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Sistemas de Cozimento

02 x 03 Massas

Informações + Dados Comparativos

06 de Outubro de 2014

Manoel L. de Almeida

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Sistema de Cozimento 02 x 03 massas

Informações + Dados Comparativos

A grande maioria das Usinas de Açúcar do Brasil das regiões sul, sudeste e centro-

oeste trabalham recuperando a sacarose contida no xarope, utilizando o sistema de

cozimento em 02 massas.

Com certa frequência somos consultados por Usinas que pretendem implantar o sistema

de cozimento em 03 massas, notadamente quando o açúcar tem grande valorização no

mercado. A pergunta que surge é: É vantajoso implantar o sistema de cozimento em 03

massas em que condição?

Com o artigo a seguir pretendemos dar informações para que a Usina interessada em

implantar este sistema, entenda melhor esta questão.

1. Sistema em 3 massas.

Sistema em que se retira ao máximo a sacarose contida no mel final,

dentro de padrões ainda econômicos. A pureza deste mel pode ser

reduzida a 35 a 40 pontos ou menos.

No sistema em 02 massas há entre 44 a 48% de açúcar no mel final (em

peso). Com o sistema em 03 massas pode-se reduzir esta quantidade

para 30 a 33%, ou até menos;

A quantidade de mel final, em peso, se reduz de 22 a 28%;

É necessário se fazer mais um cozimento.

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2. Tabela Comparativa 02 x 03 massas:

A tabela a seguir fornece as produções comparativas das produções de etanol e

açúcar e dos principais produtos envolvidos em uma Usina que quer passar de

02 para 03 massas.

A tabela é baseada em 100 t/h de xarope com Pureza de 84,1 e com Brix=60.

Considerando-se uma Usina que não desvia caldo para a fabricação de etanol,

isto é o etanol é fabricado somente com o mel final, a moagem desta unidade

será de aproximadamente 441 TCH.

02 Massas 03 Massas Incremento/Redução

Moagem - TCH 441 441 --

ART cana – kg/TC 133,5 133,5 --

Xarope – t/h 100,3 100,3 --

Pu xarope 84,1 84,1 --

Brix xarope 60 60 --

Açúcar VHP – scs/h 787 889 +13,0%

Açúcar VHP – scs/dia 18.879 21.336 +13,0%

PU mel final 54 40 - 26,0%

QT de mel final – t/h 25,2 18,6 - 26,0%

QT de Massas cozidas – t/h 154,2 184,6 + 19,7%

Água Evaporada (AE) nos

vácuos – t/h 60,0 70,2 +17,0%

AE - kg/saco açúcar 76,3 79,0 + 3,5%

Rec. Fabrica Açúcar 78,5% 87,8% + 11,8%

Etanol Hidratado (EH) - m³/d 197,6 121,0 - 38,8%

Rendimento - Litros EH/TC 79,3 80,0 --

Vinhaça - m³/h 106,0 66,1 - 37,6%

EGI 92,9% 93,1% --

Mix - Açúcar x EH 76,5% x 25,5% 85,7% x 14,3% --

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3. Equipamentos:

Como se necessita fazer mais um cozimento, é necessário no mínimo: mais

um cozedor para massa cozida C (MCC), um cristalizador, uma centrifuga para

MCC, rosca, um tanque de mel B, diluidor de açúcar C, bombas de mel, bomba

de açúcar C refundido, interligações, etc.

4. Detalhes Operacionais e Processuais:

O sistema é mais complexo que o de 02 massas, exigindo cozinhador e

encarregado com mais experiência;

Dependendo do número de vácuos pode ser necessário mais um operador

(cozinhador);

Necessita de mais equipamentos para se elaborar a 3ª massa; conforme

mencionado no item 3;

A centrífuga de 3ª é continua e tem abertura de tela diferente da centrífuga

de 2ª. Esta operação de centrifugação é totalmente automática e não

necessita de operador adicional;

Na tabela acima vemos que há necessidade mais vapor aos vácuos, mas

diminui a necessidade de vapor à destilaria, pois se fabrica menos álcool;

Com a instalação de mais vácuo(s) e aumento da quantidade de massa, se

necessita de mais água aos condensadores;

Como há aumento da produção de açúcar, pode ser necessário mais

centrífugas de 1ª e/ou 2ª.

Deve-se verificar a capacidade dos elevadores de açúcar, esteiras e

secador que podem ficar acima do limite e não atenderem;

A massa cozida A (MCA) trabalha com pureza maior quando comparado

com o sistema de cozimento em 02 massas. Isto é ótimo para o cozimento

e não compromete a qualidade do açúcar final (pode até melhorar);

O sistema permite, a qualquer momento, voltar a trabalhar em 02 massas,

sem ter que interromper o trabalho que vinha sendo feito. Em outras

palavras: muda-se de um sistema para outro sem interromper o processo.

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5. A grande vantagem deste sistema.

Usinas de um mesmo grupo instaladas próximas entre si.

A grande vantagem da implantação deste sistema é para Usinas de um

mesmo grupo instaladas próximas entre si. Pois se extraindo ao máximo a

quantidade de açúcar de uma delas, de preferência a que já faz mais açúcar,

pode-se desativar a sua destilaria e processar o mel final na mais

próxima. Se esta unidade faz a cogeração, então as vantagens são bem

maiores.

Vamos chamar de Unidade A a que vai ter sua destilaria desativada e seu

sistema de cozimento passar para 3 massas e Unidade B a que vai receber o

mel final da unidade A. Vejamos as principais vantagens:

Aumenta-se a produção de açúcar. Vantagem obvia se o açúcar tiver

preço equivalente maior que o álcool, deduzindo-se os custos de

produção envolvidos;

Reduz a quantidade de mel final ao mínimo na Unidade A, reduzindo

custos de transporte até a Unidade B mais próxima;

Na unidade A, elimina-se todas as operações e manutenção da parte

relacionada ao álcool, a saber:

Mão de obra operacional na fermentação, destilaria, etc.;

Elimina-se os insumos da produção de álcool como

dispersante, antiespumante, ácido, nutrientes, etc.;

Elimina-se a operação e manutenção na Unidade A de

trocadores de calor, dornas, sistema de resfriamento de dornas

e condensadores, aparelhos de destilação, produção de

vinhaça, tancagem, limpeza CIP, redução de serviços do

laboratório e outros. Altos custos que são eliminados de

operação e manutenção;

Elimina-se gasto de vapor na destilação da unidade A;

Se por um lado há aumento das necessidades de energia

elétrica na fábrica de açúcar, por outro lado elimina-se consumo

de energia elétrica em todos os equipamentos relacionados a

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produção de álcool. O saldo é positivo, isto é, para usinas que

cogeram, sobra mais energia para se exportar;

Elimina-se tudo relacionado a vinhaça: bombas, tanques,

lagoas, sistema de resfriamento, canalizações, etc.

Aumenta a produção de condensados da Unidade A, que pode ser

utilizado no processo, reduzindo a captação de água;

Reduz as paradas da Usina da Unidade A por problemas que antes

acontecia na fermentação e destilaria;

Pode-se melhorar a concentração do mosto da Unidade B, melhorando

a sua eficiência da fermentação, mas isto tem que ser verificado;

A unidade B fará mais álcool, mas não é necessário aumento de mão

de obra operacional;

Há redução de vapor da planta da Unidade A;

Pode-se reduzir as taxas de seguro da Unidade A, pois as

possibilidades de sinistro (taxa de risco), sem a produção de álcool são

menores.

6. Situações que devem ser consideradas:

Dependendo das condições da Usina, o saldo pode ser muito positivo, com

ganhos financeiros substanciais para as Usinas do grupo. Mas há situações

que a Usina tem que avaliar antes de adotar a situação descrita. As principais

são:

Custo do transporte do mel final de uma unidade a outra. Fator de

maior incidência nos custos de produção;

Pequeno aumento do custo de manutenção dos equipamentos

necessários para a 3ª massa na Unidade A;

Vinhaça – com a desativação da destilaria da Unidade A, a lavoura

não vai mais receber a vinhaça desta, devendo vir da unidade B,

que pode estar mais distante das áreas de aplicação;

Aumento da produção de álcool da Unidade B. Precisa ver se a

fermentação, destilaria, bombas etc. vai atender;

Aumento da quantidade de vapor a destilar na Unidade B. É

necessário checar seu balanço térmico;

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Pequeno aumento da necessidade de energia elétrica da Unidade

B;

Os equipamentos da unidade A, que estavam atendendo a

produção de álcool, estarão desativados, mas precisam de

manutenção para não se estragarem com o tempo.

7. Engenharia e Projetos:

Caso a Usina resolva implantar a 3ª massa, recomendamos que estes

estudos sejam conduzidos por especialistas. Nossa Empresa poderá

elaborar os estudos básicos e em seguida executar o projeto completo de

implantação, acompanhar a montagem e providenciar o treinamento dos

técnicos que irão operar o sistema.

Manoel Almeida

06/out/2014