Usinas de Açúcar e Álcool

Importância da Conservação do Vapor nas Usinas

Entre todos os setores industriais, o sucro-alcooleiro é um dos consumidores mais intensivos de vapor, tanto para o processo produtivo, a própria fabricação, como para geração de energia mecânica e elétrica. O bagaço, resultante do processo de moagem da matéria prima da usina, é muito importante na unidade industrial, porque é o combustível para a geração de vapor e todo o processo produtivo, pois torna possível a geração de vapor a um baixo custo. A sobra deste bagaço pode ainda ser vendida para outras indústrias, gerando lucro para a usina.

No Brasil, processando a cana-de-açúcar, as usinas apresentam consumos de vapor para os processos na ordem de 360 a 400 kg/ton de cana processada. Nestas condições, todo o bagaço disponível é consumido nas caldeiras, a partir da qual se produz quase a totalidade da energia mecânica, térmica e elétrica requerida pela indústria. Em outros países, onde as usinas produzem açúcar a partir de beterraba e destilarias que produzem etanol a partir de milho, estas indústrias são mais eficientes na geração e uso de energia, porque, não tendo o bagaço como combustível, consomem combustível externo, como carvão, gás natural, e óleos combustíveis.

Assim sendo, é comprovado que existem medidas na geração, distribuição e utilização deste vapor que, ao serem adotadas, podem reduzir muito o consumo de energia.

Estas medidas incluem todas as etapas produtivas da usina, que apresentam potencial de conservação, com redução direta de consumo ou elevação do rendimento da produção. Estas medidas são: geração e utilização de vapor superaquecido, elevação da eficiência da turbina, da caldeira e da pressão da geração de vapor, redução no consumo de vapor de processo e elevação da recuperação de condensado.

Veja a seguir algumas medidas que podem ser adotadas para melhorar a eficiência do sistema de vapor.

Aproveitamento do vapor Flash

A diferença entre o calor sensível contido no condensado antes e depois de passar pelo purgador pode ser usada para reevaporar parte da massa de condensado. Este vapor reevaporado é conhecido como vapor Flash e pode ser coletado em tanques, o qual enviado posteriormente às linhas de vapor de escape.

Vapor para acionamento das turbinas

Problemas na qualidade do vapor podem causar cavitação das palhetas da turbina e desbalanceamento das mesmas. A cavitação é provocada pelo excesso de gotículas suspensas no vapor e o desbalanceamento devido a golpes de aríete provocados por arraste de água da caldeira.

Para eliminar estes problemas é necessária a instalação de separadores de umidade, posicionados o mais próximo possível do ponto consumidor de vapor. Também é recomendado a instalação de purgadores de bóia.

Drenagem de condensado na carcaça das turbinas

Alguns fabricantes adotam como padrão a instalação de válvulas gaveta ou globo para drenagem nos pontos baixos da carcaça. Esta prática ocasiona significativas perdas de vapor, pois, para a drenagem do condensado, os operadores as mantém abertas além do tempo necessário. Este desperdício pode ser evitado pela instalação de purgadores automáticos do tipo Termodinâmico e do tipo Bóia (para baixas pressões).

Drenagem de condensado e eliminação de ar nos Evaporadores

Para drenagem de condensado das caixas evaporadoras que trabalham com pressões positivas é desejável a instalação de purgadores devidamente dimensionados para condições críticas de vazão e diferencial de pressão. Os mais adequados para esta aplicação são do tipo boia para altas vazões.

Para garantir um bom funcionamento de todo o sistema, é desejável a instalação de eliminadores de ar termostáticos em cada tomada manual de desaeração. O purgador termostático também é indicado para retirada de gases incondensáveis , nos aquecedores de caldos e evaporadores.

Turbinas Centrífugas

Neste processo é separado o açúcar dos licores. Quando a lavagem do açúcar é feita com jatos d'água e vapor, utilizam-se válvulas redutoras e controladoras de pressão. Quando esta lavagem é feita apenas com água superaquecida, utiliza-se acoplada à válvula um piloto elétrico, para controle preciso da pressão do vapor e temperatura da água superaquecida.

Secadores de Açúcar

O processo de secagem de açúcar utiliza o sistema de radiadores de ar, que consomem cerca de 0,1 kg de vapor por kg de açúcar seco. Para se obter maior padronização do produto final, recomenda-se a instalação de válvulas controladoras de temperatura na alimentação do vapor. Para drenagem do condensado recomenda-se purgadores de bóia com eliminador termostático de ar.