediária para suscetível à broca. SP80-1816 Diferencia-se pela brotação de soqueira, rápido desenvolvimento vegetativo e porte ereto, sendo excelente opção para o corte mecanizado de cana crua; apresenta boa resposta na aplicação de maturadores químicos; o perfilhamento é excelente, assim como o fechamento de entrelinhas; não floresce, o teor de fibra é alto, não apresenta tombamento e a exigência em fertilidade do solo é média; possui sensibilidade média a herbicidas; a maturação é semi-precoce na cana-planta e um pouco mais precoce na soca, atingindo altos teores de sacarose; tem resistência intermediária à broca e boa sanidade às outras principais doenças; não tem mostrado os sintomas de amarelecimento. SP80-3280 É reconhecida pelo alto teor de sacarose e produtividade em soqueira; o seu  perfilhamento é intermediário e o fechamento das entrelinhas é bom, devido ao crescimento inicial vigoroso; floresce, no entanto apresenta pouca isoporização; seu teor  de fibra é alto, o tombamento é regular e a exigência em fertilidade do solo é média; tem  boa brotação de soqueira; apresenta sensibilidade média a herbicidas e resistência ao carvão, mosaico e ferrugem e é tolerante à escaldadura; não tem mostrado sintomas da síndrome do amarelecimento; apresenta suscetibilidade à broca. SP83-5073 Caracteriza-se principalmente pelo alto teor de sacarose e precocidade; apresenta boa  brotação de soqueira com perfilhamento médio, exigência média em fertilidade do solo, sendo que não floresce e não isoporiza; seu teor de fibra é alto; não apresenta sensibilidade a herbicidas; apresenta respostas significativas em acréscimos de pol % cana à aplicação de maturadores químicos; é resistente à broca dos colmos, ao mosaico e à escaldadura, sendo intermediária ao carvão e à ferrugem; tem apresentado sintomas de amarelecimento no início e final do ciclo em condições de estresse hídrico. . SP89-1115 (CP73-1547) É conhecida tanto pela sua alta produtividade e ótima brotação de soqueira-inclusive sob a palha-, como pela sua precocidade e alto teor de sacarose. É recomendada para colheita até o meio da safra, respondendo positivamente à melhoria dos ambientes de  produção. Apresenta hábito semi-ereto e baixa fibra, floresce freqüentemente, porém com pouca isoporização. É resistente ao carvão, mosaico, ferrugem e escaldadura, sendo suscetível à broca.

17 SP90-1638 (SP78-4601 x?) É conhecida pelo ótimo perfilhamento e brotação de soqueira-inclusive sob a palha-, por  não florescer, isoporizar pouco e pela sua alta produção, sendo recomendada para colheita do meio para o final da safra, nos ambientes com alto potencial de produção. Apresenta hábito semi-ereto e baixa fibra, teor de sacarose e precocidade médias. Nos testes de doenças e nas avaliações às pragas, apresentou suscetibilidade apenas à escaldadura. SP90-3414 (SP80-1079 x SP82-3544) Destaca-se pelo seu porte ereto, por não florescer, isoporizar pouco e pela sua alta  produção, sendo recomendada para colheita do meio para o final da safra. Nos ambientes de alto potencial de produção, responde positivamente à melhoria deles e apresenta teor de sacarose e de fibra médios. Com relação às doenças e pragas, é suscetível à escaldadura e intermediária ao carvão e broca. SP91-1049 (SP80-3328 x SP81-3250) Seu diferencial é a precocidade e alto teor de sacarose, sendo recomendada para colheita no início da safra. Foi mais produtiva que a RB72454 nos ambientes de produção desfavoráveis. Apresenta hábito semi-ereto, médio teor de fibra; floresce pouco, mas isoporiza. Características: resistente às principais doenças e pragas, sendo considerada de suscetibilidade intermediária ao carvão e à cigarrinha.

Capítulo – 5 d) - A formação da lavoura. Já na aula de número 2-B fizemos uma colocação, que vale a pena ser relembrada: “Quanto mais harmonizados os dois setores estiverem, - agrícola e industrial- maior será a eficiência da usina como um todo. Por isto mesmo, não importa a que setor de toda aquela enorme organização você faça parte, é imprescindível ter conhecimento dos fundamentos agronômicos que norteiam a preparação do solo, o plantio e a colheita da cana, assim como do processo industrial como um todo, para não se sentir como um extrangeiro dentro do enorme sistema organizacional.” Por esta razão, preparamos uma explanação que, embora trate de cada tópico do setor  agrícola com superficialidade, fornecerá uma noção razoavel do processo de preparação da terra, do plantio e da colheita. A preparação do soloSe faz necessário tomar cuidado com a preservação da riqueza natural de todo o terreno que será agricultável. O solo é uma mistura de diferentes materiais, desde rochas que se transformaram na terra propriamente dita – é o caso do basalto que dá origem a terra roxa – incluindo ainda sedimentos orgânicos e minerais, além de uma vegetação natural  – por exemplo, mata de cerrado – ou já implantada como velhas pastagens. A limpezaMuitos canaviais estão sendo ampliados, dominando áreas de velhas pastagens, algumas delas degradadas, e então, faz-se necessário a utilização de tratores de esteiras de grande  porte para a retirada de obstáculos (barrancos, cupins, troncos, valas, pequenas irregularidades topográficas, etc.) presentes. Paralelamente a este trabalho são coletadas amostras de solo de cada gleba, que após identificação são remetidas ao laboratório do Departamento Agrícola onde são efetuadas análises químicas e físicas. Assim determina-se o tipo de correção – calagem e/ou

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adubação - a serem utilizadas para melhorar a eficiência do solo para o plantio. Eventualmente é feita uma aplicação de herbicida para a eliminação de ervas daninhas de difícil controle. Utilizando-se pulverizadores de barras, acoplados a tratores, e municiando os operadores com Equipamentos de Proteção Individual (EPI) para evitar  eventual intoxicação, a operação é acompanhada por um técnico agrícola da própria empresa especializado neste tipo de operação. A eliminação da soqueira em áreas de reforma da “fundação” No jargão da usina, quando um canavial está envelhecido e consequentemente com a capacidade de produção comprometida, fazendo-se necessário a aração da terra e novo  plantio, diz-se que será necessário trocar a “fundação da lavoura”. A nomenclatura é de fato apropriada, pois o canavial terá de ser refeito desde o seu alicerce. Esta decisão sempre é tomada após uma análise econômica da gleba, que leva em conta diversos fatores como: custo de tratamento da soqueira, sua produtividade atual e futura, a riqueza da variedade instalada atual e da futura, etc. O primeiro passo nesta empreitada é a análise do solo, e então se inicia a destruição da soca – brotação do canavial- através de uma gradeação média por grades com discos de 24” ou 32”. Foto A pg 22 agrícola

Eventualmente, dependendo do tipo de solo e das ervas infestantes, pode-se efetuar uma destruição química da soca e das pragas encontradas. A sistematização do terreno – Para dinamizar o fluxo de caminhões e tratores na colheita, executa-se a rede viária do terreno, assim como a construção de terraços para a  proteção contra a erosão, sendo utilizados para esses serviços tratores de esteira e também a moto niveladora. Este empreendimento requer todo um planejamento e sua execução é demarcada pelo serviço de topografia do Departamento Agrícola da usina. Foto A pg 31 agrícola A correção do solo - A análise química determina a eventual acidez do terreno, e o tipo de correção a ser utilizada. O laudo define também o tipo e volume de calcário a ser  aplicado em cada área. A distribuição do calcário - calagem - é feita através de carretas distribuidoras, tracionadas por tratores e abastecidas de calcário por uma pá carregadeira. O laboratório de análises químicas confere também a composição química e física do calcário adquirido, através de ensaios por amostragem. A aração - Antes de qualquer procedimento, deve-se fazer um levantamento na área a com a utilização do penetrômetro de impacto. Basicamente consiste na introdução no terreno, de um elemento de penetração, geralmente de formato cônico. A penetração ocorre através do impacto de uma massa de peso pré-estabelecido, que é então erguida a uma altura já definida e deixada cair sobre o elemento penetrador. O resultado do ensaio é justamente o número de golpes necessários para que o penetrômetro introduza a uma determinada profundidade. A comparação do resultado obtido, com uma tabela padrão de referência, dará as características geotécnicas do solo. Após o levantamento, é então determinado se o solo será arado e a que profundidade ou, dependendo da topografia, se o mesmo deverá ser inclusive subsolado. Para a aração é utilizado arado fixo ou reversível, tracionado por tratores de pneus. Já a subsolagem somente pode ser realizada por tratores de esteira. A gradeação - As áreas subsoladas geralmente necessitam de duas gradeações pesadas, e as áreas aradas, apenas uma. Para a execução são empregadas grades aradoras tracionadas por tratores e a operação é realizada 24 h/dia de trabalho. Entretanto estes números citados podem ser alterados dependendo das condições do solo em relação ao seu destorroamento e nivelamento.

Foto A pg 21 agrícola

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Capítulo – 6 a) – O plantio. Alguns procedimentos preliminares devem impreterivelmente serem efetuados antes do  plantio, como a gradeação de acabamento e a surcação. Outros, entretanto, como a aplicação de um herbicida pré-plantio, ou mesmo a fosfatagem do terreno, deverão ser  decididos caso a caso. No caso do defensivo agrícola, a decisão dependerá do grau da infestação de ervas daninhas, e com relação ao espargimento de fosfato, ele só será executado quando a análise química do solo indicar a necessidade. Foto B pg 48-A A sulcação - Nos terrenos de boa topografia, faz-se uma sulcação para deposição de torta de filtro para a recuperação do solo. Em outros tipos de terreno, o emprego de formulados químicos no fundo do sulco, ocorre já no momento da sulcação. Os sulcos são executados com sulcadores tracionados por tratores de tração 4x4 em topografias planas, e tracionados por tratores de esteira onde não se permite a operação com tratores de pneu. A decisão da dosagem de torta de filtro é determinada através de análise química e é efetuada por carretas com capacidade média de carga de 6 a 7 tons. O adubo químico, por ser de menor volume, é transportado diretamente sobre o sulcador, ocorrendo a sua distribuição já na abertura dos sulcos. O plantio O planejamento de variedades, visando maior produtividade - obtenção de mais toneladas de açúcar por hectare-, e a redução de pragas e doenças da cana-de-açúcar, acontece em um setor do Departamento Agrícola onde são construídos viveiros e campos de produção de mudas para este fim. Nesta área, as plantas passam por um  processo de termoterapia -tratamento térmico- e sofrem operações de roguing. Foto A pg 44 agrícola O tratamento térmico cujo custo é bastante acessível pode ser feito em mini toletes com o objetivo de controlar o raquitismo da soqueira. O tratamento consiste em submeter os colmos a uma temperatura de 50,5 ºC, por duas horas. A termoterapia pode ser realizada de várias formas, sendo que os tratamentos mais utilizados são: de toletes de diversas gemas ao mesmo tempo e de gemas isoladas. Roguing é uma expressão inglesa que significa a prática de examinar cuidadosa e sistematicamente o campo de produção de sementes e mudas com o objetivo de eliminar  quantas vezes forem necessárias as plantas e doenças indesejáveis. É uma operação de fundamental importância para a obtenção de sementes ou mudas de elevado grau de  pureza varietal, genética e física. Esse planejamento leva em conta experiências locais, através de implantação de experimentos junto a ESALQ e a COPERSUCAR. O período de crescimento para o efetivo corte das mudas nos viveiros é de aproximadamente dez meses. Foto A pg 51 agrícola ‘

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Capítulo – 6  b) – A colheita manual. Anterior à colheita, é realizado um estudo de aplicação de maturadores na lavoura, em oportunidades diferentes e de acordo com seu modo de atuação e período ideal de safra de cada gleba. Definido o programa de colheita, determina-se o montante da área com necessidade de maturação induzida, através das diferentes variedades de cana, idade mínima, topografia e localização. Então em data adequada, é feita a aplicação aérea de cada setor, e posteriormente, um acompanhamento por análise é realizado na própria Usina. Ao atingirem a plena maturação, as glebas agrícolas são liberadas para a queima, sendo que estas ocorrem só quando devidamente autorizadas, e são acompanhadas de perto  pela brigada de bombeiros da unidade. O deslocamento da cana colhida até o pátio da indústria se realiza por intermédio de caminhões com uma, duas ou até três julietas. Estes caminhões podem ser carregados diretamente na lavoura com carregadeiras apropriadas, ou pelo sistema de transbordo. Este é um método que consiste no carregamento da cana por carregadeira, em carretas dotadas de pneus especialmente largos para não afundarem dentro da lavoura. Estas carretas desenvolvidas para este fim são tracionadas por tratores 4x4, que deslocam a carga até um ponto estratégico fora da área agricultável. Lá o transbordo é realizado por gruas instaladas sobre os caminhões agrícolas. As carregadeiras por sua vez, agarram a cana recém cortada e amontoada manualmente. Foto A pg 10 agrícola A queima e o corte são realizados conforme rigorosa programação para que todo este  processo se realize o mais rápido possível, evitando perdas na extração do açúcar. Quanto menor o tempo entre a queima/corte da cana e a moagem, menor será o efeito de atividades microbianas que ocorrem nos colmos, e melhor será a qualidade da matéria prima entregue à indústria. Além de afetar a eficiência dos processos de produção de açúcar e álcool, o tempo de queima/corte também compromete a qualidade dos produtos finais e o desempenho dos processos.

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Capítulo – 6 c) – A colheita mecanizada. Uma lei do estado de São Paulo proíbe a execução da queima de cana pré-colheita devido ao alto impacto que a fumaça desse processo causa na saúde coletiva e no meio ambiente. A previsão inicial era de que a proibição fosse efetivada a partir de 2031. Posteriormente, um acordo entre governo do Estado e União da Indústria de Cana-deaçúcar –ÚNICA -, estabeleceu uma redução do prazo para 2017. A cana-de-açúcar, quando não é queimada, exige muito mais esforço dos cortadores, diminuindo a produtividade do corte manual em comparação às máquinas colheitadeiras. A ausência das queimadas, de fato traz benefícios à saúde e ao meio ambiente, no entanto, pouco ainda se sabe a respeito das conseqüências que a mecanização trará para a mão de obra rural, que depende dos canaviais. Pressionadas pela legislação ambiental, a praticidade e o custo da colheita mecanizada, e, também pelo fato de que esta alternativa elimina juntamente com a mão de obra,  problemas sindicais, as usinas aderiram ao novo método. Entretanto, mesmo aquelas que já mecanizaram a colheita, forçosamente ainda executam boa parte deste trabalho através da mão de obra operária, porque as colheitadeiras não conseguem transitar em qualquer tipo de terreno. Foto A pg 5 agrícola Outro fator que é levado em conta na análise de custo e benefício, é que as máquinas além de muito caras, requerem todo um suporte para operarem com eficiência e segurança. Cada colheitadeira nova de grande porte, não importando a marca, custa aproximadamente R$ 850.000,00. Além da máquina em si, são necessários também dois equipamentos para transbordo, que elevem a cana na altura das carretas, e também tratores e veículos de segurança, como ambulância e caminhão-pipa da equipe de  bombeiros. Faz ainda parte da complexa estrutura, um caminhão comboio, dotado de

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uma equipe de mecânicos e lubrificadores, que fornecerá apoio técnico constante para evitar qualquer interrupção no processo. A presença da brigada anti-incêndio é essencial por causa da alta temperatura de funcionamento da colheitadeira e pela facilidade de combustão da palha da cana-deaçúcar. Além do risco de incêndio em área de corte de cana mecanizado, em caso de acidente, o fogo poderia danificar ou destruir a própria máquina de custo elevado. Por  estas razões, há um consenso entre os usineiros, de que toda nova aquisição deve, impreterivelmente, ser de três unidades, já que apenas uma delas a mais, de qualquer  modo exigiria um “suporte,” que poderia muito bem atender a três delas de uma só vez.

Capítulo – 6 d) – A manutenção da lavoura, após a safra. Após cada colheita, analisa-se a produção de cada gleba para se definir o tratamento a ser dado ao solo, visando sua melhoria de rendimento na safra futura. Faz parte deste estudo um conjunto complexo de informações como a variedade plantada, o local, infestação de ervas, os adubos e defensivos aplicados, a idade do canavial, a incidência  pluviométrica ocorrida durante o ano, etc. A avaliação interligada de todas estas variáveis irá definir o tratamento que poderá, por  exemplo, consistir no enleiramento da palha restante de forma a permitir uma tríplice operação de subsolagem, adubação e destorroamento, realizada por tratores pesados. Estes equipamentos realizam o cultivo de tríplice operação que armazena e distribui 600 quilogramas de fertilizante por abastecida, sendo que o nível de adubação será obviamente baseado na produção obtida. Este processo permite que, ao mesmo tempo se coloque o adubo incorporado à profundidade adequada do solo, e crie condições para se realizar a aplicação de herbicidas para o controle de eventuais ervas - daninhas. Algumas vezes, dependendo da área, se realiza a aplicação de vinhaça por fertirrigação, dispensando a adubação química. Sabendo-se o nível de infestação e o tipo de erva daninha predominante, define-se qual ou quais herbicidas serão utilizados em bombas acopladas a tratores de pneus. Através de todo o ciclo da cultura de cana-de-açúcar é feito também o controle de insetos cortadores –formigas -, utilizando o método de termonebulização ou iscas granuladas depositadas nos terrenos infestados. O processo de termonebulização consiste da geração de gotículas ultrafinas na faixa de 1micrômetro = 1/1000 mm. Os componentes líquidos da formulação são vaporizados, formando aerossóis ultrafinos ao entrarem em contato com o ar ambiente. O método da termonebulização é utilizado particularmente em aplicações de controle de  pragas, nas quais se deseja distribuir as substâncias ativas uniformemente no ambiente, mesmo nos locais mais inacessíveis, e sem a formação de resíduos indesejáveis. É a solução ideal para o tratamento de superfícies em grandes áreas e grandes espaços vazios, com um mínimo de substância ativa e com pouco esforço Para a eliminação de alguma erva daninha que porventura escape do controle, realiza-se carpa química com aplicadores costais manuais ou mecânicos. No caso de alguma reincidência, para a completa eliminação da mesma, este repasse se restringe a uma aplicação manual de herbicida ou duas carpas manuais com enxadas.

Capítulo – 7 a) - Glossário.

23 ATR (Açúcares Redutores Totais)- Indicador que representa a quantidade total de açúcares da cana sacarose, glicose e frutose-. O ATR é determinado pela relação POL/0,95 mais o teor de açúcares redutores. Açúcares redutores- Representam a quantidade de glicose e de frutose presentes na cana, e que afetam diretamente a sua pureza, já que refletem em uma menor eficiência na recuperação da sacarose pela fábrica. Brix da cana- É a porcentagem em massa de sólidos solúveis contidos em uma solução de sacarose quimicamente pura Broca- A mais importante praga da cana é a Diatraea saccharalis, cujo adulto é uma mariposa de hábitos noturnos, e que realiza a postura na parte dorsal das folhas.  Nascidas, as lagartinhas descem pela folha e penetram no colmo, perfurando-o na região nodal. Dentro do colmo cavam galerias, onde permanecem até o estádio adulto. Os prejuízos decorrentes do ataque são a perda de peso devido ao mau desenvolvimento das plantas atacadas, morte de algumas plantas, quebra do colmo e redução da quantidade de caldo. Além desses, o principal prejuízo é causado pela ação de agentes patológicos que penetram pelo orifício ou são arrastados juntamente com a lagartinha, ocasionando entre outros danos a podridão-vermelha, responsável pela inversão e perda de sacarose no colmo. Carvão- É uma doença sistêmica causada por fungo e que encontra boas condições de desenvolvimento nas regiões subtropicais com inverno frio e seco. O sintoma característico é a presença de um apêndice na região final do colmo, medindo de 20 a 50 cm de comprimento por 0,5 a 1,0 cm de diâmetro. Inicialmente, esse "chicote" apresenta cor prateada, passando posteriormente à preta, devido à maturação dos esporos nele contidos. A transmissão ocorre pelo plantio de mudas doentes, pelo vento que dissemina os esporos e pelo solo contaminado. A doença provoca um verdadeiro definhamento na cana-de-açúcar, dando à planta uma semelhança de capim. Ambos os rendimentos, tanto o agrícola como o industrial são severamente afetados. Cigarrinha- O termo cigarrinha-da-cana-de-açúcar é a designação comum a diversas espécies de insetos de ampla distribuição no Brasil, sendo extremamente comuns em áreas cultivadas, o que as tornam constantes pragas em diversas culturas agropecuárias. Os insetos machos dessa espécie medem cerca de 12 milímetros e possuem coloração geral avermelhada. Atacam as folhas e raízes da cana-de-açúcar. Também são conhecidos pelos nomes de baratinha, cigarrinha-dos-canaviais e cigarrinha-vermelha. Os principais danos vistos são plantas desnutridas, desidratadas e ressecadas. Folhas com manchas amareladas e posteriormente avermelhadas e secas. Os adultos injetam toxinas nas folhas. A redução da área verde da cana decorrente da sucção pelas ninfas e adultos interrompe o processo de fotossíntese, causando atrofia da cana e encurtamento dos entrenós (gomos), reduzindo o armazenamento do açúcar e podendo causar perdas agrícolas e industriais da ordem de até 60%. Escaldadura- Doença de ação sistêmica, causada por bactéria, é transmitida pelo  plantio de mudas doentes ou qualquer instrumento de corte contaminado. As folhas tornam-se anormais, duras, subdesenvolvidas e eretas, com estrias finas. Pontuações avermelhadas são observadas na região do nó, quando o colmo é seccionado longitudinalmente.

A escaldadura provoca baixa germinação das mudas, morte dos rebentos ou de toda a touceira, desenvolvimento subnormal das plantas doentes, entrenós curtos e baixo rendimento em sacarose.

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Esporos- Em biologia, chamam-se esporos as unidades de reprodução das plantas. Um esporo é basicamente uma célula envolvida por uma parede celular que a protege até as condições ambientais se mostrarem favoráveis à sua germinação. Fechamento das entrelinhas- Quanto maior for o índice de área foliar numa modalidade de cana-de-açúcar, tanto maior será a velocidade no fechamento das entrelinhas – espaçamento regular na plantação- e obviamente menor será a disseminação de ervas daninhas.

Ferrugem- Dentre as doenças fúngicas - causadas por fungos - e que podem prejudicar  o canavial, a ferrugem é uma das mais disseminadas. A ferrugem está presente em todas as regiões produtoras do Brasil e é encontrada em, aproximadamente, 64 países  produtores. Conhecida há mais de 100 anos, a doença causa perdas de 50% nas variedades mais suscetíveis. Inicialmente, surgem pequenas pontuações cloróticas nas folhas, que evoluem para manchas alongadas de coloração amarelada, podendo ser  observadas na superfície superior e inferior da folha. As manchas variam entre dois e dez centímetros de comprimento e um e três centímetros de largura e aumentam rapidamente de tamanho, mudando da coloração amarela para avermelhada, vermelho parda e preta nos estágios finais de morte da folha. Gema- Termo botânico que designa o “olho” do nó, exatamente onde irá iniciar a formação do broto. Internódio- Internódio é um termo botânico, que designa o intervalo entre as gemas de crescimento do caule, também chamadas de nós. Isoporização- O processo de florescimento, um aspecto importante na produção da cana-de-açúcar, implica em alterações morfofisiológicas da planta, sendo considerado altamente indesejável, pois normalmente é acompanhado de intensa “isoporização” ou chochamento dos colmos. São atribuídas ao florescimento, perdas substanciais em tonelada de cana e teor de sacarose durante a colheita. A “isoporização” do colmo tem início com a ocorrência do florescimento, ocasionando a desidratação do tecido e uma conseqüente perda de peso final. Manchas cloróticas- Manchas amareladas espalhadas na superfície da folha. Mosaico- Trata-se de uma doença sistêmica, causada por vírus e que, no passado, acarretou seríssimos prejuízos à agroindústria mundial, inclusive à brasileira, chegando a dizimar certas variedades com extenso cultivo na época. A transmissão da doença ocorre através do plantio de tolete contaminado e pelos pulgões. O principal sintoma surge nas folhas jovens do cartucho, sob a forma de pequenas estrias, causando uma alternância entre o verde normal da folha e o verde claro das estrias. A baixa  produtividade das lavouras enfermas é conseqüência do subdesenvolvimento das plantas e baixo perfilhamento das touceiras Perfilhamento- No plantio de cana, são enterrados no sulco porções do caule da planta. Cada porção do caule é cortada de forma a apresentar 1, 2 e até 3 gemas, e que, por esse motivo, são utilizados para propagar a mesma. Essas porções de caule são denominadas

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toletes. Diante da umidade do solo e da presença de sais minerais, o tolete propaga as  primeiras ramificações com folhas. O mesmo tolete pode apresentar várias ramificações originando, visualmente, diferentes plantas. Como todas as ramificações provêm de um único tolete, são na realidade a mesma planta. Esse conjunto de ramificações originados a partir de um tolete é denominado touceira. Quando acontecem essas ramificações a  partir de um mesmo tolete, ou sistema radicular de uma planta, diz-se que a planta apresenta perfilhamento. Pol da cana- teor de sacarose – porcentagem- aparente na cana. Para a indústria canavieira, quanto mais elevados os teores de sacarose, melhor. Porcentagem da fibra da cana- Reflete na eficiência da extração da moenda, ou seja, quanto mais alta a fibra da cana, menor será a eficiência de extração. Por outro lado, é necessário considerar que variedades de cana com baixos teores de fibra são mais susceptíveis a danos mecânicos ocasionados no corte e transporte, o que favorece a contaminação e as perdas na indústria. Quando a cana está com a fibra baixa ela também acama e quebra com o vento, o que a faz perder mais açúcar na água de lavagem.

Pureza: é determinada pela relação POL/Brix x 100. Quanto maior a pureza da cana, melhor a qualidade da matéria-prima para se recuperar açúcar. Todas as substâncias que apresentam atividade óptica podem interferir na POL, como açúcares redutores (glicose e frutose), polissacarídeos e algumas proteínas. Tempo de queima/corte: é o tempo entre a queima do canavial e a sua moagem na indústria (no caso da colheita manual) ou o tempo entre o corte mecanizado e a moagem. Quanto menor o tempo entre a queima/corte da cana e a moagem, menor será o efeito de atividades microbianas nos colmos que ocorrem e melhor será a qualidade da matéria-prima entregue á indústria. Além de afetar a eficiência dos processos de  produção de açúcar e álcool, o tempo de queima/corte também afeta a qualidade dos  produtos finais e o desempenho dos processos. Sistêmico- Por definição, o pensamento sistêmico inclui a interdisciplinaridade, no caso de doenças sistêmicas que atacam a cana de açucar, são aquelas que causam dano ao vegetal como um todo e não apenas em um ponto localizado. Seria como por exemplo a hipertenção no corpo humano que termina por comprometer toda a sua funcionalidade, diferentemente de uma otite – infecção no ouvido. Raquitismo da soqueira- As mudas portadoras do raquitismo exibem germinação lenta e desuniforme, e os maiores prejuízos ocorrem nas soqueiras com baixo perfilhamento, internódios curtos, com subdesenvolvimento geral e desuniforme no talhão. A disseminação do raquitismo no campo ocorre pelo plantio de muda doente e pelo uso de instrumento cortante contaminado, principalmente o podão usado no corte da cana. Soqueira- Após o corte da cana, as raízes que sobram no campo recebem o nome de soqueiras. Quando há a necessidade de se refazer o plantio da cana-reforma do canavial, ou reforma da fundação da lavoura-, as soqueiras são eliminadas, muitas vezes, por  herbicidas ou mesmo máquinas apropriadas que erradicam mecanicamente as mesmas.

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Capítulo – 8 a) – Como surgiu o capital estrangeiro no setor  sucroalcooleiro nacional. É inegável que nas duas últimas décadas ocorreu uma modernização muito grande na indústria sucroalcooleira nacional, mas ainda hoje se a compararmos com outros setores como, por exemplo, o de fabricação de papel e celulose, notaremos que a tecnologia utilizada nas usinas de açúcar e álcool, ainda continua antiquada. Anteriormente a este  período de considerável progresso que mencionamos, os críticos mais ácidos diriam mesmo que a tecnologia utilizada na indústria açucareira era “pré - histórica”. Principalmente por tratar-se empresas do setor alimentício, o grau de higiene, por  exemplo, mantido ainda hoje pela maioria delas, é praticamente inaceitável.  Nos últimos cinco anos, porém, ocorreu uma drástica mudança no panorama econômico do setor, com a entrada de verdadeira avalanche de capital estrangeiro. Este fato inegavelmente trouxe franca melhoria, inclusive na área tecnológica e duas são as razões básicas que os economistas afirmam que desencadearam este “boom”. A incapacidade da India - nosso maior concorrente - em conseguir majorar sua  produção para suprir o crescente mercado internacional de açúcar, e o fato do mundo haver despertado para a real necessidade do uso de um combustível alternativo, que fosse ao mesmo tempo mais limpo que o petróleo, e também renovável. Estes dois fatores acabaram por provocar a enorme injeção de capital no setor sucroalcooleiro do Brasil, que então, sofreu praticamente uma revolução. Uma considerável quantidade de unidades de pequeno e médio porte, com histórico de varias gerações como empresas familiares, foi parar nas mãos destes grupos investidores, e inclusive, há casos de grandes plantas que também sucumbiram à pressão econômica e foram negociadas. Ainda que atualmente muitas destas usinas mantenham boa parte da antiga equipe dentro do seu quadro de gestores e técnicos, o poder acionario, os seja, a capacidade de decidir, já está nas mãos de companhias estrangeiras. Paralelamente a esta interferência, que indiscutivelmente forneceu “poder de fogo” para imediatas ampliações tanto na área industrial quanto na agrícula de várias delas, um número realmente preocupamte de outras unidades começou a ser instalado nos estados de São Paulo, Mato Grosso do Sul, Goias e Minas-Gerais. Alguns municípios inclusive, tomaram medidas acauteladoras tentando coibir a monocultura da cana dentro de seus dominios de jurisdição, por a considerarem danosa à própria economia local.

Capítulo – 8  b) – O mercado internacional do açúcar. Sendo o açúcar uma comoditie – leia-se mercadoria - de comércio internacional, cujo  preço de mercado é pautado ou pela Bolsa de N.Yorque ou de Londres, obviamente que os investidores estão cientes de que não podem se dar ao descaso de administrarem suas recentes aquisições “com rédea solta”. Experientes, sabem que é decisivo reestruturar as empresas, modernizar os equipamentos, a frota de veiculos, toda a estrutura agrícola, e, se possível, enchugar o quadro de funcionarios. A nova administração dispensa os que são menos capacitados, e substitui os que não se adequarem às novas normas. São medidas objetivando obter o produto final com preço internacionalmente competitivo. Vale lembrar que o mercado consumidor para uma  produção de açúcar desta magnitude, não é o interno. Em 2008 o Brasil exportou

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mais de 19,5 milhões de toneladas do produto, e em 2009, a exportação passou a marca dos 22 milhões de toneladas. Apenas como curiosidade numérica, lembrando que os navios que usualmente transportam o açúcar a granel, abrigam em média 100.000 ton. do produto, estamos falando de nada menos que 200.000 cargueiros em um ano, que representariam uma frequência de 54 partidas por dia dos portos brasileiros! Os Estados Unidos por serem também produtores, adotam uma política protecionista e  procuram criar barreiras alfandegarias para dificultar a entrada do nosso produto naquele país. A Europa, um consumidor disputado, pode muito bem ser abastecida  pelos portos do Mediterrâneo, que seriam facilmente alcançados pelos fornecedores indianos, fazendo a rota pelo Mar da Arábia, Mar Vermelho, e depois acessando o Mediterrâneo pelo Canal de Suez. O Oriente Médio, outro forte comprador cuja porta de entrada maior é Dubai, nos Emirados Árabes, têm para os indianos, um acesso mais fácil ainda. Basta navegar para o norte pelo Mar da Arábia, e depois apenas adentrar   pelo Golfo de Omã, ou eventualmente fazerem a rota anterior até o Mediterrâneo, chegando então por exemplo a Beirute, no Líbano. Concluindo, o Brasil tem de produzir o seu açúcar de exportação impreterivelmente com custo baixo o suficiente para compensar a considerável diferença a ser paga em frete, às companhias que irão fazer a longa travesia do Atlântico. O preço de mercado internacional, refere-se sempre ao açúcar posto, por exemplo, no Porto de Hamburgo, na Alemanha, ou no de Marselha no sul da França, mas não importa de onde tenha vindo.

Capítulo – 8 c) – O açúcar VHP, (Very High Polarization), o carro chefe no mercado de exportação. O Brasil é o maior produtor mundial de açúcar, sendo que cerca de 65% da sua  produção é exportada. Do que é comercializado no País, 84,5% do volume é de açúcar  cristal, 14%, de refinado e 1,5% de açúcar líquido. O carro chefe no mercado de exportação é sem dúvida o açúcar VHP, que pode ser  enviado a granel, ou em big-bags, que são embalagens de poliéster ultra-resistente, com capacidades variando de 500 kg a 2000 kg. O Açúcar VHP (Very Hight Polarization) é utilizado como matéria-prima para outros  processos e destinado ao refino devido a sua alta polarização. Quanto maior a  polarização, maior a pureza do produto, quanto maior a pureza, maior a capacidade de adoçar. O açúcar VHP tem entre 99,1-99.69% de polarização, e cor até 150 ICUMSA O termo ICUMSA é a sigla da International Commission for Uniform Methods of Sugar  Analysis - Comissão Internacional para Métodos Uniformes de Análise de Açúcar -. Quanto mais baixo esse índice, mais claro ou mais branco, é o açúcar. À medida que esse índice aumenta, o açúcar vai adquirindo uma coloração mais escura. A coloração do açúcar está diretamente relacionada: ao número de partículas carbonizadas presentes, o que representa falha na higienização do equipamento que entra em contato com o produto, uma vez que tais partículas são arrastadas durante o processo de fabricação; ao tamanho dessas partículas, ou seja, quanto menores as partículas, mais branco é o açúcar e vice-versa. Em sua fabricação, o tratamento do caldo é mínimo, e produzido sem a utilização de enxofre e cal, o que o torna o produto com uma cor diferente do cristal branco.  No estágio final, a massa cozida sofre lavagem reduzida na centrífuga, assim o açúcar  fica menos úmido e é ideal para exportação, já que a ausência de umidade facilita o

transporte a granel. Pode ser usado para o consumo, mas geralmente e exportado para  países que o utilizam na produção do açúcar branco ou refinado. A polarização do açúcar – POL - oficialmente expressa em graus ºZ (do vocábulo alemão zucker = açúcar) define a porcentagem de sacarose no açúcar, cujo valor para açúcar de consumo direto é sempre superior a 99,7

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Capítulo – 8 d) – Outros produtos que podem gerar receita para uma usina. Açúcar Refinado É um açúcar mais elaborado. Seu aspecto branco o torna mais sofisticado. É mais vendido no mercado interno. Tem mais do que 99,9 de Polarização e no máximo 45ICUMSA. Açúcar Demerara  Não passa pelos processos de clarificação, conservando assim intacta a película de mel que envolve os seus cristais. É pouco vendido no mercado interno, a maioria da  produção é para exportação. Açúcar Triturado É o mesmo açúcar Cristal só que moído. Seu maior uso é na produção de doces refinados. Baixa produção, vendido apenas no mercado interno. Mel Rico Mel com grande concentração de açúcar, geralmente utilizado para extração do açúcar  ou destilação de álcool. Melaço Mel com baixa concentração de açúcar, geralmente utilizado para destilação do álcool ou para alimentação animal. Energia Elétrica Produto originado a partir da queima do bagaço da cana (biomassa), utilizada na própria unidade industrial, sendo seu excedente vendido para concessionárias de energias. Óleo fúsel Subproduto da destilação do álcool, é utilizado para fins farmacêuticos e indústrias químicas. Levedura Serve como complemento de ração animal. Bagaço de cana hidrolisado Subproduto da cana cuja utilização é exclusiva para ração animal. Vinhaça Subproduto da fabricação do álcool é utilizado como fertilizante no canavial da própria unidade industrial. Torta Subproduto da fabricação do açúcar e do álcool é utilizada como fertilizante.

Capítulo – 9 a) – A eficiência no processo industrial.  No processo industrial, os três parâmetros decisivos para o bom desempenho da atividade sucroalcooleira são: elevado índice de recuperação de açúcar e álcool, mínimo custo operacional possível, e, altos índices de geração de energia elétrica excedente,

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 para venda. Eles são alcançados com o emprego de equipamentos e instalações de  boa qualidade, gestão eficiente, e com um mínimo de descontinuidade no processo fabril por falta de cana, limpezas e manutenção. Obviamente que um balanço energético  bem afinado, visando obter baixo consumo de vapor no processo e possibilitar gerar  vapor para a geração de energia elétrica excedente, é também decisivo. Mas com relação ao primeiro parâmetro que citamos o “índice de recuperação de açúcar e álcool na indústria”, ele de fato depende da eficiência do processo fabril, mas obviamente que depende também da qualidade da matéria prima utilizada. Daí a necessidade do pleno e total monitoramento do montante de cana recebido diariamente, e o mais relevante, a averiguação permanente da qualidade desta cana recebida.

Capítulo – 9  b) – A pesagem da matéria prima. A perfeita sincronia entre o transporte da cana desde a lavoura até o descarregamento no tombador é imprescindível para a eficiência e economia dos equipamentos e trabalhadores envolvidos neste enorme processo. Um eventual transtorno no recebimento pode originar até o congestionamento de caminhões carregados. Como conseqüência, haverá carência de veículos vazios na colheita, as colhetadeiras serão forçadas a parar suas atividades, o que comprometerá a eficiência do processo de movimentação e recebimento da cana na planta. Somente com a pesagem metódica da matéria prima, o setor agrícola conseguirá controlar a sua produção e produtividade. A Gerência Industrial também depende desta informação para controlar seus processamentos, medir a produtividade industrial, e tomar decisões. A pesagem fornece ainda dados que são imprescindíveis para o  pagamento da cana aos fornecedores e do transporte terceirizado. O certo é que ela  permite a criação de um banco de dados para consultas posteriores, muito úteis para as gerências dos dois setores, o agrícola e o industrial. A modernização das usinas atingiu praticamente todas as áreas: a agrícola, com a implantação das colheitadeiras mecânicas, a de transportes, com a utilização de carretas de transbordo e os enormes treminhões, e obviamente que esta busca por melhor  eficiência, atingiria também a indústria como um todo, desde a recepção da cana ao acondicionamento final do açúcar em big-bags de 2 toneladas, por exemplo. Incrementando o aumento de velocidade na recepção, e adequando-se ao recebimento de caminhões de cana inteira e picada, cada vez mais longos, muitas unidades instalaram balanças eletrônicas, totalmente automatizadas, com 30 metros ou mais de comprimento, e 120 toneladas de capacidade. As modernas balanças rodoviárias de plataforma são dotadas de sensores chamados células de carga. As células sustentam a plataforma e medem o peso da carga que está sobre a mesma, transmitindo um sinal elétrico que é decodificado e apresentado em valores numéricos ao operador. Muitas opções de automação podem ser atualmente acopladas à balança como, por exemplo: semáforos, cancelas, sensores de  posicionamento e leitores de dados do caminhão. Elas podem ser instaladas completamente sobre o piso, semi embutidas ou ainda totalmente embutidas. Neste último caso a balança fica sob uma plataforma de concreto que está ao nível do solo. Deve-se levar em consideração na definição do modo de instalação a área disponível e a facilidade de acesso para limpeza. As dimensões podem variar de 9 a 60 m de comprimento e largura entre 3,00 e 3,20 m. A capacidade de pesagem abrange de 30 a 200 t. Atualmente, há composições de transporte de cana com comprimento de até 40 m, e os modelos longos agilizam o processo de pesagem. A definição da quantidade de balanças

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necessárias a uma planta é definida em função da sua capacidade de moagem. Usualmente a usina possui um equipamento para pesar o conjunto caminhão-reboque carregado, e, outro na saída da recepção de cana, para a repesagem do veículo após a descarga. É obvio que estas operações podem ser feitas num só equipamento, se um deles estiver em manutenção, ou ainda se a capacidade de moagem da usina for tal que não necessite da duplicidade. As balanças são utilizadas também para pesagem de produto acabado, insumos necessários à produção de açúcar e etanol, adubos e defensivos agrícolas, e tudo o mais que for adquirido com valor proporcional ao peso, como por exemplo, vigas e chapas de aço.

Capítulo – 9 c) – O laboratório de sacarose, o PCTS. Até 1997 a cana sempre foi paga aos fornecedores, na maioria das unidades produtoras de açúcar e álcool, pelo teor de sacarose aparente do caldo, razão do nome - PCTS Pagamento de Cana pelo Teor de Sacarose. Após 1998, iniciou-se o pagamento da cana, com base no total de açúcares recuperáveis que é denominado ATR – Açúcar Total Recuperável . Ocorreu sem dúvida um aprimoramento na forma de pagamento, pois ele passou a incluir além da sacarose, o teor de açúcares totais, fibra, quantidade de impureza vegetal e mineral e outras características que auxiliam na determinação da qualidade da matéria prima a ser processada. Esta análise detalhada da cana passou a orientar o controle do  processo produtivo, e permitir uma fiscalização na eficiência da indústria na recuperação do açúcar produzido pela natureza no campo e acumulado nos colmos do vegetal. O pagamento aos fornecedores orientado pela ATR propicia uma remuneração maior àqueles que entregam a cana madura, devidamente limpa e com menor tempo decorrido após a queima. O verdadeiro valor da cana para a usina depende da quantidade de açúcar que pode ser recuperada dela e do custo que será despendido em seu processamento. O novo método de pagamento oferece um incentivo econômico ao  produtor para entregar uma matéria prima com qualidades que incrementem a produção de açúcar e etanol. É um sistema totalmente novo de pagamento que adota uma série de variáveis para o cálculo, entretanto o nome PCTS para mencionar o processo matemático de cálculo manteve-se, e, inclusive o local onde se coleta as amostras das cargas e executam as análises correspondentes, ainda é denominado “Laboratório do PCTS”. Cada amostra que é retirada através da sonda rotativa obliqua, na carga de cana dos caminhões, é desintegrada numa forrageira, esmagada numa prensa hidráulica, e o caldo resultante é então analisado para se determinar os parâmetros técnicos mencionados que definem a sua verdadeira qualidade enquanto matéria prima. O equipamento utilizado antigamente para a retirada da amostra, a sonda horizontal conhecida no jargão das usinas como “Bernardão”, hoje quase que faz parte do passado. Foto A pg 7 indústria Ele foi substituído por sondas amostradoras oblíquas, que realizam uma coleta mais legítima na operação de amostragem, uma vez que extraem material proveniente de todas as camadas de uma determinada carga. As carretas antigas ainda possuem na sua lateral de aço, o enorme buraco circular por onde entrava a sonda horizontal, mas já não é mais possível colocar diante dele uma cana melhor e receber o preço privilegiado por  toda uma carga de qualidade inferior.

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Capítulo – 9 d) – A descarga com o hilo ou tombador. Já faz muitos anos que as usinas deixaram de utilizar o barracão de cana para armazenamento de matéria prima, e a ponte rolante como equipamento para descarga. Barracão de cana é a denominação de edifícios construídos em alvenaria ou estruturas metálicas, muitas vezes sendo uma extensão do próprio edifício das moendas ou difusor, onde a cana era armazenada durante o dia para suprir a moagem noturna. Com uma largura entre 20 a 30 metros e a altura útil na faixa de 15 metros, e sempre assistido  por ponte rolante. Estas realizavam a movimentação da cana através de garras hidráulicas, ou do balanção que sustentava os cabos de aço que envolviam as cargas. Foto A pg 10 indústria Atualmente a cana sai da lavoura praticamente dia e noite, e, com a evolução dos meios de colher e transportar, o excedente que não vai ser moído durante o dia pode ser apenas colhido, porem transportado no próprio período noturno. Também é possível a cana ser  levada até a unidade produtora e mantida no pátio nas carretas tipo rodo trem ou bi trem como também são chamadas. As duas carretas são então separadas do cavalo mecânico e ficam livres para levarem outras duas vazias até a lavoura. Um trator 4x4 fará a movimentação das carretas carregadas, do local de estocagem até a balança e o ponto de descarga. Foto A pg 5 indústria

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Para o transporte rodoviário em si, emprega-se caminhões combinados com reboques em diferentes configurações: caminhão plataforma trucado,- truck -,caminhão  plataforma trucado com um reboque, -Romeu e Julieta-, caminhão plataforma trucado com dois reboques –treminhão- e cavalo mecânico com dois reboques - rodo trem ou bi trem -. Carrocerias tipo fueiro, específicas para cana inteira caíram em desuso. Possuíam a  parte frontal fechada, e as laterais e a traseira eram constituídas de tubos verticais de aço espaçados e com altura de aproximadamente 1,5 m. Estes tubos abrigavam no seu interior, troncos de eucalipto de 3”, cujo comprimento chegava até a altura total da carroceria. O descarregamento era feito com cabos passantes, erguidos pelo balanção da  ponte rolante do barracão. As carrocerias mais recentes são totalmente confeccionadas em chapa e perfis de aço, e servem para cana inteira e picada. A descarga é feita basculando-se a caçamba cujo eixo de articulação se localiza na parte superior lateral do lado da descarga. O basculamento foi projetado para ser feito com hilo tombador, entretanto pode-se utilizar a ponte rolante com balanção adaptado. Elas podem equipar os caminhões trucados, com um reboque, treminhão ou rodo trem. O hilo – do espanhol, fio – nada mais é que um guincho mecânico com capacidade de levantamento de 20 a 50 toneladas, provido de uma lança de 15m de comprimento, de onde desce o cabo de aço de 7/8” ou 1”. A lança na verdade é uma estrutura metálica tubular, com formato piramidal, em cuja extremidade estão as roldanas para guiar os cabos. O motor elétrico, redutor para dar torque e o tambor de enrolamento do cabo ao sistema estão instalados na base da lança. A lança, e o acionamento estão devidamente ancorados em uma robusta fundação de concreto armado, localizada abaixo da linha do  piso, e com dimensões aproximadas de 6m x 6m x 4m de profundidade. Na data do concretamento da fundação, na caixa que acondiciona a ferragem da formidável base, são despejados 144m3 de concreto usinado. A lança é projetada de tal modo que após ser instalada, fica ligeiramente inclinada em direção oposta à base que a segura. Esta inclinação permite que quando os veículos estacionem ao lado da lança para a descarga, os cabos de aço do hilo subam e desçam verticalmente.

Capítulo –10 a) – A limpeza diferenciada, para a cana queimada ou inteira e a crua ou picada. A cana que foi queimada e, portanto, colhida manualmente, chega à usina praticamente inteira dentro das carretas, tendo sido apenas despojada do palmito pelos operários da lavoura, pois inclusive a sua palha foi consumida pelas chamas da queimada. Na mesa de recebimento ela é impreterivelmente lavada por um sistema de jatos ou através de uma formidável cortina d’água, suprida por uma bomba centrífuga capaz de deslocar às vezes mais de 1.000 m3/hora, ou seja, mais de 1.000 000 litros/hora.

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Esta operação visa remover da matéria prima, areia, terra, cinzas, e outras impurezas danosas ao processo industrial. A areia, por ser enormemente abrasiva, tem a  propriedade de praticamente destruir equipamentos e tubulações. . A água é coletada sob a mesa e conduzida ao sistema de tratamento para remoção da terra, e, em seguida  bombeada novamente para a mesa, num circuito fechado com reposição das perdas somente. O detalhamento deste tratamento será visto no capítulo 24 – A. Já a cana crua, que não levou fogo e obviamente foi colhida com máquinas, chega dentro das carretas já picada em toletes – resultado do próprio funcionamento das colheitadeiras- e não deve ser lavada. Embora na lavoura as máquinas mais modernas  proporcionem uma boa pré-limpeza por ventilação, muitas vezes a cana chega no recebimento ainda muito suja. Nos dias posteriores a incidência de chuva, a quantidade de terra e areia presentes costuma ser muito grande, e nestas oportunidades, a Gerência Industrial entra em alerta e faz marcação cerrada junto ao pessoal do Departamento Agrícola, para coibir a vinda destes contaminantes para a indústria. Os operadores das colheitadeiras devem então ser instruídos para executarem todas as manobras possíveis no campo, procurando minimizar o problema. A grande dificuldade, é que a cana crua, ou picada como também é denominada, não deve ser lavada, pois os múltiplos cortes feitos pelas colheitadeiras criam infinitos  pontos de sangria por onde o suco da cana – leia-se sacarose – inevitavelmente mereja com abundância. A lavagem dos toletes por jatos ou pela cortina d’água levaria este suco por arraste, causando uma perda considerável daquilo que é o componente mais  precioso na matéria prima. Como a cana crua tende a trazer um percentual de terra por  tonelada, em valores próximos, ou até maiores que a cana inteira, algumas usinas sucroalcooleiras mais modernas já instalaram em suas mesas um sistema de limpeza a seco, por ventilação. O tratamento de limpeza dado então aos dois tipos de cana é totalmente distinto, e não é incomum, encontrarmos usinas equipadas com duas mesas de recebimento, para atenderem às duas classes de matéria prima. Entretanto, as que não fizeram este

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investimento executam na única mesa, procedimentos alternados sempre que o tipo de cana muda. Mas nestas circunstâncias, qualquer distração por parte do operador pode acarretar na prejudicial e indevida lavagem de cana picada. A perda de sacarose por este  procedimento equivocado é da ordem de 3 a 3,5 %. Como o uso da água para a finalidade de limpeza obrigatoriamente implica no seu tratamento para sua a recuperação, já existem usinas que adotaram a limpeza a seco como o método único, sendo, portanto, aplicado para qualquer tipo de cana. Para que isto seja exeqüível, a mesa alimentadora terá que ser equipada com dois novos acessórios. O tambor nivelador e o adensador. O primeiro equipamento apenas uniformizará a camada de cana que irá adentrar no adensador, e este terá a exata função de transformar a cana queimada e inteira, em cana picada, o que facilitará a passagem da corrente forçada de ar por entre a cana, e incrementará o arraste dos contaminantes. De todos os modos, o funcionamento de ambos os equipamentos está detalhado mais adiante. O fluxo de ar produzido por potentes ventiladores de alta pressão atravessa a "cascata" de cana picada, que cai do alto da mesa alimentadora para a esteira de cana. As mesas têm altura suficiente para permitir a instalação dos ventiladores e também possibilitar a queda da cana de uma altura conveniente em relação à esteira de talisca.  Neste processo de limpeza a seco, o fluxo de ar realiza um bom trabalho, chegando a extrair próximo de 70% dos contaminantes. De qualquer modo, é um percentual mais do que suficiente para que a usina processe o caldo e o bagaço sem transtornos. Havendo uma boa sincronia entre a lavoura e a indústria, aquela procurando sempre entregar "cana limpa" ou mais o mais próximo disto que ela conseguir, e a indústria através deste sistema de ventilação completar a limpeza, o binômio funcionará sem  problemas.

Capítulo –10  b) – A mesa alimentadora. Para cumprir as funções básicas de dosar a carga e promover alimentação uniforme, contínua e ininterrupta das esteiras de cana, é imprescindível que as mesas alimentadoras possuam velocidade de operação continuamente variável. Sem esta variação torna-se difícil cumprir a tarefa acima. Via de regra, elas são operadas manualmente, e a mudança de velocidade da corrente de arraste pode ser produzida através do variador eletromagnético de velocidade, ou do inversor de freqüência. Ambos são componentes eletro mecânicos disponíveis no mercado para este fim, sendo que o inversor é mais moderno, menos susceptível a defeitos, e proporciona mais economia de energia. Foto B pag 3 indústria As mesas convencionais, com inclinação até 30 graus, oferecem uma capacidade de alimentação mais elevada, pois a camada de cana que desliza sobre elas é mais espessa. A lavagem de cana, entretanto, é deficiente exatamente devido a esta grossa camada de cana dificultar a penetração da água.  Nas mesas de elevada inclinação - 45° e 50°- mais utilizadas hoje em dia, a cana ao ser  movimentada fornece uma camada uniforme de pouca espessura, pois os “pacotes” ou “bolos” desmoronam pela própria declividade. E a menor altura da camada de cana arrastada pelas correntes melhora a eficiência de lavagem, facilita o controle e a uniformidade de alimentação. Por outro lado, esta menor espessura da camada de cana

reduz a capacidade de alimentação da mesa e, portanto, é necessária uma velocidade maior para suprir a demanda da moagem. Inevitavelmente o desgaste das correntes é maior que nas mesas convencionais, mais lentas.

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Capítulo –10 c) – O tambor nivelador. O nivelador de cana é instalado no meio da mesa e sua função é proporcionar uma altura constante de cana, evitando que um pacote grande seja enviado à esteira metálica. Ele estabiliza a carga nos equipamentos subseqüentes de preparo e ajuda a reduzir a incidência de embuchamentos. Operam tipicamente em velocidades bem baixas num nível de 500 a 1.500 mm acima do transportador da mesa. Faz pouco em termos de  preparo, e a potência requerida para seu acionamento é baixa. Entretanto, o motor deve ser dimensionado para absorver ocasionais feixes de cana maiores, caso contrário  poderá haver aquecimento, mas a potência média consumida é baixa. O sentido de rotação deve ser sempre contrário ao fluxo ascendente da esteira da mesa.

Capítulo –10 d) – O adensador. O Adensador de Cana é instalado após a praticamente cana queimada sair da mesa. Nele ela será modificada, transformando-se em cana picada, melhorando com isso a camada de cana na esteira metálica e consequentemente a alimentação de cana na moenda. A implantação deste equipamento proporciona alguns benefícios às plantas que recebem cana queimada, isto é, inteira: -Pica a cana inteira na saída da mesa, oferecendo uma alimentação uniforme para a moenda, melhorando a extração e aumentando a moagem em torno de 10%. -Evita buchas nos Picadores e Desfibradores, e, portanto elimina as oscilações de demanda de potência em seus acionamentos, quer sejam a vapor ou elétricos. -Evita a necessidade do 2o Picador na esteira metálica. - No caso de usinas que já possuem o Sistema de Limpeza a Seco, a própria rotação das facas do equipamento separa as palhas da cana, aumentando a eficiência do sistema de limpeza que opera em seguida.

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Capítulo –10 e) – O picador de cana. O sistema picador pode ser constituído por um ou dois equipamentos de facas rotativas, que preparam a cana a ser enviada ao desfibrador. A maioria das plantas atuais possui apenas um aparelho picador, que é um equipamento rotativo, de facas oscilantes, que normalmente opera a uma velocidade periférica de 60 m/s, e tem por finalidade aumentar a densidade da cana, - eliminando espaços vazios - cortando-a em pedaços menores, preparando-a para o trabalho do desfibrador. A velocidade periférica, é a velocidade que a extremidade da faca rotativa desenvolve, fazendo círculos ao redor do eixo. Suponhamos apenas para elaborar um cálculo hipotético , que da extremidade máxima da faca até o centro do eixo em torno do qual ela gire, tenha exatamente um metro. Neste caso, cada vez que a faca descreve seu itinerário circular, a sua extremidade percorre exatamente o perímetro deste círculo, ou seja, 2 x o seu raio x a constante PI (3, 1416). Portanto, 2 x 1m x 3, 1416 = 6,28m. Como a experiência demonstrou que este tipo de equipamento cumpre bem a sua função, se a faca tiver a velocidade já mencionada no início desta abordagem - 60m/s-, então, para consegui-lo, o seu eixo deverá girar a quase 10 voltas por segundo. Fica fácil compreender o raciocínio quando lembramos que se o equipamento der apenas uma revolução por segundo, a extremidade da faca terá exatamente a velocidade  periférica do nosso cálculo hipotético . Vale lembrar ainda que como cada minuto tem 60 segundos, a rotação de trabalho será 60 x 10 = 600 RPM.  Na verdade, a função deste equipamento, como próprio nome diz, é picar bem a cana, e fazer com que aquele “colchão” chegue até o desfibrador com uma espessura constante,  para evitar picos de sobrecarga no acionamento do mesmo.

Existem já picadores de última geração, cujas peças são executadas em Centros de Usinagem com Controle Numérico – CNC – e podem trabalhar com velocidade  periférica 50% maior, ou seja, 90m/s.

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Capítulo –10 f) – O desfibrador de cana. Os martelos desfibradores por sua vez são responsáveis pelo rompimento do córtex da cana, ou seja, abrir as células da cana para facilitar o processo de moagem. Possuem em geral um número maior de peças rotativas, que também são maiores em comparação com as facas picadoras. As peças móveis que efetivamente atacam a cana recebem o nome de martelos exatamente por não terem a borda afiada como as facas picadoras. De qualquer modo, sofrem o mesmo desgaste das facas pela abrasão da fibra da cana e pela  presença inevitável de terra, areia, pedras, pedaços de metal etc. O contato direto das facas e martelos sobre a cana e matérias estranhas, oferece um impacto agressivo, que, portanto ocasiona o desgaste prematuro das bordas destes equipamentos. Também a própria qualidade da cana contribui e muito para o desgaste desses equipamentos. Quanto maior a porcentagem de fibra contida na cana maior será o esforço gerado, tanto nas facas quanto nos martelos desfibradores. Outro fator a ser  levado em consideração é a questão da moagem, por exemplo: quanto maior for à moagem, maior será a solicitação de trabalho desses equipamentos e consequentemente maiores serão também os desgastes em tempo prematuro. Portanto, o desgaste acentuado de facas picadoras e martelos desfibradores deve ser  levado em consideração, devido à importância dos mesmos na eficiência da extração do caldo da cana. Algumas regras são imprescindíveis: -Desenvolver uma excelência no tempo de manutenção destes equipamentos, para reduzir ao mínimo a interrupção do funcionamento da planta. -Selecionar materiais, - aço e eletrodos anti abrasivos - de qualidade, e mão-de-obra especializada na recuperação desses equipamentos. -Monitorar permanentemente a qualidade da matéria prima, evitando que matérias estranhas sejam trazidas da lavoura numa porcentagem perniciosa. -Conscientizar toda a equipe que trabalha no setor, que ambos são equipamentos críticos  para extração do caldo da cana, e decisivos para o rendimento industrial. As facas e martelos desfibradores quando apresentam desgastes, provocam sintomas adversos no  processo. Entre eles a vibração excessiva ocasionada pelo desbalanceamento, quando estão ficando meio que arredondados. É possível também que as facas picadoras e martelos desfibradores de cana, quando desbalanceados prejudiquem o funcionamento de outros equipamentos, devido à intensidade da vibração provocada. Equipamentos tais como: turbinas a vapor, bombas de óleos, instrumentos de controle e até mesmo tubulações, podem ser danificados. A questão da segurança dos operadores é outro fator  importante a ser considerado, pois vibrações excessivas podem induzir a acidentes com resultados desastrosos.

Capítulo – 10 g) – A esteira rápida de borracha. Saindo do Preparo, o colchão de cana é conduzido por esteira metálica até uma correia transportadora, de borracha. Foto B pag. 20-A indústria

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Exatamente onde se localiza o ponto de descarga entre ambas, o material desfibrado é uniformizado por um equipamento chamado espalhador, que tem por finalidade depositá-lo em toda a largura da próxima esteira transportadora, justamente para reduzir  a espessura da camada de cana e facilitar o trabalho do eletroímã. Esta correia, cuja largura máxima costuma ser de aprox. 1000mm trabalha numa velocidade de aproximadamente 90m/minuto, podendo, todavia, ser ajustada pelo operador. Como ela é totalmente lisa, seu ângulo de inclinação máximo deve ser de 23 graus. O eletroímã, instalado e posicionado sobre ela, é ajustado de sorte a ficar o mais  próximo possível do colchão de cana que é transportado. Sua função é remover  eventuais materiais ferrosos vindos, por exemplo, da lavoura, protegendo os equipamentos de extração, mais especificamente os rolos da moenda de desgastes ou quebra. Foto A pag. 20-A indústria

Capítulo – 11 a) – A calha alimentadora ou Chute Donnelly Dependendo do porte da usina, a extração do caldo é realizada por uma bateria de 4, 5, ou 6 ternos de moendas. Obviamente que há unidades com enorme capacidade de moagem, que possuem duas linhas completas de seis ternos, mas elas são raras. Cada terno de moendas - três rolos - deve possuir ainda um 4º rolo de diâmetro menor, denominado rolo de pressão, cuja finalidade é conduzir a cana desfibrada para ser  esmagada ente o rolo superior, e, o rolo anterior. Depois disto, a cana é conduzida por  uma peça metálica que, estando na horizontal, fecha completamente o espaço entre os rolos anterior e posterior. Desta forma, a cana desfibrada é forçosamente obrigada a  passar então, entre o rolo superior, e o rolo posterior. A partir daí, ela será transportada  pela esteira metálica – esteira de arraste - para o segundo terno de moendas, depois ao terceiro, e assim sucessivamente. Entretanto, em todos os estágios, a alimentação é feita por cima, ou seja, a cana desce  por gravidade através de uma calha de seção retangular, denominada Chute Donnelly. Sua construção é uma caixa metálica, com aproximadamente 3m de altura, fechada totalmente, e com conicidade divergente no sentido de alimentação da moenda- como uma pirâmide - para evitar entupimento. Se a calha fosse se estreitando, ela ficaria  propensa a entupir constantemente, pois sua abertura superior na alimentação receberia um volume maior do que aquele que sairia por baixo. Quando a calha se enche, pelo próprio peso formado pela coluna de cana desfibrada, a densidade do material lá no fundo aumenta, chegando à ordem de 500 a 550 kg/m³. Este fator torna a alimentação das moendas mais eficiente, e, possibilita elevar a capacidade de moagem e a extração em si. O preparo bem feito da cana de açúcar permite este aumento da densidade, daí a importância do desfibrador. Ademais de uniformizar a moagem, a calha alimentadora ainda torna a pressão dos rolos sobre o colchão de cana mais constante durante todo o processo de moagem, desde que ela seja mantida sempre cheia. Vale lembrar que é imprescindível para o bom funcionamento do binômio: esteira rápida de borracha e chute Donnelly, o perfeito ajuste do espalhador, para garantir uma camada de cana com pequena altura sobre a ela. A abertura estreita lá na parte superior  do chute, apenas permite o acesso de uma camada de cana com pequena espessura. Esta é a razão da esteira de borracha ter de operar com alta velocidade para suprir a demanda de matéria prima.

Os Chutes Donnelly são ainda dotados de sensores eletrônicos de nível em sua lateral, para facilitar o trabalho dos operadores das moendas. Eles acusam tanto o excesso, quanto falta de alimentação.

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Foto A pag. 22 indústria Mas a verdade é que eles são mesmo indispensáveis, pois o fato destes verdadeiros  pulmões de cana permanecerem sempre cheios estabiliza e melhora a capacidade da extração, e consequentemente a eficiência da indústria como um todo. Eventuais entupimentos ou formação de “buchas” como eles são denominados no  jargão da usina, são, entretanto inevitáveis, e, por esta razão, eles são equipados com enormes janelas de visita nas laterais, de rápida abertura e fechamento, para permitir o acesso em seu interior nestas oportunidades.

Capítulo – 11  b) – A embebição. O objetivo da moagem é a máxima remoção do açúcar contido na cana, através da extração do seu caldo. O método mais tradicional é o esmagamento da camada de  bagaço, em cada terno. A cana preparada, ao passar sucessivamente pelos vários ternos de moendas, é submetida entre os rolos a uma pressão de aproximadamente 250 kg/cm², e tem o seu caldo removido ou extraído. Este processo pode ser repetido até por seis vezes continuamente. Foto A pag. 26 indústria  Na primeira unidade de moagem ocorre a maior parte da extração, unicamente pela saída do caldo, por esmagamento. Com isto, a cana que apresenta em torno de 7 partes de caldo para cada parte de fibra – cana com fibra de 12,5% - após a sua saída do 1º terno terá esta proporção diminuída para valores em torno de 2 a 2,5 partes, ficando obviamente cada vez mais difícil a extração do caldo remanescente. Sabe-se por experiência, que o simples esmagamento não é suficiente para se obter bons níveis de extração. O artifício de adicionar água ao bagaço numa proporção de 30% tem como finalidade diluir o caldo remanescente no bagaço, facilitando o aumento da extração de sacarose. A este artifício, denominamos embebição. O processo mais generalizado é a embebição composta, que consiste em adicionar água entre os dois últimos ternos e fazer retornar o caldo extraído deste último para o anterior  e assim sucessivamente até o segundo terno.  Normalmente os caldos provenientes dos dois primeiros ternos são misturados e constituem o denominado caldo misto, que via de regra é direcionado para a fabricação do açúcar. Os caldos provenientes dos ternos subseqüentes são encaminhados à destilaria de álcool. Com este sistema, consegue-se extração de 92% a 96%, e umidade final do bagaço, é de aproximadamente 50%.

Capítulo – 12 a) – A moenda.

Este é o nome genérico dado ao conjunto de todos os ternos de uma planta, e,  juntamente com a caldeira, são os dois “órgãos vitais” de qualquer usina

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sucroalcooleira. Problemas graves em qualquer um deles, literalmente param a empresa, interditando inclusive o verdadeiro batalhão de homens que trabalha na lavoura. Por esta razão, ainda que este curso faça apenas uma abordagem superficial sobre todos os outros setores, no tocante a estes dois, a literatura apresentada será mais abrangente. - Controle da rotação: É intuitivo o raciocínio de que com a diminuição da rotação da moenda a extração aumenta. Se a cana passa velozmente entre os rolos, não há mesmo tempo hábil para a saída de todo o caldo. Entretanto, como a rotação é diretamente proporcional à moagem e na maioria das usinas esta meta é prioritária, a decisão mais razoável é procurar  trabalhar com a menor rotação possível que permita alcançar a moagem ambicionada. A definição da rotação de trabalho, para fins de cálculo das aberturas entre os rolos é feita, justamente observando este raciocínio. A modificação da rotação altera a moagem da cana, justamente no concernente a qualidade da extração, portanto, cada velocidade requer obviamente uma abertura adequada. Foto A pag. 22 indústria.

Portanto, alterar a rotação do 1º terno, é totalmente diferente de fazê-lo nos demais. Esta modificação sempre alterará proporcionalmente o volume de moagem da planta. Se a moenda – representada agora por todos os ternos - estiver trabalhando com eficiência numa determinada rotação e deseja-se alterar a moagem, para obter um volume maior ou menor de cana / dia, mantendo as mesmas condições de trabalho do conjunto, deve-se alterar igualmente a rotação do 1º terno e de todos os demais. Entretanto, a alteração da rotação de um terno que não seja o primeiro, não aumenta ou diminui o volume moído / dia, e o resultado é equivalente ao de alterar na mesma  proporção, as aberturas da moenda de um modo geral. - Controle de Aberturas: O ajuste das aberturas entre os rolos é feito com a utilização de um instrumento preciso de medição, denominado cintel, que basicamente é composto por uma haste metálica rígida por onde deslizam duas peças com extremidades em forma de agulhas. A movimentação das agulhas na barra tem avanço micrométrico, o que permite medir  distâncias com acurácia. Todo início de safra deve ser realizado o ajuste, pois nesta oportunidade é que surgem  problemas como oscilação excessiva ou muito baixa. As medidas adotadas para as aberturas devem ser devidamente registradas para referência com as medições futuras. Para garantir a eficiência da extração, outras aferições devem ser realizadas com regular   periodicidade. - Bagaceiras: São peças metálicas, que trabalham entre os rolos inferiores das moendas, e que podem ser fundidas em ferro fundido cinzento, ferro fundido nodular, aço carbono fundido ou aço inoxidável também fundido. As construídas em aço inoxidável são as mais caras,  porém mais duráveis. Atualmente, com a evolução da metalurgia, as peças saem tão  bem acabadas do processo de fundição que é dispensável a sua usinagem. Inclusive os dentes já saem da fundição com o perfil exato para encaixar no rolo da moenda. Como as bagaceiras trabalham posicionadas exatamente entre os rolos anteriores e  posteriores, como que fechando o “V” que se forma entre eles, elas têm a finalidade de conduzir a cana preparada. Capturam a cana já na abertura de entrada, onde ela sofre uma pequena pressão, e conduzem-na até a saída, - abertura entre o rolo superior e o  posterior onde ela então passará por uma compressão bem mais intensa e conseqüentemente sofrerá melhor extração. Outra função das bagaceiras é garantir que a cana se mantenha comprimida durante este pequeno trajeto, e com o mínimo atrito

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 possível. Sua parte central superior pode inclusive receber uma camada de metal duro como carbeto de cromo, ou uma metalização com liga de tungstênio, sempre objetivando diminuir o seu desgaste por abrasão, e aumentar a sua vida útil. Mas os dentes, entretanto, não podem ter a sua dureza elevada, pois danificariam os rolos. Para que a bagaceira cumpra efetivamente a sua função, ela deve receber   periodicamente ajustes de posicionamento, através das porcas dos tensores, disponibilizadas para este fim. -Ajuste de Pentes: O pente é a peça de aço laminado ou aço fundido cujos dentes trabalham na moenda  para retirar o bagaço de cana do rolo, colaborando para uma produção mais rentável da usina. A vida útil destes acessórios não excede uma safra. Sempre se desgastam mais rapidamente que a bagaceira, principalmente o superior, devido ao movimento normal de oscilação do rolo. Seu posicionamento é garantido por uma mola que o pressiona contra o rolo, exatamente para compensar o movimento oscilatório. Já o pente oscilante – que acompanha o sobe e desce do rolo superior - é preso a um  braço rígido no mancal superior da moenda. Este sistema de fixação evita seu desgaste  prematuro, pois ele acompanha o rolo superior no seu movimento de oscilação. Pelo seu ângulo de posicionamento, este tipo de pente proporciona também melhor escoamento de caldo do rolo superior e oferece a facilidade de aplicação de solda no mesmo. Como sua distância em relação ao rolo não varia, no momento do ajuste ele deve ser levemente encostado ao friso do rolo e travado com a contra porca. Por outro lado, o cuidado com a precisão deste ajuste é imprescindível, pois em casos de "encabelamento", a solicitação será muito grande no sistema de fixação, podendo danificar o braço de apoio ou até mesmo o mancal onde é fixado. Vale lembrar que este modelo não é dotado da mola citada no modelo convencional, que permitiria o seu recuo. Em contra partida, o seu desgaste é inegavelmente menor, já que o ângulo de contato é sempre mantido, e também é perfeitamente possível a aplicação de solda dura na face de atrito com o bagaço, já que seus dentes jamais tocariam o rolo. - Sistema Hidráulico: Como a alimentação das moendas não é absolutamente uniforme, elas normalmente apresentam um movimento de oscilação do rolo superior, provocado pela passagem do  bagaço. A própria variação da porcentagem de fibra de um lote de cana para outro, muda a textura do colchão que vem pela esteira rápida, e consequentemente altera o comportamento do rolo móvel da moenda. Outro fator que causa interferência no modo de oscilar do eixo móvel é o fato de que tanto o sistema de transmissão da volandeira até ele, como o engrenamento dos rodetes na extremidade oposta, também causam esforços adicionais e distintos. Evidentemente sempre haverá uma oscilação maior no lado do seu acionamento. Procurando manter uma pressão constante sobre a camada de bagaço, independentemente da oscilação do rolo móvel, foi implantado o sistema hidráulico, que constantemente faz a aplicação de uma carga sobre o seu eixo. Portanto, todo mancal superior está submetido à pressão hidráulica exercida por um pistão que desliza dentro do cabeçote. Pelo que foi exposto anteriormente, é fácil intuir que será necessário a utilização de  pressões hidráulicas diferentes de cada lado da moenda para se obter a oscilação do rolo superior nos mesmos níveis em cada lado. Cada pistão hidráulico tem comunicação com uma garrafa de aço, que funcionaria como uma câmara de alivio. As garrafas têm em seu interior bexigas pressurizadas com nitrogênio. Após haver sido calibrado todo o sistema nas pressões desejadas, tem-se uma condição de equilíbrio em cada garrafa, pois acima da pressão de enchimento da  bexiga, o óleo obriga a contração da mesma, abrindo uma válvula e permitindo sua

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entrada no interior da garrafa. O volume de óleo deslocado pela oscilação do rolo superior deve assim ser absorvido pelo sistema hidráulico. Desse modo, a variação da  pressão hidráulica causada pelo seu levantamento, será muito pequena, não  prejudicando o desempenho da moenda. Façamos uma comparação dos pistões hidráulicos, resguardados pela contração das  bexigas de nitrogênio, com os amortecedores de um veículo: Imaginemos ainda, que ao invés dele se deslocar, ficasse suspenso sobre cavaletes, e passaríamos sob as suas rodas uma pista cheia de lombadas e buracos. Assim como ocorre nas rodovias, às vezes apenas uma de suas rodas poderia encontrar um buraco ou ressalto. A estrada imaginaria é o colchão de cana desfibrada que alimenta o terno, o eixo do carro é o rolo superior da moenda, e os cilindros hidráulicos são exatamente os amortecedores que, embora não impossibilitem o eixo de subir e descer, mas o obrigam a fazê-lo da forma mais suave possível. No veículo, os amortecedores não permitem que apenas uma das rodas se levante tão facilmente, garantindo que todas comprimam o asfalto para dar-lhe aderência e estabilidade. Na moenda, os pistões hidráulicos garantem que o rolo superior sempre comprima o colchão de cana – que é o seu asfalto- com uma mesma pressão, ainda que ele esteja subindo e descendo.

Capítulo – 12  b) – As esteiras metálicas . Atualmente, a movimentação da cana entre os diferentes ternos de moenda é feita  predominantemente por correntes com taliscas tipo rastelo. Como a solicitação mecânica imposta é muito severa, as taliscas são reforçadas estruturalmente para suportarem o esforço. Foto A pag. 21-A As taliscas montadas em correntes arrastam o bagaço ao terno seguinte através de uma rampa transportadora, e retornam vazias sob o piso, girando no sentido contrario. A velocidade dessas esteiras metálicas, não deve exceder 48 m/minuto.

Capítulo – 13 a) – A extração por difusão. A extração da sacarose por difusão consiste na condução lenta da cana preparada, através de um equipamento que lembra uma cabine de pintura de dimensões avantajadas, algo como 12m x 60m para que em seu interior a sacarose entranhada ao material fibroso seja diluída e removida por lixiviação. É um processo de separação por  arraste através da lavagem – lixiviação-, e no caso do difusor, ela acontece em contracorrente, ou seja, na direção oposta ao fluxo da cana.

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O equipamento realiza na verdade, duas operações distintas: a difusão propriamente dita, ou seja, a separação por osmose que ocorre apenas às células não-rompidas da cana, algo como aproximadamente 3%%, e a lixiviação, ou seja, o arraste sucessivo da sacarose e das impurezas contidas nas células abertas, pela passagem descendente da água. Analisando, Lixiviador seria mesmo um nome bem mais adequado para este equipamento, já que a recuperação da sacarose por difusão ocorre numa escala pequena, se comparada com a quantidade que é retirada por lixiviação, mas o termo Difusor foi adotado provavelmente por ser comercialmente mais forte. Sabendo que quanto maior for a quantidade de água inserida no processo fabril, tanto maior será a energia calorífica necessária para a sua obrigatória evaporação, no difusor  um sistema de bombeamento realiza operações de retorno do caldo diluído extraído,  para que o mesmo seja despejado como caldo de embebição em 12 ou 14 pontos dentro do equipamento. Quase no final do processo, quando o bagaço se apresenta despojado ao máximo da sacarose, é então executada a sua lavagem com água. O líquido obtido desta operação, contendo ainda algum percentual de sacarose que se conseguiu extrair, é usado na lavagem anterior por ser um pouco mais rico e, assim sucessivamente. Esse sistema de lavagem em contracorrente, dependendo da capacidade e dimensão do Difusor, pode ser  executado de cinco a 20 vezes. De qualquer modo, o processo de arraste é dependente da força da gravidade para a  percolagem do líquido pela camada de cana preparada, e a velocidade com que esta cana é transportada dentro do difusor jamais pode ser acelerada. Para evitar que uma  parte dele receba uma lavagem mais eficiente que outra, ou até para evitar que ocorra uma compactação do próprio material, durante o seu trajeto ao longo do equipamento, ele passa por baterias de roscas verticais, denominadas descompactadores, cuja função é exatamente revolver o bagaço para uniformizar a percolação.

É importante salientar também, que para uma boa eficiência do processo, dois fatores devem ser muito bem monitorados: -O índice de preparo da cana, que deve impreterivelmente ser superior a 90%. -A espessura do colchão de cana, que deve ficar sempre dentro da medida préestabelecida. Chegando ao final de seu trajeto dentro do equipamento, finalmente o bagaço sofre a remoção de água ou desaguamento através de rolos, como no processo de moendas.

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Capítulo – 13  b) – Uma questão polêmica, moenda ou difusor? Este tema é de fato controverso e pode conduzir a acaloradas discussões, pois encontramos opiniões divergentes entre os Gerentes Industriais das usinas, Engenheiros de Produção, Engenheiros Mecânicos de Manutenção, Químicos responsáveis pelo  processo industrial, etc. De qualquer modo, relacionaremos as principais características dos dois sistemas de extração de caldo, na tentativa de dar um pouco de conhecimento para que cada um forme a sua própria opinião a respeito: - Com a utilização de difusores obtém-se eficiência de extração da ordem de 98%, contra os 96% conseguidos com a extração por moendas. - Os difusores carregam mais impurezas juntamente com o bagaço para as caldeiras, exigindo limpeza periódica das mesmas devido à pior qualidade do combustível. - No difusor o brix do caldo – leia-se a concentração - é baixo em relação à moenda, ou seja, tem mais água. Se uma usina, por exemplo, pretende montar uma nova unidade  para preferencialmente fabricar açúcar, deve avaliar muito bem este aspecto e não decidir apenas pela diferença do valor do investimento inicial. Apenas para exemplificar o conceito de Brix: Uma solução de 25 °Bx tem 25 gramas do açúcar da sacarose por 100 gramas de líquido. - Um difusor consome menos energia, aproximadamente 35% da energia solicitada por  uma moenda - o excedente de vapor vivo pode ser usado, por exemplo, para a produção de uma quantidade extra de energia nos geradores elétricos. - Levantamentos apontam que, o custo de manutenção do difusor também é, em média, 35% a 40% inferior ao valor requerido por uma bateria de moendas com a mesma capacidade. A própria concepção da moenda impõe um regime severo aos seus componentes com maiores torques, atritos, quantidade de peças móveis, lubrificantes etc. Vale lembrar que não se executa a manutenção em moendas sem uma ponte rolante com capacidade de 50 toneladas, e que a substituição de um eixo de moenda é da ordem de grandeza de R$ 70.000,00. - A cana com fibra baixa ou cultivada com vinhaça favorece a moenda. Com relação à matéria-prima, foi observado o seguinte: Cana com baixo teor de fibra, como a cana irrigada com vinhaça (onde a moenda extrai bem) não é boa para o difusor   Nas oportunidades que os difusores processaram canas com taxas de 15, 16 até 17% de fibra, o preparo forneceu cana com fibras longas e a percolação foi perfeita. - Através de um painel central, um único operador por turno consegue que o processo do difusor seja controlado. Isto representa uma enorme diferença em custo operacional, se compararmos com a equipe necessária em uma bateria de moendas de 4 ou 5 ternos,  por exemplo. = Embora mais susceptíveis à manutenção, mesmo os componentes mais dispendiosos das moendas como eixos, camisas,etc podem e são mantidos em estoque pelas usinas. O

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acionamento de um difusor é tão caro que nem seu próprio fabricante o mantém disponível para atender um eventual cliente, e seu fornecimento demandaria meses. - É perfeitamente possível e é usual, uma planta operar sem um dos ternos de moendas  por um dia inteiro, enquanto é feito um reparo naquele que sofreu avaria. O difusor por  sua vez, ou funciona em sua plenitude, ou está interditado. - Flexibilidade é maior no projeto com moenda. É perfeitamente exeqüível um projeto modular de uma planta scucroalcooleira, que possa operar desde o período da sua implantação até a última fase, anos mais tarde, Plantas que já são concebidas para serem ampliadas, ou apenas para terem a sua capacidade futuramente repotenciada, são comuns hoje em dia. E se considerarmos antecipadamente a possibilidade de se  programar a substituição de alguns ternos, a flexibilidade do projeto pode ser ainda maior. Atualmente, é possível obter extrações de 96%, com apenas 4 ternos de moenda, e programar para safras futuras, arranjos de novos equipamentos para melhorar este índice. Com um projeto bem feito de implantação gradativa, aonde se irá aumentando a quantidade e a bitola dos novos ternos será possível dobrar a capacidade de moagem de uma unidade, com ela produzindo normalmente para auxiliar o custeio do investimento. As implantações previstas no projeto serão executadas nas entre safras. Sob esta visão, os estudos de viabilidade técnico-econômica induzem ao uso da moenda, pois os  projetos com difusor são quase que engessados, e as ampliações devem ser feitas em grandes etapas.

Capítulo – 14 a) – A caldeira, indiscutivelmente o coração da usina.

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O vapor gerado na caldeira a partir da combustão do bagaço é o veículo que transporta energia para todo o processo. Ao longo da planta, a entalpia do vapor, que é a sua capacidade energética, é transformada em energia mecânica, elétrica, e térmica atendendo a diferentes equipamentos. O vapor superaquecido quando saído da caldeira é denominado vapor direto ou vapor vivo, e por haver recebido uma quantidade adicional de calor ele é praticamente isento de umidade. Por esta razão é utilizado no acionamento de turbinas, pois, as partículas de água danificam este tipo de equipamento. Após haver  acionado turbinas, onde sofre descompressão, é denominado vapor de escape, e quando  passa através de evaporadores, e recupera a sua umidade retirando água do próprio caldo que aqueceu, recebe a nomenclatura de vapor vegetal. Após seu uso, o vapor  normalmente produz o condensado, ou água de condensado, que é enviada à caldeira  para ser novamente transformada em vapor superaquecido. Quando uma caldeira de menor porte que as empregadas em usinas de açúcar, produz vapor que arrasta consigo  partículas de água, este recebe a denominação de vapor saturado e é utilizado apenas em aquecimento, onde as partículas de água que o acompanham, não prejudicam o seu uso. O desempenho da caldeira é tão imprescindível, que se, por exemplo, o balanço contábil de uma usina “não fechar”, os economistas e contadores poderão trabalhar durante meses procurando a origem do problema, mas se seu balanço térmico “não fechar”, a Gerência Industrial e os demais responsáveis pelo processo fabril, como engenheiros de  produção, químicos etc, terão quase que nenhum prazo para sanar o problema, pois a indústria terá uma emegência como a de um navio com o casco furado! A geração de energia térmica e o seu consumo devem estar impreterivelmente em  perfeito equilíbrio, e preferencialmente com algum saldo positivo de energia. Toda  planta de usina é auto-suficiente em energia elétrica, e só compra um kilowatt de energia que seja, em situações emergenciais. O próprio cálculo para o dimensionamento dos itens vitais ao seu funcionamento, e que consomem a maior quantidade da energia térmica produzida pela caldeira como os equipamentos do preparo da cana, as moendas, aquecedores, evaporadores, cozinhadores, geradores de energia elétrica etc, é algo tão complexo que requer a competência de uma equipe de profissionais especializados, e extremamente competentes. Por exemplo, a capacidade de moagem da usina em toneladas / dia, antes de ser decidida pelo porte da moenda, passará pela pergunta: - “Qual tamanho de moenda a caldeira tem a efetiva capacidade de acionar?” E, de qualquer modo, não se pode contar com mais do que um certo percentual da sua capacidade para o acionamento da moagem, pois os demais setores da indústria supridos  por vapor, impreterivelmente consumirão o necessário para funcionarem a contento. Atualmente, qualquer estudo que envolva o balanco energético da usina, como por  exemplo, o ajuste da triangulação dos eixos da moenda – abertura entre os rolos e rotação de trabalho- que obviamente decidem sua capacidade de moagem e a qualidade da extração, é executado por empresas de acessoria técnica, especializadas no assunto. Embora a usina possua em seu próprio quadro de colaboradores, profissionais com décadas de experiência neste assunto, a Diretoria da empresa compreende a relevância da decisão e via de regra delega este cálculo às consultoras de melhor reputação. Estas empresas trabalham com programas de computador que são “alimentados”com todas as variáveis da planta que intercedam no balanço energético, como, por exemplo, a capacidade de troca térmicaca de cada evaporador ou trocador de calor, com a vazão de cada líquido que se pretende aquecer; a potência de cada turbina de acionamento,  juntamente com a tonelagem hora que se ambiciona desfibrar e moer , enfim, tudo, absolutamente tudo, incluindo os motores elétricos das bombas com a vazão a ser  recalcada, etc. Inclusive a própria iluminação da usina inteira, incluindo a dos setores

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administrativos, pois isto decidirá o porte do gerador de energia elétrica, que também será acionado pelo vapor. Esta abordagem que fazemos sobre a complexidade destes cálculos, tem a finalidade de  justificar aos alunos, o porque de não pormenorizarmos em demasia, nosso estudo sobre a caldeira. Da mesma forma que descrevemos o funcionamento da moenda de uma maneira compreensível, porém superficial, o faremos com relação à geração de vapor. Qualquer curso pormenorizado sobre um destes dois temas, com certeza teria um volume de páginas superior a este, que abrange todo o processo de produção de açúcar e álcool. Além do mais, não é esperado, em absoluto, que um técnico de qualquer setor da usina, conheça sobre cada equipamento em grande profundidade. Entretanto, é muito importante que ele tenha conhecimento sobre a função de cada máquina ou equipamento no processo como um todo. É desnecessário também dizer que, estando o aluno desempenhando uma função na planta, seria de muito bom proveito ele fazer um curso especializado sobre o seu setor de atuação. Isto lhe daria a oportunidade de ascender   profissionalmente numa velocidade muito maior do que aqueles que ficam esperando que o aprendizado venha apenas com o passar do tempo. A diferença seria semelhante ao desenvolvimento entre uma planta irrigada e outra não.

Capitulo -14  b) – A fornalha.

A fornalha ou câmara de combustão é o recinto no interior da caldeira, onde se processa a queima do bagaço. Por serem concebidas para queimar combustível sólido, as caldeiras utilizadas nas usinas possuem no piso da fornalha uma grelha de ferro fundido, cujos componentes alem de bascularem, podem ser fixados em varias posições, como uma enorme persiana horizontal. A grelha é o elemento que suporta o bagaço em combustão, ao mesmo tempo que distribui corretamente o ar primário. A alimentação do bagaço ocorre de maneira automatizada, sendo este arremetido ao interior da fornalha através de um sistema de múltiplos sopradores, alimentados pelo ventilador secundário. O bagaço na verdade é espargido sobre as chamas e pode ocorrer  o abaixamento de temperatura sempre que for alterado o teor da sua umidade. Nas caldeiras mais modernas, o bagaço é lançado para o interior da fornalha a uma altura de 3m da grelha, sendo totalmente consumido pelas chamas antes de concluir a sua queda. As caldeiras normalmente trabalham com grande excesso de ar, para melhorar as condições de extração da fumaça pela chaminé. Há três ou quatro décadas atrás, a exaustão dos gases ocorria naturalmente por chaminés de tijolos de 30 metros de altura, que alcançavam os ventos alísios, que, pela sua velocidade, incrementavam a descompressão no interior do imenso condutor. Toda a área do piso é constituída por elementos de ferro fundido denominados barrotes, que se inclinam sob a ação de um mecanismo externo. Com a inclinação, a cinza escoase para baixo da grelha, limpando-a. As diferentes aberturas que podem ser dadas a cada setor do piso, permitem a alteração do fluxo de ar da combustão. Este fator, e a correta distribuição do bagaço sobre a área, aumentam consideravelmente o percentual de sua queima e consequentemente o rendimento da caldeira. O oxigênio presente na atmosfera e necessário para a sua combustão chega até a fornalha passando pelo pré-ar, onde recebe um aquecimento inicial, e é arremetido por baixo da grelha através do ventilador   primário. Este fluxo de ar serve também para a refrigeração da própria grelha. Durante a construção da base da caldeira, dutos com diferentes medidas são executados em alvenaria abaixo do nível da grelha de ferro fundido, de forma a permitir uma

distribuição equilibrada do fluxo de ar mesmo nos pontos mais distantes do ventilador.

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Capitulo -14 c) – O transporte do bagaço. O bagaço que sai do último terno de moendas – setor da extração de caldo – é enviado à caldeira através de transportadores de correia. Lá chegando, ele é transferido para um transportador metálico de taliscas que tem a função de transportá-lo para cada um dos dosadores de bagaço da fornalha. Certa quantidade de bagaço é mantida em permanente recirculação pelo sistema de taliscas, justamente para suprir quaisquer deficiências de moagem. Esta quantidade pode oscilar na faixa de 10% a 40% do bagaço consumido  pela caldeira. Quando emergencialmente a moagem é interrompida, o bagaço necessário para seu funcionamento é então trazido desde o estoque do pátio, através de uma correia de retorno. Esta é alimentada por uma moega mecânica, que por sua vez é abastecida por  uma pá carregadeira. Este trator, de qualquer forma trabalha 24 h/dia sobre a “montanha de bagaço” que se forma sob o final do sistema de transporte, esparramando-a convenientemente. O consumo de bagaço de toda planta de usina açucareira é menor  que a sua produção, principalmente se a unidade não possui caldeira de coogeração de energia elétrica.  No caso da instalação de uma nova caldeira com geradores, com a finalidade de comercialização da energia elétrica, o projeto será desenvolvido, alicerçado exatamente nesta produção excedente de bagaço da planta.

Capitulo -14 d) – Dosadores ou alimentadores de bagaço. O bagaço é fornecido a cada um dos dosadores da caldeira através de um fluxo descendente que inicia em aberturas estrategicamente posicionadas sob o transportador  metálico de taliscas. A moega ou tremonha que conduz o bagaço nesta descida possui uma conicidade invertida, ou seja, negativa, justamente para evitar a compactação da  biomassa e o seu conseqüente entupimento. O bagaço de cana apresenta algumas características peculiares como o entrelaçamento das fibras, a presença de pó coesivo e ampla distribuição granulométrica. Estas propriedades fazem com que este, quando ensilado, produza o chamado arco ou ponte, dificultando ou inviabilizando seu escoamento. Dentro do dosador de bagaço propriamente dito, e abaixo dele, a  possibilidade de entupimento é muito remota, pois seu funcionamento resume-se à rotação lenta de dois cilindros com pinos de aço em sua superfície, que por girarem com rotações opostas, e com pequena distância entre eles, literalmente tracionam o  bagaço e têm o poder de desfazer eventuais aglomerações encontradas. Da saída dos cilindros até a abertura onde o bagaço despencaria dentro da fornalha, ele continua descendo por gravidade e pressionado pela própria massa de material que o empurra. Ao sair do condutor metálico e precipitar, a cortina de bagaço encontra uma lâmina de ar comprimido que o arremete praticamente para o outro lado da fornalha. Esta lâmina tem uma espessura de apenas 1 cm e a largura semelhante a da cortina. O ar que o arrasta fazendo precipitar sobre as labaredas como uma chuva de combustível, é fornecido pelo ventilador secundário, um equipamento projetado para impor mais

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 pressão que vazão ao fluxo. O longo alcance do jato de ar é conseguido através de três medidas adotadas: Primeiro o tipo de ventilador empregado, segundo pelo estreitamento das aberturas por  onde ele pode entrar na fornalha, que força a uma maior velocidade, e em terceiro um mecanismo rotativo que libera seqüencialmente a saída do ar, apenas para cada um dos dosadores da caldeira.

Capitulo -14 e) – Paredes de água. As paredes de água são tubulações com grande capacidade evaporativa, que cobrem  parcial ou totalmente as paredes internas da fornalha. São constituídas de vários conjuntos de tubos dispostos verticalmente, um ao lado do outro, circundando lateralmente toda a fornalha e pelos quais a água absorvendo o calor  da queima do bagaço, transforma-se em uma mistura de vapor e água. Nas caldeiras de circulação natural, esta mistura de menor densidade que a coluna proveniente dos tubos de descida, sobe e alcança o tubulão de vapor. Em algumas caldeiras as paredes d’água são membranadas, ou seja, os tubos são aletados e soldados uns aos outros, formando uma parede estanque. Esta forma construtiva absorve maior quantidade de calor, pois os tubos unidos oferecem uma área maior de troca térmica, e garantem a estanqueidade da fornalha. Isto possibilita a operação em pressão positiva na região de queima. Esta é uma grande vantagem, pois evita fatores indesejáveis, como: a perda de calor, a passagem de gases tóxicos para o ambiente externo, e a penetração de ar frio caso a pressão interna fique menor que a atmosfera. As paredes d’água são fabricadas com tubos de aço carbono, com baixo teor  de carbono, para tolerarem as deformações provenientes das variações de temperatura.

Capitulo -14 f) – Tubulão de água, balão inferior ou barrilete inferior  Serve como coletor-distribuidor, e também é construído em chapas de aço carbono. Na usina é também chamado de tambor de lama.  Nele, estão mandrilados tanto os tubos de água que descem do balão superior quanto os tubos de vaporização que sobem para ele. Na sua base estão instaladas tomadas para  purga ou descarga de fundo, utilizadas para remover parte da lama e resíduos sólidos originários do processo e que podem causar corrosão, obstrução e superaquecimento. A qualidade do tratamento de água de alimentação da caldeira e os tratamentos e análises do processo determinam a periodicidade das descargas a serem efetuadas no tambor de lama.

Capitulo -14 g) – Tubulão de vapor, ou balão superior ou barrilete superior.

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Por sua forma construtiva, tem a finalidade de realizar a separação da água, da mistura água-vapor que sobe das superfícies evaporativas, ou seja, das tubulações denominadas paredes de água. Funciona mesmo como se fosse um separador de arraste. Possui também a função de controlar a quantidade de sólidos dissolvidos na água da caldeira para um valor aquém do limite estabelecido. A separação da água do vapor   pode ser feita em estágios, ou através de turbo separadores ou através de chapas corrugadas. Os separadores estão posicionados na parte superior do balão, estrategicamente antes do vapor encontrar os tubos de saída para o superaquecedor. A mistura de água e vapor produzida na tubulação das paredes d’água entra no topo do  balão que está posicionado horizontalmente, pelos denominados tubos de alívio das  paredes d’água. O fluxo desce ao longo da superfície curva interna de ambos os lados do balão, passando através de estreitos espaços formados por chicanas em toda a sua extensão. As chicanas são concêntricas com carcaça do balão, ou seja, têm uma curvatura semelhante a do seu casco, e impõem adequada velocidade e uniforme transferência de calor ao fluxo. Na parte mais baixa das chicanas, o vapor com água é forçado a entrar através de duas fileiras de turbo-separadores. Em determinado ponto, a mistura será conduzida através de caminhos tortuosos, forçando as partículas de água contra uma superfície corrugada. Desde que a velocidade seja relativamente baixa, a água não conseguirá subir e se encaminhará para baixo, caindo em bandejas coletoras. O vapor, já despojado da umidade, será conduzido ao superaquecedor para adquirir  maior entalpia. Considerando-se que a outra função do balão ou tubulão é controlar a quantidade de sólidos dissolvidos no vapor, muitas caldeiras, principalmente as de alta pressão, são equipadas com uma válvula para esta finalidade, que é denominada válvula de purga contínua do tubulão. Outro recurso é a injeção de produtos químicos com a finalidade de precipitar os sólidos dissolvidos e, que posteriormente seriam drenados do circuito d’água da caldeira, por  válvulas de drenagem de fundo. Quando uma usina decide coogerar energia elétrica e, portanto instala uma caldeira de alta pressão para esta finalidade, o projeto já prevê uma Estação de Tratamento de Água com desmineralização. No jargão da usina, este setor é denominado apenas por Desmi. As águas usadas nas caldeiras de alta pressão, apresentam sílica em duas formas; a solúvel, que é detectada por métodos normais de análise, e a coloidal, não detectada  pelos métodos convencionais. Na caldeira, esta sílica coloidal se transforma em solúvel, sendo então detectada. A sílica e outros contaminantes presentes nestas águas, tendem a aumentar gradativamente na caldeira, devido ao acúmulo de sólidos, e devem ser  mantidos em valores não prejudiciais à pureza do vapor, através da purga contínua ou descarga contínua do tubulão, sempre que alcançam determinados valores.

Capitulo -14 h) – Superaquecedor. O superaquecedor é constituído por um conjunto de tubos lisos ou aletados de aço resistentes a altas temperaturas – aço com baixo teor de carbono -, dispostos em forma de serpentina, que aproveitam os gases de combustão da fornalha para dar o devido aquecimento ao vapor saturado, transformando-o em vapor superaquecido. O vapor  saturado vindo do tubolão superior da caldeira transita por este feixe de tubos que o superaquece. A energia calorífica é coletada dos gases aquecidos que passam entre os tubos, exatamente por eles estarem posicionados acima da fornalha, no ponto de caloria máxima.

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Algumas vantagens do uso do vapor superaquecido: a primeira é meramente contar  com maior disponibilidade de energia – entalpia - a segunda, a mais importante, é o aumento do resfriamento das turbinas aonde o vapor irá se expandir. E a terceira, é que com menor teor de umidade no vapor de acionamento, ocorrerá menor corrosão à turbina. O total de ganhos de calor ou de energia, com vapor superaquecido, é de aproximadamente 3% para cada 60ºC de superaquecimento. Ainda que o superaquecimento pretenda tornar o vapor o mais isento de umidade possível, sempre ocorrerão condensações no interior da turbina devido à queda de pressão e temperatura. Em condições normais, recomenda-se um superaquecimento mínimo de 55 ºC, acima da temperatura de vaporização, para a alimentação da turbina. O conceito de entalpia deve ser entendido como a quantidade de energia capaz de realizar trabalho, que um meio – água, vapor, etc- carrega, estando em determinadas condições de temperatura e pressão.

Capitulo -14 i) – Feixe de convecção. Conjunto de tubos que conecta o balão superior com o inferior, e também uma área com capacidade evaporativa. Os tubos que conduzem a água do balão superior para o inferior são chamados tubos de descida, e os que fazem o sentido inverso, ou seja, transportam a mistura de água e vapor são denominados tubos vaporizantes.

Capitulo -15 a) – Soprador de fuligem

O soprador de fuligem executa uma distribuição rotativa de um jato de vapor no interior  da caldeira. O objetivo é procurar remover a fuligem e o início de incrustações, formados na área externa da zona de convecção da caldeira. Um modelo bem usual consiste em alguns tubos perfurados que conduzem vapor em seu interior. Eles possuem movimento de rotação de um outro axial de vai e vem, que lhes permite aspergir vapor  em uma área mais abrangente da tubulação para remover os materiais inconvenientes à  boa troca térmica.

Capitulo -15  b) – Válvulas de segurança. São dispositivos automáticos de alivio de pressão. Sempre que a pressão estabelecida é atingida, estes equipamentos impreterivelmente devem sofrer abertura imediata. São utilizadas basicamente no armazenamento de fluidos compressíveis como gases e vapor. Todas as válvulas de segurança de uma planta devem fazer parte de um rigoroso  programa de inspeção que determine a freqüência da inspeção, e as datas da última e da  próxima inspeção. Elas podem ser classificadas em 4 classes: Classe A: Válvulas susceptíveis a incrustação, aderência, entupimento, corrosão agressiva que comprometam sua atuação normal, ou que requeiram manutenção corretiva freqüente.

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Classe B: Válvulas sujeitas a moderado desgaste por parte do fluido: Classe C: Válvulas que mantenham contato com fluidos limpos, que não apresentam risco de aderência ou colagem, entupimento ou desgaste dos materiais em contato com o fluido. Classe D: Aquelas em que se comprove através de histórico documentado de recepção e manutenção, que matem perfeita funcionabilidade em um prazo maior que o indicado  para Classe C. Quanto a periodicidade de inspeção, o prazo máximo recomendado é: Classe A – 1 ano; Classe B – 2 anos; Classe C – 4 anos; Classe D – 6 anos. É necessário que todas as válvulas tenham um confiável e comprovado histórico de recepção e manutenção, a fim de confirmar, aumentar ou reduzir os prazos de inspeção, alterando-se ou não a sua classificação, com especial atenção para as válvulas Classe A. Para as válvulas novas, que não possuem histórico do local da instalação, recomenda-se ser utilizado o prazo da Classe A para a primeira inspeção. Os prazos indicados acima não devem ser maiores que os indicados na NR-13, quando as válvulas estiverem atuando como dispositivo de segurança de caldeiras e vasos de  pressão. A Norma NR-13 item 13.5.7, determina que as válvulas de segurança instaladas em caldeiras devem ser inspecionadas periodicamente pelo menos uma vez por mês. A inspeção inclui acionamento manual de alavanca, em operação para caldeiras das categorias “B” e “C”, e desmontado, inspecionado e testado em bancadas, as válvulas flangeadas, e, finalmente na planta, as válvulas soldadas. Neste caso, elas devem ser  recalibradas numa freqüência compatível com a experiência operacional das mesmas,  porém respeitando-se como limite máximo, o período de inspeção estabelecido para inspeção de caldeira. A Norma NR-13 item 13.10.4, determina que as válvulas de segurança de vasos de  pressão sejam inspecionadas toda vez que o vaso for submetido à inspeção interna,  porém, prazos menores deverão ser estabelecidos quando o histórico operacional das mesmas revele problemas em prazos menores do que os previstos. Da mesma forma, quando os prazos para exame interno dos vasos de pressão forem muitos dilatados, como no caso de vasos criogênicos, prazos menores para inspeção das válvulas de segurança deverão ser estabelecidos. A NB-284 da ABNT de 1976 fixa a freqüência de inspeção de válvulas de segurança,  pelo menos uma vez por ano e sempre que ocorrer uma parada de manutenção dos equipamentos por ela protegidos. A freqüência de inspeção deve ser aumentada sempre que o equipamento puder trazer algum risco operacional, ou quando os fluidos sob a válvula provocar danos em função de sua corrosividade. Portanto, manter um programa de monitoramento é de fundamental importância para a funcionabilidade e segurança destes equipamentos.

Capitulo -15 c) – Pré – ar. O pré-aquecedor de ar é um equipamento que eleva a temperatura do ar antes que este entre na fornalha. Quando bem dimensionado, este trocador de calor atinge uma eficiência da ordem de 87%. O calor é cedido pelos gases residuais quentes ou pelo vapor da própria caldeira. O pré-ar melhora a eficiência da caldeira pelo aumento da

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temperatura de equilíbrio na câmara de combustão. Vale lembrar que por este mecanismo, o ar que entra na caldeira será aquecido com o calor de gases que iriam dissipar essa caloria na atmosfera, após a saída pela chaminé. Portanto o ar será aquecido por uma energia que estaria perdida. Se os ventiladores que insuflam a fornalha enviassem ar na temperatura ambiente, uma parte do calor das labaredas seria consumida apenas para conseguir colocar este ar em equilíbrio térmico.

Capitulo -15 d) – Economizador de água. A água de alimentação das caldeiras, não deve causar incrustações ou corrosão ao tubulão e nem ao feixe tubular da caldeira. Também deve ter qualidade para através dela se obter vapor livre de contaminantes. Indiscutivelmente, a melhor água capaz de atender esta especificação, é a água de condensado, originária do próprio vapor. Como a demanda é maior que a oferta, devido às perdas, a reposição complementar é feita com água fria, fornecida nas Estações de Tratamento de Água - ETAs. O economizador tem a finalidade de pré-aquecer a água de alimentação da caldeira,  principalmente a fria vinda da ETA até uma temperatura um pouco mais baixa que a de saturação, pois normalmente não se gera vapor neste tipo de equipamento.  Normalmente está instalado na parte alta da caldeira entre o balão de vapor, ou balão superior como é chamado, e a tubulação do superaquecedor. A troca térmica ocorre quando os gases remanescentes da combustão do bagaço dentro da fornalha são obrigados a circular através dele, antes de alcançarem a chaminé. Há diversos modelos de economizadores e na sua construção podem ser empregados tubos de aço maleável ou tubos de aço fundido com aletas, mas eles são basicamente divididos em dois tipos: em separado ou integral. O economizador em separado é usado nas caldeiras de baixa pressão – até 25 kgf/cm²-.  Normalmente é construído com tubos de aço ou ferro fundido com aletas. Em seu interior circula a água a ser aquecida, e por fora circulam os gases de combustão. O economizador chamado integral é empregado nas caldeiras de maior capacidade de  produção, apesar de requerer mais cuidados que o modelo anterior.

Capitulo -15 e) – O desaerador. É um equipamento para eliminar as bolhas de ar e os gases contidos na água de alimentação da caldeira, que basicamente são provenientes do processo de condensação do vapor ocorrido em toda a planta. Serve também como um pulmão de segurança, garantindo disponibilidade de água para as bombas que alimentam a caldeira. . Todo o gás carbônico assim como o oxigênio deve ser retirado da água de alimentação da caldeira, porque quando estes elementos são aquecidos, aumentam a corrosão pelo lado interno dos tubos. Entretanto, esta agressão ao aço pode ocorrer tanto na superfície interna quanto na externa dos tubos. Internamente a corrosão pode ser causada também  por impurezas contidas na água por deficiência no tratamento, e externamente, ela normalmente é causada pelos gases que carregam elementos contaminantes  provenientes do processo de combustão. O desaerador utiliza vapor de escape a 125°C para elevar a temperatura da água de alimentação da caldeira até o patamar de aproximadamente120°C.

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Capitulo -15 f) – O exaustor da chaminé. Após a queima do combustível na fornalha das caldeiras, os gases remanescentes  percorrem o circuito a eles destinado, atravessando equipamentos para melhor  aproveitamento do calor, e finalmente sendo lançados na atmosfera através da chaminé. É evidente que, para essa movimentação, há necessidade de diferenças de pressões para  promover a sua exaustão e propiciar a entrada de novo volume de ar e combustível. Ao  processo que retira os gases mediante a criação de pressões diferenciais na fornalha, denominamos tiragem. Ela pode ser natural, quando ocorre apenas por meio da rarefação propiciada pela chaminé, ou forçada quando são utilizados ventiladores. Entretanto, a tiragem forçada pode ainda ser dividida em diferentes tipos, como veremos mais adiante. - A tiragem natural, onde o ar necessário para a combustão é fornecido pela diferença de  pressão entre a fornalha e a parte superior da enorme chaminé de alvenaria, nem sempre é suficiente para garantir o suprimento de ar e remover os gases remanescentes. Foto B pag. 10 indústria Ela era muito comum nas caldeiras antigas, usadas há três décadas atrás. Atendia equipamentos de pequena capacidade, e com pouca superfície convectiva. Seu ponto frágil era justamente ser susceptível a influência das condições climáticas e da pressão atmosférica. Quanto maior a velocidade dos ventos alísios que trafegam a 30m do solo, mais eficiente era a tiragem. O problema é que o raciocínio inverso também é válido. - A tiragem denominada induzida conta com um exaustor na saída da caldeira, gerando uma pressão ligeiramente negativa no interior da fornalha. Esta descompressão suga os gases oriundos da combustão do bagaço, direcionando-os para a chaminé. O ar de combustão é alimentado pela pressão negativa existente na fornalha. Acreditamos que esta é a precursora de todas as tiragens que se valeram de ventilador para dar mais eficiência ao sistema. - A tiragem forçada admite sopradores na entrada da fornalha, fornecendo ar sob  pressão para a combustão, e facilitando a remoção dos gases pela chaminé. A potência necessária para operar tais sopradores varia entre 4% a 6% da capacidade da caldeira. A tiragem forçada é realizada com o auxílio de ventilador insuflando ar na câmara de combustão, e, neste caso, a câmara de combustão opera com pressão positiva. Seu ponto fraco é a possibilidade de vazamento de gases de combustão para o ambiente de trabalho, expondo a riscos os operadores e equipamentos. - A tiragem balanceada é a mais eficiente, e por esta razão, a mais adotada atualmente. Resultado da combinação de tiragem forçada com tiragem induzida utiliza um ventilador de insuflamento de ar na fornalha, e exaustor dos produtos de combustão na saída da caldeira. Na tiragem balanceada a pressão no interior da caldeira - leia-se fornalha - é menor que a atmosférica, o que evita a saída de chama e gases, mas, ao mesmo tempo, provoca infiltrações de ar sem pré aquecimento por eventuais trincas e frestas.

Capitulo -15 g) – A chaminé.

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O projeto da chaminé assume fundamental importância no processo de tiragem, não só por isso, mas também por envolver parâmetros de controle ambiental. Atendendo à legislação vigente, o projeto da chaminé deve ser de forma a dispersar melhor as  partículas sólidas e gases nocivos à saúde. A perda de carga do escoamento dos gases de combustão deve ser vencida pela diferença de pressão ocasionada pelos ventiladores e chaminé. A chaminé tem como função principal a dispersão adequada dos produtos de combustão no meio ambiente. Quanto maior a altura da chaminé, menor deve ser a concentração de material particulado e gases poluentes, emitido pelo sistema de combustão, ao nível do solo circunvizinho

Capitulo -15 h) – O ventilador primário. Desde que foi abandonada a tiragem natural e instituiu-se o uso de grandes ventiladores e exaustores para dinamizarem o insuflamento das labaredas, e a exaustão dos gases das fornalhas, as caldeiras passaram a ter um desempenho nunca antes atingido pelas convencionais. Mas todo desenvolvimento tecnológico de certa forma é uma faca de dois gumes, pois proporciona benefícios, mas por outro lado nos deixa refém de seu funcionamento. As caldeiras modernas não podem prescindir do funcionamento destes equipamentos para operarem. Não é que sem este suporte elas percam a eficiência, pois na verdade elas entram em colapso.  Na combustão dentro da fornalha o objetivo é conseguir o máximo possível de calor. Para incrementar o rendimento da combustão, é imperioso extrair todo o potencial energético do combustível, adotando cuidados operacionais, como: - Fornecer o ar para a combustão já pré- aquecido. - Ajustar a proporção entre a entrada de ar e a de combustível. - Viabilizar uma perfeita mistura entre o ar e o combustível que foram admitidos. A homogeneização da mistura do combustível com o ar intensifica a superfície de contato entre ambos, e têm influência decisiva na velocidade de combustão. Quanto mais íntima a união dos elementos dois elementos, melhor a combustão. Tendo em mãos a composição do combustível, em nosso caso o bagaço da cana, e com  base na estequiometria da reação de combustão, pode-se calcular o ar necessário para a queima do combustível. "Ar teórico" ou "ar estequiométrico" é aquele que supre o oxigênio teoricamente suficiente para a completa combustão do combustível. A experiência, entretanto, demonstra que é muito difícil conseguir uma boa combustão apenas com o ar  estequiométrico. Ao alimentarmos a caldeira apenas com o "ar teórico", provavelmente o bagaço não queimará totalmente (haverá formação de CO ao invés de CO2) e conseqüentemente a quantidade de calor liberada no interior da fornalha será menor. A fim de proporcionar a combustão completa insere-se a uma quantidade adicional de ar  além do estequiométrico. Desta forma as moléculas de combustível encontrarão o número apropriado de moléculas de oxigênio para completar a reação de combustão. Este volume extra de ar que foi inserido na fornalha é denominado de excesso de ar. Embora ele permita uma melhor mistura entre o combustível e o oxidante, deve ser muito bem dosado, e preferencialmente restringir-se a uma quantidade mínima de excesso, pois o ar que não participa da combustão tende a esfriar a chama, sem contribuir para a reação. Vale relembrar que quanto maior o excesso de ar, maior o volume de gases nos  produtos de combustão e conseqüentemente maior a perda de calor pela chaminé, influindo negativamente na eficiência da combustão em si. Por outro lado, as perdas por 

excesso de ar aumentam em proporção bem mais insignificante que as perdas com combustível não queimado. Nos processos de combustão industrial sempre se opera com algum excesso de ar, porem sempre mantendo a pressão no interior da fornalha negativa, ou seja, ainda que a quantidade de ar admitida ao sistema pelos ventiladores seja maior que a necessária para a combustão do bagaço, a tiragem realizada pelo exaustor é maior ainda.

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Capitulo -15 i) – O ventilador secundário. É aquele responsável justamente pelo arremetimento do bagaço sobre toda a área de combustão da fornalha, descrito detalhadamente no tópico denominado dosador de  bagaço. É comum o ventilador secundário coletar o ar da própria atmosfera sem que este tenha passado pelo pré-aquecedor. Mas de qualquer forma o volume em m3/h que ele desloca, e consequentemente introduz na fornalha é muito menor do que o fornecido  pelo ventilador primário, e que efetivamente sustenta a combustão. Ao contrário do ventilador primário que possui um rotor largo, para deslocar maior volume de ar, este  por sua vez tem um rotor estreito e com maior diâmetro, justamente para dar maior   pressão ao fluxo que espargirá o bagaço sobre as labaredas.

Capitulo -15  j) – As bombas de alimentação. Conforme já descrevemos no tópico Desaerador, as bombas de alimentação da caldeira estão instaladas ao lado daquele pulmão de suprimento, e têm a função de conseguirem introduzir a água dentro do Balão Inferior, sempre que o controle de monitoramento da caldeira acusar a necessidade de reposição do líquido. É normal utilizarem para esta finalidade um conjunto de bombas de recalque, instaladas por afogamento. Por medida de segurança, é norma um dos equipamentos responsáveis por este suprimento ser  acionado por turbina a vapor, exatamente para poder cumprir a sua função de “dar água à caldeira” em situações de emergência quando falte energia elétrica na planta. A capacidade de recalque destas bombas deve ser sempre 50% maior que a pressão de trabalho do balão da caldeira. Usualmente utilizam-se bombas com componentes internos como eixos e rotores, construídos em aço inoxidável, para suportar a agressividade do líquido – água aquecida – a ser bombeado. Assim como os ventiladores e exaustores, as bombas de recalque de água para a caldeira também ficam sob intensa e constante vigilância do Departamento de Manutenção, pois uma parada inesperada de seu funcionamento poderia literalmente inviabilizar o funcionamento da caldeira e interditar a usina.

Capitulo -15 k) – O lavador de gases. Os mecanismos adotados para a limpeza da fuligem seguem dois caminhos: por via seca ou via úmida. No caso dos cinzeiros normalmente se faz uso da via úmida, onde a água é o veículo de arraste dos sólidos. Em sistemas de circuito fechado, a água com os resíduos retirados dos cinzeiros obrigatoriamente passa por uma unidade de tratamento  para sua limpeza, - bacias de decantação ou decantador mecânico - quase que eliminando desta forma, problemas de entupimentos e desgastes nas tubulações e demais equipamentos.

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Com relação à limpeza dos gases remanescentes por via seca, podem ser empregados equipamentos do tipo multiciclones e separadores eletrostáticos. Os métodos de limpeza de gases a via úmida -lavadores de gases- são os de construção mais simples, com menor custo, e boa eficiência. A limpeza dos gases de exaustão, e dos cinzeiros deve ser executada com água limpa. Como atualmente, a maioria de todas as plantas opera em circuito fechado, a água de lavagem, após sair das caldeiras, deve seguir para um sistema de tratamento – decantadores - para separação do material sólido que foi extraído dos gases e dos cinzeiros, a fim de permitir o seu retorno. O processo de lavagem de gases via úmida em si, se baseia na absorção do gás e/ou  particulados dispersos, através do contato com um líquido. Para que se consiga um contato íntimo entre ambos, se deve maximizar as superfícies de exposição do gás e/ou do líquido. Isto é conseguido rompendo-se o líquido, em nosso caso a água, em finas gotas através de bicos spray em uma torre de nebulização, para que estas dispersem através do gás, capturando os contaminantes.

Capitulo -15 l) – Os multiciclones. A eficiência de separação de sólidos nestes equipamentos é de aproximadamente 70 %, desde que a tubulação de descarga esteja perfeitamente selada e eles próprios sem fugas internas. Os ciclones costumam ser instalados antes dos ventiladores de tiragem induzida, e este arranjo permite evitar o enorme desgaste erosivo produzido pela ação da cinza volátil nas pás dos mesmos. Os ciclones operam, portanto, sob pressões negativas, e as imperfeições nas vedações e uniões soldadas provocam infiltrações de ar  que afetam sobremaneira seu rendimento. Uma infiltração de ar de 5 % pode simplesmente duplicar a concentração de particulados indesejáveis na saída do sistema.. O diâmetro de cada ciclone em um projeto desenvolvido pela COPERSUCAR está entre 700 mm e 1.000 mm, e a eficiência do multiciclone é de aproximadamente 80 %. Atualmente eles são empregados principalmente como uma etapa anterior ao  precipitador eletrostático. A remoção das partículas de maior diâmetro antes do gás adentrar no precipitador diminui a possibilidade de incêndio no mesmo.

Capitulo -15 m) – O precipitador eletrostático.

O controle de particulados quando é realizado por precipitadores eletrostáticos que utilizam coletores de descarga tipo espirais, é de 99,21 %. Esta eficiência é obtida com gases provenientes da queima de bagaço de cana. Entretanto, nas caldeiras que queimam este tipo de biomassa, o alto conteúdo de coque nas cinzas faz com que o risco de incêndio, com conseqüentes danos ao precipitador, seja grande. Para prevenir a ocorrência deste fenômeno alguns cuidados devem ser tomados. - O ventilador de tiragem induzida deve ser instalado antes do precipitador eletrostático, a fim de garantir que a unidade opere com pressão positiva, mas de gases provenientes da fornalha. Seu posicionamento após o precipitador aumentaria o risco de possíveis infiltrações de ar – leia-se oxigênio - que poderiam favorecer a combustão. - A remoção de cinzas dos silos inferiores deve ser realizada de maneira contínua por  meio de roscas transportadoras, a fim de evitar a acumulação das mesmas.

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- A freqüência de acionamento dos martelos pneumáticos de limpeza deve ser  aumentada a fim de manter as placas coletoras e as moegas inferiores livres de material  potencialmente combustível, aderido a elas.

Capitulo -15 n) – O lavador de gases com decantador. Técnicos da COPERSUCAR sugerem a utilização de um circuito fechado para recuperar a água dos lavadores de gás, utilizando um decantador para esta função. Este arranjo se caracteriza principalmente por uma redução significativa do consumo de água, e nos parece também ser a instalação funcional e com um custo razoável. O sistema de multiciclones é tão ineficiente quando utilizado em gases que não atende as especificações da lei ambiental. O precipitador eletrostático por sua vez, além dos riscos inerentes ao seu funcionamento, tem o custo elevado e requer manutenção e vigilância  permanente em sua limpeza.

Capítulo – 16 a) – O tratamento primário do caldo.  Não importa se obtido através da moagem ou da difusão, o caldo de cana obtido no  processo de extração possui uma quantidade e qualidade variável de impurezas, tanto solúveis quanto insolúveis. O tratamento primário tem por finalidade conseguir a máxima eliminação das impurezas insolúveis - areia, argila, bagacilho -, que oscilam na faixa de 0,1% a 1%. Esta primeira limpeza aumenta a eficiência e a vida útil dos equipamentos instalados na indústria, e beneficia o processo, ademais de favorecer a obtenção de produtos finais de melhor qualidade.  No caso do caldo originário de moendas, há uma incidência maior de fragmentos de cana ou bagaço, denominados bagacilho. A quantidade de bagacilho deve ser  controlada, uma vez que sua presença excessiva indica deficiência no ajuste das moendas. O bagacilho sai das moendas em suspensão junto com o caldo misto, e deve ser coletado e retornar ao sistema de moagem. O caldo misto já livre da maior parte dos fragmentos é enviado para a fabricação de açúcar ou álcool.  Neste primeiro estágio para a eliminação das impurezas, que nós chamaremos de  processo por separação mecânica, os equipamentos mais comumente utilizados são: -Cush-cush O cush-cush – termo originário do inglês - é um equipamento constituído por algumas  peneiras horizontais fixas, com aberturas de 0,5 mm a 2 mm, normalmente posicionado  próximo da moenda, cuja função é eliminar o material mais grosseiro em suspensão –   bagacilho e palhas-. O material retido retorna por meio de raspas entre o primeiro e o segundo terno da moenda, ou mesmo antes do primeiro terno. O nome surgiu como uma onomatopéia referindo-se ao barulho cadenciado dos raspadores. -Peneiras Atualmente, o peneiramento do caldo é realizado por diferentes tipos de peneiras (DSM, rotativa, vibratória), que utilizam telas de vários modelos e aberturas (0,2mm a 0,7mm), com uma eficiência da ordem de 60% a 80%.  No caso da peneira DSM, que é a mais usual, o caldo entra em uma caixa metálica retangular, com profundidade de aproximadamente 500 mm. Uma das bordas longas desta caixa, aproximadamente 2.000mm, é mais baixa que as outras três. Quando a caixa se enche de caldo, é exatamente por esta extensão mais baixa que inicia o

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transbordamento. Como o equipamento é previamente nivelado com exatidão, formase na referida borda uma lâmina de caldo de 2.000mm de comprimento e com igual espessura em toda a sua extensão. O caldo precipita então numa formidável cascata sobre uma rampa inclinada – semelhante à que os skatistas fazem suas manobras –   porém, toda construída com uma peneira de aço inoxidável. O caldo limpo percola pelas gretas da peneira, para seguir para o processo, e o bagacilho é conduzido uma vez mais ao início da moagem. - Hidrociclones O seu princípio de funcionamento baseia-se na diferença de densidade entre materiais sólidos e líquidos. O caldo é bombeado dentro de um equipamento, - ou vários dependendo do volume-, que tem o formato de um cone, com diâmetro aproximado de 700 mm, e altura de 2.000 mm. O liquido entra tangencialmente na parte superior do funil, e obviamente inicia um movimento circular em seu interior. A pressão de bombeamento é de tal intensidade que o fluxo gira em seu interior com alta rotação. O hidrociclone é dotado de duas saídas, uma superior, localizada onde se colocaria a tampa em um funil, e outra menor e inferior, posicionada exatamente no “bico do funil”. Ao descrever o movimento circular, a força centrífuga força a areia e a argila do caldo a irem para a periferia do fluxo, na realidade girando em contato com o próprio costado do ciclone. É neste ponto que entra em ação a força da gravidade. Enquanto o líquido está fazendo o movimento circular, os sólidos presentes, por possuírem maior densidade – leia-se  peso – vão gradativamente descendo e acabam por sair pela extremidade inferior –  vórtice – do hidrociclone. O líquido despojado das impurezas sólidas, vaza pela saída superior, localizada exatamente no centro do turbilhonamento, que seria o lugar mais improvável para um sólido estar. Em alguns casos, consegue-se obter uma eficiência de separação acima de 90% para partículas de até 40µ - microns-. Exatamente pelo fato dos sólidos girarem tocando o costado do hidrociclone, todos eles são revestidos com borracha ou poliuretano, para resistirem a abrasão provocada. A unidade µ - mícron – equivale à milésima parte de 1 milímetro.

Capítulo – 16  b) – A pesagem da massa e a medição da sua acidez - A pesagem ou medição da massa. Depois de passar pelo tratamento primário, todo o volume de caldo a ser enviado ao  processo é mensurado através de hidrômetros - medidores de vazão- ou balanças de caldo, para viabilizar melhor controle do processo. - O pH de uma substância. O pH ou potencial de hidrogênio iônico é o símbolo criado em 1909 pelo químico dinamarquês Søren Peder Lauritz Sørensen, para indicar o grau de acidez ou alcalinidade de uma substância. O “p” vem de potenz em alemão e significa poder de concentração e o “H” é para o íon de hidrogênio (H+). O valor de pH de uma solução pode ser estimado conhecendo-se a concentração em íons H+, assim a escala de medição varia de 0 a 14, tendo o 7 como valor neutro, o 0 como acidez máxima, e o 14 como alcalinidade máxima.

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Capítulo – 16 c) – O tratamento químico da sulfitação. Apesar dos procedimentos anteriores, que proporcionaram uma limpeza mecânica removendo bagacilho e sólidos, o caldo continua contendo impurezas menores, que  podem ser solúveis – colóides - ou insolúveis. O recurso utilizado para exclusão destes componentes indesejáveis, é o tratamento químico. Ele desencadeará a coagulação, a floculação e a precipitação destas impurezas, que então, serão eliminadas por sedimentação. Será necessário, ainda, fazer a correção do pH – nível de acidez ou alcalinidade – do caldo, para evitar inversão e decomposição da sacarose. Depois de tratado quimicamente, ele poderá então ser enviado à indústria,  para a produção de açúcar ou álcool. No caso do açúcar ele impreterivelmente passará  pelo estágio da sulfitação. Para a fabricação do álcool, o processo da sulfitação, não é obrigatório. Antes de receber o tratamento químico, entretanto, o caldo é pré-aquecido a 700 C, através da sua passagem por trocadores de calor. Para que consigamos abaixar o seu pH a um patamar de 4,0 a 4,5 é necessário expô-lo a um processo de absorção do SO2 (anidrido sulfuroso), denominado sulfitação. A sulfitação é realizada usualmente em uma coluna de absorção que possui, em seu interior, inúmeros pratos perfurados. O caldo é bombeado na parte superior da torre e desce por gravidade através dos pratos em contracorrente com o SO2 – gás sulfuroso -, aspirado por um exaustor instalado no topo da coluna. Com este processo, e devido à grande solubilidade do SO2 na água presente no caldo, pode se obter uma excelente absorção, da ordem de até 99,5%. O gás sulfuroso atua como purificador e preservativo. A produção do SO2 gasoso é realizada na própria usina, pela da queima do enxofre na  presença de ar. O anidrido sulfuroso é obtido em fornos concebidos para esta finalidade, segundo a reação: S + O2 > SO2 A sulfitação do caldo por coluna de absorção, tem como metas: A coagulação de colóides solúveis, para que adquiram maior densidade. A formação do precipitado CaSO3 (sulfito de cálcio). Procurar Inibir reações que causam formação de cor. Diminuir a viscosidade do caldo e, conseqüentemente, do xarope, massas cozidas e méis, facilitando as operações de evaporação e cozimento futuras. A experiência mostra que o consumo médio de enxofre é da ordem de 250 a 500 g por  tonelada de cana moída na usina.

Capítulo – 16 d) – A preparação do leite de cal.

O leite de cal também é produzido na própria usina através da “queima” da cal virgem (CaO) em tanques apropriados ou hidratadores de cal segundo a reação: CaO + H2O -> Ca (OH)2 + calor. Os hidratadores são misturadores de construção muito simples. Tanques com capacidade para 100.000 litros – diâmetro 6.0000mm e altura 4.0000mm – com uma viga de aço diametralmente posicionada sobre a borda superior. Fixado no centro da viga, e, portanto, no centro do tanque um moto-redutor aciona um eixo com pás agitadoras para homogeneizarem a mistura de água e cal. A cal, que é fornecida ensacada à usina, é despejada dentro dos hidratadores com o auxilio de uma talha elétrica que assiste o equipamento. O leite de cal Ca (OH)2 produzido apresenta uma concentração de 3º - 6º Baumé antes de ser adicionado ao caldo pela bomba dosadora.

A graduação Baumé é uma escala de densidade de soluções criada em 1768 pelo farmacêutico e químico francês Antoine Baumé, que viveu de 1728 a 1804.

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Capítulo – 16 e) – A calagem. É o processo de adição do leite de cal (Ca [OH]2) ao caldo, elevando seu pH a valores da ordem de 6,8 a 7,4. Normalmente é realizada em tanques, em processo contínuo, objetivando o controle do pH final do caldo. Um sistema eficiente de calagem sempre é assistido por uma bomba dosadora de leite de cal, que é acionada por um contator  elétrico. Este contator liga e desliga a bomba dosadora, recebendo sinais de um  peagâmetro, que afere o pH do caldo caleado em tempo real. A dosagem de leite de cal deve ser realizada com maior acurácia possível, pois se ela for insuficiente o caldo  permanecerá ácido, e turvo, mesmo depois de decantado, havendo ainda o risco da  perda de açúcar por inversão. Por outro lado, se o leite de cal for excessivo ocorrerá a decomposição de açucares redutores, e formação de produtos que dificultam a decantação, a filtragem e a cristalização, e além de tudo comprometem a cor e a qualidade do produto final. Para que haja uma homogeneização da dosagem do leite de cal em todo o caldo, utiliza-se um tanque misturador, que obriga à total mistura. Este equipamento é um tanque de aço, com 4.500 mm de diâmetro e 3.000 mm de altura, com a parte superior totalmente aberta, e o fundo cônico com uma válvula na extremidade inferior do cone para eventual limpeza. Fica apoiado sobre quatro vigas –   patas - longas o suficiente, para o cone do fundo e a válvula de descarga não tocarem o  piso da indústria. Posicionado no cento do tanque é instalado um cilindro feito de chapa, sem tampa e sem fundo, cuja posição central é garantida por algumas cantoneiras que saem de sua lateral e estão soldadas dentro do costado do reservatório. Na verdade este cilindro interno é apenas um tubo de chapa de aço, com 1.000mm de diâmetro e seu  posicionamento tem duas peculiaridades: Sua boca inferior está distante 300 mm acima do fundo cônico do misturador, e a boca superior, 300 mm acima da própria borda do mesmo. O misturador possui ainda um coletor periférico interno, como um quebra-ondas de  piscina, que foi instalado a 200 mm, abaixo da sua borda. O coletor funciona como uma calha circular, dando a volta em todo o perímetro do seu costado. O caldo entra no equipamento por uma tubulação de 8, e verte tangencialmente dentro do cilindro central. Devido a esta posição do tubo alimentador, o caldo faz um verdadeiro turbilhonamento dentro do cilindro, e ao começar a encher o misturador, cria um fluxo rotativo de todo o caldo em seu interior. O leite de cal, embora chegue por uma tubulação independente, entra no misturador   praticamente junto com o caldo, de forma que os líquidos caem quase que juntos dentro do cilindro central. O nível do caldo misturado com o leite de cal vai subindo dentro do equipamento e igualmente dentro do cilindro, pois são vasos comunicantes. O misturador jamais transborda, porque o coletor periférico interno está posicionado 200 mm abaixo da sua borda, e este coletor está ligado a uma saída de diâmetro 10”  para dar vazão com folga a todo o caldo caleado.  Na verdade o caldo é forçado a fazer primeiramente um fluxo descendente no interior  do cilindro central e depois outro ascendente, já no próprio tanque do misturador. O caldo que sai por transbordamento periférico está totalmente misturado com o leite de cal, que fez o mesmo trajeto rotacionando, e seguramente despojado eventuais sólidos

de cal, que sempre precipitam no fundo do cônico. Este precipitado pode ser drenado  pela válvula de descarga inferior. A calagem do caldo de cana tem por objetivo a eliminação de corantes, a neutralização de ácidos orgânicos e também desencadear a formação de sulfito e fosfato de cálcio. Estes dois produtos, ao sedimentarem, irão arrastar consigo impurezas presentes no caldo. O consumo da cal (CaO) varia de 500 a 1.000g por tonelada de cana moída, dependendo do rigor do tratamento exigido.

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Capítulo – 17 a) – O aquecimento do caldo através de trocadores de calor. O caldo sulfitado e caleado segue para os aquecedores onde atinge temperatura média na faixa de 103 a 110º C. Os aquecedores são trocadores de calor nos quais ocorre a  passagem do caldo no interior das centenas de tubos, e a circulação do vapor de água saturado pelo interior do casco cilíndrico do equipamento. O aquecimento é realizado em equipamentos denominados trocadores de calor, constituídos por um feixe tubular, no qual passa o caldo, localizado no interior de um cilindro – casco - por onde circula vapor de água saturado. Nesta troca térmica intermediada pela parede de aço da tubulação, o vapor cede calor para o caldo e condensa-se. Existem aquecedores horizontais ou verticais, e a nomenclatura é definida  pela posição do feixe de tubos, mas os primeiros são os mais utilizados. As principais finalidades deste ganho de temperatura são: - Acelerar e facilitar a coagulação e floculação de colóides e não-açúcares protéicos, - Completar reações químicas como, por exemplo, emulsificar graxas e ceras, ou seja, acelerar o processo químico, aumentando a eficiência da decantação que será a próxima etapa do processo industrial. -Eliminar microorganismos por esterilização. -Provocar a degasagem ou desgaseificação do caldo, entretanto, a eliminação mais completa dos gases só ocorrerá quando o caldo aquecido for enviado para o balão de flash. A presença de incrustação nos tubos dos aquecedores compromete a velocidade da troca térmica, por isto são realizadas limpezas periódicas nos mesmos. Esta limpeza pode ser  um processo mecânico denominado roseteamento, por jato de pressão, ou ambos. No roseteamento um cabo de aço rotativo movimenta a roseta dentro da tubulação, rompendo as incrustações. O jato de pressão faz um trabalho complementar. Uma forma  bastante usual de facilitar a limpeza da tubulação dos trocadores de calor é antes de qualquer procedimento, passar pelo seu interior uma solução de soda caustica com água fervente, numa concentração máxima de 5%. Para realizar a exata dosagem da soda, é imprescindível fazer primeiramente o cálculo da capacidade volumétrica do feixe de tubos. A remoção dos gases incondensáveis e a descarga do equipamento são necessárias para uma boa troca de calor em um aquecedor. Por isto, esses equipamentos possuem válvulas no seu corpo para retirada dos mesmos.  Na planta é muito comum também o uso de trocadores de calor “a placas”,  principalmente em pontos do processo onde o gradiente de temperatura ambicionado não é muito elevado. Nestes casos são então utilizados estes modelos compactos de trocadores de calor. Exatamente por serem de construção modular, são sem dúvida os equipamentos para este propósito, com maior versatilidade disponíveis no mercado. Permitem a rápida e fácil ampliação da área e da capacidade térmica, e também a sua fácil desmontagem para reparos ou limpeza. Suas placas de aço inoxidável foram

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 projetadas e construidas de tal modo, que ao serem anexadas formam os canais contíguos, porem incomunicáveis, por onde passarão os líquidos que irão intercambiar  energia térmica. Elas são mantidas justapostas através do aperto de enormes fusos, e a estanqueidade de todo o conjunto é garantida através de gaxetas periféricas de vedação. O mosto da fermentação do álcool – ver capítulo 32 B - que necessita ser resfriado e o caldo de cana que, ao contrário, precisa ser aquecido, circulam lado a lado, porem em contra fluxo. A troca térmica ocorre justamente através do aço inoxidável que separa ambos. A limpeza química frequente das placas para remover eventuais incrustações é im prescindível para garantir a capacidade termica do equipamento, pois uma camada de material aderido ao aço, funcionará como um isolante térmico. A pressão de  bombeamento do mosto através dos trocadores de calor, que obviamente decidirá a velocidade do fluxo dentro deles, deve estar de acordo com a especificação do fabricante, pois uma velocidade além da especificada não oferece tempo hábil para a troca térmica. Na realidade o dimensionamento dos trocadores de calor e das bombas e tubulações necessárias ao seu funcionamento, deve ser feito pelo Departamento de Engenharia de Aplicação do próprio fabricante.

Capítulo – 17  b) – O balão de flash. Trata-se de um pequeno tanque cilíndrico, que é instalado acima da tampa do decantador, para receber a tubulação que transporta o caldo. O caldo deverá passar   primeiramente pelo balão, para minimizar ao máximo a presença de bolhas de ar que ele carrega. A tubulação deve ser soldada tangencialmente ao costado do balão, para  provocar turbilhonamento no líquido ao entrar. Este fluxo rotativo irá funcionar como um agitador com acionamento de custo zero. Entretanto, o item mais importante na construção do balão, é uma chaminé instalada em seu tampo, e aberta para a atmosfera. Embora o caldo saia dos trocadores de calor a uma temperatura de 105 graus Centígrados, ele está pressurizado e, portanto, não apresenta ebulição. Ao entrar no  balão que possui comunicação com a atmosfera, - a chaminé – ocorre inevitavelmente uma queda de pressão, e inicia-se uma ebulição espontânea. Esta reação libera todas as  partículas em suspensão, que estariam aderidas às bolhas presentes no caldo, e não decantariam. Para garantir a eficiência do Balão de flash, o único parâmetro a ser  controlado no processo é a temperatura do caldo na saída dos aquecedores. Ela impreterivelmente deve ser mantida no mínimo a 105 graus Centígrados.

Capítulo – 17 c) – A decantação. Os tratamentos químicos descritos anteriormente e o próprio aquecimento do caldo têm a função de promover e acelerar o processo da floculação e a da decantação. Como o  próprio nome diz, floculação significa a formação de flocos, que ocorrerá com os colóides e os não-açúcares protéicos, que estão em suspensão no caldo. Assim que estes agregarem-se, isto é, se transformem em partículas mais pesadas, se precipitarão em direção o fundo. A decantação ocorre de forma contínua dentro de um equipamento denominado clarificador de caldo ou decantador, pois tanto podemos afirmar que o mesmo clarifica o caldo, ou que ele decanta os componentes indesejáveis nele presentes.

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Para aumentar a superfície de decantação, o decantador normalmente possui 5 compartimentos sobrepostos, todos com fundo cônico, e que, no jargão da usina, são denominados “bandejas”. Dentro de cada uma das bandejas, giram 4 braços, contendo cada um deles aproximadamente 10 raspadores. A função dos raspadores, que inclusive  possuem borda de borracha, é gradativamente irem fazendo a varredura do fundo de cada compartimento, dirigindo o material decantado para o centro, de onde então será conduzido para o dreno inferior do equipamento. De lá, o lodo, como é chamado, será conduzido à filtragem. O acionamento do conjunto de todos os braços com raspadores é feito através de um eixo central, movido por moto-redutor posicionado exatamente no topo do aparelho. Na extremidade inferior do eixo, um mancal submerso no próprio caldo, garante a sua estabilidade no movimento rotatório, que é de apenas 10 a 12 rotações por hora. O caldo decantado, ou clarificado, é coletado na parte superior de cada uma das “bandejas” e enviado ao setor de evaporação para concentração. O lodo, que basicamente é constituído de impurezas sedimentadas, possui uma concentração de sólidos de aproximadamente 10º Baumé. Antes de ser definitivamente  bombeado para a filtragem final, passa por uma caixa, onde ele recebe bagacilho. Esta mistura do lodo com bagacilho é que será enviada para o setor de filtragem, onde ocorrerá a recuperação do açúcar – leia-se sacarose – ainda remanescente. A inserção do  bagacilho, da ordem de aproximadamente 10 Kg por tonelada de cana moída, tem a função de adensar a textura do lodo, formando uma torta que auxiliará no processo de filtragem. O tempo de residência do caldo no decantador, dependendo do tipo de equipamento empregado, varia de 15 minutos a 4 horas, e a quantidade de lodo retirada representa de 15% a 20% do peso do caldo que entra no decantador. Curiosidade: O mais eficiente e renomado decantador de caldo de cana é o da marca DORR- OLIVER, uma empresa norte americana fundada em 1911 e que até alguns anos atrás, possuía uma subsidiaria no Brasil. Ainda hoje é comum nas usinas os operadores chamarem o decantador de DORR, ao se referirem ao equipamento, não importando quem tenha sido o seu real fabricante. Nos anos 70, o autor desta obra trabalhou por sete anos no Departamento de Engenharia da DORR- OLIVER (Brasil) LTDA.

Capítulo – 18 a) – A lagoa aspersora, ou spray. A água aquecida proveniente dos condensadores, multijatos, trocadores de calor da evaporação, tachos cozedores e cristalizadores de açúcar refrigerados, pode ser resfriada em lagoa aspersora – spray-pond – para posterior reutilização na fábrica. Empregandose o sistema de “circuito fechado” em seu resfriamento, consegue-se alguns benefícios consideráveis, como, por exemplo, a diminuição na captação no manancial em quase 3.000 m3/h ou 3.000.000 litros/h, a eliminação do lançamento de efluentes industriais aquecidos em manancial, e até melhoria no processo industrial em si. Nos dias muito quentes de verão, a água captada no manancial costuma ter a sua temperatura mais elevada que a da lagoa aspersora, não tendo a mesma capacidade de resfriameno quando utilizada diretamente no processo fabril. Entretanto, o projeto de um sistema de

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resfriamento deste tipo deve ser executado por empresa especializada no assunto,  pois demanda conhecimentos de hidráulica e termodinâmica. A lagoa aspersora requer  um espaço consirerável para a sua instalação, e bombas de grande potência devem ser  especificadas para acionar as dezenas de bicos nebulizadores. A localização da lagoa e mesmo o seu formato devem ser definidos em função da direção preferencial do vento local; o número correto de aspersores será determinado em função do volume /h de água que se pretende resfriar e da diferença de temperatura que se pretende obter; a disposição e altura correta dos pedestais dos bicos nebulizadores e a escolha do modelo ideal também requerem conhecimento técnico. O dimensionamento correto da tubulação dentro da lagoa, e a pressão de trabalho a ser mantida na rede para garantir a eficiência do sistema, etc não são parâmetros simples de serem determinados, que lembramos uma vez mais requerem conhecimento de hidráulica. É importante mencionar, embora pareça obvio, que a água aquecida deve chegar na lagoa, se possível, apenas através dos bicos aspersores. A bomba que pressuriza o sistema deveria coletá-la em um outro tanque concebido para esta finalidade. Caso este arranjo não seja possível, a bomba que retorna a água resfriada para a indústria, deve impreterivelmente estar instalada na extremidade oposta de onde cheha a água quente.

Capítulo – 18  b) – As torres de resfriamento. Por razões diversas, algumas usinas, entretanto, utilizam torres de resfriamento no lugar  das lagoas aspersoras. São soluções, na verdade equipamentos, bem mais compactos, e que por isto mesmo não se beneficiam da ventilação ambiente para realizar a troca térmica, possuindo ventiladores elétricos para este fim. A água é bombeada e forçada a  precipitar-se em cascata dentro de câmaras providas de elementos especialmente desenhados para retardar a sua queda. Em contra fluxo, uma corrente de ar ascendente  passa por ente as gotas em precipitação, “roubando” a caloria que será dispersa na atmosfera. As torres possuem bombas para fazer a água recircular dento deste pequeno circuito e grandes ventiladores elétricos que provêm a ventilação, inclusive oferecendo variações de capacidae de deslocamento de ar, através da mudança do ângulo de suas  pás. As torres requerem uma bacia de captação da água descendente que poderá ser de fibra de vidro – fornecida pelo fabricante – ou de alveraria, neste caso executada segundo um projeto específico. Por sua dimensão, elas podem ser instaladas em diversos lugares de uma planta, muitas vezes minimizando o gasto com tubulações que seriam necessárias no caso do uso da lagoa aspersora. São equipamentos  permanentemente eficientes, independentemente da sazonalidade das correntes de vento, mas que requerem tratamento na água para evitar a formaçào de algas, e limpezas  periódicas pela mesma razão. As águas industriais aquecidas no processo industrial das destilarias de álcool, normalmente são resfriadas através de torres.

Capítulo – 19 a) – A filtragem A filtragem do lodo do decantador visa recuperar a sacarose nele remanescente, fazendo com que ela retorne ao processo, diluída no caldo filtrado. O material retirado neste  processo pelo filtro de lodo recebe o nome de torta, e é enviado à lavoura para ser  utilizado como adubo.

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O filtro rotativo a vácuo é um equipamento que basicamente se constitui de um tambor feito de aço inoxidável, com diâmetro de aproximadamente 3.000 mm e comprimento de 6.000 mm. O tambor tem fixado em cada uma de suas tampas, um eixo oco de diâmetro aprox. 600 mm e comprimento 700 mm, denominado munhão, e que se  projeta para fora. Na realidade, apesar de não ser maciço, o munhão quando é fundido, tem a extremidade que ficará visível fechada. Posteriormente, um deles recebe orifícios  para a passagem dos tubos que sugarão o caldo filtrado. O tambor, embora construído em chapa de aço inoxidável de pequena espessura, tem em seu interior e também nas duas tampas circulares, uma estrutura feita em vigas de aço, de tal forma que este imenso “rolete” possa girar na posição horizontal, apoiado apenas nos dois munhões. Na realidade, o tambor do filtro rotativo funciona exatamente deste modo: Girando na posição horizontal, sobre um tanque que se assemelha a uma enorme banheira contendo o lodo a ser filtrado. Nas extremidades deste tanque denominado bacia do filtro, dois mancais bi-partidos dão apoio aos munhões. Se dividirmos a circunferência da tampa do tambor em 24 seções, teremos exatos 15 graus para cada uma delas, pois 24 x 15 = 360 graus. Quando ele estiver totalmente construído, a superfície curva do enorme cilindro está dividida exatamente desta forma. A superfície do tambor terá 24 seções longitudinais independentes, que receberão ao longo dos seus 6m de comprimento, furos de 1-1/4” por onde entrará o caldo filtrado. As seções estarão definidas por barras de aço inoxidável, soldadas no sentido do comprimento do tambor. “Cada seção receberá uma cobertura de grades de polipropileno em todo o seu comprimento, que permitirão a drenagem e a circulação do caldo filtrado em direção aos furos de 1-1/4”. Sobrepondo-se às grades, cada seção receberá ainda uma chapa muito fina de aço inoxidável micrometricanente perfurada, com a largura da seção e o comprimento do tambor. A chapa perfurada será o segundo elemento filtrante do equipamento, e o primeiro e bem mais eficiente será uma camada de torta que se formará sobre a chapa, cujas fibras reterão os sólidos em suspensão no lodo. Um dos munhões receberá o acionamento do tambor dotado de um redutor tipo coroa e sem-fim, que garantirá a baixa rotação da máquina. O segundo munhão, com a sua face plana toda perfurada, receberá a válvula com duas saídas, componente decisivo no funcionamento do aparelho. Exatamente por ser oco, o munhão permite a passagem de um feixe de tubos pelo seu interior. Cada tubo de diâmetro de 1-1/4”, aproximadamente 32 mm, parte de um orifício face plana do munhão e, fazendo uma longa curva, chega até o costado do tambor, onde há outro orifício para recebê-lo. Existem filtros rotativos de dimensões maiores que o modelo que estamos descrevendo, e que possuem dupla saída de filtrado, com mais uma válvula ou cabeçote, como também é chamada, instalada no lado do acionamento. Entre a face plana e multi-perfurada do munhão e a válvula de sucção acoplada a ele, trabalha um disco de fibra denominado placa de desgaste, que possui algumas aberturas em lugares pré- determinados. Ela é dotada de duas saídas independentes, para alto e  baixo-vácuo, e está ligada a uma bomba de vácuo que impõe sucção a todo o feixe de tubos do filtro. Quando o tambor gira, as aberturas existentes na placa de desgaste  permitem ou interrompem a ação do vácuo, convenientemente ao funcionamento do equipamento. No momento em que uma determinada seção for submergir no lodo, as bocas dos tubos correspondentes a aquela seção estão exatamente diante de uma abertura na placa de desgaste, que colocá-los em comunicação com a tubulação de baixo vácuo de 10 a 25 cm de Hg. O líquido da bacia do filtro é então aspirado, depositando sobre a chapa  perfurada uma primeira camada composta dos materiais em suspensão no lodo. Entretanto, o caldo que adentra ao filtro neste instante é turvo, pois arrasta parte do lodo. Este caldo escuro sai através das canalizações e vai até o local adequado, de onde é enviado por bombeamento, de volta ao decantador. Da quantidade de caldo

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recuperado por cada seção que passa pela bacia, 30 a 60% é constituída por este caldo turvo. Logo que esta fina torta se forma sobre a superfície filtrante, a tubulação lá dentro da válvula chega diante de nova abertura na placa de desgaste, que desta vez coloca-os em comunicação com a tubulação de alto- vácuo, ao redor de 20 a 25 cm de Hg. O caldo obtido neste estágio, entretanto, já é claro, pois passou pela pré-torta que tem a capacidade de auxiliar na retenção de pequeninos sólidos. A elevação do vácuo é necessária, pois com a presença da pré-torta, a resistência à filtração aumenta. A quantidade de caldo claro obtido nesta fase corresponde de 40 a 70% do volume. Após o tambor girar um pouco mais, quando finalmente a seção que estamos analisando emerge do lodo, a grossa torta formada sobre a chapa perfurada começa a ser lavada com água quente, através de um sistema de bicos spray. Esta água também é sugada  pelo alto vácuo, e, ao permear pela torta, leva para a o interior do filtro a sacarose que iria se perder com o descarte daquele resíduo. O tambor continua girando, e após a seção receber jatos de água quente da última  bateria de bicos injetores, inicia-se a fase de secagem da torta, ainda pela ação do vácuo. O estágio seguinte consistirá na remoção total da torta, que é conseguida mediante a interrupção do vácuo e sob a ação do raspador. Neste período, a tubulação pertinente àquela seção, estará passando sob uma parte totalmente fechada da placa de desgaste. A torta desprendida cairá em uma moega de coleta, ou em um sistema transportador, sendo então conduzida para o armazenamento, ou será transportada diretamente para o campo, para utilização como adubo. Alguns fatores devem ser monitorados no processo, para garantirem a eficiência do equipamento: - A temperatura do lodo, pois sua viscosidade decresce à medida que a temperatura se eleva, sendo mais eficiente sua filtragem em temperaturas um pouco acima de 80 graus centígrados. - A quantidade de água aplicada na lavagem da torta e a eficiência dos bicos  pulverizadores também são decisivas para a eficiência do processo. Pouca água e bicos danificados proporcionam áreas do tambor que giram sem ser lavadas. - A temperatura da água de lavagem que deve estar na faixa de 75 a 80º C. Abaixo deste  patamar, a cera presente no lodo impermeabiliza a torta, dificultando a passagem do caldo. - A correta dosagem do bagacilho inserido no lodo também é importante, pois sem ele a textura da pré-torta que se forma na superfície do tambor não tem capacidade de filtragem. -A velocidade de rotação do filtro: mínima em 2 minutos e máxima em 6 minutos por  rotação. De toda maneira o motor de acionamento será assistido por um inversor de freqüência  para permitir o ajuste automático da rotação, que será determinada pelo nível de lodo dentro da bacia. É muito importante, portanto, o cálculo da quantidade de filtros a ser instalada em uma  planta. Para um maior volume de lodo decantado, tanto maior será a área de filtragem necessária, pois estes equipamentos somente são eficientes dentro da rotação especificada.

Capítulo – 20 a) - A evaporação. A evaporação é o coração do processo industrial, pois todo o vapor produzido nas caldeiras, após haver sido aproveitado na geração de energia mecânica e elétrica para acionar a usina, ainda tem energia térmica remanescente, e, é encaminhado na forma de vapor de escape para este setor.

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Na pré-evaporação, ou 1º efeito, ele é condensado realizando o primeiro aquecimento do caldo clarificado, e então se regenera absorvendo água do próprio caldo, formando o vapor vegetal. O vapor vegetal é o responsável por fornecer energia aos demais estágios do processo industrial como, por exemplo, os outros efeitos da  própria evaporação, o cozimento, a destilação, etc.. O método de utilizar-se um primeiro efeito, ou pré-evaporador, grande, é, de fato, muito usual nas usinas brasileiras. Depois deste corpo, como também é chamado, um sistema de evaporação múltiplo composto por 4 ou 5 efeitos, vai possibilitar sangrias para abastecerem outras demandas de energia térmica, como por exemplo, os cozedores contínuos de açúcar. Os 3 tipos de evaporadores mais utilizados no setor sucroalcooleiro são: - Modelo Roberts. É o mais comum, suporta bem as variações de fluxo de caldo, aceita ser operado manualmente, funciona com a calandria inundada e com circulação natural de fluxo, e  permite tanto a limpeza química da tubulação, como a mecânica. - Modelo Falling Film, ou de fluxo descendente. Sua forma construtiva privilegia tubos longos para o fluxo descendente do caldo em seu interior, onde ocorrerá a troca térmica. Exige automação, pois é mais sensível a oscilações na alimentação: A superalimentação sufoca a boca dos tubos, comprometendo o fluxo, e a carência de caldo provoca a sua secagem, causando a incrustação. Portanto, operam com circulação através de bombas, e somente permitem limpeza química. As limpezas mecânicas normalmente são demoradas, portanto dispendiosas, e realizadas, se necessárias, na entressafra. - Evaporadores de placas. Usam placas onduladas, ao invés de tubos, e as ondulações quando justapostas geram os canais por onde circularão o caldo e o vapor para a troca térmica. Os dois meios, o que deve ser aquecido e o fornecedor de calor, circulam em canais anexos, sem, todavia se misturarem. A troca térmica ocorre pelo metal que separa um do outro. Tanto podem operar de forma similar ao Roberts inundada ou do Falling Film, com caldo recalcado com alta velocidade, através das placas. A limpeza, entretanto, deve ser química obrigatoriamente. A concentração do caldo irá ocorrer em uma série de evaporadores de funcionamento subseqüente, que no jargão da usina são denominados efeitos da evaporação. Os técnicos e operadores sempre adotaram esta nomenclatura, e cada efeito corresponde a um estágio da evaporação, e não a um trocador de calor especificamente. Muitas vezes um evaporador já velho e comprometido pelo uso, pode ser substituído por dois outros, com equivalente capacidade de troca térmica, e para um novato poderá parecer estranho, aqueles dois serem chamados, por exemplo, de 3º efeito. Entretanto, uma análise mais atenciosa naquela imensidão de tubos, demonstrará que ambos estão sendo alimentados em paralelo e não em série, pertencendo, portanto, ao mesmo estágio da evaporação.  Na evaporação é necessário injetar vapor somente no primeiro equipamento, pois a  própria água evaporada irá aquecer o caldo nas caixas seguintes. O vapor que alimenta o  primeiro evaporador da série, por haver saído da turbina de acionamento de uma moenda, por exemplo, ou de qualquer outro equipamento, é denominado vapor de escape. Já o vapor gerado pela ebulição do caldo de uma caixa, e que é aproveitado para  provocar a ebulição do caldo na caixa seguinte, é denominado vapor vegetal. Este  procedimento seqüencial, só pode ser obtido com a diferença decrescente de pressão existente entre as caixas. A despressurização é mantida por um sistema gerador de vácuo ligado à última delas, ou seja, ao último efeito. Na operação da evaporação, o suprimento de vapor de escape para a primeira caixa – o pré-evaporador- deve ser  controlado de modo a produzir a evaporação total requerida, mantendo-se o xarope no final do processo numa faixa de 65 a 70º brix. No entanto, uma alimentação uniforme

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de caldo, também é essencial para uma boa performance do sistema. O caldo inicia o  processo com a uma temperatura de 120 a 125 graus Celsius e um Brix de 14 - 16º chegando, no final do último efeito, a 55º - 65º Brix, com 58 a 62 cm de vácuo, e com o  ponto de ebulição reduzido a 60 graus Celsius apenas. Neste estágio do processo, o caldo passa a denominar-se xarope.

Capítulo – 20  b) – Cuidados na Evaporação. - Para que o vapor vegetal fornecido para cada efeito da evaporação possa ter condições de aquecer o caldo da caixa seguinte, é necessário manter o interior do evaporador com  pressão reduzida, a fim de que o ponto de ebulição do líquido seja mais baixo. Deste modo, a última caixa de evaporação, por exemplo, deve operar com 58 a 62 cm de vácuo, que reduz o ponto de ebulição do caldo até o patamar de 60º C. - O suprimento de vapor de escape para o primeiro efeito deve ser controlado de modo a  produzir a evaporação total requerida, mantendo o xarope numa faixa de 65 a 70º brix. Obviamente que uma alimentação uniforme de caldo também é imprescindível para um  bom desempenho do processo. - A drenagem inadequada dos condensadores pode causar afogamento parcial dos tubos no lado vapor da calândria, com redução da superfície efetiva de aquecimento. Os condensados dos pré-aquecedores e evaporadores são geralmente retirados por   purgadores instalados nos seus corpos. Eles devem ser armazenados e analisados, de forma que ocorrendo contaminação, a água condensada não seja reaproveitada para a reposição em caldeiras, pois estes condensados contêm geralmente matéria orgânica volátil, - álcool etílico, outros alcoóis como ésteres e ácidos, que provocam a formação de espuma dentro das caldeiras, impedindo o seu monitoramento através dos sensores. Em contra partida, podem ser  utilizados como fonte quente na fábrica. - Juntamente com o vapor de aquecimento, sempre podem entrar na calandria, gases incondensáveis (ar e dióxido de carbono. O ar pode entrar inclusive através de eventuais vazamentos nos evaporadores que operam sob vácuo e o dióxido de carbono é gerado no próprio caldo. Não sendo retirados, estes gases se acumularão, interferindo na condensação do vapor na superfície do tubo.  Nas calandrias sob pressão, os gases incondensáveis podem ser soprados para a atmosfera. Os que estiverem sob vácuo devem ser enviados para o sistema de vácuo. Geralmente eles saem por válvulas de tiragem de gases, instaladas em lugares convenientes nos equipamentos. - O arraste de caldo com a transferência de vapor de um efeito para a calandria do efeito seguinte ou para o condensador no efeito final, sempre resulta em perda de sacarose. Além disto, o arraste causa a contaminação dos condensados, inviabilizando o seu uso  para alimentação de caldeiras, e contaminando águas que fatalmente serão descartáveis. A velocidade do fluxo aumenta da primeira para a última caixa, atingindo no último efeito até 18 m/s, dependendo do diâmetro da tubulação. No último efeito, o problema de arraste é mais usual, e torna-se imprescindível a instalação de um separador de arraste. Durante a evaporação, a ebulição lança no interior do evaporador finas gotículas de caldo, algumas das quais são pequeninas bolhas de vapor encerradas em uma película de caldo. Estas gotículas são muito leves e o fluxo de vapor as leva facilmente para o  próximo efeito, em direção à coluna barométrica ou multi-jato. É indispensável à

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instalação de um separador de arraste eficiente na saída de vapor do último efeito da evaporação ou dos cozedores. O separador de arraste é um equipamento concebido  justamente para minimizar as perdas de açúcar que normalmente se perde nas névoas formadas durante o processo de evaporação e cozimento do caldo. Alguns modelos são construídos a partir de uma malha de fios de aço inox, com capacidade de coletar 100% das partículas de açúcar com tamanho superior a 5µ. Isso representa uma redução geral de perdas entre 90% e 95%. Outros modelos empregam lâminas verticais paralelas com perfil do tipo “ziguezague”, acondicionadas em um vaso metálico. Podem ser projetados com diversos números de lâminas e angulações, adaptando- se perfeitamente a cada caso, mas de qualquer modo detêm o fluxo das gotículas por impacto e posterior condensação. Sua capacidade de coleta é de 100% para partículas de tamanho superior a 15µ. Por isso, a redução geral de  perdas é de 85%. Possíveis causas de anormalidades na evaporação: O mau funcionamento da evaporação pode ter muitas causas, as principais são: - Baixa pressão do vapor de escape que alimenta o pré-aquecedor. - Entradas de ar no sistema, que prejudicam o vácuo, que garantirá a evaporação nos efeitos posteriores, mesmo com a queda da temperatura. - Suprimento de água ao condensador; - Bomba de vácuo ineficiente eventualmente até por entupimento. - Remoção de condensados ineficiente por defeito nos purgadores - Incrustações precoces causadas pela oscilação na alimentação do caldo, que então  provoca sua secagem na parede interna da tubulação dos evaporadores.

Capítulo – 21 a) – O cozimento das massas. - Recapitulando a Concentração do Caldo. Como verificamos no tópico anterior, o objetivo da evaporação é concentrar o caldo clarificado através da eliminação da água, produzindo o xarope com uma faixa de 60 70º brix. Devido a fatores técnicos e econômicos, a concentração total do caldo tem de ser  realizada em duas etapas: primeiramente a evaporação e então o cozimento. A primeira  parte, já descrita, é realizada em evaporadores de múltiplos efeitos, por razões econômicas, e também técnicas: 1ª- A economia de energia térmica que o método multi-estágio oferece, já que apenas o  primeiro evaporador é alimentado com vapor de escape. Os demais recebem o chamado vapor vegetal, que é aquele que surge dentro de cada evaporador, gerado pela própria ebulição do caldo. 2ª- Na composição do vapor vegetal, o calor advem do vapor de escape usado na caixa anterior, e a água desprende da ebulição do próprio caldo. Entretanto, inevitavelmente vai ocorrendo uma queda de temperatura a cada estágio, e a fervura do caldo só  permanece ocorrendo, pois cada efeito é submetido a uma descompressão ainda maior   pelo vácuo. Fator que proporciona uma temperatura de ebulição mais baixa. 3ª- A transferência do caldo do 1º- ao 5º- efeito só é possível, porque a sua viscosidade ainda é baixa e ele é bem fluido. - O Cozimento. A segunda etapa da concentração do caldo ocorre a partir do ponto onde ele já passou a ser denominado por xarope. Com sua concentração já na faixa de 60° a 70° Brix, e acrescentado dos méis reciclados no processo, ele será agora enviado ao setor de

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cozimento, onde ocorrerá o fenômeno da formação e crescimento dos cristais de sacarose. Na verdade, o processo tem a finalidade de separar a sacarose existente no caldo concentrado - xarope - por meio de processos físicos, transformando-a em cristais. Praticamente 80% dos cristais contidos no xarope serão cristalizados enquanto outros 20% ficarão retidos no mel. No cozimento, ele será aquecido somente com vapor de escape, em evaporadores de simples efeito denominados cozedores. De cada um deles, independentemente, o xarope sairá com uma textura bem pastosa, e a sacarose já se apresentará, como mencionamos, uns 80% cristalizada. O cozimento proporcionará um aumento na sua viscosidade de tal intensidade, que a partir daí o seu nome no processo  passará a ser, massa cozida. A decisão de consumir apenas vapor de escape no processo de cozimento é inevitável,  pois a densidade do produto não permite a sua transferência de um cozedor a outro. Vale lembrar também, que o material transformou-se fisicamente, passando a um estado  pastoso, que, de toda maneira, jamais poderia ser aquecido recirculando através de tubos de pequeno diâmetro, dentro dos evaporadores normais. Por isto, o cozimento deve ser  executado em evaporadores de simples efeito, porém com adaptações para atender as características do material em si. - Os cozedores, ou tachos. Semelhantes a um evaporador do conjunto de múltiplo efeito, os cozedores ou tachos, como também são chamados, operam totalmente independentes uns dos outros, e cada qual está ligado a um condensador e a uma bomba de vácuo. Trabalham com temperatura em torno de 60ºC, e sob vácuo de 62 a 65 cm Hg. Para facilitar a retirada da massa cozida, são construídos com fundo cônico, onde está  posicionada a válvula de descarga. A maior diferença na forma construtiva, entretanto, está na bitola da tubulação interna, pois nos evaporadores de múltiplo-efeito utilizam-se tubos com diâmetro interno de 27 a 46 mm no máximo, e nos cozedores, os tubos são de diâmetros de 100 mm. O poço central da calandria sempre obedece à proporção de  possuir um diâmetro de 40% do diâmetro do corpo. As diferenças encontradas nestes dimensionamentos são exatamente para permitir o fluxo interno de um produto de alta densidade.

Capítulo – 22 a) – A centrifugação da massa A. Através de troca térmica com vapor de escape, realiza-se a dentro dos tachos a evaporação da água do Xarope para tornar a solução sobressaturada, e permitir o crescimento dos nódulos de cristal que nela são introduzidos, formando a 1ª massa ou massa A. Esta massa apresenta cristais de aproximadamente 0,5mm, envolvidos numa  película de mel. Ao atingir o ponto ideal, ela é descarregada – ou arriada, como se diz no jargão das usinas - em dois receptores e dali segue para dois cristalizadores contínuos, providos de agitadores que auxiliam a cristalização do açúcar e impedem a formação de um bloco, além de servir como pulmão para as centrífugas. Dos cristalizadores, a massa A é descarregada nas centrífugas. As centrífugas são constituídas basicamente por um cesto perfurado, fixado a um eixo e acionado por um motor que o gira a alta velocidade. A ação da força centrífuga faz com que o mel atravesse as perfurações da tela do cesto, ficando retidos, em seu interior,

somente os cristais de sacarose. O processo se completa pela lavagem dos cristais - o açúcar - com água e vapor, ainda no interior do cesto.

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Capítulo – 22  b) – A centrifugação da massa B. Este mel que permeou pela tela das centrífugas, se junta com o que foi removido pela água e o vapor de lavagem, e ambos formaram o mel A, ou seja, justamente o mel extraído da centrifugação da massa A. Ele é coletado em um tanque e então retorna aos cozedores para passar por um completo esgotamento. Este novo produto dentro do cozedor apresenta cristais de aproximadamente 0,2mm é denominado de massa B. Seguindo um processo equivalente, a massa B também é descarregada num receptor, e depois em quatro cristalizadores não contínuos com sistema de esfriamento. Dos cristalizadores, ela também é descarregada nas centrífugas correspondentes. Uma vez mais a ação da força centrífuga, retém os cristais na tela e faz com que este mel diluído pela água e vapor de lavagem também atravesse as perfurações do cesto. Este produto, extremamente diluído, recebe a nomenclatura de melaço, e é encaminhado  para a destilaria de álcool.

Capítulo – 23 a) – A produção da semente.  Neste mesmo capítulo 10, quando iniciamos o tópico anterior que descrevia a centrifugação da massa A, assim nos expressamos: “Através da troca térmica com vapor, realiza-se a dentro do tacho a evaporação da água do xarope para tornar a solução sobressaturada, e permitir o crescimento dos nódulos de cristal que nela são introduzidos, formando a 1ª massa...” E a pergunta que sefaz, é: - Mas de onde surgiram os nódulos de cristal que foram introduzidos? Este tópico, é a resposta a esta questão. A semente de açúcar é uma mistura homogênea, de uma parte de açúcar cristal branco malha 30, para duas partes de álcool anidro. Ela é preparada em um equipamento denominado sementeira, no qual há esferas que trituram os cristais de açúcar até que todos fiquem com a mesma granulometria. Esta mistura é acrescentada ao xarope no cozedor, e durante o cozimento, ocorre a granagem do açúcar. De fato, as moléculas de sacarose presentes no xarope se depositam sobre os pequenos grânulos presentes na semente, formando os cristais de açúcar. Importante: Durante o preparo da semente, após a mistura de açúcar e álcool anidro estar perfeitamente homogeneizada, ela requer um prazo de seis dias para a sua completa maturação. Após a sua retirada da sementeira, ela ainda passa por uma peneira com malha 100 da Norma ASTM / ABNT para a padronização granulométrica dos cristais.

Capítulo – 23  b) – A granagem ou cristalização.

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Quando um xarope - ou mel como também é denominado -, é concentrado em um tacho sob a ação do vácuo, há um determinado momento em que ele atinge o seu ponto de saturação. A partir deste estágio, os cristais não se formam imediatamente, porém se ao concentrado forem adicionados cristais já formados – sementes -, eles se desenvolverão. Neste estágio, a solução que está sendo concentrada é classificada como supersaturada, e dizemos que corresponde a zona metaestável do processo. Se continuarmos a fornecer calor, e concentrarmos mais ainda o mel, este passará da zona metaestável para a denominada zona lábil. Na zona lábil, os cristais existentes continuarão se desenvolvendo e, portanto, haverá a formação espontânea de cristais. Portanto, durante o cozimento, podemos afirmar que temos o xarope ou mel como também é chamado, em 3 distintas zonas de concentração: - Zona insaturada – Não há formação espontânea de cristais e os cristais adicionados –  sementes - se dissolvem. - Zona supersaturada, denominada de metaestável – Não há formação espontânea de cristais, mas aqueles adicionados – sementes - se desenvolvem, havendo cristalização. - Zona Lábil – Ocorre a formação espontânea de cristais e eles se desenvolvem rapidamente.

Capítulo – 24 a) – Processo com centrífuga contínua na massa B.  Neste método a massa B é lavada com água em centrífugas contínuas, dotadas de cestos rotativos cônicos, e funcionando com descarga ininterrupta de sólidos. A separação física entre o açúcar e os méis ocorre pela centrifugação da massa no cesto, sobre as telas de filtração. A rotação aliada à conicidade do cesto obriga a subida contínua da massa sobre a tela. Neste período, os méis escoam pelos orifícios da tela, impulsionados  pela própria rotação, e também arrastados pela água de lavagem que é aspergida dentro do cone. Desta forma eles são separados dos cristais de açúcar.

Capítulo – 24  b) – O cozimento da massa A. Como foi descrito, o magma é o açúcar B, misturado ao caldo clarificado, e, na linguagem adotada pelos técnicos e operadores da usina, ele é “pé de cozimento” para a massa A. Para abastecer corretamente o tacho que opera sob a ação do vácuo vertical, deve-se cobrir a sua calandra com magma. Alimenta-se então o cozedor com xarope com 65º Brix para promover o crescimento dos cristais, e mantêm-se o processo até atingir o Brix desejado para o final do cozimento. Neste sistema de operação, a finalidade da massa A é justamente transformar a sacarose dissolvida do xarope em cristais, para serem separados nas centrífugas automáticas.

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Capítulo – 24 c) – A centrifugação da massa A. A massa A é descarregada nos cristalizadores, providos de agitadores que auxiliam a cristalização do açúcar, impedem a formação de um único bloco, além de servirem como pulmão para as centrífugas. As centrífugas automáticas - descontínuas - realizam a separação entre o açúcar e os méis. No interior destes equipamentos, a massa A é lavada primeiramente com água,  processo que lhe extrai o mel pobre, e outra subseqüente com vapor, quando é extraído o mel rico. São mais utilizados quando se produz os açúcares do tipo cristal, demerara e VHP.

Capítulo – 25 a) – A secagem do açúcar. O processo de secagem do açúcar envolve dois aspectos, a redução de sua umidade e o resfriamento simultâneo. O objetivo é, com o processo, permitir seu armazenamento por  vários meses, sem que ele apresente modificações relevantes. Deve obviamente manter  sua qualidade para consumo alimentício e também conservar sua cor para não perder o valor comercial. Entretanto, os equipamentos projetados para esta finalidade, se forem dimensionados incorretamente ou mesmo operados de forma inadequada, comprometem a sua qualidade e obviamente favorecem sua deterioração. A secagem quando executada corretamente evita o empedramento e o escurecimento do produto. A temperatura ideal de secagem fica abaixo do patamar de 40 graus Celsius. Acima deste valor, o próprio  processo de secagem causará empedramentos e amarelecimento do açúcar. Poderemos encontrar dois tipos distintos de umidade presentes no açúcar, aquela que é externa aos cristais, denominada umidade não ligada, e pode ser removida em secadores até um teor residual de 0,03 % a 0,05 %, para o açúcar cristal. Encontramos, eventualmente, a umidade interna, denominada também por umidade ligada, que está incorporada ao próprio cristal do açúcar. Por difusão ela acaba se esvaindo, até atingir o equilíbrio com a umidade do ar ambiente.

Capítulo – 25  b) – Os diferentes modelos de secadores Ao longo dos anos varios modelos de secadores de açúcar foram lançados no mercado sucroalcooleiro brasileiro, e por razões várias como ineficiência, dificuldade operacional, custo muito elevado, ou mesmo limitação de instalação por detalhes dimensionais, a maioria deles entrou em desuso, ou não teve grande aceitação. Por esta razão não iremos pormenorizar sobre a forma construtiva e funcional destes equipamentos praticamente obsoletos, ou muito raros, nos restringindo a relacioná-los apenas a título de informação: - De tambor rotativo, com uma única corrente de ar. - Vertical com bandejas. -Roto Louvre, fabricado por: Dryers Suppliers de Richmond, Kentucky USA. -Com leito fluidizado. -Horizontal com colméias. O modelo de secador mais utilizado atualmente pelo setor é o horizontal de tambor  rotativo, com dupla ventilação. Nos projetos mais evoluídos, o processo seca em co-

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corrente, e resfria em contra corrente, porem, em seções separadas. Esta concepção garante velocidades adequadas do ar em seu interior, minimizando os arrastes de pó. A  parte interna do tambor deve ser pintada com tinta epóxi e as aletas de distribuição do açúcar em aço inoxidável, para resistir a abrasividade do produto. A forma e a disposição das aletas propiciam uma movimentação suave do açúcar no interior do secador, minimizando assim as quebras das arestas dos cristais, preservando sua qualidade e brilho. Para um funcionamento eficiente – sem perdas – todo secador de açúcar deve possuir também um sistema completo de lavagem dos gases e recuperação de pó, e outro de recirculação da água doce.

Capítulo – 26 a) - A pesagem e ensacamento. Há uma gama enorme de modelos de balança para auxiliarem no monitoramento do  processo fabril, ou para efetivamente aferirem a pesagem do produto no momento do embarque. Com a evolução tecnológica, elas muito pouco se assemelham ao tradicional conceito que temos deste equipamento. Mencionaremos os modelos mais usuais encontrados nas usinas de açúcar e álcool atualmente. - Balança integradora para materiais a granel: Desenvolvida para operar em correias transportadoras, sendo encontrada nas bitolas de 16”a 84”, e apta a pesar fluxo de até 20.000 ton./h. Em seu sistema eletrônico, o sinal das células de carga – peso –, juntamente com o gerador de pulsos – velocidade da correia transportadora –, integrados com o fator tempo, resultam na indicação da quantidade de material transportado. - Balança de fluxo contínuo por bateladas, automáticas e intermitentes: Concebida com três câmaras, realiza uma aferição precisa através do silo pulmão, silo balança e silo receptor. Com o correto dimensionamento entre os silos, garante-se um fluxo ininterrupto de material. Normalmente trabalha com vazões de 10 a 2.000 ton./h. Seu custo e a instalação são bem mais onerosos. - Balança ensacadora: Apropriada para o ensaque de materiais em sacos de boca aberta. Dotada de recursos de auto-correção permite o ensacamento confiável e dosagens de alta precisão num intervalo de tempo otimizado ao máximo, compensando eventuais variações das características dos materiais pesados. Sua operação é totalmente automática; bastando posicionar o saco no dispositivo  prendedor de saco. Destinada ao ensacamento e pesagem de açúcar cristal ou refinado em sacos de boca aberta para 50 kg, - Balança especial para big bags: Equipamento projetado para atender mais aos exportadores que os fornecedores do mercado interno, ideal para pesagem e enchimento de açúcar em sacos do tipo big-gag. Muito simples de operar, bastando posicionar o big-bag vazio na plataforma de  pesagem, seja em carro sobre trilhos ou em palete, prender as alças nos ganchos de sustentação e o bocal do Big-Bag no duto de enchimento. Este tipo de equipamento normalmente é apto para comandar automaticamente a dosagem do açúcar através de comportas com acionamento pneumático, em dupla velocidade, rápida e lenta, garantindo maior exatidão na pesagem. - Balança rodoviaria: Com a evolução havida no setor sucroalcooleiro nas últimas duas décadas, praticamente tudo quadruplicou de tamanho. As máquinas agrícolas, os caminhões utilizados no

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transporte da cana, as moendas, as caldeiras de geração de vapor, etc. Alalisando o histórico das usinas é fácil notar que suas áreas de plantio também agigantaram-se, e os dados apontados em laboratorio comprovam que a eficiência como um todo melhorou, tanto na lavoura como na indústria. As balanças rodoviárias modernas prestam um auxilio muito grande no monitoramento de variáveis, que podem salvaguardar a eficiência de ambos os setores. Diferentemente das antigas balanças análogas, hoje, como as demais balanças eletrônicas digitais, elas  podem operar conectadas à rede de computadores da empresa.  Não é difícil perceber que, em tempo real, todos podem acessar dados como: o peso de cada carreta, ou a produção acumulada por um talhão, o desempenho da empresa terceirizada pelo transporte de cana de determinado setor, o teor de sacarose apontado  pelo laboratório de PCTH, para cada veículo, ou cada gleba, a produtividade da indústria em função da moagem realizada, o desempenho de um fertilizante de uma determinada marca adotada em uma qualidade de cana, etc. É obvio que estas informações sempre foram possíveis de serem parametrizadas, mas isto demandava um moroso levantamento posterior entre os departamentos envolvidos,  para permitir a sobreposição dos dados, e os cálculos corretos. Atualmente uma planilha em programa Excel compila os dados fornecidos pela balança do recebimento, o laboratório de PCTH, o laboratório da indústria e a balança de fluxo instalada na esteira que leva o açúcar produzido até o deposito, e disponibiliza resultados entusiasmadores ou alarmantes, a qualquer momento que seja necessário. Apenas para recordar, o conceito de parametrização foi exposto no capítulo 3- a: Parametrização é o processo matemático de cálculo de dados, para a a correta determinação de certos parâmetros que são obtidos através da correlação entre eles.

Capítulo – 27 a) – A qualidade e o armazenamento do açúcar. Uma quantidade considerável das usinas brasileiras não produz mais açúcar como antigamente. Como expusemos no início deste curso, o mercado globalizado impôs uma série de exigências à indústria nacional, e boa parte das empresas do setor  sucroalcooleiro não estava preparada para o investimento necessário para a adequação. Ela gradativamente foi absorvida pelos investidores que acreditaram no mercado em franca expansão, alguns deles inclusive estrangeiros e, a mudança inevitável ocorreu. A bem da verdade, as exigências no concernente a qualidade do produto e a higiene no  processo fabril se intensificaram na última década motivadas por duas razões: Nossa maior participação no mercado internacional e os programas de qualidade nas indústrias de alimentos e bebidas, consumidores fortes no setor. Hoje o açúcar é fabricado com especificações pré-determinadas para cada aplicação: refrigerante, doce, sorvete ou consumo humano, por exemplo. Atualmente o cuidado com a qualidade do açúcar, quer seja para exportação ou para o mercado interno, com certeza não termina quando o produto está acabado. O industrial sabe que é necessário manter o padrão de controle de qualidade adotado, também nas etapas posteriores, como secagem e armazenamento. Estudos comprovaram que se medidas preventivas não forem tomadas durante a estocagem e a própria movimentação do açúcar, há grandes possibilidades de ele sofrer  transformações em suas características físicas e químicas. O produto pode amarelecer, quebrar, incorporar material estranho, e obviamente empedrar que é justamente a deterioração mais comum. Entretanto, a principal perda de qualidade será mesmo na

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cor. O certo é que todo açúcar, mesmo aquele produzido com a melhor qualidade, sofre uma alteração - acréscimo - de cor ao longo da sua estocagem, mas isto só é relevante quando ocorre em grande intensidade, e num curto espaço de tempo. Os fatores responsáveis pela cor do açúcar, como também pelo seu escurecimento durante a armazenagem, são, em sua maioria, originários da própria cana, sendo os  principais os polifenóis e os aminoácidos, que no jargão da usina são denominados  precursores. São eles que podem reagir quimicamente resultando em compostos coloridos, e, via de regra estão presentes no açúcar porque a sua eliminação no tratamento do caldo é apenas parcial. A completa solução deste problema, não é de fato tão simples, e medidas preventivas deveriam ser tomadas já no momento da própria escolha da variedade da cana. Algumas delas apresentam menor incidência dos aminoácidos em seu colmo. Com relação às alterações de natureza puramente física, que podem resultar no seu empedramento, elas estão relacionadas à higroscopicidade do açúcar, que é a sua  propriedade de interagir hidricamente com a atmosfera que o envolve, perdendo e ganhando umidade. O escurecimento, por outro lado, não surge pela simples presença dos reagentes (polifenóis ou aminoácidos). Para que ele ocorra ao longo de semanas ou meses de armazenagem, é necessário que haja a umidade para oferecer condições propícias às reações. O monitoramento da temperatura ambiente nos armazéns também é decisivo, porque influencia algumas reações de escurecimento. Para coibir a alteração da cor, a temperatura não deve exceder o patamar de 35º Celsius, e se deve também ter o cuidado com a umidade, pois ela serve de meio para que ocorram reações de escurecimento. Uma atmosfera com teor de umidade acima de 50 % pode resultar na sua absorção pelo açúcar, e esta “água” poderá atuar como meio onde as reações de escurecimento ocorrerão. Os armazéns de estocagem de açúcar devem ainda oferecer sempre condições de hermeticidade para que o produto não fique susceptível às oscilações da umidade relativa do ar, nem tampouco da temperatura atmosférica, e a incidência de luz solar  sobre o produto não é permitida. O ideal é construir os depósitos de estocagem, sejam eles para conter o produto a granel ou ensacado, segundo projetos concebidos exatamente para esta finalidade. Edificações que obedeçam as regulamentações no concernente à inclinação do telhado, pé direito, ventilação, tipo de piso etc.

Capítulo – 28 a) - A ampla classificação do produto. Tipos de Açúcar: -Orgânico: Açúcar de granulometria controlada, produzido sem qualquer aditivo químico, desde o plantio da cana até a conclusão do processo fabril. Encontrado nas opções, clara ou dourada. Obedece a padrões internacionais e deve apresentar  certificação por órgãos competentes. -Refinado granulado: Puro, com granulometria controlada, sem qualquer tipo de corantes, não apresentando qualquer teor de umidade ou empedramento. Utilizado em confeitaria e indústria farmacêutica.

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-Branco exportação: Há dois padrões, um com baixa cor – 100 - produzido diretamente em usina, sem refino, para consumo humano, e o branco para reprocessamento no destino, porem com cor 400, também produzido diretamente em usina, sem refino. -Cristal: Em forma cristalina produzido diretamente em usina, sem refino. É o mais largamente utilizado na indústria de bebidas e alimentícia como massas, biscoitos e confeitos. -Refinado amorfo: É o que utilizamos no consumo doméstico, pela sua brancura excelente, e granulometria fina que favorece a rápida dissolução. Tem aplicação comercial na feitura de bolos e confeitos, caldas transparentes e incolores. -De confeiteiro: De granulometria finíssima, é produzido somente na refinaria e seu consumo se restringe à indústria alimentícia, sendo muito utilizado no preparo de bolos, confeito etc. - Demerara: açúcar de cor escura, que não passou pelo refino. - Mascavo: Úmido e de cor de mel, não passa sequer por processo de cristalização ou refino. Uso quase que restrito na confecção de doces que não requeiram transparência. É o açúcar que mais se assemelha ao que se fazia domesticamente no tempo da escravidão. - VHP: Very High Polarization é o tipo mais exportado pelo Brasil, para países que irão reprocessá-lo. Mais claro que o demerara, apresenta cristais amarelados que lembram a coloração da areia lavada extraída dos rios. - VVHP: Very Very High Polarization é aquele que possui Pol acima de 99,5º enquanto que o VHP tem Pol abaixo de 99,3º - e cor mais baixa (ICUMSA entre 300 e 500 UI).

Capítulo -28  b) - Variáveis que interferem na qualidade e na cor  do açúcar. - Pol do açúcar: Determina a sua pureza. O cristal do açúcar possui praticamente 100% de sacarose pura, e a pol determina o teor de mel envolvendo os cristais. Analisando um açúcar com Pol de 99,0 e 0,2 de umidade, ele terá cerca de 1,3% de sólidos do mel e 98,7% de sólidos dos cristais, pressupondo-se que o mel provenha de melaço esgotado. Ao minimizarmos o mel pelo processo de lavagem do açúcar até a pol de 99,5  provavelmente ele será restringido à metade. O máximo que pode ser alcançado no  processo industrial de um bom açúcar bruto é de 99,5 de pol. Se o produto apresentar  cristais homogêneos de granulometria (0,8 a 1,0 mm) e isento de empedramentos, a pol  poderá ser ajustada através dos parâmetros: tempo de centrifugação, lavagem e secagem, incluindo também a variável, quantidade de água usada. A presença de cristais desuniformes e/ou empedramentos, quase que inviabiliza a subtração do mel que envolve os cristais, a menos que se utilize um volume de água na lavagem tão grande, que poderia mesmo dissolver o açúcar, comprometendo o rendimento e minimizando o tamanho dos cristais. - Umidade: Determina o teor de água contida no açúcar, pois se estiver úmido ocorrerá a formação de grumos. - Cinzas: Quantidade de substâncias inorgânicas, determinada pela condutividade elétrica. - Pontos pretos: Contagem visual de partículas escuras em uma quantidade de açúcar. - Partículas magnéticas: Partículas metálicas contidas no açúcar, determinada através da utilização de imãs.

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- Resíduo Insolúvel: Impurezas insolúveis provenientes da matéria-prima, cana-deaçúcar, que estão contidas no açúcar. - Dextrana: É causada por uma bactéria que estando presente leva o açúcar a formar  grumos e goma sendo prejudicial à sua qualidade. - Sulfito: Resíduo de dióxido de enxofre (SO2) utilizado no processo de branqueamento do açúcar. - Bolores e Leveduras: Fungos largamente distribuídos no ambiente e podem ser  encontrados como parte normal da flora de produtos alimentícios; - Cores usuais para os diversos tipos de açúcar, conforme a ICUMSA.

Capítulo -28 c) - A normatização da cor. O método utilizado pela instituição para determinar a cor de um açúcar, é através da absorção e/ou desvio da luz por uma solução açucarada. Quanto maior a absorção/desvio, maior será a coloração do açúcar – mais escura - e maior o número que indica a sua cor. ICUMSA: International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis. VHP de 800 a 1800 VVHP de 300 a 500 Mascavo de 1500 a 1800 Demerara ou bruto de 1200 a 1500 Cristal de 150 a 200 Refinado amorfo de 80 a 120 Refinado granulado Max. 45 De confeiteiro Max. 45 Branco exportação de 80 a 100 Orgânico de 100 a 400

Capítulo -29 a) - A água tratada com o respeito que ela merece. De acordo com o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, as 414 usinas operando no Brasil - das quais 151 produzem exclusivamente etanol, 15 apenas açúcar e 248 ambos -, moeram um montante de 490 milhões de toneladas de cana de açúcar em 2008. Inevitavelmente houve então um consumo aproximado de 490 milhões de m3 de água pelo conjunto de todas estas unidades e, mesmo que a maior parte delas opere em circuitos de água fechados, o excedente e a água residual foram aplicados na fertirrigação com vinhaça.  Nosso país foi agraciado pela mãe natureza com 12% da água doce do planeta e 25% das águas doces frias disponíveis, tendo ainda 112 trilhões de m3 de água doce em seu subsolo, embora detenha apenas 6% da população terrestre. Estes números evidenciam que as reservas de água da terra, por acaso, não se distribuíram de uma forma equilibrada. Se as usinas de açúcar e álcool tivessem a liberdade de utilizar a água num “processo aberto” seriam empregados aproximadamente 19 m3 de água / Ton. de cana moída, desde o momento de captá-la do rio, levá-la para o processo fabril da usina até o seu despejo final. Em “circuito fechado”, este volume desce ao patamar de 1,83 m3 de água / Ton. de cana moída. Atualmente, em conformidade com a resolução SMA - 88, de 20 de dezembro de 2008 que define as diretrizes para o licenciamento de

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empreendimento sucroalcooleiro do Estado de São Paulo, as plantas que estiverem localizadas em áreas classificadas como adequadas para o plantio de cana terão que utilizar no máximo 1 m3 de água / Ton. de cana moída. Uma meta totalmente possível de atingir com as tecnologias disponíveis para minimização deste consumo. Já nas áreas adequadas, porem com limitações e restrição, o limite de consumo deve ser de no máximo 0,7 m3 de água/ Ton. de cana moída. Inclusive há plantas operando neste patamar, devendo no futuro, os órgãos governamentais autorizarem apenas este limite que será determinado no ato da renovação da licença de operação. Toda usina deve apresentar à CETESB, Companhia Ambiental do Estado de São Paulo, a cada biênio, um cronograma de estudo de água  para reduzir a sua captação. Este estudo obrigatório recebeu o título de Programa de Redução de Uso de Água ou PRUA. Ainda objetivando minimizar o consumo de água, foram desenvolvidas tecnologias de otimização de processo e reaproveitamento da água, diminuindo cada vez mais a necessidade de se repor água nos processos produtivos. Antes eram necessários 21 m 3 de água por tonelada de cana para produzir 42 litros de etanol por tonelada de cana-deaçúcar. Os avanços tecnológicos focam no próprio volume de água proveniente da cana como um meio de otimizar seu consumo. Cada tonelada de cana armazena algo como de 700 litros de água. Deste total, 150 litros ficam retidos no bagaço, portanto, recupera-se cerca de 500 litros. Sendo reaproveitada, ela pode ser destinada, por exemplo, na embebição de moenda, limpeza do piso da indústria, preparo de leite de cal, reposição de água na caldeira ou mesmo na lavagem da cana na mesa receptora. Também contribui para essa redução de captação o fechamento dos circuitos de águas de resfriamento. Nas plantas que produzem meio a meio em açúcar e álcool, algo em torno de 54% da água requerida para o processo é utilizado nas operações de resfriamento. A implementação de “circuito fechado”, com torres de resfriamento ou sistemas de resfriamento evaporativo por aspersão – spray - , permite que se retire dos mananciais apenas 2% a 3% da quantidade total de água de resfriamento, ou seja, apenas o necessário para fazer reposição do circuito.

Capítulo -29  b) - A captação.  No capítulo 3- b (Estudo da viabilidade econômica agrícola), enfatizamos que: “Mesmo que no primeiro estágio da implantação do projeto, o investimento em levar  eletricidade ao distante manancial de água, e a longa tubulação de aço da adutora, às vezes com diâmetro superior a 12” pareçam contra producentes, nada será economicamente mais danoso ao empreendimento, que encarecer o transporte da matéria prima.” Já durante a legalização do projeto da planta sucroalcooleira, após a vistoria in loco e o  posterior estudo técnico, a CETESB aprova ou não o uso do manancial – rio, ribeirão, açude etc. – mencionado no mesmo. É imprescindível que este possua capacidade hídrica para permitir a extração do volume de água/hora estipulado no projeto, sem, contudo deixar de suprir os demais beneficiários estabelecidos ao longo do seu curso, ou à sua margem, tratando-se de açude. A outorga obviamente especificará quantos litros/hora poderão ser extraídos do manancial, em conformidade com a capacidade de moagem da unidade que será construída. Na realidade, a capacidade de moagem da  planta, a área cultivada com cana de açúcar, o tamanho e modelo das caldeiras, o modelo exato de moendas, o tipo de Estação de Tratamento de Água que será montada na usina, enfim, todos os quesitos relevantes estarão já completamente definidos nesta documentação.

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De posse da autorização, o primeiro passo concernente à captação de água será então construir uma rede de alta tensão até o local já determinado, e a instalação de um transformador com capacidade para alimentar os motores das bombas de recalque. O projeto da adutora deverá sempre procurar minimizar as horas de trabalho/dia a que as bombas serão submetidas, de forma a proporcionar-lhes maior vida útil. Sob esta ótica, deve-se empregar sempre tubulação de recalque de maior diâmetro possível, de sorte a permitir a maior vazão/hora com a menor cavalagem ou potência instalada. Voltando agora para a nossa hipotética usina que idealizamos lá no capítulo 5-b quando analisávamos as características químicas do solo, que a nossa unidade de porte médio teria uma capacidade de moagem de 3.700 ton. de cana/dia.  No tópico anterior deste mesmo capítulo 21, aprendemos que uma planta sucroalcooleira trabalhando com “circuito fechado” de água, usualmente consome no  processo industrial 1,83 m3 do precioso líquido para cada ton. de cana que moe. Este coeficiente nos leva a um montante de 6.660 ton. de água por dia, ou 6.660m3 de água  por dia, ou, se quisermos mudar a unidade de tempo: 277,5 m3/h. Por este raciocínio, se instalarmos na captação uma bomba com capacidade de recalque de 280m3/h ou 280.000 litros por hora ela deverá permanecer ligada 24h/dia para suprir  a demanda. Suponhamos então que a empresa de engenharia que executou o projeto da usina neste caso, optasse por um bombeamento de, por exemplo, 500m3/h. Esta vazão atenderia o consumo da planta em 13,3 horas de funcionamento, ou seja, 13h e 20 min. de operação diária. Isto poderia muito bem ser distribuído em aprox. 7h no turno da manhã e 7h no turno da noite, poupando os equipamentos de operarem no horário de maior  temperatura. Ainda assim, um projeto seguro, deveria prever a instalação de 3 bombas com capacidades de vazão de 250 m3/h cada. Duas estariam sempre em operação, recalcando os 500m3/h ambicionados, e a terceira ficaria de standby – em espera – para situações de emergência. Esta configuração permite a substituição de equipamentos danificados sem interromper o recalque, mas principalmente facilita a partida dos motores sem grande demanda de energia, já que teriam a metade da potência cada um deles, e seriam ligados escalonadamente. Se o local selecionado para a construção da casa de máquinas não estiver sujeito e eventuais inundações, as bombas deveriam ser instaladas por afogamento. Caso contrário, elas obrigatoriamente teriam de realizar a sucção da água antes do recalque,  pois estariam instaladas alguns metros acima do nível do denominado espelho d’água. As instalações por afogamento são muito menos susceptíveis a problemas, justamente  por manterem a cavidade das bombas permanentemente repletas de água. Equipamentos de grande potência como estes devem ser equipados com chaves magnéticas de proteção e normalmente são assistidos com um sistema de partida denominado soft start, justamente para minimizar a amperagem – leia-se corrente elétrica – no instante da partida.

Capítulo -29 c) - A adutora. O dimensionamento da tubulação do recalque, ou tubulação adutora como também é denominada, será determinado levando-se em conta três parâmetros: - A distância do manancial até a lagoa de água bruta, onde ela será armazenada. - O desnível altimétrico - proporcionado pela topografia do terreno – entre o manancial e a lagoa de água bruta.

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- A vazão pretendida no final da tubulação do recalque. O cálculo da Altura Manométrica Total, que determinará o tipo de equipamento adequado para o trabalho de recalque, é obtido calculando-se a perda de carga por atrito em toda a tubulação, da sucção e do recalque, incluindo-se inclusive a perda que ocorre nas válvulas e conexões empregadas. Este cálculo terá seu resultado expresso em m.c.a., ou seja, metros de coluna d’água equivalentes. Seu resultado será tanto maior quanto menor for a bitola dos tubos e conexões utilizados, pois em condutores estreitos o atrito é mais presente. Quanto maior for a vazão pretendida, maior será também o atrito, daí a necessidade de empregarmos maiores diâmetros se pretendemos recalcar maior volume de água por hora. O próximo passo será um trabalho de topógrafo para determinar o desnível entre o manancial e o final da tubulação do recalque. Este desnível será também expresso em m.c.a. Somando-se os dois valores obtidos teremos finalmente a Altura Manométrica Total. Com esta informação em mãos iremos pesquisar nos catálogos das indústrias de  bombas de recalque, qual seria a melhor opção, para fornecer a vazão por nós ambicionada, na Altura Manométrica Total que calculamos. A especificação do material da tubulação também será orientada pelos mesmos fatores, e principalmente pela topografia do terreno. Eventualmente uma topografia íngreme  próxima do manancial permite após algumas centenas de metros, a utilização de PVC em lugar do aço por todo o restante da tubulação. Já a topografia oposta, ou seja, quilômetros de planície após o manancial, culminando com um trecho bem íngreme no final do recalque, exigirão tubos de aço em toda aquela parte baixa a, pois, toda ela ficará submetida a uma pressão maior que irá diminuir já no final da subida. Toda adutora de grande extensão não pode prescindir de alguns equipamentos de segurança, cuja finalidade é resguardar a bomba e a própria tubulação. No inicio do tubo pescador, dentro do manancial uma válvula de pé garantirá que tanto esta tubulação quanto a cavidade da bomba estejam sempre cheias de água no momento da  partida do equipamento. Na saída do recalque deverá ser instalada uma válvula de retenção, o mais próximo possível da bomba. Sua finalidade será fechar antes do fechamento da válvula de pé, para que a carcaça da bomba não sofra golpe de aríete toda vez que o motor for desligado e o fluxo ascendente de água interrompido. Dependendo da extensão da tubulação adutora, algumas liras devem ser executadas em lugares convenientes para permitir deformações no seu comprimento, devido à dilatação térmica. As liras são “desvios” em formato semelhante à trave de um campo de futebol, construídos acima do nível do solo, que devem obedecer a desenho especifico para esta finalidade. É também imprescindível a colocação de algumas ventosas ao longo da adutora, principalmente se a topografia do terreno apresentar subidas e descidas ao longo do percurso. As ventosas são dispositivos que atuam na proteção contra as depressões – leia-se queda de pressão - , uma vez que permitem a entrada de ar na tubulação através de um orifício localizado na sua parte superior, limitando o valor da depressão ao da pressão atmosférica local. Entre os diversos modelos existentes, um  bem usual é a ventosa com flutuador esférico. Com a partida da bomba e consequente  pressurização da rede, a água impulsionará o flutuador para cima, em direção à saída do ar, mantendo-a hermética. Quando, por exemplo, com a parada da bomba a pressão cair, o nível da água descerá, conduzindo o flutuador para baixo, abrindo a passagem e  permitindo a entrada de uma quantidade de ar para o interior da rede. Isto evitará a formação de vácuo, impedindo o colapso do conduto. Quando novamente a pressão aumentar, estando a ventosa instalada em ponto conveniente da adutora, esta  possibilitará também a saída do ar contido na tubulação, que deverá ser de maneira controlada para evitar sobrepressão.

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Capítulo -29 d) A lagoa de água bruta Devido ao seu grande volume, a água fornecida pela adutora não poderá ser armazenada em reservatórios convencionais, de aço ou concreto, devendo ser depositada em um lago previamente construído para esta finalidade, em lugar estratégico, e com o auxilio de máquinas de esteira. Com a conscientização ambiental e a modificação da legislação  pertinente, as usinas são obrigadas, por força de lei, a retirarem dos mananciais somente o volume de água que foram autorizadas, sob pena de serem autuadas com pesadas multas. Devido a esta saudável decisão da legislação ambiental brasileira, os empresários já não podem mais retirarem dos mananciais “quanta água quiserem” e depois de contaminá-la desfazerem-se dela como bem entenderem, como ocorria décadas atrás. Devido ao rigor com que órgãos como a CETESB, por exemplo, monitoram o consumo de água de cada planta, já não é possível sequer permitir que o  precioso líquido seja absorvido pelo terreno onde foi construída a lagoa-reservatório. Para que a água não possa percolar através da terra, aumentando indevidamente o consumo da usina, empresas especializadas revestem previamente toda a superfície da lagoa de armazenamento com uma manta plástica de PVC flexível ou PEAD,  polietileno de alta densidade, denominada geomembrana. O material lembra a textura da cobertura de um circo, porem é mais espesso, podendo chegar a 2 mm. O material chega na obra em bobinas de 5 m de largura por 50 m de comprimento e a soldagem entre estas faixas é feita eletronicamente. Durante a preparação da lagoa para receber esta  proteção, é aberta uma trincheira em todo o seu perímetro, distante aproximadamente 4m da sua borda. Nesta trincheira será soterrada a orla da enorme manta para que esta não se movimente. A tubulação de drenagem de água, que irá conduzi-la desde a lagoa de armazenamento até o seu destino, já deverá estar devidamente instalada próximo ao seu fundo, para que a empresa especializada faça uma soldagem reforçada da manta ao redor da tubulação para evitar eventuais vazamentos. O revestimento de uma lagoa de água bruta para uma usina de porte médio, como a que estamos sempre mencionando neste livro, custaria algo como R$ 100.000,00 (cem mil reais). Este tipo de precaução tem sido adotado também nas lagoas e canaletas de armazenamento de vinhaça, para evitar que o liquido acabe contaminando o lençol freático.

Capítulo -30 a) A “ETA” Estação de Tratamento de Água. Devido ao aumento populacional e conseqüente incremento das atividades do ser  humano sobre o meio ambiente, medidas de saneamento se tornam cada vez mais indispensáveis para preservar a qualidade ambiental. Elas abrangem desde o fornecimento de água potável à população; sistema de esgoto; coleta e destino do lixo; drenagem de águas pluviais; controle de insetos e roedores; fiscalização sobre a  produção de alimentos e sobre a poluição ambiental. Exatamente no concernente ao último quesito mencionado, a vigilância sanitária e a CETESB passaram a fiscalizar  com rigor como as indústrias do estado de São Paulo cuidam da água bruta captada de rios, lagos ou de aqüíferos subterrâneos, e também que destinação elas dão às suas águas servidas ou efluentes. Cientes de que na maioria das vezes, as águas alem de fins industriais atendem também o consumo humano, as entidades responsáveis passaram a exigir que as indústrias se equipassem com eficientes estações de tratamento.

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O tipo de ETA vai depender da qualidade da água do manancial, e da demanda, ou seja, o consumo por hora que ela necessitará atender. Os principais estágios do processo de tratamento da água são: - Desinfecção: Consiste na dosagem de compostos de cloro ou ozônio na água, para a destruição de microrganismos patogênicos capazes de causar doenças, ou de outros compostos indesejáveis. - Filtração: Executa-se a passagem da água através de uma camada triplamente filtrante composta de cascalho, areia, e antracito ou carvão mineral como também é conhecido. - Coagulação: Aplicação de substâncias coagulantes à água, como por exemplo o sulfato de alumínio que têm a propriedade de fazer com que as minúsculas partículas em suspensão presentes na mesma se aglutinem formando flocos, os quais serão  posteriormente, sedimentados ou filtrados. Alem dele, são comumente usados na coagulação, o cloreto férrico, sulfato ferroso, sulfato férrico e também polímeros sintéticos. - Floculação: É exatamente o processo da formação de flocos dentro dos floculadores, onde a água é levemente agitada, proporcionando a aglutinação das impurezas. Acontece que na água bruta, além dos contaminantes sedimentáveis, há impurezas que se encontram em suspensão fina, estado coloidal ou suspensão - bactérias, protozoários e plâncton-. A coagulação diz respeito à troca físico-química que acontece entre o coagulante e a alcalinidade, para gerar um precipitado. Como resultado, os colóides da água bruta ficarão desestabilizados, reduzindo ou neutralizando sua carga elétrica. Deste modo, as partículas coloidais ficarão prontas para serem aglutinadas pela força mecânica dos floculadores. O coagulante mais utilizado é o sulfato de alumínio (Al2(SO4)3) líquido, que é adicionado na entrada da água bruta na estação, onde se tem a mistura rápida. E para correção do PH, de acordo com análises laboratoriais, pode ser adicionado leite de cal à água. A reação entre o coagulante e a alcalinidade é rápida, ocorrendo em poucos segundos. - Decantação: É na realidade a sedimentação dos flocos formados na água, através da ação da gravidade. - Correção do pH: este deve estar na faixa de 6,5 a 8,5; ou seja, entre neutro e ligeiramente alcalino. Caso esteja abaixo – ácido - se aplica cal hidratada, hidróxido de sódio e bicarbonato de sódio. Caso esteja elevado – muito alcalino - adiciona-se ácido clorídrico ou sulfúrico. Observação: Para rever o conceito de pH, ir ao capítulo 10 B - Fluoração ou fluoretação: deve ser feita para prevenir a cárie dentária. Aplica-se fluoreto de cálcio, fluorsilicato de sódio ou ácido fluorsilício. Este procedimento é exigido principalmente quando a água se destina mais ao consumo humano.

Capítulo -30 b) A água dura. -

O tratamento de água tanto para consumo humano ou para uso industrial requer  tratamentos variáveis, em função da necessidade. Certos segmentos industriais necessitam tratamentos mais completos que os empregados nas ETAs para fornecimento de água consumo humano. A indústria farmacêutica, por exemplo, necessita água de alta qualidade e pureza, com um polimento final, eliminando todos os sais presentes. Há casos, inclusive, em que é necessário remover um metal pesado raramente conseguido através de um processo convencional.

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- Dureza das Águas: Dureza de uma água é a gradação da sua capacidade de  precipitar sabão, ou seja, nas águas denominadas “duras” os sabões transformam-se em complexos insolúveis, não gerando espuma enquanto não finde o processo.  Normalmente, a presença de cálcio e magnésio é que causa esta característica, que é originaria da sua passagem pelo solo. A anomalia induz ao consumo excessivo de sabão nas lavagens domésticas, e existem indícios de um aumento na incidência de cálculo renal em populações abastecidas com águas duras, o que remete a um real problema de saúde pública. A Portaria n° 1.469 do Ministério da Saúde, de 2000, limita a dureza em 500 mg. de CaCO3 /Litro de água como padrão de potabilidade. Uma água com este teor  de CaCO3 – carbonato de cálcio ou calcário - já é classificada como muito dura, mas acreditamos que uma norma restritiva mais rigorosa, embora fosse mais ética, inviabilizaria muitos abastecimentos públicos que utilizam água dura, porem não dispõem dos recursos necessários para o seu abrandamento. É mais confortável sancionar uma lei “tolerante” do que fornecer os recursos para a eliminação do carbonato de cálcio. No caso da indústria, a grande dificuldade da presença de dureza nas águas está em seu uso em sistemas de água quente como caldeiras, trocadores de calor, etc. O abrandamento das águas pode ser feito por precipitação química ou por  troca-iônica. A dureza total da água é produzida por cátions de metais alcalinos terrosos,  principalmente cálcio e magnésio que reagem com o sabão para formar precipitados. A quantidade de Ca e Mg ligados a carbonatos e bicarbonatos é chamada dureza de carbonatos e é expressa em Mg de CaCO3/Litro de água, e pode ser removida inclusive  por ebulição. A dureza não carbonatada proveniente de sulfatos de alcalinos terrosos e cloretos, é denominada permanente, por não poder ser extraída através do aquecimento. As águas duras causam corrosão e incrustações em instalações e canalizações. - Classificação da água quanto a sua dureza: 0 – 75 75 – 150 150 – 300 acima de 350

Capítulo -30

mg/L mg/L mg/L mg/L

mole (soft) moderada (moderate) dura( hard) muito dura (very hard)

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c) Abrandamento e desmineralização da água -

com resinas de troca iônica. A água de caldeira, por exemplo, necessita ser abrandada – remoção de cálcio e magnésio - que poderiam através da incrustação, comprometer a capacidade de troca térmica de equipamentos da usina, ou até entupir alguma tubulação. Para esta finalidade pesquisadores desenvolveram há décadas as resinas de troca iônica - aniônica e catiônica- que retiram estes íons da água, seletivamente. Elas são constituídas por grânulos que possuem na sua estrutura molecular, radicais ácidos ou básicos passíveis de troca por outros íons em solução. Durante a operação do equipamento, os íons positivos ou negativos presentes nestes radicais são substituídos pelos íons contaminantes, dispersos na solução que se pretende depurar. O que ocorre é a troca iônica entre os íons - contaminantes - presentes na solução que se deseja limpar, e os íons sólidos presentes na resina iônica. As resinas podem ser tipo gel ou tipo macroporos. A sua estrutura molecular é obtida  por polimerização e a diferença entre ambas reside apenas na porosidade. A do tipo gel tem a porosidade reduzida à própria distância intermolecular – microporo - e a outra, tipo macroporo, é obtida adicionando-se durante a sua fabricação, uma substância que produz o efeito de expansão. Elas podem ainda ser classificadas entre monofuncionais, se forem dotadas com apenas um tipo de radical intercambiável, ou polifuncionais se suas moléculas possuírem diversos tipos de radicais com esta função. O processo de troca iônica, chamado abrandamento, ocorre, quando a água bruta  passa em um leito de resina catiônica forte, no ciclo sódio. Os íons cálcio e magnésio, Ca2+ e Mg2+, solúveis na água, são retidos no grupamento do ácido sulfônico e os íons sódio, (Na+), da resina, liberados para a água. Quando todos os íons sódio ligados ao grupamento do ácido sulfônico forem trocados por cálcio e magnésio, a resina se encontra em seu estado máximo de saturação e necessita, então, ser regenerada. - A regeneração das resinas do abrandamento consiste em quatro estágios: - Exaustão: É a saturação da resina do leito com íons cálcio e magnésio; - Contra-lavagem: É realizada no leito saturado de resina, expandindo-a até a parte superior do vaso que a contem. A finalidade da expansão ou contra-lavagem é soltar as impurezas sólidas presas aos cristais e sua descompactação. - Regeneração: É a remoção dos íons de cálcio e magnésio (Ca2+ e Mg2+) captados da água que foi limpa e que ficaram ligados à resina. É obtida através da passagem por ela de um fluxo de salmoura a 10%, onde os íons de (Ca2+ e Mg2+) capturados, serão substituídos por íons de sódio que, então, voltam a se prender ao grupamento do ácido sulfônico. - Enxágües: O primeiro e denominado enxágüe lento completa a regeneração da resina e o segundo, chamado enxágüe rápido final, remove todo o excesso da salmoura regenerante do leito. Uma resina de troca iônica pode ter sua vida útil superior a 10 anos, desde que o projeto e a operação dos sistemas estejam adequados. Para o cálculo da resina, da quantidade e do sistema de regeneração é preciso conhecer a água que se vai tratar e a finalidade ou uso a que se destina.

Capítulo -30

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d) - Abrandamento e desmineralização da água por  membranas de osmose reversa. Osmose é um fenômeno natural que ocorre quando temos dois meios com diferentes graus de concentração, separados por uma membrana semipermeável. No processo da osmose, o líquido do meio menos concentrado permeia através da película, tentando atingir o de maior concentração, a fim de igualar as concentrações nos dois lados separados pela membrana. Esta busca pelo equilíbrio é algo inerente à própria natureza. A filtragem por Osmose Reversa é o processo oposto. Submetemos o lado mais concentrado a uma pressão superior à pressão osmótica, forçando a passagem da água para o lado de menor concentração. Como a membrana foi desenvolvida para  permitir apenas a passagem da água, o material contaminante em suspensão, ficará retido, e escoará tangencialmente à superfície da membrana. O equipamento de Desmineralização da Água por Membranas de Osmose Reversa promoverá um fluxo tangencial que ao percorrer a superfície semipermeável realizará a separação através de duas correntes distintas: permeado e rejeito. O rejeito é o fluxo a ser descartado, sendo constituído de, saís dissolvidos, materiais orgânicos e contaminantes. O permeado, que como o próprio nome diz, atravessou a membrana, possui um elevado grau de pureza, em conformidade com os percentuais de rejeição da membrana utilizada no processo. Dependendo do padrão de permeabilidade, a água torna-se própria para o uso em aplicações como, indústria farmacêutica, cosmética, laboratórios e até nos equipamentos de hemodiálise.

Capítulo -30 e) - A tecnologia antiga é mais segura para a maioria das águas brutas brasileiras. Uma decisão da Petrobras veiculada recentemente chamou a atenção de engenheiros e técnicos ligados setor de tratamento de água. Embora a gigante estatal seja referência em avanços tecnológicos no país, e uma das pioneiras a aderir à aplicação de sistemas de osmose reversa para desmineralização, ela anunciou claramente estar revendo esse conceito e decidido voltar a utilizar a tecnologia mais tradicional, de resinas de troca iônica, em diversas novas obras no parque de refino. Para os mais experientes, o retorno ao uso da troca iônica na estatal do petróleo se deve à constatação de que a água  brasileira pode não ser muito apropriada ao uso de membranas de osmose reversa.  Normalmente saturada com bastante matéria orgânica, o que favorece a ocorrência do chamado biofouling -incrustação biológica- das membranas, a água da maioria dos nossos rios se adéqua mais à troca iônica. Um processo mais interessante técnica e economicamente para a desmineralização de água utilizada em geração de vapor ou outros usos industriais. No pré-tratamento da osmose reversa, quando ocorre alteração nas características da água de entrada e/ou nas condições operacionais -temperatura,  pressão-, basta aumentar a freqüência da regeneração química das resinas. Já no  processo tecnologicamente mais evoluído, além dessas novas condições acarretarem danos mais difíceis de visualizar nas membranas, elas comprometem o fornecimento de água.

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Capítulo -31 a) - O circuito fechado para tratamento e reuso da água de lavagem da cana. Dois pontos críticos nas plantas sucroalcooleiras são responsáveis pelo maior percentual de contaminação da água utilizada no processo. A lavagem da cana inteira ou queimada na mesa alimentadora, e o lavador de fuligem da caldeira. As evidências demonstram que é indispensável processar cana limpa e que sua limpeza a seco antes do preparo, oferece mais benefícios do que a lavagem convencional com água. Com este novo sistema, as perdas de açúcar são menores, e com a abstenção do uso da água no processo de limpeza, é possível a sua inserir algo como 9% a mais dela, na inevitável embebição da extração. Vale recordar que em um passado recente as usinas gastavam água em abundância, chegando até ao cúmulo de consumir 15 m3 de água/tonelada de cana moída. Ademais deste consumo exagerado do vital líquido, outros métodos de processo adotados, que ousaríamos chamar de negligentes, acabaram impingindo no setor, a imagem de vilão. Embora fabricassem alimento, o conceito negativo destas empresas só  perdia mesmo para o das plantas de papel e celulose. Dentre os procedimentos indevidos, poderíamos citar, por exemplo: - circuitos abertos para a lavagem de cana e resfriamento de águas - tratamentos realizados em lagoas enormes, com tempo de retenção que podiam chegar  à cerca de 2 meses - problemas pontuais de lançamento de efluentes com carga orgânica ou temperatura não condizente com a capacidade de assimilação pelos corpos de água, sobretudo os de  pequeno porte, com menores vazões. - nenhuma preocupação com a contaminação atmosférica, no concernente à dispersão de gases poluentes e particulados. Mas apesar disto, temos que admitir que o antigo sistema de limpeza por via úmida, ainda é o mais usual, porque o investimento necessário para a mudança é substancial. Para a transição, alem dos novos equipamentos a serem adquiridos, é necessário realizar  alterações consideráveis na própria estrutura da mesa dosadora de cana. O real mesmo, é que em uma porcentagem considerável de usinas, alem de utilizarem a água na limpeza da cana, nem se dão sequer ao trabalho de tratá-la. Como a legislação não permite mais a captação de água “a vontade” nos mananciais, estas plantas sucroalcooleiras despejam continuamente sobre a cana a mesma água negra saturada de cinza e terra após ela já haver realizado a lavagem de centenas de toneladas de matéria  prima. Quando um novato então pergunta o que seria aquilo que a usina atira sobre a cana na recepção, recebe dos veteranos a resposta sarcástica: - “Aquilo é água de sujagem!”. Quando ela é tratada, logo depois de escoar sob a mesa dosadora, adentra em um cushcush - peneira - para a remoção de palhas, ciscos e pedaços de cana. Nesta limpeza  prévia, os detritos leves são coletados por um processo de flutuação e tamanho, e apenas os pedaços de cana retornam para a mesa alimentadora. A água por sua vez, segue para o sistema de tratamento composto por uma série de equipamentos interligados. O decantador primário onde ocorrerá a sedimentação discreta ou natural, o dosador de leite de cal que alcalinizará a água alterando seu pH, um decantador secundário onde ocorrerá a sedimentação floculenta ou induzida, hidrociclones que removerão areia por  centrifugação. Evidentemente, o sistema é dotado de bombas centrífugas e sensores de nível, para proporcionarem a movimentação equilibrada do líquido contaminado pelos equipamentos da unidade de tratamento.

Concluído o processo, a água recuperada é recalcada até a mesa alimentadora para cumprir sua função de realmente limpar a matéria prima que chega à planta, enquanto que o lodo será oportunamente espalhado de volta na lavoura, como fertilizante. Vale mencionar, que o carregamento e transporte da terra, areia e cinzas removidos na lavagem é operação onerosa, e haveria muito mais benefício em deixá-la nos próprios canaviais ao invés de trazê-los com a cana. Daí a necessidade imperiosa de controlar a qualidade da matéria prima trazida por fornecedores.

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Capítulo -31  b) - O circuito fechado para tratamento e reuso da água de fuligem. O lavador de gases, embora eficiente e de custo interessante, requer um processo eficiente na remoção da fuligem da água por ele utilizada. Atualmente em que há uma grande ampliação no setor sucroalcooleiro devido aos  projetos de co-geração de energia, se faz necessário reaproveitar os efluentes gerados na lavagem dos cinzeiros e limpeza dos gases de combustão emitidos pelas caldeiras. O sistema deve operar em circuito fechado, possibilitando a recirculação de toda a água  para o processo, e a separação dos sólidos de forma compacta e apropriada para facilitar  seu manejo. A água saturada com os resíduos removidos dos cinzeiros, impreterivelmente deve passar por um tratamento, evitando entupimentos e/ou desgaste em tubulações e equipamentos.  Normalmente os resíduos, além da fuligem de bagaço, constituem-se de material não queimado, e minerais oriundos do solo trazidos com a biomassa. O volume de bagaço mal queimado é função direta da eficiência de queima da caldeira, e esta por sua vez, depende de dois fatores: o teor de umidade do combustível, remanescente da extração, e das condições operacionais do equipamento como um todo. A porcentagem de sólidos minerais presentes, por sua vez, é conseqüência do processo de colheita, bem como da qualidade do sistema de lavagem da cana adotado. Com o aumento da adoção de colheita mecanizada, e conseqüente redução da utilização de água de lavagem na cana, houve um incremento desses sólidos no interior da fornalha.  Num processo em circuito fechado, a água após passar pelas caldeiras, deve ser enviada  para um sistema de tratamento para a remoção do maior percentual possível do material sólido, e estes retirados da planta. Para transportá-los estes devem ser compactados e o arranjo deve permitir serem carregados sem a necessidade de outro gasto que não seja o transporte rodoviário. Para tanto devem ser disponibilizados em uma moega sem mecanismos de transporte interno passíveis de manutenção. O tratamento de água de fuligem, não destoa do mais básico sistema de tratamento de água bruta, e resume-se a floculação dos resíduos e a posterior decantação rápida dos sólidos floculados. O lodo contendo o material sólido precipitado no decantador é então drenado para uma caixa e bombeado para passar por peneiras DSM para posterior  descarte em aterros adequados. A água limpa que permeia pelas fendas da peneira é remetida diretamente para a área de geração de vapor, para uma vez mais realizar o  processo de limpeza nos lavadores de fuligem e cinzeiros da caldeira, e suprir os bicos nebulizadores da coluna do lavador de gases. É indispensável, entretanto, conhecimento em tratamento de água e/ou efluentes, e de hidráulica para a correta especificação dos equipamentos, dosagem de floculantes, tempo de retenção do líquido, dimensionamento de tubulações, bombas de recalque, etc.

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Basicamente, o fluxograma poderia ser assim resumido: A água com fuligem adentra em um pequeno tanque num processo de turbilhonamento gerado pelo próprio fluxo, como o descrito no capítulo 16-B- calagem, e recebe então a dosagem de cerca de 0,5 PPM – pontos por milhão - de um produto, desenvolvido especialmente para a floculação de fuligem. Penetra depois no decantador onde ocorrerá a sedimentação dos sólidos, em direção ao fundo cônico do equipamento. O lodo de fuligem já decantado é então conduzido para o seu centro num processo de raspagem mecânica, semelhante ao descrito no capitulo 17-C. Do fundo do decantador, o lodo escoa por gravidade para um tanque, de onde é bombeado para peneiras estáticas tipo DSM. Lá os sólidos são separados e escoados para uma moega para serem transportados, e a água peneirada retorna para o início do processo de tratamento. A água clarificada, livre de partículas sólidas, que deixou o decantador por um coletor   periférico semelhante ao descrito no mesmo capítulo 16-B-calagem, segue para um reservatório de água limpa, onde é feita a alimentação complementar de água para reposição do volume perdido no processo. Deste tanque, a água recuperada juntamente com a que foi reposta, é bombeada de volta para os sistemas de lavagem de gases e de cinzeiros.

Capítulo -32 a) – A separação dos caldos e a destilaria de etanol. Conforme já detalhamos no capítulo 12, a moagem da cana fornece dois tipos de caldo à  planta. O primário, rico em sacarose, e o secundário, que é bem mais pobre neste componente decisivo ao processo de fabricação do açúcar e do álcool. O caldo que foi extraído no primeiro terno de moendas é puro, e, via de regra é 100% encaminhado para a fabricação de açúcar. O outro, por passar pelos demais ternos da extração e receber a água de embebição, é destinado para a fabricação de álcool. Na realidade a destilaria recebe, além do caldo misto oriundo dos ternos secundários, o melaço extraído das centrífugas de açúcar de massa B, - capítulo 22-B -, e mais a levedura tratada com ácido sulfúrico. Evidentemente que antes de adentrar na destilaria, o caldo misto passa pelo tratamento  primário e também pelo químico, descritos nos capítulos 16 e17, com a finalidade de se remover a maior parte das suas impurezas e eliminar o máximo de bactérias que interferem negativamente no processo de fermentação. Deste tratamento obtém-se o caldo decantado, que depois de misturado com o mel residual da fábrica de açúcar - se necessário -, passa por ajuste do teor de açúcar. Entretanto, como ele tem uma destinação diferente na planta, as operações de sulfitação, adição de cal, aquecimento, e decantação, são todas realizadas em uma série de equipamentos totalmente distintos, que jamais recebem caldo do primeiro terno.

Capítulo -32  b) – O resfriamento do caldo para iniciar o processo de fermentação. Denominamos por mosto todo caldo que possa ser fermentado. Uma fermentação eficiente requer, antes de tudo, que o mosto atenda a alguns requisitos, como menor  contaminação inicial por microrganismos possível, concentração de açúcares fermentáveis correta e adequada correção de pH.

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Cuidados dentro da indústria, como, por exemplo, manter limpas as mesas dosadoras de cana, as esteiras, moendas, pisos, as dornas, as bombas e tubulações que tenham contato direto com o caldo de cana. Antes de o caldo misto receber o melaço e a levedura, ele deve perder calor para que a mistura possa atingir a temperatura adequada para o inicio do processo de fermentação. O seu resfriamento ocorre em dois estágios: Primeiramente ele é bombeado para passar   por trocadores de calor a placas, usando em contracorrente como líquido de resfriamento o caldo misto frio, recém saído da extração. Neste processo de troca térmica, o caldo vindo da moenda ganha temperatura, e, o outro já decantado e pronto  para ser enviado à destilaria, cede calor até a sua temperatura baixar para 60º C. No segundo estágio do resfriamento, sua temperatura é novamente reduzida até atingir o  patamar almejado de 30 C. Neste procedimento, ele é bombeado para atravessar outros trocadores de calor a placas, utilizando-se desta vez a água da lagoa aspersora – ver  capitulo 18 A - como fluido de resfriamento.

Capítulo -32 c) – Transformando açúcares em álcool. Foi o cientista francês Louis Pasteur, quem na segunda metade do século XIX, detectou a primeira conexão entre o crescimento microbiano e a produção de etanol. Este álcool, de fato contém bastante energia e vem sendo utilizado como combustível de várias formas, praticamente desde 1867 quando o alemão Nikolaus August Otto concebeu o motor de combustão interna, denominado atmosférico. Mas foi somente após a crise mundial do petróleo da década de 70 que seu uso começou a ser viabilizado em larga escala, embora ainda com deficiência em sua qualidade. Hoje somos o maior produtor  de combustível alternativo limpo do planeta, e detemos também a melhor tecnologia disponível na fabricação de motores movidos a etanol. Embora o processo da destilação do álcool etílico se assemelhe ao da bebida alcoólica denominada cachaça, largamente fabricada por mini produtores por todo o país, bem  poucas pessoas fabricam o combustível alternativo.

Capítulo -32 d) – A fermentação do mosto.  No transcurso da transformação dos açúcares em álcool pelo processo de fermentação, ocorre desprendimento de energia em forma de calor e gás carbônico. Por esta razão,  principalmente nas primeiras 4 horas do processo, quando a temperatura tende a elevarse, o mosto deve ser permanentemente bombeado para passar através de uma bateria de trocadores de calor a placas, para garantir o seu resfriamento. É imprescindível também, que as dornas sejam tanques fechados para tornar possível recuperar o álcool arrastado  pelo gás carbônico, em uma torre de recheio. A recuperação será feita através da sua absorção em água, que é retornada ao processo. A reação da fermentação deverá ocorrer sempre sob temperatura controlada, compreendida na faixa entre 28 e 30º C, e nunca maior que 32º C. Estudos demonstram que neste sistema em que são utilizadas células vivas, temperaturas acima de 32º C, de fato inviabilizam a transformação da sacarose em álcool. A concentração dos componentes participantes deve ser bem calculada de modo a favorecer o processo, e o mosto a ser fermentado deve apresentar uma concentração máxima de sólidos de 19º a

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22º Brix. Sendo necessária, a água poderá ser acrescentada para corrigir distorções deste valor. O processo da fermentação do mosto na verdade se desenvolve em quatro estágios: 1º - A recuperação do creme de leveduras do mosto fermentado através de sua centrifugação. 2º - O tratamento deste creme através da sua diluição com água numa concentração de 30 a 40%, e a adição de ácido sulfúrico, exatamente para abaixar o pH a um valor entre 2 e 3 e minimizar o surgimento de micro organismos, principalmente a infestação  bacteriana. 3º - A mistura e agitação desta suspensão de fermento diluído e acidificado, conhecido no jargão da destilaria como pé-de-cuba, por um período de uma a três horas, antes de ela estar pronta para ser enviada às dornas de fermentação. 4º - Concluindo o processo, a mistura do pé-de-cuba com o mosto, na proporção de 1:2 respectivamente, é colocada dentro dos tanques conhecidos por dornas, para fermentar. Vale lembrar que e o melaço proveniente do último estágio da centrifugação do açúcar –  ver capítulo 22 B, também faz parte do mosto. O processo de fermentação contínua que se adota na destilaria de etanol, necessita ser  agitado, e é realizado em 4 estágios em série, dispostos da seguinte maneira: 3 dornas no primeiro estágio, 2 dornas no segundo, 1 dorna no terceiro e 1 única dorna também no quarto e último estágio. Na primeira dorna a alimentação chega por uma tubulação instalada tangencialmente para favorecer a agitação do mosto, e as demais são equipadas com agitadores mecânicos. A capacidade volumétrica de cada uma delas é de 400.000. Finalmente após 10 ou 12 horas, a ação das enzimas está totalmente concluída, e o  produto final resultante é denominado mosto fermentado ou vinho, e apresenta um teor  de até 12 % de seu volume total em etanol. Ele deverá ser então centrifugado, para a extração da levedura, que sairá com uma concentração de aproximadamente 60%, e irá  para as cubas de tratamento. O vinho delevedurado é que irá para os aparelhos de destilação onde o álcool etílico finalmente será separado, concentrado e purificado.

Capítulo -32 d) – A centrifugação do vinho. Encerrada a fermentação, o mosto fermentado ou vinho bruto, como também é chamado, passa por centrífugas para a recuperação do fermento. O funcionamento destes equipamentos é bem semelhante ao das centrífugas de açúcar. O concentrado recuperado dentro dos cestos dos equipamentos, denominado creme de levedo ou leite de levedura, retorna às cubas para a sua diluição em água e tratamento com ácido sulfúrico. A fase leve da centrifugação, chamada vinho delevedurado, é drenada e enviada para as colunas de destilação. Ela é que é composta basicamente por  componentes em fase líquida, dentre os quais destacam-se: o álcool - 7 a 10 ºGL- e a água - 89 a 93% -. Os demais compostos voláteis, como álcoois homólogos superiores, aldeído acético, ácidos, e substâncias não voláteis são encontradas em quantidades bem menores.

Capítulo -32

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e) – Em busca de nova tecnologia. Até hoje, praticamente na totalidade das plantas sucroalcooleiras do Brasil, sempre que encerra o tempo de fermentação, o mosto é enviado para as centrífugas de vinho onde acontece a recuperação da levedura. E como já descrevemos, o fermento contendo as células de leveduras segue então para a diluição com água e tratamento com ácido nas cubas, para estar apto a retornar às dornas de fermentação como novo pé de cuba. Entretanto, na UNICAMP- Universidade Estadual de Campinas, precisamente na Divisão de Biotecnologia e Processos do CPQBA (Centro Pluridisciplinar de Pesquisas Químicas Biológicas e Agrícolas), pesquisadores estão desenvolvendo novas linhagens de leveduras floculantes. O mosto fermentado pelo novo método sai das dornas sem conter leveduras, já que estas ficam sedimentadas no próprio equipamento. Desta forma, a etapa da centrifugação poderá ser eliminada, o que irá proporcionar considerável redução no valor dos investimentos e na manutenção de equipamentos sofisticados e dispendiosos como são as centrífugas de vinho.

Capítulo -33 a) – A destilação como método de separação entre dois componentes de uma mistura. A Destilação é uma das operações unitárias - como são chamadas em Engenharia Química- empregada em laboratórios ou mesmo na industria, para separar as correntes de um processo. Entretanto, ela só é exeqüível se os diferentes componentes da mistura  possuírem volatilidades diferentes isto é, pontos de ebulição distintos. Estas características estão vinculadas às diferenças entre as forças intermoleculares de cada componente, que por sua vez são dependentes das suas respectivas estruturas moleculares. Tais particularidades resultam em pressões de vapor distintos para cada um dos componentes. Poderíamos dizer que a destilação é um processo pelo qual uma mistura - de dois líquidos ou vapores - é separada em duas correntes distintas, através do acréscimo ou remoção de calor a ela própria. Após a troca térmica, uma corrente sairá transportando o componente mais leve, portanto de menor ponto de ebulição e será denominada destilado. A outra resultará rica no componente mais pesado, de maior ponto de ebulição, e será chamada de resíduo. O que ocorre, é simples de se compreender: Quando se inicia o aquecimento lento e gradativo de uma mistura formada por dois componentes como estes que mencionamos, após um determinado tempo, começa a ocorrer a formação de um vapor que forçosamente será mais rico naquele componente que tiver o ponto de ebulição menor  do que o da própria mistura inicial. Fixando-se então a temperatura neste patamar, a mistura que permanecer no recipiente, a cada instante irá ficando mais rica no componente menos volátil, ou de maior ponto de ebulição. Como a quantidade de calor  fornecida será estrategicamente mantida sempre constante, a temperatura não ultrapassará aquela suficiente para fazer evaporar apenas o componente mais volátil. Para concretizar a separação, durante o fornecimento de calor, o vapor gerado pela ebulição é condensado logo em seguida, através de um processo de troca térmica inverso, ou seja, de resfriamento. Passará por um trocador de calor tipo serpentina, onde um fluxo de água fria ao passar em contracorrente, retirará sua energia calorífica, sem, todavia se misturar com ele. Com a queda de temperatura, se condensará, e será então drenado pela parte inferior do condensador. Este condensado receberá o nome de

destilado. O outro componente da mistura que permanecer sem evaporar é exatamente o resíduo.

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Capítulo -33  b) – A destilação fracionada. Suponhamos agora que queiramos separar por destilação não os elementos de uma simples mistura binária como a anterior, mas outra com vários ou até muitos elementos como, por exemplo, o petróleo em cuja composição há mais de 100 hidrocarbonetos. Para obter os diferentes tipos de combustível e demais derivados com características distintas é necessário sujeitar o crude – nome do petróleo no jargão da petroquímica - a diversas operações de destilação. Para estes casos foi desenvolvida a coluna de destilação fracionada, um equipamento  projetado para permitir múltiplos desdobramentos simultaneamente. Na verdade, em alguns casos como, por exemplo, o do petróleo que acabamos de citar, são utilizadas varias colunas ou torres de destilação de multicomponentes. Dimensionalmente, elas  podem variar de 900 mm a 6.000 mm de diâmetro, e a altura chega a atingir 60.000 mm. Elas também podem ser empregadas em processos industriais, com a finalidade  precípua de maximizar a pureza do destilado, e não apenas de permitir a separação de inúmeros componentes de uma mistura, como é o caso da destilação do álcool etílico. Durante o seu funcionamento, a coluna de destilação fracionada atua como se na verdade a mistura a ser processada passasse por diversas colunas em sucessão, levando a separação a uma excelência de pureza. Genericamente o funcionamento de uma coluna é como detalharemos a seguir: Sua alimentação é feita pelo topo através de um fluxo descendente, que vai enchendo seqüencialmente cada uma das inúmeras bandejas que se sobrepõem ao longo de seu comprimento. Subindo em contra corrente, um fluxo de vapor com temperatura inicial em torno de 115º C, percorre a coluna desde a sua base até o topo. Ao longo deste caminho ascendente, que estrategicamente é dificultado pelas bandejas, o vapor troca calor com a mistura que encontra em cada nível, evaporando-a e condensando- se diversas vezes. Como a troca térmica forçosamente faz a sua temperatura ir baixando, sua ascensão termina fazendo com que um gradiente de temperatura se estenda ao longo desse trajeto, desde a temperatura mais alta na base da torre, até a mais baixa, já na sua cabeça ou topo. Conseqüentemente, ocorre ao longo de toda a sua parte interna, uma troca de calor entre o condensado descendente mais frio e o vapor ascendente mais quente. À medida que o condensado absorve calor do vapor, em parte ele evapora novamente, formando um vapor mais rico que ele próprio, exatamente naquele componente mais volátil. Porem ao mesmo tempo, à medida que o vapor cede calor para o condensado, em parte ele condensa, formando um condensado mais rico que o próprio vapor, mas no componente menos volátil, ou de maior ponto de ebulição. Tudo isso faz com que ao finalizar esta sequência de “lapidações”, lá no topo da coluna saia o componente mais volátil praticamente puro. Pelo mesmo raciocínio, o resíduo que chegar no outro extremo, ou seja, na base da torre destiladora, é composto menos volátil, também  praticamente puro.

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Capítulo -33 c) – Destilando o etanol. O vinho a ser destilado possui uma composição complexa, com elementos de natureza líquida, sólida e gasosa. No concernente à volatilidade, estas substâncias podem ainda ser desmembradas em voláteis e fixas. Dos voláteis classificaríamos como mais representativos, o álcool etílico, a água, e os álcoois superiores. Já no extrato do mosto, as células de leveduras e bactérias ficariam no rol das substâncias sólidas e, portanto, fixas. Tendo inicio o processo da destilação, o vinho resultante da fermentação do mosto é enviado para caixas de alimentação no piso superior da destilaria. Daí, por gravidade, ele alimenta a coluna de purificação, onde ocorre a eliminação parcial de impurezas como aldeídos e ésteres. Desta operação resultam o vinho depurado e uma fração denominada álcool bruto, de segunda. O vinho depurado passa então por um condensador, onde se condensa o vapor que sai  pelo topo da coluna de destilação fracionada B e retorna a ela mesma. Neste equipamento a função do vinho é secundaria, ou de mero resfriador do vapor de saída da coluna. Ele sai do condensador tendo alcançado a temperatura de 60ºC. Logo após,  passa por trocadores de calor, onde auxilia no resfriamento da vinhaça. Nesta segunda troca térmica, seu aquecimento atinge 92ºC e a vinhaça consegue ser resfriada a 85ºC. Ao atingir esta temperatura e com uma concentração de 6% em massa, ele finalmente está apto para adentrar pelo topo da coluna A de destilação ou esgotamento. Aí sofrerá uma concentração na produção alcoólica, pois no interior deste equipamento, haverá uma ascensão dos vapores ricos em álcool e uma descida do líquido condensado pobre em álcool. Com 22 bandejas valvuladas para aumentar o tempo de retenção e melhorar a troca térmica, a coluna A mede 2.800 mm de diâmetro por 30.000 mm de altura. O vinho entra pelo seu topo, e pela sua parte inferior entra vapor de escape com temperatura em torno de 112°C. O produto de fundo desta coluna, contendo apenas algo como 0,02% em massa de etanol, é chamado de vinhoto. O processo proporciona o correto esgotamento da fase líquida, com a transferência de praticamente todo o etanol para a fase vapor, que passa a ser denominada flegma. A flegma é basicamente uma mistura hidroalcoólica, com concentração entre 45 e 50 % em massa de etanol. Ela irá alimentar a coluna B, denominada coluna de retificação. Pela base da coluna A, é retirado o vinhoto, um resíduo aquoso, no qual se acumulam as substâncias fixas do vinho e pequena parte das voláteis. O vinhoto é conhecido também como vinhaça ou restilo, dependendo da região onde se encontra a usina. A flegma que na verdade é o componente rico da destilação, é então enviada à terceira coluna – coluna de destilação fracionada B - onde será submetida a um processo de retificação para a separação dos álcoois superiores e o mais importante, a concentração do destilado até o grau alcoólico do álcool hidratado de 97º GL. A coluna B por sua vez, é formada por 45 bandejas também valvuladas e seu diâmetro interno atinge 3300 mm. A flegma entra pelo seu topo também em fluxo descendente, e recebe em contra corrente fase vapor entrando pela base, a uma temperatura de 91°C. Todo o vapor de álcool a 94º GL que sai pelo topo da coluna B, é condensado e retorna a ela mesma como refluxo. Nesta condensação, o próprio vinho que irá alimentar a

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coluna é usando como refrigerante. A extração do álcool hidratado com uma concentração próxima de 93% em massa de etanol, produzido pela coluna B, é efetuada um pouco mais abaixo da entrada do refluxo, na antepenúltima bandeja, ou seja, a  bandeja B-43. Este será então resfriado em um trocador de calor para posterior medição e estocagem em tanques. Pelo fundo da coluna B é drenado um líquido aquoso isento de álcool que é denominado flegmaça. A flegmaça retorna ao processo para o preparo do fermento.  Na coluna de destilação fracionada B, operam ainda tomadas de retirada de óleos, como ésteres e acetatos, e óleo fusel. Estes componentes são retirados, resfriados e depois enviados para o decantador de óleo fusel. Do decantador saem dois produtos: óleo alto, que é misturado ao álcool de segunda e óleo fusel, que é retirado e armazenado. Observação: Louis Joseph Gay-Lussac físico e químico francês (1778 a 1850) publicou sua tese em 1808, e demonstrava a reação entre hidrogênio e oxigênio, cujo produto era vapor de água. Esta lei ocasionou na unidade de medida de volume para álcoois, utilizada para medir o volume de teor alcoólico das bebidas. Geralmente medida em graus. Ex.: 94°GL – 94 graus Gay Lussac, em sua homenagem.

Capítulo -34 a) – O álcool anidro. O álcool etílico hidratado, o etanol das bombas de abastecimento dos postos de combustível, possui 96% de pureza e 4% de água - 96° GL-. O álcool anidro, como o  próprio nome diz, sem água, é miscível com a gasolina praticamente em qualquer   proporção, e esta associação resulta num combustível com ótimas características. A cada 5% de álcool acrescentado à mistura, obtêm-se um aumento de octanagem em aproximadamente 2 pontos percentuais. E o mais vantajoso nesta adição, é a eliminação da adição de chumbo tetraetila, ou CTE, que é extremamente poluente. A experiência mostra que os motores não necessitam de grandes alterações, para trabalharem com gasolina que recebeu até 20% de álcool em sua formulação. Os ajustes na verdade limitam-se a correções na curva de avanço – ponto de ignição - e calibragem dos injetores de combustível. Pelo fato do álcool proporcionar uma melhora no índice de octanagem do combustível, um motor devidamente ajustado para esta mistura, apresentará melhor rendimento que com uma gasolina pura. Pela própria característica de combustível limpo e renovável, o uso de álcool anidro como aditivo tende a se expandir como alternativa mundial. O aumento do interesse  pela adição do álcool anidro na gasolina tem levado muitas nações a desenvolverem  pesquisas de tecnologia de processo, e aumentarem suas produções de álcool anidro. Em alguns estados dos Estados Unidos da América, já é obrigatória a adição de 10% de álcool à gasolina, enquanto em outros já se estuda majorar o percentual para 22%. Em função da demanda, a produção nacional está assim dividida atualmente: As usinas destilam 65% de álcool etílico hidratado ou etanol, e apenas 35% de álcool anidro.

Capítulo -34  b) – A obtenção do álcool anidro com ciclohexano.

O álcool anidro não é o que você utiliza para abastecer o seu carro. É aquele usado pelas companhias de distribuição, como aditivo em combustíveis, sendo composto por 99,5%

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de álcool puro e apenas 0,5% de água, e não é comercializado pelos postos de abastecimento. A gasolina brasileira recebe 22% deste produto para substituir o chumbo tetraetila, elemento químico venenoso e prejudicial à saúde e ao meio ambiente. O processo de desidratação que iremos descrever utiliza o ciclohexano como um auxiliar e uma coluna de destilação fracionada para remover quase a totalidade dos 4% de água presentes no etanol. O benzeno deixou de ser usado neste tipo de processo industrial por ser cancerígeno, e devido as normas internacionais de comércio não aprovarem produtos oriundos de processo com a sua utilização. Através da destilação fracionada, o etanol – álcool hidratado - pode ser obtido com um grau de depuração de até 97,2 e 2,8% em volume. Com estas características, a mistura binária de álcool e água se torna azeotrópica, isto é, ela  possui ponto de ebulição constante e emite vapores de composição idêntica ao do líquido gerador, tornando-se assim impossível a sua separação pôr destilação. Para a obtenção do álcool anidro, que como o próprio nome diz, é sem água, devemos lançar mão de uma técnica auxiliar. O método mais utilizado nos dias de hoje consiste em introduzir o ciclohexano como um terceiro elemento na mistura, alterando a sua composição original e formando novas substâncias azeotrópicas. Desta forma, a desidratação do álcool etílico hidratado, será executada pelo método das misturas azeotrópicas. Por este método necessitamos de alguns equipamentos: Uma coluna C, de desidratação, equipada com 42 bandejas, um decantador de ciclohexano, e finalmente mais outra coluna P, dotada de 20 bandejas, que fará a recuperação do ciclohexano utilizado. Quando o etanol deixar a coluna B irá diretamente para a bandeja número 28 da coluna C, localizada um terço abaixo do topo. O ciclohexano entrará pelo topo desta mesma coluna, e ao encontrar com o álcool hidratado, mudará sua composição, e acabará formando três zonas distintas ao longo do aparelho, à medida que for realizando misturas em bandejas com diferentes temperaturas. Apenas a título de orientação, podemos dividir a coluna em três andares, cada qual com 14 bandejas. O raciocínio que iremos adotar  agora, não é o que ocorre na realidade, e sim apenas ilustrativo, pois as “regiões” da coluna não são matematicamente divididas, e a variação da temperatura que decresce da base para o topo, também não respeita as bandejas como linhas divisórias. É possível encontrarmos bandejas sobrepostas com a mesma temperatura, e também componentes dispersos acima ou abaixo da sua presumível  posição. Próximo ao topo, ou seja, aproximadamente nas 14 bandejas superiores, surgirá o ternário álcool-água-ciclohexano, com ponto de ebulição de 63º C; nas bandejas da região central da coluna, surgirá o binário álcool-ciclo. O nosso objetivo  principal, o álcool anidro ou álcool desidratado, com ponto de ebulição de 78º C, surgirá predominantemente no terço inferior da coluna, ou seja, nas 14 bandejas inferiores, Ele será extraído como produto de base da coluna C e resfriado em um trocador de calor. Depois de resfriado e devidamente medido, o álcool anidro estará pronto para seguir para os tanques de armazenamento. Para evitar a diluição do produto final, o aquecimento desta coluna C será fornecido de maneira indireta, por vaporizador. O ternário álcool-água-ciclo, formado na região de temperatura mais baixa, sairá vaporizado do topo da coluna C para dois condensadores operando em série, e utilizando água de resfriamento. Após a condensação o ternário já no estado líquido, retorna para a coluna C, a qual o devolve para o decantador de ciclo acoplado no próprio topo da coluna. No decantador, o ternário se separa em duas

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fases: a superior, mais leve e rica em ciclo, mas pobre em álcool e água, que é devolvida ao processo, se juntando ao fluxo de ciclohexano puro. A fase inferior do decantador, pobre em ciclo, porem ainda rica em álcool e água, é finalmente encaminhada à última coluna, a coluna P. Esta tem como função separar e recuperar o ciclo que vaporiza através de suas Bandejas, e drenar pela sua base a porção contendo água e álcool que será devolvida para a coluna B, para reprocessamento.

Capítulo -34 c) – A desidratação extrativa.  Neste método, ao invés do ciclohexano, empregaremos o monoetileno glicol –  MEG – um álcool incolor, inodoro, de sabor adocicado, largamente utilizado como anticongelante automotivo nos países de clima frio. É altamente tóxico e sua ingestão deve ser considerada uma emergência médica. Nos Estados unidos há vários casos de esposas que o adicionaram à gelatina do marido, assassinando-o ambicionando receber o premio da apólice de seguro. A metodologia, entretanto, é semelhante à anterior, empregando-se também uma coluna de desidratação, onde o monoetileno glicol – MEG- é alimentado na extremidade superior da mesma, e o álcool etílico a ser desidratado, igualmente a um terço abaixo do seu topo, na bandeja de número 28. Porem, contrariamente ao processo com ciclohexano, o monoetileno absorve e arrasta a água para a base da coluna, e os vapores de álcool anidro emergem pelo topo. A partir daí, o álcool já despojado da umidade é condensado e enviado para armazenamento nos tanques. A mistura contendo água, monoetileno glicol e uma modesta porcentagem de álcool, é enviada para uma coluna de recuperação do MEG, para que ele retorne ao processo cumprir a sua função. Porem, ele detém as impurezas retiradas do álcool, tornando-se  por isto mais corrosivo. Por esta razão, é imprescindível a sua purificação através de uma coluna de resinas de troca iônica que retém os sais e minimiza a sua acidez, num  processo semelhante ao descrito no capítulo 30 C.

Capítulo -34 d) – A desidratação por adsorção. -Vocabulário: Adsorver: adesão – fixação - de moléculas de um fluido, o adsorvido, a uma superfície sólida, que é o adsorvente. Absorver: recolher em si, aspirar, sorver, sugar, embeber-se de. O ato de absorver refere-se à ação de recolher, por exemplo, uma esponja absorve água, mas o líquido sai facilmente quando ela é espremida, o que não ocorre com a adsorção.  Na adsorção, as moléculas ou íons de uma substância ficam retidos, ou fixados na superfície de sólidos por  interações químicas e físicas. Faça um teste da adsorbância do carvão, colocando-o na geladeira de sua casa. O carvão se encarrega de adsorver todos os odores e a geladeira passará a não ter cheiro algum. A desidratação por adsorção utilizando Peneira Molecular, de fato é o método menos utilizado. O álcool a ser desidratado deve inicialmente ser vaporizado e superaquecido  para só então ser enviado para as colunas de desidratação. Estas contêm em seu interior  um material constituído basicamente por hidrosilicato de alumínio, contendo micro-

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 poros, tecnicamente denominado zeolita, porem mais popularmente conhecido como  peneira molecular. Esta verdadeira rede de micro-poros adsorve a água e deixa passar os vapores de álcool que são logo após condensados, já na forma de álcool anidro. Periodicamente é realizada a regeneração da zeolita – remoção da água - pela passagem sob vácuo de vapores alcóolicos que posteriormente são também destilados, para a recuperação do álcool neles contido.

Capítulo -35 a) - O armazenamento do álcool. A demanda pelo novo combustível (limpo e renovável) sofreu um incremento tão violento na última década, que a capacidade de estocagem de etanol em algumas plantas  produtoras do passou de 1 milhão, para 10 ou 20 e até 40 milhões de litros. O armazenamento do etanol e do álcool anidro também acompanhou, nos últimos anos, a preocupação do setor com a respeito à qualidade. As principais mudanças dizem respeito ao tamanho dos reservatórios, à sua qualidade como tanque armazenador e a segurança, tanto dos tanques quanto da área de estocagem como um todo. Anteriormente os reservatórios mais utilizados limitavam-se a 5 e 10 milhões de litros, mas hoje, o padrão mais usual é o de capacidade de 20 milhões de litros. Esta mudança levou em conta os custos dos equipamentos e da infra-estrutura necessária para instalálos, pois a segurança tornou-se um quesito importantíssimo e inegociável. Atualmente, a legislação do setor tornou-se muito mais rigorosa, incluindo, no rol de exigências, a necessidade de implantação de bacias de contenção para os casos de vazamento e/ou explosão, a observação de distâncias normatizadas entre os tanques e a construção das escadas de acesso com patamares de descanso, e a espessura das chapas de aço utilizas. Elas são definidas segundo normas de engenharia, em conformidade com algumas variáveis como, a capacidade do tanque, a posição que a chapa irá ocupar na estrutura (fundo, costado ou teto), e também o combustível a ser armazenado (mais ou menos agressivo). Com relação ao costado, dependendo das dimensões do reservatório, diferentes espessuras poderão ser determinadas para cada nível de virola. Na usina, denomina-se o primeiro nível próximo ao piso por primeira virola, o outro mais acima  por segunda virola, e assim sucessivamente. Além das escadas de acesso independentes e não mais soldadas no costado dos reservatórios já mencionadas, os tanques devem ser  também equipados com sistema de resfriamento externo por meio de serpentinas que circundam seu perímetro, e SPDA, (Sistema de Proteção contra Descargas Atmosféricas). Neste tópico estão englobados pára-raios, sistemas de aterramento, sistema automático de lançamento de espuma de CO2 (gás carbônico), etc.

Capítulo -36 a) - A manutenção na planta Os técnicos do departamento de manutenção das usinas costumam dizer que ela é como um navio, que apenas não flutua, porque no mais, apresenta todos os problemas do mesmo! A brincadeira dita pelos que trabalham no setor – os manutentores - não foge muito da realidade, pois se analisarmos a planta toda, de fato nela ocorrem problemas elétricos, mecânicos, hidráulicos, pneumáticos, de vapor, de refrigeração, de isolamento térmico, de lubrificação, de isolamento acústico, de contaminação ambiental, enfim, de quase todo tipo imaginável dentro de uma indústria de grande porte.

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As grandes corporações (normalmente com participação de capital estrangeiro), que muitas vezes têm sob sua gestão um conglomerado de várias usinas, possuem um Departamento de Engenharia que administra a manutenção de todas elas. Já as plantas de médio e grande porte, (muitas delas de economia familiar), atualmente também  passaram a ter um Departamento Técnico para dar suporte administrativo ao setor.  Neste curso procuraremos trazer à luz, como são sistematicamente planejados os reparos neste tipo de usinas, justamente por serem as mais usuais. Obviamente que elas não  possuem o complexo sistema organizacional das grandes corporações, mas também não são tão limitadas administrativamente como as unidades de pequena capacidade de moagem.

Capítulo -36  b) – O Departamento Técnico da usina. Em um passado não muito distante, as modificações nas plantas sucroalcooleiras eram realizadas em conformidade com as necessidades que fossem surgindo, sem um detalhado estudo técnico prévio. Só depois de executadas, os responsáveis se davam conta de quantas alterações na indústria como um todo, estes “arranjos” haviam causado. Exemplificando: Suponhamos que durante a entre safra, a usina decidisse aumentar sua capacidade de moagem, substituindo, por exemplo, o primeiro terno de moendas por um maior, e repotencializando a caldeira para suprir a nova demanda de vapor. Admitamos agora que tudo ocorresse como o esperado na extração do caldo e na geração de vapor, e que os equipamentos chave como o decantador, o filtro de lodo etc. houvessem sido superdimensionados quando da época do projeto da unidade, e tolerassem a nova sobrecarga. Ainda assim, problemas de dimensionamento de equipamentos acessórios iriam surgir como, por exemplo, bombas de recalque de líquidos, tubulações, roscas transportadoras de bagaço, elevadores de caneca de açúcar úmido, etc. Quaisquer destes itens, se substituídos por outros de maior potência, causaria um aumento de demanda de energia elétrica, e conseqüente desarme da respectiva proteção contra excesso de corrente. E não é incomum, um painel de controle elétrico de um determinado setor da planta estar já no limite da sua capacidade de carga admissível, ou até mesmo a rede de cabos que o alimenta, e inclusive o próprio transformador que fornece a energia em baixa tensão ao setor, estarem nas mesmas condições. A mera substituição de algumas bombas centrífugas, por exemplo, por outras de maior potência,  poderia então requerer um investimento no setor elétrico, de uma envergadura muito maior que a pressuposta. O custo da alteração da planta estaria, portanto, completamente irreal, sem mencionar que a necessidade de uma complementação de  projeto descoberta tardiamente, poderia demandar um tempo para a sua execução, nem sempre disponível. Abordemos outra situação hipotética: Elevadores de caneca têm uma velocidade de trabalho limite, acima da qual a própria correia se rompe facilmente por fadiga. Para maximizar o seu desempenho, estamos, portanto, limitados por este parâmetro. Uma eventual melhoria na sua capacidade de transporte, quase sempre deveria pressupor um equipamento totalmente novo, com tubulações condutoras de maiores dimensões, acionamento de maior potência, redutor de velocidade para maior torque etc. e com todas as possibilidades de investimento citadas no exemplo anterior. Concluindo, uma das principais atribuições do Departamento Técnico de uma unidade sucroalcooleira é o estudo do custo real de toda e qualquer alteração a ser feita no layout

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da planta, e também o orçamento pormenorizado dos grandes investimentos que se  pretenda realizar dentro dela. Por conseguinte, todo desenho de execução de peças e/ou equipamentos só deve ser  enviado para o setor de usinagem ou caldeiraria da usina, ou mesmo para empresas contratadas para a execução destes itens, com a chancela do Departamento Técnico e obviamente da Gerência Industrial, a quem este é subordinado. A equipe de desenhistas  – em auto CAD – que toma medidas na planta, desenvolve as peças, dispositivos, modificações, ou equipamentos inteiros, trabalha sob a supervisão de um engenheiro mecânico, ou projetista experiente, que normalmente é o coordenador do departamento. Portanto, quaisquer alterações ou novos projetos a serem implantados na usina devem ser sempre desenvolvidos em total parceria entre os Departamentos de Manutenção Mecânica e Elétrica, e sob a coordenação do Departamento Técnico. A participação dos  próprios profissionais que farão as alterações na planta, no estudo do custo e do tempo de execução, objetiva garantir estimativas reais, isentas de surpresas indesejáveis que comprometam tanto o valor do projeto, quanto o prazo previsto para a sua realização. Também é da responsabilidade do Departamento Técnico, o acompanhamento da execução destes empreendimentos dentro das instalações da unidade, quer sejam eles realizados por profissionais da usina, ou por empresas especializadas e contratadas para esta finalidade. O Departamento Técnico faz ainda a gestão do PCM (Planejamento e Controle da Manutenção). Nesta área, ele possui algumas atribuições específicas: - Definir as rotas de lubrificação, a periodicidade e métodos de controle da sua aplicação. Estas decisões são sempre tomadas com a participação e cumplicidade do Departamento de Manutenção Mecânica, para favorecer a receptividade dos novos  parâmetros por toda a equipe da indústria. - Fazer a gestão dos três programas de manutenção: Corretiva, Preventiva e Preditiva, com o monitoramento completo da planta, valendo-se dos mecanismos e instrumentos modernos considerados economicamente viáveis para este fim. - Realizar o Follow Up – acompanhamento – sobre tudo o que foi adquirido pelo Departamento de Compras para a manutenção de entre safra. - Realizar o Follow Up – acompanhamento – nos fornecedores de prestação de serviços terceirizados de grande responsabilidade, cujo não cumprimento de prazo, interditaria a  partida da planta, como, por exemplo, encamisamento de eixos de moenda. - Planejar e controlar as horas-homem utilizadas pelas equipes montadas para a execução da manutenção da entre safra. - Executar o Follow Up – acompanhamento -, nos serviços executados por empresas especializadas, contratadas para a manutenção das caldeiras, turbinas, moendas, etc. - Planejar e controlar a deposição de eletrodos – chapisco - nas moendas, e martelos  picadores e desfibradores, com a criação de gráficos de desempenho de produtos de diferentes fornecedores, e monitoramento do rendimento individual dos soldadores. - Monitorar o consumo de lubrificantes usados na indústria, antiespumantes para caldeira, antibióticos usados no processo, etc. criando gráficos de consumo que são confrontados com as referências publicadas em revistas especializadas do setor. - Organizar, cadastrar e administrar a “Biblioteca Técnica da Usina”, onde ficam armazenados: Desenhos técnicos de instalações e equipamentos de grande porte da planta. Literatura técnica sobre o processo de operação da indústria. Manuais de operação e manutenção de equipamentos como turbinas de açúcar, geradores de energia, turbinas de vapor, filtros etc.

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Capítulo -36 c) – Os diferentes tipos de manutenção (corretiva  preventiva e preditiva). - A corretiva: É o tipo de manutenção que objetiva corrigir ou recuperar a capacidade produtiva de um equipamento que, eventualmente, tenha interrompido ou diminuído a sua capacidade de desempenhar as funções para as quais foi projetado. Partindo do princípio que a parada de uma simples máquina muitas vezes compromete toda a produção, ou pelo menos a sua eficiência, a manutenção corretiva é a primeira atitude tomada para que ela volte à normalidade. Entretanto, é o sistema mais antiquado de reparar a planta, que espera pela falha da máquina ou equipamento, antes que seja tomada qualquer ação. Inclusive, é o método mais caro de gestão de manutenção, cujos pontos negativos são: alto custo de estoques de peças sobressalentes, alto custo em horas extras de técnicos manutentores, maior tempo de paralisação das máquinas ou equipamentos, e baixa disponibilidade de  produção. Além de serem necessárias paradas em momentos aleatórios, e muitas vezes inoportunos, este sistema também gera a diminuição da vida útil das máquinas e das instalações, por levar os componentes ao limite da fadiga. Os itens substituídos, muitas vezes comprometem a vida útil de outros com os quais interagem, antes de entrarem em colapso. As usinas que não possuem um sistema de manutenção programada bem administrado convivem frequentemente com o caos, pois nunca haverá suficiente pessoal de manutenção para atender a todas as solicitações de reparos. E ainda que a planta possua técnicos em quantidade suficiente, será difícil saber o que fazer com este número considerável de funcionários nos períodos de tranqüilidade. Vale lembrar, entretanto, que dependendo do equipamento, às vezes é de fato mais conveniente deixá-lo parar e resolver o problema por atendimento de emergência. Isto acontece sempre que o uso da máquina não for freqüente e sua eventual parada não interditar o processo fabril. Esta  pode ser chamada também de manutenção corretiva programada. É o caso de um equipamento que possui, por exemplo, um rolamento de custo elevado, que se deve aproveitar toda a sua vida útil antes de descartá-lo. Se a parada para a substituição deste item não criar problemas no processo fabril, é desinteressante trocá-lo precocemente, abdicando, por exemplo, de meses de vida útil de um componente dispendioso, que  poderiam ser aproveitados. - A preventiva: A manutenção preventiva consiste exatamente em um trabalho sistemático de prevenção de defeitos que possam ocasionar a parada ou o baixo rendimento dos equipamentos em operação dentro da planta. A eficiência deste departamento de prestação de serviços está fundamentada na implantação de uma boa metodologia de inspeção e lubrificação de todo o parque de máquinas e equipamentos, com periodicidade controlada, mas a sua eficácia depende mesmo do pleno comprometimento da equipe de técnicos manutentores com o plano de operações adotado. Outros fatores importantes também irão corroborar com o bom desempenho do setor como, por exemplo, instalações atualizadas na usina, almoxarifado racionalmente organizado e com boa quantidade dos itens que possam ser requisitados, e principalmente uma estreita relação entre os técnicos manutentores e os operadores de equipamentos. A intimidade que cada um destes profissionais possui com o equipamento sob a sua responsabilidade, fornece dados importantíssimos que irão permitir ao técnico de manutenção, como monitorar a alteração em seu funcionamento, e, também maior acurácia no diagnóstico de um eventual problema.

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O Departamento Técnico ao coordenar os setores de manutenção (tanto elétrica como mecânica) deve ter uma preocupação constante com a recapacitação periódica dos técnicos e encarregados, para que estejam sempre atualizados tecnologicamente. A velocidade com que avança o desenvolvimento tecnológico nos dias atuais é muito grande, e a atenção neste sentido é muito importante, para que eles estejam sempre aptos para reparar mesmo os equipamentos de última geração. Vale lembrar que a assistência prestada por manutentores da própria usina sempre é mais imediata e econômica, do que aquela realizada por técnicos requisitados à distância. O custo do atendimento de um profissional especializado externo, incluindo-se os encargos com seu deslocamento – quilometragem paga-, hospedagem etc. além do preço da prestação de serviço em si, pode ser até maior que o de um curso de capacitação de alguns membros selecionados dentro da própria equipe da usina. Obviamente que os equipamentos de alta tecnologia como turbinas, redutores de grande porte, acionamentos planetários e alguns outros itens de extrema responsabilidade, impreterivelmente devem ser inspecionados e reparados somente por profissionais externos altamente especializados. Mas esta classe de assistência deve ser realizada de maneira programada e, preferencialmente, preferencialmente, durante os grandes reparos de entressafra, ou nas paradas mensais para a inevitável limpeza da evaporação. - A parada mensal obrigatória: Ainda que uma usina sucroalcooleira adote um sistema eficiente de manutenção  preventiva, e paralelamente a ele execute semestralmente os procedimentos da manutenção preditiva que aprenderemos mais adiante, isto não a exclui absolutamente de realizar mensalmente uma série de reparos – manutenção corretiva – ou pequenas alterações no layout, que fatalmente irão se fazendo necessários. São raras as plantas que possuem trocadores de calor em duplicidade na Evaporação, –  ver capítulo 20 - de tal sorte que um conjunto deles possa ser limpo, enquanto o outro estiver atendendo plenamente o processo da desidratação do caldo. Duas razões desmotivam a maioria dos empresários a adotarem este layout na planta sucroalcooleira: Primeiramente que o investimento seria enorme, pois o valor de cada caixa de evaporação não é pequeno, e a duplicidade de toda aquela parafernália de tubulações, isolamento isolamento térmico, válvulas, válvulas, purgadores de vapor condensado, condensado, instrumentação, etc. levaria a um montante respeitável. respeitável. Em segundo lugar, porque toda usina inevitavelmente vai apresentando ao longo do mês uma série de problemas desde aqueles que são solúveis mesmo estando ela em plena atividade, até os que requerem  pelo menos a interdição do setor ao qual pertencem, para poderem ser reparados. Muitas vezes é possível a improvisação de um by-pass – desvio – enquanto se executa o eventual conserto, porem isto nem sempre é viável. O Departamento Técnico vai então organizando durante o mês, um plano de ação juntamente com a equipe de manutenção,  para a eliminação destes problemas, justamente justamente na parada mensal de 24 h, quando se realizará a inadiável limpeza químico-mecânica da tubulação interna de toda a evaporação. Como já foi descrito no capítulo 20, há um estágio no processo, em que o caldo é aquecido justamente para a eliminação da água que a cana de açúcar naturalmente trás  junto com a sacarose dentro dos colmos, e mais a água de embebição que é inserida na extração conforme foi explicitado no capítulo 11B. Ao longo de cada mês, entretanto, à medida que milhares de litros de caldo circulam  pela tubulação aquecida dos trocadores de calor, inevitavelmente vai ocorrendo uma incrustação incrustação de material orgânico nas paredes internas daqueles milhares de tubos que compõem os denominados “efeitos.” Este material severamente aderido desencadeia dois problemas no desempenho do processo: O primeiro seria comparado a uma arteriosclerose no sistema vascular humano, ou seja, uma obstrução parcial da vazão do caldo dentro dos aparelhos, ou caixas, ou efeitos, não

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importando como denominemos os trocadores de calor do setor. Com esta obstrução  parcial, forçosamente forçosamente necessitaremos de um tempo maior que o usual para  processarmos o mesmo volume de caldo, o que em outras palavras quer dizer, ocorrerá uma diminuição da capacidade produtiva do setor. O segundo efeito negativo gerado  pela incrustação é a perda da capacidade de troca térmica de todos os efeitos. O fato é que a incrustação em si não é tão “boa transmissora de calor” quanto o aço da tubulação interna dos trocadores. Ironicamente então, além da diminuição do fluxo de caldo devido à obstrução, aquele volume que logra passar pelos equipamentos, não aquece como deveria, pois não pode manter contato direto com o aço dos tubos que estão efetivamente aquecidos pelo vapor de escape, que circula pelo lado de fora. Obviamente que a incrustação está em equilíbrio térmico com o tubo, ou seja, na mesma temperatura que ele, porém ela é composta de um material orgânico endurecido que não transmite com eficiência o calor fornecido pelo vapor, ou seja, não transmite o calor na velocidade que o aço o faria, tornando a troca térmica ineficiente. Exemplificando: Exemplificando: Imagine revestir o interior de uma panela de alumínio de uso doméstico, com uma fina camada daquele material negro – baquelite – que os fabricantes deste tipo de utensílio empregam na construção dos seus cabos para não queimarmos as nossas mãos durante o seu uso. Todo alimento que fosse preparado nesta nossa panela imaginária, necessitaria de um tempo muito maior de cozimento, pois teria dificuldades em receber o calor fornecido pela chama do fogão, ainda que o alumínio em si, atingisse uma temperatura ao redor de 250º Centígrados. Para executar a limpeza da tubulação de todas as caixas da evaporação, devido  principalmente à sua extensão realmente quilométrica, as usinas normalmente terceirizam este tipo de trabalho. Empresas especializadas e contratadas para este trabalho, mensalmente disponibilizam dentro da planta uma equipe de técnicos e um veículo dotado de um gerador de energia elétrica, um compressor de ar com grande capacidade de deslocamento, além de equipamentos de jato d’água de alta pressão e máquinas de roseteamento rotativo de incrustação. Algumas tubulações podem ser limpas através da simples introdução em seu interior, de uma mangueira que arremessa o jato de água pressurizado contra a sua parede interna, removendo o material estranho ali depositado. Entretanto, quando a aderência é mais severa, se faz necessário fazer o roseteamento dos tubos. Este procedimento consiste em introduzir um cabo de aço rotativo no interior de cada tubo, cabo este dotado de uma ferramenta cortante cortante em sua extremidade – a roseta – que então remove a incrustação. incrustação. É normal realizar a execução deste procedimento de forma escalonada, ou seja, inicia-se a limpeza com uma ferramenta de pequeno diâmetro, e a cada nova etapa as rosetas vão sendo substituídas por outras cada vez maiores até que a última realiza a limpeza final. Entretanto, algumas caixas da evaporação costumam apresentar uma incrustação mais acentuada, e, nestes casos, é prática freqüente, os técnicos do Departamento de Manutenção da própria usina juntamente com o pessoal daquele setor, realizarem um ataque químico prévio à incrustação com hidróxido de sódio, mais conhecido como soda cáustica. As caixas devem ser abastecidas com água fervente - água mais vapor- e soda cáustica, numa concentração concentração máxima de 5%. Para realizar r ealizar a correta dosagem do desincrustante químico, é necessário calcular o volume – em m3 – das centenas de tubos existentes em cada caixa, mais a quantidade que irá ser mantida acima do nível do espelho de cada uma delas. Vale lembrar que cada caixa pode conter, por exemplo, 800 ou mais tubos em seu interior, e que após o auxílio prestado pelo hidróxido de sódio, todos eles deverão também ser roseteados pelos técnicos da companhia contrata para a limpeza. O processo químico visa minimizar as horas de limpeza mecânica.

105 Os benefícios em adotar um plano de manutenção preventiva na usina são inúmeros, e entre eles podemos citar: A diminuição do número total de intervenções corretivas que ocorrem em momentos inoportunos, como, por exemplo, em períodos noturnos, nos fins de semana, ou durante períodos críticos de produção, e também a vantagem do aumento considerável da taxa de utilização anual dos sistemas de produção. A taxa de utilização anual de um sistema de produção é um coeficiente entre os dias que ele operou e os dias  parados por reparos. Dentre as atribuições conferidas ao departamento técnico da usina - a quem o setor da manutenção é subordinado-, está também a criação e administração de uma biblioteca organizada, contendo manuais de manutenção, manuais de pesquisas de defeitos, catálogos construtivos dos equipamentos, catálogos de manutenção com dados informados pelos fabricantes, e desenhos atualizados do projeto da planta toda. Com relação à administração da assistência técnica prestada dentro da planta pelos manutentores manutentores da própria unidade, ou por empresas contratadas, contratadas, o Departamento Departamento Técnico deve manter históricos de todos os equipamentos e máquinas, com registro dos defeitos encontrados e as manutenções efetuadas. A freqüência dos problemas ou a repetição de alguns deles, por exemplo, darão embasamento a uma eventual alteração do projeto. -A preditiva: Pesquisas sobre a relação entre o custo e o benefício da manutenção indicam que um terço de todos os gastos no setor é desperdiçado, justamente como resultado de manutenção desnecessária ou realizada de maneira indevida. Analisando o volume de dinheiro gasto por safra com reparos de equipamentos na planta industrial de uma usina sucroalcooleira, a conseqüência negativa deste gasto sobre a produtividade e o lucro da empresa se torna evidente. O mais relevante é que uma gestão de manutenção ineficiente causa um efeito dramático sobre a capacidade de manufaturar produtos de qualidade que sejam competitivos no mercado mundial, como foi observado já no 1º capítulo deste curso. O principal motivo desta gestão ineficaz é exatamente a falta de dados, que quantifiquem a real necessidade de reparo ou lubrificação de equipamentos, e sistemas na planta industrial. Hoje em dia, já não se pode mais decidir um cronograma de manutenção com base em dados de tendência estatística, e muito menos após a falha real de equipamentos haver ocorrido. Até recentemente, a opinião geral era de que muito pouco poderia ser feito para melhorar os custos de manutenção. Ela era mesmo considerada um mal necessário, do qual a indústria não teria como se libertar, e quase nada poderia ser feito para minimizar  os gastos com ela. Talvez há 10 ou 20 anos atrás, isto fosse válido, mas hoje o desenvolvimento de instrumentos instrumentos baseados em computador, computador, usados para monitorar a performance de máquinas e sistemas de produção, têm oferecido meios para se gerenciar as operação da manutenção com mais inteligência, e de maneira bem mais econômica. Na realidade, estes instrumentos têm permitido reduzir ou eliminar reparos desnecessários, evitar  quebras e conseqüentes paradas em equipamentos, reduzindo o impacto negativo da operação da manutenção sobre o rendimento da planta. A manutenção preditiva preditiva tem a capacidade capacidade de permitir permitir a programação do reparo reparo para quando ele tiver o menor impacto sobre a produção, e o mais importante, ela permite com boa margem de segurança, fazer o uso máximo de componentes dispendiosos. dispendiosos. Sem esta avaliação precisa que ela oferece, muitos itens poderiam ser substituídos  precocemente, sem já estarem de fato no limite de sua vida útil.

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A base da manutenção preditiva é que, o monitoramento tanto da condição mecânica como do rendimento dos equipamentos, e ainda de outros indicadores da condição operacional de cada um deles, irá fornecer os dados necessários para assegurar o intervalo máximo entre os reparos que neles serão realizados. Com esta sistemática, obviamente que a manutenção preditiva logra minimizar o número e consequentemente o custo de paradas não-programadas oriundas por falhas na planta. Portanto, a manutenção preditiva não é meramente o monitoramento de vibração ou análise de óleo lubrificante ou de imagens térmicas ou quaisquer das outras técnicas de teste não destrutivo divulgadas como ferramentas pertinentes ao método. É um  programa abrangente de gestão de manutenção, que utiliza uma combinação das informações mais efetivas para executar os reparos na planta industrial só quando for  necessário, nem antes e nunca depois. A manutenção preditiva é a manutenção preventiva, porém realizada na hora exata, definida através de análises estatísticas e análises de sintomas. Ela permite a determinação do ponto ideal para executar a manutenção preventiva num equipamento, ou seja, o ponto a partir do qual a chance do equipamento falhar ou entrar em colapso assume valores indesejáveis. A determinação desse momento preciso oferece como resultado, índices ideais de prevenção de falhas, tanto sob o aspecto técnico, como pelo aspecto econômico, já que a intervenção no equipamento não é feita durante o período que ainda está em condições de prestar o serviço, nem no período em que seu desempenho está comprometido.

Capítulo -36 d) – As técnicas de análise ou inspeção. Atualmente podemos contar com cinco técnicas de inspeção não-destrutivas que são muito utilizadas na manutenção preditiva: 1- Análise de Vibração: É um método de inspeção em que as falhas nos componentes móveis de um equipamento ou máquina são descobertas pela taxa de variação das forças dinâmicas geradas. Estas forças alteram o nível de vibração que pode ser medido em pontos acessíveis do equipamento, sem interromper seu funcionamento. Durante o projeto de qualquer máquina, além da especificação do material e das dimensões de cada um dos seus itens, infinitos cálculos são realizados para garantir o desempenho esperado, e estão relacionados diretamente com o seu comportamento dinâmico quando em operação. Além dos esforços causados pela transformação de energia que normalmente acontece dentro de todas elas, ocorrem ainda outros, devido a acelerações envolvidas nas variações de velocidade, que usualmente também sucedem. Estas oscilações de rotação, muitas vezes resultantes, por exemplo, da variação na sua alimentação, acabam impondo esforços extras a todos os componentes que participam de seu funcionamento. Estes esforços, tecnicamente denominados de “solicitação mecânica”, costumam gerar alterações ou mesmo fadiga em alguns itens, nem sempre previstas no projeto original. A análise minuciosa destas vibrações pode perfeitamente trazer à luz informações que, por exemplo, conduzirão a uma decisão no sentido de alterar o projeto, para eliminar esta deficiência. É sabido que a presença de vibrações em qualquer equipamento gera efeitos indesejáveis tais como: desconforto humano, falhas prematuras de componentes, queda no desempenho, quebra do equipamento, etc. As peças móveis de todas as máquinas são produtoras naturais de

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vibração e, por esta razão, já durante o projeto uma análise profunda de todos os movimentos mecânicos deve ser realizada, para eliminar por antecipação problemas vibratórios e seus efeitos indesejáveis, mas, apesar deste cuidado, é comum encontrarmos problemas vibratórios inesperados no ambiente industrial, e é imprescindível descobrir a sua origem e adotar medidas corretivas, pois, além dos efeitos já citados ocorrem também perdas de energia, redução ou comprometimento do seu desempenho. Os instrumentos – vibrômetros – utilizados na inspeção são aparelhos de medida de vibrações mecânicas. Eles podem ser classificados basicamente em dois tipos: modelo análogo que apenas fornece os dados em um visor para a interpretação do técnico, ou bem mais completo e obviamente mais confiável, que são instrumentos  profissionais capazes de armazenar os dados coletados, que posteriormente serão então analisados por um programa de computador. As empresas que prestam este tipo de serviço para a indústria empregam o modelo tecnologicamente mais evoluído, e o  programa de computador é competente para auxiliar na execução do relatório que diagnosticará problemas e causas. Ao receber os relatórios das análises de vibração, para definir a necessidade de uma eventual intervenção e a sua urgência, os responsáveis pela manutenção mecânica adotam critérios que orientam a medida a ser tomada. O risco da situação é classificado, considerando-se a gravidade e a abrangência da possível falha dentro da  planta como um todo. A dimensão do dano causado pela eventual falha detectada, caso o defeito permaneça sem reparo, será fator decisivo na classificação do problema, podendo ele então ser  enquadrado nas seguintes categorias: -Problema local: restrito ao próprio ponto, não afetando de forma significativa, outras áreas; ex. rolamento de uma pequena bomba de recalque dentro da planta. -Problema setorial: implica na interferência de um setor ou departamento; ex. mancal de uma bomba do Spray de refrigeração da água dos trocadores de calor das dornas da destilaria de álcool. -Problema geral: implica na paralisação de toda a planta, ex. vibração na turbina de acionamento do desfibrador de cana no Preparo. Após esta análise o Departamento de Manutenção decidirá então o nível de alerta que será enviado à equipe de plantão para a tomada de medidas. Alerta nível baixo/ I -Rotina de Manutenção Alerta nível médio/II- Intermediária (Avaliar Componente) Alerta nível alto /III - Urgência (reparar o mais rápido possível) Alerta nível crítico/IV- Emergencial (reparar de imediato) 2- Termografía ou inspeção termográfica: A Termografia é o método mais avançado de testes não-destrutivos existente. O uso de um conjunto de instrumentos sensíveis à radiação infravermelha - termovisores e radiômetros - permite visualizar o perfil térmico e medir as variações do calor emitido  pelas diversas regiões da superfície de um corpo, sem a necessidade de contato físico com o mesmo. Desta maneira, podemos formar uma imagem térmica – termograma- no momento da inspeção, para análise e correção do problema. É importante ressaltar que a termografia é realizada com os equipamentos e sistemas em  pleno funcionamento, de preferência nos períodos de maior demanda, quando os pontos deficientes tornam-se mais evidentes. Desta forma, é possível a formação do perfil térmico dos equipamentos e componentes quando submetidos às condições normais de funcionamento. O diagnóstico é realizado comparando-se as regiões, ou pontos onde a temperatura está alterada, com um padrão pré-estabelecido. O registro da imagem obtido através da

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câmara infravermelha é chamado de termograma ou imagem térmica. Eles normalmente são apresentados acompanhados de imagens convencionais obtidas por  meio de câmeras digitais, para facilitar a localização e o entendimento dos pontos analisados. Ainda que a termografia possa ser empregada em diversos campos de atividade, na planta sucroalcooleira, ela é mais utilizada ns instalações elétricas da indústria. É exatamente neste setor que falhas em componentes do sistema elétrico  podem causar interrupções no fornecimento de energia causando danos irreparáveis. O resultado das inspeções é sempre apresentado através de relatórios técnicos, complementados pelas imagens dos termogramas e as fotos das câmeras digitais. Após a análise e a tomada de decisões, esta documentação permanece arquivada no Departamento Técnico da usina, para posterior consulta, comparação, treinamento de  pessoal etc. Ao receber os relatórios de termografia, para definir o tipo de intervenção a ser feita e a sua urgência, os responsáveis pela manutenção elétrica, da mesma forma que os da mecânica, seguem um protocolo de procedimento. O risco da situação é avaliado e classificado, considerando-se a gravidade e a abrangência da possível falha dentro da  planta como um todo. A dimensão do dano que poderá advir por aquela falha detectada, será fator decisivo na classificação do problema. Sob esta ótica, ele pode então ser  enquadrado nas seguintes categorias: -Problema local: restrito ao próprio ponto, não afetando de forma significativa, outras áreas; ex. contator ou relê de sobrecarga de um equipamento. -Problema setorial: implica na interferência de um setor ou departamento; ex. Chave ou disjuntor geral de toda uma ala de produção (conjunto de máquinas) -Problema geral: implica na paralisação de toda a planta, ex. entrada de energia – cabine  primária- gerador, transformador, etc. Após esta análise o Departamento de Manutenção decidirá então o nível de alerta que será enviado à equipe de plantão para a tomada de medidas. Alerta nível baixo/ I -Rotina de Manutenção Alerta nível médio/II- Intermediária (Avaliar Componente) Alerta nível alto /III - Urgência (reparar o mais rápido possível) Alerta nível crítico/IV- Emergencial (reparar de imediato) 3- Espectrometria dos óleos lubrificantes: Este método é normalmente empregado para analisar a possibilidade de problema funcional ou de quebra eminente, através da presença de resíduo de metais no óleo lubrificante. Entretanto, para realizar esta averiguação é necessário que o Departamento Técnico previamente haja coletado dados ao longo do tempo de uso do equipamento, ou seja, é imprescindível haver um histórico bem detalhado da dosagem dos metais  presentes no lubrificante, para uma comparação segura que possa denunciar desgastes excessivos. Metais usualmente analisados: Fe, Cr, Pb, Cu, Sn, Al, Ni, Ag, Si, B, Na, Zn, Mo e K. (ferro, cromo,chumbo, cobre, estanho, alumínio, prata, silício, boro, sódio, zinco, molibdênio e potássio). 4- Ultrasonografia: A manutenção preditiva por ultra-som é um método não destrutivo que detecta descontinuidades internas pelo modo de propagação das ondas sonoras através de uma  peça. É mais rápido e mais fácil que os métodos convencionais, os quais utilizam  pressão de ar ou água, e, além disto, proporciona completa precisão. Pode ser aplicado em uma gama muito variada de equipamentos e componentes da indústria, tais como: vasos de pressão, tubulações, trocadores de calor, válvulas, tanques, etc. Este método é executado colocando-se um gerador de som -Transmissor Ultra Sônico- patenteado no interior ou ao lado do elemento a ser inspecionado.

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Detecta descontinuidades internas em materiais, baseando-se no fenômeno de reflexão das ondas acústicas quando encontram obstáculos à sua propagação dentro do material. Um pulso ultra-sônico é gerado e transmitido através de um transdutor  especial, encostado ou acoplado ao material. Os pulsos ultra-sônicos refletidos por uma descontinuidade – leia-se trinca -, ou pela superfície oposta da peça, são captados pelo transdutor, convertidos em sinais eletrônicos e mostrados na tela LCD, em inglês liquid  crystal display , ou em um tubo de raios catódicos do aparelho, CRT, em inglês cathode ray tube. Os ultra-sons são ondas acústicas com freqüências acima do limite audível, e normalmente, as freqüências ultra sônicas situam-se na faixa de 0,5 a 25 Mhz. Até as dimensões de uma falha interna podem ser definidas com uma razoável acurácia,  proporcionando meios para que o componente analisado possa ser aprovado, ou não, em conformidade com critérios de aceitação da norma utilizada. O ultra-som também pode ser empregado para medir a espessura de materiais e determinar, por exemplo, a extensão de uma corrosão com extrema precisão. Suas aplicações são inúmeras: soldas, materiais laminados, forjados, fundidos, ferrosos e não-ferrosos, ligas metálicas, revestimentos com borracha, etc. Modernamente o ensaio ultra-sônico é, sem sombra de dúvidas, o método não destrutivo mais empregado para a determinação de espessuras e a detecção de descontinuidades internas nos materiais.

5- Líquido penetrante: Recurso comumente empregado após a detecção de falhas por ultra-som, pois através deste método torna-se mais fácil a identificação das fissuras existentes. Consiste em aplicar um líquido de baixa viscosidade na área onde a ultrasonografia apresentou descontinuidade, acrescentando logo depois um pó revelador que mostrará as trincas  pelo seu acúmulo concentrado no local, sendo possível então, visualizar perfeitamente o tamanho da falha. Esta técnica é eficiente para detectar descontinuidades que sejam abertas na superfície, tais como, trincas, poros, dobras, etc, podendo ser aplicado em todos os materiais sólidos e que não sejam porosos ou com superfície muito grosseira. É largamente aplicado em materiais não magnéticos como alumínio, magnésio, aço inoxidável austenítico, liga de titânio e zircônio, apesar de poder ser também usado em ligas ferrosas.

Concluído finalmente! E por mais este ato de fé e amizade, louvemos ao Senhor!!!! Louvado seja Nosso Senhor Jesus Cristo! Para sempre seja Louvado!!!!