As boas técnicas recomendadas para a produção eficiente de açúcar e álcool a partir da cana-de-açúcar, no que concerne ao tratamento de caldo, serão descritas em algumas etapas de processo a seguir, em parte já conhecidas e instaladas. Essas técnicas, quando aplicadas corretamente, serão benéficas para um resultado positivo na produção de açúcar e álcool nas usinas.
 

Um profissional engajado em usinas visa a simplificações de processo e redução do consumo de vapor de processo, objetivando redução de custos e aumento de renda. Em relação ao consumo de vapor, algumas usinas – que ainda não adotaram tecnologias mais recentes em seu processo produtivo – contam com um consumo estimado em aproximadamente 550 kg de vapor/TC, sem ou com pouca sobra de bagaço. A tendência atual é a meta de consumo de 250 a 300 kg vapor/TC, visando à exportação de energia elétrica ou à venda do excesso de bagaço a outros setores industriais.
 

Aquecimento de caldo em trocadores de calor a placas: a fim de atingir uma pronunciada redução de consumo de vapor de processo, indica-se a utilização, para aquecimento do caldo, com vapores de sangrias da evaporação do primeiro até os últimos efeitos em trocadores a placas – esses, mais eficientes e que podem contar com um approach de temperatura de no máximo 10 ºC. Os trocadores tubulares, menos eficientes, têm approach de até 20 ºC. Há também a troca térmica em trocadores regenerativos [caldo x caldo] e [caldo x condensado], e já são bastante utilizados atualmente em processos de troca de calor nas usinas.   

 

Condensadores e multijatos: Com a maximização das sangrias da evaporação, verifica-se pronunciada redução no consumo de água nos condensadores/multijatos e, consequentemente, uma importante economia de vapor de processo e consumo interno da usina.

Os condensadores de vapor podem ser classificados em:

• Condensadores de contato direto: incorporam condensação de vapores na água do circuito de resfriamento. Os condensadores desse tipo geralmente operam com um approach de 15 ºC. Já existem projetos de equipamentos de condensação mais eficientes, com um approach ao redor de 6 ºC ou menos.

• Condensadores de contato indireto: têm a vantagem de recuperação dos condensados formados nesses equipamentos. Exemplos: trocadores de calor tubulares convencionais, com troca de calor com água fria em recirculação, e condensadores evaporativos, que reúnem condensador e resfriador de água em um único equipamento.

Aquecedores de caldo em trocadores de contato direto: São equipamentos que aumentam a temperatura do caldo pela condensação de vapor, portanto reduzem o Brix do caldo. Esses equipamentos podem ser fabricados em caldeirarias e não necessitam de limpeza. 

Podem trabalhar com vapores de sangria aquecendo o caldo a diversos níveis de temperatura e em casos em que há necessidade de adição de água no processo, notadamente em etapas de tratamento de caldo destinado à destilaria. 

Atualmente, já é possível aplicar tecnologias em que as concentrações na fermentação são mais elevadas que as atuais (8 ºGL a 10 ºGL), da ordem de 15 ºGL, com evidentes vantagens, traduzidas em reduções no consumo de vapor, entre outras.

Vapor do balão de flash: o balão de flash, além de propiciar a eliminação de ar contido no caldo, tem a primordial função de manter a temperatura de alimentação de caldo dos decantadores em níveis constantes, em dependência somente da altitude acima do nível do mar da usina. Esse vapor normalmente é subutilizado, mas, em função da sua temperatura e de sua vazão, pode ser empregado para aquecimento inicial do caldo, com poucas alterações no processo. A redução do consumo de vapor de processo, com a utilização desse vapor, pode atingir valores de até 10 kg/TC.

Adição de leite de cal: o leite de cal é eficientemente preparado em um equipamento denominado hidratador de cal, desenvolvido na Copersucar. Partindo da cal virgem em reação com água, resulta em uma suspensão de cal hidratada de 20 0Bé. Em seguida, antes de sua utilização, o leite de cal formado é diluído a 5 ºBé – 10 ºBé em tanques com agitação apropriados.

Verificou-se que a reação do leite da cal com o caldo, objetivando aumento e correção de pH, é praticamente instantânea, e a suspensão da cal pode ser adicionada diretamente ao caldo em linha, na sucção da bomba centrífuga de recalque.

Adição de solução de polímero: o preparo de polímero é realizado em tanques apropriados a uma concentração de 0,1 a 0,5%. Nessas concentrações, as cadeias de polímero estão em forma de “novelo”. A adição da solução de polímero ao caldo poderá ser realizada em linha junto com água a uma concentração de mais ou menos 0,02% em bombas de deslocamento positivo. Nessas concentrações, as cadeias de polímero estão “estendidas”, promovendo a sua reação com os componentes do caldo.

Decantadores sem bandejas: atualmente, são preferíveis decantadores sem bandejas, em virtude dos seguintes benefícios em comparação com decantadores convencionais:

• Tempo de retenção reduzido da ordem de 30 a 60 minutos;

• Equipamentos com dimensões menores em função da redução dos tempos de retenção;

• Reduzida inversão de açúcares em açúcares redutores;

• Menor formação de cor.

É importante prover os decantadores da usina com isolamento térmico, para não incorrer na perda de temperatura do caldo entre entrada e saída. O não isolamento implica consumo maior de vapor no processo em decorrência da necessidade de reaquecimento adicional do caldo clarificado.
 

Decanters para tratamento de lodo: atualmente, a separação de sólidos insolúveis do caldo filtrado no lodo proveniente dos decantadores de caldo é realizada em:

• Filtros a vácuo;

• Filtros tipo belt press.

Uma nova tendência, com a mesma função dos filtros convencionais, é a utilização de decanters para separação de sólidos insolúveis e lavagem da torta. 

Entretanto, em vista do custo desses equipamentos, essa utilização somente seria indicada em ampliações de produção, necessidade de redução da pol da torta ou em novos investimentos.

Os decanters, de acordo com testes realizados no exterior, tendem a ter as seguintes vantagens:

• Redução do consumo de vapor e consequente redução da potência instalada;

• Possível redução da pol da torta;

• Eliminação da demanda de bagacilho adicional;

• Possibilidade de instalação no piso, pois não opera a vácuo e não necessita de coluna barométrica.

Considerando o nível de investimento, não se recomenda sua instalação em substituição a equipamentos já existentes, mas sua aquisição deverá ser avaliada em função de suas vantagens e, principalmente, pelo ganho financeiro na operação.

Esse equipamento já é largamente utilizado no tratamento de lodo sanitário em redes de esgoto. Apesar de ser um equipamento mecânico, sujeito a elevadas rotações, o material de construção utilizado apresenta baixa abrasividade, contrabalanceando as suas vantagens operacionais – e poderá ser utilizado com reduzida manutenção por duas safras. Esse equipamento ainda está em fase de testes comparativos e já se encontra incorporado a processos produtivos em outros países, como Índia e Estados Unidos.

Por fim, cabe destacar que as etapas dos processos aqui descritos, se bem aplicadas, revertem em aumento de produtividade e maior retorno financeiro.