INTRODUÇÃO

Filtros contínuos de tambor rotativo a vácuo são os equipamentos mais utilizados na indústria sucroalcooleira no Brasil, em função do tipo de tratamento utilizado na clarificação do caldo de cana, que é a sulfitação. Estima-se que, para a produção nacional de 320 milhões de toneladas de cana de açúcar [1], seja necessário 51.850 m2 de área filtrante, mantendo a relação média de 0,7 m2 de área de filtração por tonelada de cana, com período médio de duração da safra de 180 dias. Segundo [2] ARQUED, A. P. (1955), o primeiro filtro de tambor rotativo a vácuo foi instalado no Brasil nas usinas de açúcar e álcool, em 1927, pelo fabricante Oliver Campbell. [3] SPENCER & MEADE (1967) citam que os filtros de tambor rotativos a vácuo substituíram rapidamente os filtros prensa, a partir de 1935. Os diferentes tipos de equipamentos para filtração de lodo buscam uma melhor eficiência da filtração, com a elevação dos índices de retenção de sólidos. Recentemente o setor sucroenergético tem investido na instalação de filtros contínuos do tipo correia, em busca de melhor eficiência, sem mesmo ter otimizado as variáveis físicas do filtro contínuo de tambor rotativo a vácuo. [4] PERRY et al. (1977), relatam que filtros contínuos de tambor rotativo a vácuo, manuseiam mais toneladas de sólidos do que qualquer outro tipo de filtro combinado. Outros setores que utilizam filtros de tambor rotativo a vácuo, como na mineração, otimizaram as variáveis físicas do equipamento e continuam acreditando no seu potencial. O objetivo do presente trabalho foi comparar, através das taxas de filtração obtidas, treze tipos diferentes de meios filtrantes primários, em relação ao padrão mais utilizado nas usinas.

Caldo clarificado

Os caldos utilizados na produção de álcool ou de açúcar, provenientes das moendas ou difusor, passam primeiramente por etapas químicas e físicas de tratamento, em preparação para a etapa do processo de clarificação, que separam por diferença de densidade a fase sólida, denominada de lodo, e a parte líquida, chamada caldo clarificado. Este processo não isenta a necessidade de uma posterior classificação do caldo clarificado, ou seja, separação de microsólidos insolúveis do caldo clarificado.

As tecnologias antigas utilizavam peneiras estáticas, onde o caldo era drenado por gravidade em elemento filtrante disposto de forma plana e inclinado, formado por tecidos metálicos ou plásticos. Mais eficientes que este arranjo, as peneiras rotativas de caldo e os filtros de correia (belt press) surgiram para reduzir as áreas de instalação pela maior taxa de filtração obtida.

Mais recentemente, o desenvolvimento de turbo filtros automáticos possibilitou uma filtragem mais eficiente, mas ainda permitindo a separação de micropartículas e até colóides, representando ganhos para o processo de purificação da matéria-prima.

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Auxiliar filtrante

Segundo CHAVES (1996), auxiliares filtrantes são reagentes que aumentam a velocidade de filtragem ou de centrifugação, seja pela diminuição da tensão superficial da parte líquida, ou por funcionar como floculantes, aumentando a permeabilidade da torta. O objetivo fundamental, ao se utilizar um polímero orgânico na filtragem, é obter uma polpa que forme torta com estrutura aberta, sem finos livres que possam colmatar os poros da torta ou as aberturas da tela.

De acordo com DE CAMARGO (1990), o lodo separado no decantador encontra-se no estado gelatinoso, desta forma, não pode ser submetido diretamente à filtração, sendo necessário adicionar bagacilho, que servirá como elemento filtrante, aumentando a porosidade da torta. Afirma-se ainda que, como as perfurações da tela filtrante são muito grandes para reter os flocos, há também a necessidade do auxiliar para uma filtração eficiente. As substâncias coloidais e a goma na filtração de caldo podem tornar impossível a filtração sem o uso de auxiliar filtrante, conforme TROMPE (1946). O auxiliar filtrante bagacilho é obtido em abundância nas usinas pela classificação do bagaço de cana in natura diretamente do fundo dos transportadores de bagaço, através de peneiramento estático ou uso mais recente de classificadores pneumáticos.

Filtro contínuo rotativo a vácuo

No Brasil, o processo de fabricação de açúcar utiliza preferencialmente a etapa de tratamento químico do caldo por sulfitação e calagem, que objetivama formação de flocos que agregam a rica parte coloidal existente e auxiliam na formação do lodo.Desta forma, a grande maioria das indústrias emprega equipamentos do tipo filtro contínuo, de tambor rotativo ou de correia.

Já nos processos de produção de açúcar de beterraba existentes na Europa, por conta da quase ausência da parte coloidal no caldo, há o lodo na clarificação com baixa concentração, impossibilitando o emprego de filtros rotativos e dando ênfase maior para o uso de filtros do tipo prensa.

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Filtros contínuos de tambor rotativo são empregados nas usinas convencionais, com extração por esmagamento a uma relação entre 0,6 a 0,7 m2/tch, que é influenciada também pela qualidade da matéria-prima e tipo de solo. Para processos de extração por difusão, o valor cai para 0,3 a 0,4 m2/tch. Eles possuem três operações distintas quanto ao manuseio do lodo, sendo: formação da torta, desidratação, lavagem e secagem. O caldo filtrado pode ser classificado como turvo ou escuro, proveniente das etapas de formação e desidratação da torta e, por sua vez, o caldo claro, formado nas etapas de lavagem e secagem, carregam grande porcentagem da água utilizada no processo. O separado (torta) é depositado na área agrícola para curtir e depois ser empregado como fertilizante na renovação agrícola.

Os filtros contínuos rotativos a vácuo são os mais significativos em relação a porte de instalação em uma unidade sucroalcooleira quando se refere à filtração, classificando-se como um processo de filtração convencional sob pressão. Este processo é dito contínuo, pois todos os ciclos da filtração ocorrem continuamente em um tambor rotativo.

O lodo primário de caldo de cana, proveniente da operação unitária de decantação, é misturado com o bagacilho, que atua como auxiliar de filtração. Nesta separação por filtração contínua a vácuo obtêm-se a fase líquida, o caldo filtrado contendo sacarose que vai para processamento, e a fase sólidade bagacilho, mais minerais aderentes ao tambor rotativo, que passa a ser chamada de torta de filtração.

A principal aplicação desse tipo de filtração na indústria sucroalcooleira é na separação da fase líquida do precipitado de decantação de caldo de cana, com a recuperação de sacarose.

Conclusão

Em todos os processos de filtração utilizados no setor sucroalcooleiro, a mistura flui devido a uma ação impulsora, como a gravidade, a pressão ou a força centrífuga. Como qualquer outra planta industrial, uma usina sucroalcooleira tem processos de fabricação minuciosos e apoiados por diversos filtros, sendo aplicados logo nos portões da usina, como filtro de entrada, até o final da planta, com a utilização de estações de tratamento de água, efluente e descarte, passando, é claro, pela parte processual o que depende aqui é o grau de exigência que se deseja em cada uma das etapas.

A necessidade de filtração não vem exatamente do segmento como um todo, mas sim de cada usina, que analisando individualmente seu processo, necessidade e tipo de produto que será fabricado, aplicará determinado filtro. As variações e diferenciações são enormes.

Referência

POLONIO, Walter L. Empregos de filtros no setor sucroalcooleiro. Revista meio filtrante on – line. Santo André SP, Out. 2008. Ed. nº 34 - Setembro. Ano VII. Disponível em: <http://www.meiofiltrante.com.br/materias.asp?action=detalhe&id=414> Acesso em: 20 Nov. 2011.

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