Influência Da Umidade No Poder Caloríficodo Bagaço Como Combustível De Caldeiras.

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0 UNIMAR - UNIVERSIDADE DE MARÍLIA ENGENHARIA DA PRODUÇÃO MECÂNICA INFLUÊNCIA DA UMIDADE NO PODER CALORÍFICO DO BAGAÇO COMO COMBUSTÍVEL DE CALDEIRAS. Marcelo Nucci Pomari Orientador: Prof. Alexandre Ricardo Alferes Bertoncini MARÍLIA-SP 2009 1 INFLUÊNCIA DA UMIDADE NO PODER CALORÍFICO DO BAGAÇO COMO COMBUSTÍVEL DE CALDEIRAS. Marcelo Nucci Pomari Dissertação apresentada à Universidade de Marília, como parte dos requisitos para obtenção do título de graduação em Engenharia da Produção Mecânica. ORIENTADOR: Prof. Alexandre Ricardo Alferes Bertoncini MARÍLIA-SP 2009 2 DEDICATÓRIA Aos meus pais, por estarem sempre ao meu lado em todas as situações. 3 AGRADECIMENTOS A Deus, por me conceder todas as oportunidades da vida. Aos meus pais, Rita e Gerson, por guiarem meus passos ao longo do meu caminho; Ao meu irmão Rafael, por ser exemplo nos caminhos percorridos; A Cíntia, fiel companheira ao longo desta etapa. Aos amigos de classe, pela amizade conquistada e os laços que se fortaleceram ao longo deste curso. Ao professor orientador Alexandre Bertoncini, pela dedicação e auxílio nesta etapa tão importante. A todos que com boa intenção colaboraram para a realização deste estudo. Obrigado a todos! 4 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS ................................................................................................ vii LISTA DE TABELAS ..............................................................................................viii LISTA DE ANEXOS.................................................................................................. ix LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS.................................................................. x LISTA DE SÍMBOLOS.............................................................................................. xi RESUMO ..................................................................................................................xiii INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 14 1. PROCESSAMENTO DA CANA DE AÇÚCAR, MÉTODOS DE ANÁLISES LABORATORIAIS E PODER CALORÍFICO. ........................................................ 17 1.1 PROCESSAMENTO DA CANA DE AÇÚCAR. ..................................... 17 1.2 MÉTODOS DE ANÁLISES LABORATORIAIS NO BAGAÇO FINAL DE MOENDAS...................................................................................................... 23 1.2.1 ANÁLISE DO BAGAÇO PELO MÉTODO DO DIGESTOR À FRIO...................................................................................................................24 1.2.2 MÉTODOS SIMPLIFICADOS PARA O DIGESTOR À FRIO....... 27 1.2.3 ANÁLISE DO BAGAÇO PELO METODO DA PRENSA HIDRÁULICA................................................................................................... 28 1.2.4 DETERMINAÇÃO DA FIBRA DO BAGAÇO PELO SISTEMA TANIMOTO. ..................................................................................................... 30 5 1.2.5 BALANÇO DE MASSAS NA MOENDA........................................ 33 1.2.6 PARÂMETROS DE CONTROLE DE PROCESSO......................... 34 1.3 2. PROJETO DE UMA CALDEIRA............................................................. 34 1.3.1 BALANÇO DE ENERGIA EM CALDEIRAS À VAPOR............... 36 1.3.2 BAGAÇO........................................................................................... 44 1.3.3 EMISSÃO PARTICULADA NAS CHAMINÉS .............................. 46 1.3.4 SECAGEM DO BAGAÇO ................................................................ 47 OBTENÇÃO E AVALIAÇÃO DE RESULTADOS PRÁTICOS. ................... 49 2.1 DEMONSTRAÇÃO DE CÁLCULO PARA SITUAÇÕES REAIS. ........ 49 2.1.1 CÁLCULO PELO MÉTODO DO DIGESTOR À FRIO. ................. 50 2.1.2 CÁLCULOS PELOS MÉTODOS SIMPLIFICADOS PARA O DIGESTOR À FRIO. ......................................................................................... 51 2.1.3 CÁLCULOS PELO MÉTODO DA PRENSA HIDRÁULICA. ....... 51 2.1.4 CÁLCULO DA FIBRA DO BAGAÇO PELO SISTEMA TANIMOTO. ..................................................................................................... 52 2.1.5 CÁLCULO DO PODER CALORÍFICO DO BAGAÇO. ................. 54 2.1.6 CÁLCULO DAS PERDAS DE CALOR NA GERAÇÃO DE VAPOR E EFICIÊNCIA DE CALDEIRAS...................................................... 55 2.2 ANÁLISE DE RESULTADOS. ................................................................ 57 2.2.1 ANÁLISE DA COMPOSIÇÃODO BAGAÇO. ................................ 57 2.2.2 ANÁLISE DE CORREÇÃO DO PODER CALORÍFICO................ 60 6 2.3 2.3.1 CONSUMO DE BAGAÇO EM FUNÇÃO DA UMIDADE. ................... 64 QUANTIDADE DE BAGAÇO OBTIDA NO PROCESSAMENTO DA CANA DE AÇÚCAR.................................................................................. 64 2.3.2 CONSUMO DE BAGAÇO EM CALDEIRAS. ................................ 65 2.4 CONSUMO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA. ................. 68 2.5 MEDIDAS CORRETIVAS PARA CONTROLE DE PROCESSO EM MOENDAS. ........................................................................................................... 68 CONCLUSÃO ........................................................................................................... 71 BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................... 81 7 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1 - Etapas de processamento da cana de açúcar ......................................... 18 FIGURA 2 - Composição básica da cana de açúcar .................................................. 19 FIGURA 3 - Sistema de coleta de bagaço ................................................................. 21 FIGURA 4 - Estocagem de bagaço, "monte"............................................................. 46 FIGURA 5 - Composição do bagaço, anexo A.......................................................... 58 FIGURA 6 - Composição do bagaço, anexo B .......................................................... 58 FIGURA - Comportamento da fibra em relação à umidade ...................................... 59 FIGURA 8 - Eficiência em função da umidade ......................................................... 63 FIGURA 9 - Sistema de alimentação de bagaço........................................................ 65 FIGURA 10 - Excedente de bagaço........................................................................... 66 8 LISTA DE TABELAS TABELA 1 – parâmetros de controle de processo..................................................... 34 TABELA 2 - valores de k para perda de calor sensível............................................. 42 TABELA 3 - Correção do poder calorífico................................................................ 60 TABELA 4 - Perdas localizadas de calorias .............................................................. 62 9 LISTA DE ANEXOS ANEXO A – Boletim industrial da moenda 15/04/2009 ........................................... 73 ANEXO B – Boletim industrial da moenda 17/09/2008 ........................................... 77 10 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS P.C.T.S. - Pagamento de Cana por Teor de Sacarose ISO - International Organization Standardization 11 LISTA DE SÍMBOLOS a - massa de água utilizada no digestor, g bg - massa de bagaço utilizada no digestor, g Bjbj - brix Brixbg - brix no bagaço, % Fbg - fibra do bagaço, % FIB - fibra da cana, % FIBbg - fibra do bagaço, % H - peso de hidrogênio entrando na composição de 1 kg de combustível, no caldo extraído do bagaço, % kg K - constante dependente do teor de CO2 dos gases da combustão e da umidade do bagaço LPoleb - leitura sacarimétrica do extrato LPoljbj - leitura sacarimétrica do caldo clarificado Mv - calor transmitido ao vapor por kg de bagaço queimado, kcal PBSbg - peso seco do bagaço da prensa, g PBUbg - peso úmido do bagaço da prensa, g PCSen - perda por calor sensível, kcal PCSum - PCS do bagaço úmido, kcal PGNQ - perda por gases não queimados, % 12 POLbg - pol no bagaço, % PPC - perda por condensação, % PURCr - pureza do caldo residual, % PURjbj - pureza no caldo do bagaço, % s - açúcar em 1 kg de bagaço, % Sjbj - pol no caldo extraído do bagaço, % ta - temperatura do ar ambiente, °C tg - temperatura do gás da chaminé, °C U - porcentagem de volume dos gases não queimados convertidos para dióxido de carbono, % UMIDbg - umidade do bagaço, % α - coeficiente levando em conta perdas pelos não queimados sólidos β - coeficiente levando em conta perdas por radiação e convecção η - coeficiente levando em conta perdas por combustão deficiente 13 RESUMO O presente trabalho relaciona a umidade do bagaço final de moendas com seu poder calorífico quando será utilizado como combustível na alimentação de caldeiras a vapor e a influência na eficiência da mesma, com o propósito de trazer à tona a importância das características da moagem e qualidade do bagaço na coogeração de energia elétrica através de seu excedente. Apresenta-se ainda, as diferentes formas de controle e análises laboratoriais do bagaço final de moendas, balanço de massas em caldeiras e uma análise real de valores através de boletins industriais, para a confirmação dos cálculos e avaliação de resultados, tomando como base, valores de unidade industrial de Maracaí, empresa que compõem o grupo Nova América, atuante no mercado sucroalcooleiro e detentor da marca União de açúcar refinado. Para tanto, ilustra o processo de industrialização da cana de açúcar, desde a chegada da matéria prima na usina até a obtenção do bagaço final de moendas de onde se inicia o estudo. 14 INTRODUÇÃO O presente trabalho foi desenvolvido junto à Nova América S.A. Agroenergia, unidade Maracaí, empresa que atua no setor sucroalcooleiro, sendo uma das unidades produtoras de açúcar a álcool do grupo Nova América, detentor da marca União de açúcar refinado, o que a coloca como líder no mercado de varejo neste tipo de comercialização. O grupo Nova América, possui ainda outras duas unidades industriais, Tarumã e Paraguaçu Paulista, que assim compõem uma capacidade produtiva anual de 550 mil toneladas de açúcar, 220.000 m³ de álcool (anidro e hidratado) e 2.270 toneladas de levedura, além da geração energia elétrica para revenda. Dentre estes valores, a Nova América S.A. Agroenergia, unidade Maracaí, é responsável por processar anualmente cerca de 3.000.000 toneladas de cana de açúcar, produzir 250.000 toneladas de açúcar cristal e 100.000 m³ de álcool anidro e coogerar 210.000 MW de energia elétrica. Para suprir esta capacidade produtiva, a unidade Maracaí possui três caldeiras a vapor com produção de 415 toneladas de vapor hora e três turbo geradores que produzem 44 MWh de energia elétrica, sendo que 12 MWh, são suprir as necessidades da produção e 32 MWh são vendidos para a concessionária do estado de São Paulo. 15 Segundo Luiz Otávio Koblitz, atualmente, as usinas de açúcar e álcool já geram para consumo próprio cerca de 3% da energia consumida no país. Afirma também que a geração distribuída de energia e a utilização de biomassa nesta geração são instrumentos importantes para evitar uma crise de abastecimento no médio prazo no Brasil. Assim, com a coogeração de energia elétrica através de biomassas (bagaço da cana de açúcar, por exemplo) em alta para ajudar a suprir as necessidades do país, as usinas de açúcar e álcool tendem a investir e se incorporar aos padrões necessários para realização deste tipo de empreendimento. Novas usinas nascem com coogeração de energia elétrica embutidas em suas plantas, porém, usinas antigas, como o caso das indústrias da Nova América S.A. Agroenergia tendem a investir para se adequarem às necessidades, que vão da instalação de centrais geradoras, ampliação de moagem, caldeiras mais potentes e movimentação do bagaço na planta industrial, fato este, que ocorreu com os investimentos para modernização entre as safras de 2005 para 2006. Também, para que haja retorno com os investimentos em coogeração de energia elétrica, é importante a operação dos equipamentos, para que garantam uma boa eficiência na queima do combustível e que este seja suficiente para atender a demanda do processo e exceder para a geração da energia. O bagaço, que antes era um problema aos produtores pela difícil armazenagem e quase nenhuma utilização, agora surge como fonte natural de energia trazendo benefícios ao homem e natureza. Assim sendo, o presente trabalho tem como objetivo abordar o bagaço de cana de açúcar como combustível para geração de energia elétrica por seu excedente 16 através de uma análise de influência de sua umidade após a passagem pelo último terno das moendas e seu impacto sobre o poder calorífico do mesmo. Neste sentido, busca-se apresentar a obtenção do bagaço pelo processamento da cana de açúcar, métodos de análises e impactos da umidade do bagaço final das moendas no poder calorífico do mesmo, e um estudo de caso para verificação de resultados. Sabe-se que quanto mais úmido estiver o bagaço maior será seu consumo para a produção de vapor, porém, em termos de porcentagem os valores podem ser mínimos representando um grande valor em termos de consumo. Diversos outros fatores podem influenciar no poder calorífico, como os açúcares não extraídos pela moenda, ainda presentes nas fibras do bagaço, e o tipo de consumo, quando consumido diretamente, ou estocados em montes, sujeitos as intempéries e a fermentação pelo tempo. Logo, justifica-se a análise das variáveis, com ênfase na umidade, para a verificação do quanto sua porcentagem interfere no poder calorífico do bagaço, impactando diretamente no volume consumido pelas caldeiras, tendo como resultado o valor excedente e autonomia para a coogeração de energia elétrica. 17 1. PROCESSAMENTO DA CANA DE AÇÚCAR, MÉTODOS DE ANÁLISES LABORATORIAIS E PODER CALORÍFICO. A cana de açúcar é a principal matéria prima do setor sucroalcooleiro que vem conquistando um valorizado espaço na economia com a produção e exportação do açúcar e álcool, e também, despertando o interesse de diversos países que encontram um baixo custo de produção e investem o capital no país. O setor vem adotando políticas de preservação ambiental que são exemplos mundiais na agricultura, além da coogeração de energia através do bagaço da cana. Neste capítulo, será apresentado o processamento da cana de açúcar e os métodos de análises laboratoriais que fornecem os dados necessários que estimar a variação do poder calorífico do bagaço e por conseqüência a eficiências das caldeiras a vapor. 1.1 PROCESSAMENTO DA CANA DE AÇÚCAR. O processamento da cana de açúcar para obtenção do caldo, envolve etapas importantes, entre outras, como recepção, preparo da matéria prima e extração de caldo para fabricação do açúcar e álcool. Estas etapas subdividem-se e precisam 18 sempre estar em sincronia com a produção para que não haja sobras ou faltas de cana na indústria, o que acarreta em armazenagem com perda de qualidade da matéria prima ou parada na produção. A figura 1 ilustra as etapas do processamento da cana, desde sua recepção à obtenção do bagaço onde segue para queima nas caldeiras. C ana P .C .T .S . P esagem RECEPÇÃO M esa A lim e n ta d o ra B a rra c ã o E s te ira d e C a n a D e s fib ra d a E le tro im ã H ilo E s te ira M e tá lic a PREPARO E s p a lh a d o r D e s fib ra d o r P ic a d o r N iv e la d o r E m b e b iç ã o 1 º T ern o 2 º T e rn o C a ld o C a ld o 3 º T ern o 4 º T e rn o 5 º T ern o EXTRAÇÃO 6 º T e rn o B agaço Figura 1 - Etapas de processamento da cana de açúcar O abastecimento da cana de açúcar na indústria é feito pelo transporte em caminhões específicos para este tipo de trabalho, sendo em carrocerias abertas para cana inteira e carrocerias fechadas para cana picada. Assim que chegam à indústria passam pelo processo de pesagem, que são feitos em balanças rodoviárias na entrada e saída, sendo o peso da matéria prima, a diferença entre os dois valores obtidos. Segundo FERNANDES (2000), a cana de açúcar é uma planta da família das gramíneas composta de folhas, colmos, raízes e, eventualmente, flores. 19 “Os colmos da cana de açúcar possuem composição extremamente variável em função de diversos fatores, (...). Sob o aspecto tecnológico os colmos são constituídos de caldo e os sólidos insolúveis em água (...)” (FERNANDES, 2000, p.17). Para FERNANDES (2000) os sólidos insolúveis em água são representados pela fibra da cana. O caldo contém a água, ou seja, a umidade da cana e os sólidos solúveis totais, que correspondem aos açúcares e não açúcares. “(...) O principal componente da cana é a água, que pode chegar a 78% do peso dos colmos no início do desenvolvimento vegetativo, decrescendo para 68% quando a cana atinge seu ponto máximo de maturação.” (FERNANDES, 2000, p.18). A figura 2 representa a composição básica dos colmos da cana de açúcar. Fibra Brix 13% 15% Umidade 72% Figura 2 - Composição básica da cana de açúcar As análises da matéria prima são feitas no laboratório de pagamento de cana por teor de sacarose (P.C.T.S.) onde são determinados os valores para o brix, pol, pureza do caldo e fibra. Para o bagaço do último terno de moenda, além destes, a umidade. 20 O bagaço é o resíduo fibroso resultante da extração do caldo da cana de açúcar seja por moagem, difusão ou prensagem, e é constituído de fibra e caldo residual. O Brix é o parâmetro mais utilizado na indústria do açúcar e do álcool. Estritamente, expressa a porcentagem peso/peso dos sólidos solúveis contidos em uma solução pura de sacarose, ou seja, mede o teor de sacarose na solução. Por consenso, admite-se o brix como a porcentagem aparente de sólidos solúveis contidos em uma solução açucarada impura, por exemplo, o caldo extraído da cana de açúcar. (FERNANDES, 2000, p.22). A sacarose é um dissacarídeo e constitui o principal parâmetro de qualidade tecnológica da cana de açúcar. É o açúcar diretamente cristalizável no processo de fabricação. Sob condições ácidas ou ação de enzimas, desdobra-se em duas moléculas de monossacarídeos (glucose e frutose). (FERNANDES, 2000, p.20). O caldo da cana é constituído pela água contida nos tecidos do colmo juntamente com todos os sólidos solúveis. A composição química dos caldos, embora oriundos da mesma matéria prima, irá depender do tipo de caldo a que se refere, bem como do sistema de extração e tratamento químico empregados. (FERNANDES, 2000, p.22). Segundo FERNANDES (2000), a fibra é a matéria insolúvel em água contida na cana e pode ser botânica, quando a análise é realizada em colmos limpos, ou industrial quando o valor refere-se à análise da matéria prima e, portanto, inclui as impurezas ou matérias estranhas que provocam aumento dos sólidos insolúveis (palha, plantas daninhas, ponteiro de cana, terra, etc.). 21 A pol representa a porcentagem aparente de sacarose contida numa solução de açúcares (por exemplo, caldo de cana), sendo determinada por métodos sacarimétricos (polarímetros ou sacarímetros). Na cana é determinada por sacarimetria do caldo e pode ser expressa em porcentagem de cana através de fórmula utilizando a fibra da cana. Devido aos erros da determinação da fibra, juntamente com a precisão da amostragem, as diferenças entre a pol na cana e sacarose na cana tornam-se insignificantes em escala de rotina. (FERNANDES, 2000, p.21). As amostras de cana de açúcar são coletadas através de sonda oblíqua ou horizontal, que fazem as coletas por cima e lateral a carroceria respectivamente. O bagaço do último terno de moenda é coletado por um sistema automático conforme ilustra a figura 3. Figura 3 - Sistema de coleta de bagaço 22 A recepção da cana é finalizada com os tombamentos das cargas, que são feitos por hilos mecânicos, que nada mais são do que um conjunto de ganchos (balanção) presos por cabos de aço, que quando engatados a carroceria do caminhão e acionado por um conjunto motorredutor, tendem a içá-la e tombá-la sobre uma mesa alimentadora, descarregando totalmente a carga. A mesa alimentadora é um conjunto de correntes que correm sobre uma chapa, normalmente inclinada 45°, onde é feito à lavagem da cana com água, quando inteira. Para canas picadas não é realizado este procedimento. Após a lavagem na mesa alimentadora, a cana segue por uma esteira metálica, que a transporta pelas etapas adiantes, nivelador, picador, desfibrador e espalhador. Estes conjuntos, resumidamente, são dotados de martelos e facas que em tese preparam a cana para a extração através de golpes que abrem suas fibras sem que haja perda do caldo, facilitando seu esmagamento. Então, segue por uma esteira que a transporta por um eletroímã para que todo metal presente seja retirado para não danificar os rolos de moenda. Assim, inicia-se o processo de extração do caldo, onde o esmagamento ocorrerá nos ternos de moenda, que variam entre 04 e 06. São compostos normalmente por três rolos formando um triângulo, sendo dois inferiores (fixos) e um superior (articulado) que é dotado de um sistema hidráulico para suportar as variações de cargas. No primeiro terno é extraído o maior volume de caldo, e no segundo terno um volume um pouco menor. Os demais ternos servem teoricamente para a secagem do bagaço e são dotados de um sistema de embebição, que auxilia na retirada da sacarose ainda presa entra as fibras, e seu esmagamento, já que chegariam 23 ao último terno sem condições de atrito com os rolos não necessitando do fechamento excessivo destes. Após a passagem do último terno, obtém-se o bagaço final das moendas, que é composto basicamente por 50% de fibra e 50% de umidade, e seguirão para as caldeiras, onde através de sua queima servirão como combustível de alimentação das mesmas. 1.2 MÉTODOS DE ANÁLISES LABORATORIAIS NO BAGAÇO FINAL DE MOENDAS. O bagaço final das moendas é aquele coletado após a passagem pelo último terno como ilustrado anteriormente na figura 1. Sua composição química varia muito pouco, e sua propriedade mais importante sob o ponto de vista da produção de vapor, é a umidade. Para HUGOT (1977), um trabalho insatisfatório das moendas fornece um bagaço com 50% de umidade e um trabalho muito bom, um bagaço com 45%. “Certas usinas do Havaí e de Formosa assinalaram umidade de cerca de 38%. Porém são índices excepcionais. Mesmo com uma moenda moderna, é muito difícil chegar a menos de 44%.” (HUGOT, 1977, p.948). HUGOT (1977) fornece índices de umidade entre 45 e 50%, sendo comum à utilização de 48% como padrão para efeitos de cálculos. 24 Além da umidade, o bagaço contém ainda a fibra, constituída principalmente de celulose e os sólidos solúveis, constituídos principalmente por açúcares e impureza. Estes se apresentam na faixa de 2 a 4%, que somados a umidade fornece a porcentagem de fibra. (HUGOT, 1977). A umidade contida nesta fibra influenciará diretamente no poder de queima deste bagaço, e consequentemente no seu consumo, portanto, as análises laboratoriais são necessárias para a mensuração desse valor e outros componentes que eventualmente se façam presentes. A análise do bagaço final das moendas é realizada no laboratório P.C.T.S., onde são utilizados dois métodos, o digestor a frio ou a prensa hidráulica. 1.2.1 ANÁLISE DO BAGAÇO PELO MÉTODO DO DIGESTOR À FRIO. De acordo com FERNANDES (2000), o bagaço final das moendas analisado pelo método do digestor a frio utiliza duas subamostras do bagaço, uma para determinação da umidade e outra para determinação da pol no extrato. No extrato do bagaço do digestor é possível efetuar diversas determinações, como o brix com refratômetro de precisão ou densímetro digital e o teor de açúcares redutores totais (ART). Porém, cuidados especiais devem ser tomados para evitar o aquecimento excessivo do material provocado pelas facas do digestor, o que pode resultar na inversão da sacarose ou destruição química dos açúcares devido às altas temperaturas. 25 FERNANDES (2000) afirma que os constituintes da cana de açúcar aparecem de forma bastante diluída no extrato do digestor. Por essa razão, determina-se somente a pol no extrato. O brix refratométrico pode ser determinado somente com o uso de refratômetro de precisão ou densímetro digital, nem sempre disponível. Na prática, é realizada a determinação de brix e pol do caldo de última pressão (último terno de moagem) e calculada a pureza do caldo residual. Admite-se que a pureza do caldo retido no bagaço é igual à pureza do caldo do último terno das moendas. Para a determinação da umidade do bagaço, FERNANDES (2000) descreve o procedimento prático em secar uma subamostra de bagaço até peso constante em estufa com circulação forçada de ar ou em estufa tipo Spencer. A diferença entre os pesos é a quantidade de umidade contida e é expressa em porcentagem. A mensuração da fibra, segundo FERNANDES (2000), utiliza a seguinte equação, para qualquer quantidade de água e bagaço no copo do digestor.  a   LPoleb  100 − UMIDbg −  + 1 × 26 ×    PURcr   bg  FIBbg = LPoleb 1 − 0,26 × PURcr onde: FIBbg = fibra do bagaço (%); UMIDbg = umidade do bagaço (%); a = massa de água utilizada no digestor (g); bg = massa de bagaço utilizada no digestor (g); LPoleb = leitura sacarimétrica do extrato; PURcr = pureza do caldo residual (%); (1) 26 Para análise do bagaço final das moendas, FERNANDES (2000) afirma que normalmente são utilizados 100 gramas de bagaço com 1.000 mL de água no copo do digestor por 10 minutos. Portanto, a = 1000g de água e bg = 100g de bagaço. Através da fibra, é possível a determinação da pol contida no bagaço através da equação 2, para os mesmos 1000g de água e 100g de bagaço de acordo com FERNANDES (2000).  a  POLbg = 0,26 × LPoleb ×  + 1 − 0,01 × FIBbg   bg  (2) onde: POLbg = pol no bagaço (%); LPoleb = leitura sacarimétrica do extrato; a = massa de água utilizada no digestor (g); bg = massa de bagaço utilizada no digestor (g); FIBbg = fibra do bagaço (%); Determina-se o brix no bagaço pela razão entre a pol e pureza do caldo residual. FERNANDES (2000).  POLbg BRIXbg = 100 ×   PURcr    (3) 27 onde: Brixbg = brix no bagaço (%); POLbg = pol no bagaço (%); PURcr = pureza do caldo residual (%); 1.2.2 MÉTODOS SIMPLIFICADOS PARA O DIGESTOR À FRIO. Quando o bagaço final das moendas é analisado pelo método do digestor a frio, utilizando-se 100g de bagaço com 1.000 mL de água no copo do digestor por 10 minutos, FERNANDES (2000), simplifica os cálculos apresentados anteriormente através de uma análise de regressão que fornecem praticamente os mesmos resultados que as anteriores. A pol no bagaço pode ser calculada somente em função da leitura sacarimétrica realizada no extrato do digestor e da umidade do bagaço (%) determinada diretamente e consequentemente a fibra do bagaço em função da pureza do caldo residual. POLbg = LPoleb × (0,002615 × UMIDbg + 2,61465 ) onde: POLbg = pol no bagaço (%); LPoleb = leitura sacarimétrica do extrato; UMIDbg = umidade do bagaço (%); (4) 28 POLbg   FIBbg = 100 − 100 × − UMIDbg  PURcr   (5) onde: FIBbg = fibra do bagaço (%); POLbg = pol no bagaço (%); PURcr = pureza do caldo residual (%); UMIDbg = umidade do bagaço (%); 1.2.3 ANÁLISE DO BAGAÇO PELO METODO DA PRENSA HIDRÁULICA. Para análise do bagaço final das moendas, FERNANDES (2000), recomenda a prensagem de 250g de bagaço homogeneizado por um minuto a 250 kgf/cm² de pressão, podendo ser adotado um dos seguintes métodos para a análise: a) Utilizar uma segunda subamostra de bagaço das moendas para determinação direta da umidade em estufa; b) Pesar o bolo de bagaço resultante da prensagem do bagaço das moendas e secar até o peso constante em estufa com circulação forçada de ar. A segunda opção oferece como vantagem a utilização de somente uma subamostra de bagaço das moendas e a secagem do bagaço após a prensagem é mais 29 rápida, por ter sido eliminada parte da água. Os cálculos serão diferentes somente para a fibra do bagaço. O caldo extraído do bagaço final das moendas, segundo FERNANDES (2000) apresenta naturalmente os constituintes brix e pol mais diluídos do que o caldo da cana. A determinação do brix nesse caldo deve ser realizada com cuidado especial, para evitar erro no cálculo da fibra no bagaço. Para FERNANDES (2000), a pol no caldo extraído do bagaço deve ser calculada com equação específica, em função da densidade do extrato. Sjbg = LPoljbg × (0,260459 − 0,001001 × Bjbg ) (6) onde: Sjbj = Pol no caldo extraído do bagaço (%); LPoljbj = leitura sacarimétrica do caldo clarificado; Bjbj = Brix no caldo extraído do bagaço (%); A pureza do caldo extraído do bagaço é a razão entre a pol e o brix. PURjbg = 100 × Sjbg Bjbg onde: Purjbj = Pureza no caldo do bagaço (%); Sjbj = Pol no caldo extraído do bagaço (%); Bjbj = Brix no caldo extraído do bagaço (%); (7) 30 A pureza do caldo do bagaço extraído na prensa deve ser um valor próximo da pureza do caldo de última pressão das moendas, afirma FERNANDES (2000). Teoricamente, o caldo extraído do bagaço final das moendas pode ser analisado para determinação de diversos constituintes, embora não existam trabalhos publicados sobre o assunto. Mesmo sendo um caldo mais diluído do que o caldo extraído da cana, por exemplo, pode-se inferir que é possível a determinação de açúcares redutores, açúcares redutores totais, pH, etc. 1.2.4 DETERMINAÇÃO DA FIBRA DO BAGAÇO PELO SISTEMA TANIMOTO. Este método permite a mensuração da fibra a partir da determinação da umidade do bagaço em subamostra paralela e do brix do caldo do bagaço. FIBbg = 100 − UMIDbg − Bjbg 1 − 0,01 × Bjbg (8) onde: FIBbg = fibra do bagaço (%); UMIDbg = umidade do bagaço (%); Bjbj = Brix no caldo extraído do bagaço (%); A fibra também pode ser expressa através da diferença dos pesos do bagaço após a secagem resultante da prensagem. 31 FIBbg = 100 × PBSbg − PBUbg × Bjbg 2,5 × (100 − Bjbg ) (9) onde: FIBbg = fibra do bagaço (%); PBSbg = peso seco do bagaço da prensa (g). PBUbg = peso úmido do bagaço da prensa (g); Bjbj = Brix no caldo extraído do bagaço (%); Com os resultados obtidos da fibra, e a pol extraída do caldo do bagaço, permite-se a mensuração da pol do bagaço das moendas. POLbg = Sjbg × (1 − 0,01 × FIBbg ) (10) onde: POLbg = pol no bagaço (%); Sjbj = Pol no caldo extraído do bagaço (%); FIBbg = fibra do bagaço (%); Para análise do bagaço pelo método da prensa, FERNANDES (2000) admite que a pol ou o brix do caldo extraído pela prensagem seja igual à pol ou o brix do caldo absoluto contido no bagaço. 32 Segundo FERNANDES (2000), o brix do bagaço não é uma medida usual da análise do bagaço, mas conhecendo-se este valor pode-se calcular a umidade do bagaço indiretamente. BRIXbg = Bjbg × (1 − 0,01 × FIBbg ) (11) onde: Brixbg = brix no bagaço (%); Bjbj = Brix no caldo extraído do bagaço (%); FIBbg = fibra do bagaço (%); Logo, quando não se determina a umidade do bagaço das moendas em outra subamostra, o cálculo pode ser realizado indiretamente em função da fibra e do brix do bagaço, afirma FERNANDES (2000). UMIDbg = 100 − FIBbg − BRIXbg onde: UMIDbg = umidade do bagaço (%); FIBbg = fibra do bagaço (%); Brixbg = brix no bagaço (%); (12) 33 1.2.5 BALANÇO DE MASSAS NA MOENDA. O denominado “método inferencial”, para FERNANDES (2000), é empregado quando não se conhece a massa ou o volume de caldo misto, utilizando o balanço de massas das moendas para os cálculos de qualidade da cana e extração das moendas, ou seja, cana moída é igual a caldo misto mais bagaço final. Como normalmente não se realiza a pesagem do bagaço final na maioria das usinas e destilarias, FERNANDES (2000) define a quantidade de bagaço por tonelada de cana através da relação das fibras. Da mesma maneira, HUGOT (1977), define que a quantidade de bagaço obtida em porcentagem de cana moída é calculada estabelecendo que o peso de fibra é o mesmo na entrada e na saída das moendas. Bg %C = FIB × 100 FIBbg (13) onde: Bg%C = quantidade de bagaço por cana moída (%/kg); FIB = fibra da cana (%); FIBbg = fibra do bagaço (%). Deste modo, consegue-se o volume de bagaço disponível para queima em caldeiras. 34 1.2.6 PARÂMETROS DE CONTROLE DE PROCESSO. Os processos, quando variáveis, são submetidos a controles em que devem se enquadrar nos parâmetros conhecidos, para que quando não se incluam nos valores desejados, ações corretivas sejam tomadas. Neste trabalho, os parâmetros de controle seguem a norma International Organization Standardization (ISO), que define os valores para os itens apresentados anteriormente. Para o estudo do bagaço final das moendas os limites se dão para a pol e a umidade, conforme tabela 1. Tabela 1 – parâmetros de controle de processo Padrão (%) Produto Variável Mínimo Normal Máximo Pol -- -- 2,0 Umidade -- 50,0 52,0 Bagaço 1.3 PROJETO DE UMA CALDEIRA As fábricas de açúcar e álcool, atualmente, são consideradas auto-suficientes em energia, pois obtém potência e calor necessário pela queima de seu próprio combustível, o bagaço. Uma fábrica projetada para ser eficiente em energia e 35 operada adequadamente produzirá excesso de bagaço, de onde pode gerar eletricidade para a venda. Para PAYNE (1989), o projeto de uma caldeira a bagaço usada principalmente para suprir energia para a fábrica, vapor ao processo e energia para a região tende a centralizar-se na capacidade de queimar bagaço a 48% de umidade e produzir vapor a uma pressão nominal de 32 kgf/cm². Se existir a venda de energia, é justificável dobrar a pressão para 64 kgf/cm². O custo de caldeiras com pressão acima de 32 kgf/cm², contudo, aumenta substancialmente. Além disso, o controle operacional torna-se mais crítico. Em particular, a qualidade da água da caldeira assume grande importância. Segundo PAYNE (1989), com bagaço bem preparado, uma alimentação do tipo alimentador espargidor, permite a maior parte da queima em suspensão. As grelhas rotativas asseguram a queima do remanescente e mostram-se eficazes na remoção de cinzas. A queima em suspensão também dá uma resposta mais rápida a variações de cargas. Alta eficiência das caldeiras requer a manutenção das perdas a um mínimo. Estas tendem a aumentar à medida que aumenta a pressão da caldeira, explica PAYNE (1989). O uso de pré-aquecedores de ar e economizadores constituem os principais meios de reduzir a perda de calor sensível. Estes são trocadores de calor no fluxo de saída dos gases da caldeira, onde o calor é transferido para o ar que está entrando, no caso de pré-aquecedores de ar, e para a água de alimentação da caldeira, no caso de economizadores. A indústria ainda espera o desenvolvimento de um sistema de recuperação do calor latente do vapor d’água nos gases da combustão. Uma isolação eficiente é essencial para reduzir as perdas da caldeira em si. 36 PAYNE (1989) cita que as especificações de projeto devem incluir equipamentos de controle de emissão particulada nas chaminés. Destes, os mais eficientes são os lavadores úmidos que devem ser construídos com material resistente à corrosão. A velocidade dos gases necessita ser mantida tão baixa quanto possível, de modo a aumentar a eficiência do lavador úmido. 1.3.1 BALANÇO DE ENERGIA EM CALDEIRAS À VAPOR A eficiência global de uma caldeira é expressa como a porcentagem entre o calor transferido para o vapor e o calor disponível no combustível, ou seja: Eficiência = calor transferido para o vapor × 100 poder calorífico superior do bagaço (14) Um valor de 68%, para PAYNE (1989), é considerado um padrão razoável para uma eficiente caldeira a bagaço. Segundo HUGOT (1977), valores entre 50 e 65% já estão em uma faixa aceitável. Medições reais da eficiência de uma caldeira são raramente empreendidas devido à dificuldade de se medir o peso de bagaço introduzido na caldeira num dado período de tempo. Aproximações convenientes da eficiência são possíveis, contudo. PAYNE (1989). Analisando o balanço de calor em uma caldeira, PAYNE (1989) compõe os seguintes itens: 37 a) O calor transferido para o vapor, que é a eficiência; b) A perda por condensação, que é o calor latente da água contida no bagaço; c) A perda de calor sensível, que significa o calor sensível dos gases da combustão acima da temperatura ambiente; d) A perda nos gases não queimados, decorrentes da combustão incompleta para monóxido de carbono ao invés de dióxido de carbono; e) A perda por purgas, devido às drenagens contínuas da água da caldeira, necessárias para manter os sólidos dissolvidos na caldeira a um nível de operação seguro; f) As perdas indeterminadas, que incluem perdas para os arredores, os sólidos não queimados e cinzas na fornalha. Análises dos gases de combustão, medidas de temperaturas e observação visual juntamente com uma estimativa das perdas indeterminadas, dão uma boa estimativa da performance da caldeira, segundo PAYNE (1989). O Poder Calorífico de combustíveis é definido como a quantidade de energia interna contida no combustível, sendo que quanto mais alto for o poder calorífico, maior será a energia contida. Um combustível é constituído, sobretudo de hidrogênio e carbono, tendo o hidrogênio o poder calorífico de 28.700 Kcal/kg enquanto que o carbono é de 8.140 Kcal/kg, por isso, quanto mais rico em hidrogênio for o combustível maior será o seu poder calorífico. Existem dois tipos de poder calorífico, a saber, o poder calorífico superior (PCS) e o poder calorífico inferior (PCI). 38 O PCS é a quantidade de calor produzida por 1 kg de combustível, quando este entra em combustão, em excesso de ar, e os gases da descarga são resfriados de modo que o vapor de água neles seja condensado. No bagaço é o calor de combustão total. Segundo PAYNE (1989), para fibra de bagaço livre de cinza e seca adota-se o valor 4.643 kcal/kg, ou 19.422 kJ/kg. Para HUGOT (1977), não se comete um erro de mais de 2% quando se adota como valor universal o valor de 4.600 kcal/kg. Para o bagaço do modo que é queimado, PAYNE (1989) sugere que devem ser feitas correções para umidade, cinzas e combustíveis solúveis, onde os combustíveis solúveis estariam um pouco maiores que a pol. Contudo, o poder calorífico do açúcar, 3.953 kcal/kg, ou 16.538 kJ/kg, é menor que o da fibra, de modo que é suficiente considerar a pol como tendo o mesmo poder calorífico da fibra. PCSum = FIBbg × PCS (15) onde: PCSum = PCS do bagaço úmido (kcal/kg); FIBbg = fibra do bagaço (%); PCS = PCS do bagaço seco (kcal/kg); Já HUGOT (1977) sugere o seguinte equacionamento. PCSum = PCS − 12 s − 46UMIDbg (16) 39 onde: PCSum = PCS do bagaço úmido (kcal/kg); UMIDbg = umidade do bagaço (%); PCS = PCS do bagaço seco (kcal/kg); O poder calorífico inferior (PCI) é a quantidade de calor que pode produzir 1 kg de combustível, quando este entra em combustão com excesso de ar e gases de descarga são resfriados até o ponto de ebulição da água, evitando assim que a água contida na combustão seja condensada. Como a temperatura dos gases de combustão é muito elevada nos motores endotérmicos, à água contida neles se encontra sempre no estado de vapor, portanto, o que deve ser considerado é o poder calorífico inferior e não o superior. HUGOT (1977) fornece a equação para o PCI em função da porcentagem de hidrogênio, admitindo para o bagaço seco um valor médio de 6,5%. PCI = PCS − 5.400 H (17) onde: PCI = PCI do bagaço seco (kcal/kg); H = peso de hidrogênio entrando na composição de 1kg de combustível (kg); Logo, através da eq. 16, para 4.600 kcal/kg e 6,5% de hidrogênio, obtêm-se o valor de 4.250 kcal/kg para o PCI. Assim, HUGOT (1977) fornece a correção para o PCI do bagaço úmido. 40 PCIum = PCI − 12 s − 48,5UMIDbg (18) onde: PCIum = PCI do bagaço úmido (kcal/kg); PCI = PCS do bagaço seco (kcal/kg); UMIDbg = umidade do bagaço (%); PAYNE (1989) demonstra que o PCI é menor devido à quantidade de calor necessária para vaporizar a água no bagaço original e aquela formada na combustão (perda por condensação). Usa-se com frequência uma dedução padrão de 573 kcal/kg, ou 2.396 kJ/kg, da água formada. Assim, a perda por condensação em relação à porcentagem do PCS pode ser estimada pela equação a seguir. PPC = (312,6- 2,68× UMIDbg)×100 PCS onde: PPC = perda por condensação (%); UMIDbg = umidade do bagaço (%); PCS = PCS do bagaço seco (kcal/kg); (19) 41 PAYNE (1989) determina a perda de calor sensível pela temperatura e composição dos gases saindo da caldeira. Esta perda em relação ao PCS pode ser estimada pela equação 17. PCSen = k tg − ta CO2 + U (20) onde: PCSen = perda por calor sensível (%); k = constante dependente do teor de CO2 dos gases da combustão e da umidade do bagaço; tg = temperatura do gás da chaminé (°C); ta = temperatura do ar ambiente (°C); U = porcentagem de volume dos gases não queimados convertidos para dióxido de carbono (%). PAYNE (1989) simplifica a equação para quando não houverem gases não queimados. PCSen = K (tg − ta ) (21) A tabela 2, fornecida por PAYNE (1989), mostra os valores de K em relação à temperatura em °C. 42 Tabela 2 - valores de k para perda de calor sensível CO2 % no Umidade % Bagaço gás 44 46 48 50 52 6 0,123 0,123 0,124 0,125 0,126 8 0,096 0,097 0,097 0,098 0,099 10 0,080 0,081 0,082 0,082 0,083 11 0,074 0,075 0,076 0,077 0,078 12 0,069 0,070 0,071 0,072 0,073 13 0,066 0,066 0,067 0,068 0,069 14 0,062 0,063 0,063 0,064 0,065 15 0,059 0,060 0,060 0,061 0,062 16 0,056 0,057 0,058 0,059 0,060 17 0,054 0,055 0,055 0,056 0,057 As perdas por gases não queimados podem ser medidas pela análise do teor de monóxido de carbono, relata PAYNE (1989). PGNQ = 42 U CO 2 (22) onde: PGNQ = perda por gases não queimados (%); U = porcentagem de volume dos gases não queimados convertidos para dióxido de carbono (%). 43 As perdas indeterminadas consistem nas perdas por irradiação, perdas de calor sensível na cinza e perdas nas partículas de bagaço não queimado; tais perdas podem variar largamente, mas estão em geral na faixa entre 5 e 10%, segundo PAYNE (1989). Um valor médio é estimado para se fazer os cálculos de eficiência. Assim, para PAYNE (1989) o calor transferido ao vapor é a porcentagem do PCS deduzido todas as perdas apresentadas acima. Através de estudos da combustão do bagaço, HUGOT (1977) sugere o seguinte equacionamento. Mv = ( 4.250 − 1200 × s − 4.850 × UMIDbg − PCSen )αβη (23) onde: Mv = calor transmitido ao vapor por kg de bagaço queimado (kcal); UMIDbg = umidade do bagaço (%); s = açúcar em 1kg de bagaço (%); PCSen = perda por calor sensível (kcal); α = coeficiente levando em conta perdas pelos não queimados sólidos; β = coeficiente levando em conta perdas por radiação e convecção; η = coeficiente levando em conta perdas por combustão deficiente. Para os valores de α, β e η, HUGOT (1977) define 0,975; 0,975 e 0,97 respectivamente. 44 1.3.2 BAGAÇO A qualidade do bagaço tem primordial importância e sua umidade constitui o fator mais importante, afirma PAYNE (1989) e HUGOT (1977). A maioria das caldeiras é projetada para queimar bagaço a 50% de umidade e podem ser esperados problemas na queima quando a umidade sobe acima de 52%. A maior parte do bagaço não seca e não queima em suspensão e se acumula na grelha. No caso de grelha rotativa, isto não é problemático, mas com grelha basculante, o bagaço acumula-se em pilhas e gases combustíveis podem ser gerados, os quais entram em ignição periodicamente, com explosão causando pressão positiva na fornalha PAYNE (1989). “O bagaço com folhas verdes seca lentamente, mesmo se a umidade for satisfatória, e causará dificuldade na queima.” (PAYNE, 1989, p.171). PAYNE (1989) define a capacidade de geração de vapor do bagaço como uma função do teor de umidade. Como regra prática, 1% de variação na umidade significa cerca de 1% de variação no valor combustível obtido de uma dada quantidade de fibra que é introduzida na moenda. O bagaço estocado seca e torna-se um combustível mais eficiente. Contudo, também perde rapidamente seu conteúdo de açúcar, o que significa uma perda de energia. Com uma boa extração na moenda, o teor de açúcar é da ordem de 3% de energia total disponível. Assim, em períodos de estocagem (dois a três dias), os efeitos se contrabalanceiam, segundo PAYNE (1989). 45 “Um bagaço com alto teor de açúcar deveria ser queimado de imediato.” (PAYNE, 1989, p.171). Convém lembrar, a esse respeito, que com uma extração pobre o bagaço pode mostrar um baixo teor de umidade, simplesmente devido à pol elevada. “A densidade aparente do bagaço torna-o uma matéria muito volumosa. Por isso, a estocagem do excedente é problemática.” (HUGOT, 1977, p.950). Com exceção das regiões muito secas, não é possível deixar o bagaço ao ar livre, porque fermenta, apodrece e perde uma grande parte de seu valor como combustível. Entretanto é possível conservá-lo ao ar livre, tendo o cuidado de dar-lhe formas com inclinação de no mínimo 30°. Segundo HUGOT (1977) o ângulo de repouso é bastante variável, porém geralmente apresenta-se entre 45 e 50°. A figura 4 ilustra a estocagem moderna do bagaço, onde é permitido estimar o volume armazenado. 46 Figura 4 - Estocagem de bagaço, "monte" 1.3.3 EMISSÃO PARTICULADA NAS CHAMINÉS Segundo PAYNE (1989), para atender a legislação sobre meio ambiente, torna-se necessário um controle cuidadoso da emissão particulada nas chaminés. Mesmo com lavadores úmidos eficientes, o controle do material particulado é difícil com cargas variáveis. Assim, é importante manter condições uniformes de operação. “Bagaço com alto teor de umidade ou contendo impurezas verdes não queima prontamente e produz maior quantidade de material não queimado. A maior parte do material particulado fino também tem sua origem na terra presente no bagaço.” (PAYNE, 1989, p.172). 47 1.3.4 SECAGEM DO BAGAÇO “O poder calorífico do bagaço torna-se maior à medida que o teor de umidade se reduz, principalmente devido à menor necessidade de calor para vaporizar a água.” (PAYNE, 1989, p.173). O meio mais eficiente de remover a água consiste em fazê-lo mecanicamente em uma prensa ou moenda, mas há um limite mínimo prático. O padrão tradicional para uma moenda de cana é obter um bagaço com 48% de umidade, segundo PAYNE (1989). No passado, moendas foram operadas com média anual abaixo de 40%, o que seria considerado anti-econômico atualmente devido às altas taxas de moagem. Hoje o mais baixo valor considerado prático seria 45% de umidade. Há certa quantidade de calor sensível nos gases de combustão que poderia ser usada para evaporar alguma umidade no bagaço, explica PAYNE (1989). Um secador que utilize os gases é essencialmente um trocador de calor como o préaquecedor de ar ou o economizador. Se o gás da chaminé tiver temperatura suficientemente alta para evaporar água e ainda ficar bem acima do ponto de orvalho, o secador de bagaço poderá apresentar vantagens econômicas. PAYNE (1989) analisa que em uma caldeira com uma temperatura alta na chaminé, de 250 °C, um secador de bagaço trabalhando com bagaço de 46% de umidade, com a temperatura dos gases na saída de 125 °C aumentaria a eficiência da caldeira de aproximadamente 7,8%. Disto, deve ser deduzida a energia usada no sistema de secagem, como nos ventiladores, e as perdas por irradiação. Em uma caldeira eficiente, com pré-aquecedor de ar e economizador, a temperatura do gás da chaminé já está próxima de 125°C. Nesse caso, o calor sensível disponível acima do 48 ponto de orvalho pode ser muito baixo para permitir sua recuperação num secador de bagaço. Deve-se lembrar que todo o vapor d’água originalmente no bagaço permanece no gás da chaminé após o secador de bagaço. 49 2. OBTENÇÃO E AVALIAÇÃO DE RESULTADOS PRÁTICOS. Com o intuito de melhor exemplificar e avaliar o bagaço do último terno de moenda pelos métodos e equações descritos no capitulo 1, um estudo de valores reais é proposto, partindo-se de boletins industriais e análises laboratoriais, sendo possível à verificação dos dados apresentados e métodos descritos, onde estes podem ser utilizados em quaisquer indústrias de açúcar e álcool e em quaisquer condições que sejam necessárias. 2.1 DEMONSTRAÇÃO DE CÁLCULO PARA SITUAÇÕES REAIS. Para demonstração dos cálculos pelas equações propostas no capítulo 01, partiu-se de boletins industriais da Nova América S.A. Agroenergia, unidade Maracaí, que indicam médias diárias para valores de umidade, pol do bagaço e pureza do caldo residual, através de amostras coletadas ao longo do dia como se apresentam nos anexos A e B. Os valores das amostras apresentam-se aleatórios, o que permitem analisar seu comportamento conforme suas variações. 50 2.1.1 CÁLCULO PELO MÉTODO DO DIGESTOR À FRIO. Iniciou-se o cálculo pelo valor de umidade, apresentado no anexo A, onde a umidade média do dia apresentou-se em 48,57%. Obteve-se a fibra através da eq. 1 e do valor médio diário de umidade e pureza do caldo residual, para 1.000ml de água e 100g de bagaço. A leitura sacarimétrica do extrato é indicada pelo laboratório industrial.  0,66   1000  100 − 48,57 −  + 1 × 26 ×   100 79,11     FIBbg = 0,66 1 − 0,26 × 79,11 FIBbg = 49,15% (1) O valor da pol é indicado no Anexo A, porem, com o valor da fibra no bagaço, confirmou-se o valor da média diária através da eq. 2.  1000  POLbg = 0,26 × 0,66 ×  + 1 − 0,01 × 49,15   100  POLbg = 1,8% (2) A razão entre a pol do bagaço e a pureza do caldo residual fornece a porcentagem de brix do bagaço pela eq. 3. 51  1,8  BRIXbg = 100 ×    79,11  BRIXbg = 2,28% 2.1.2 CÁLCULOS (3) PELOS MÉTODOS SIMPLIFICADOS PARA O DIGESTOR À FRIO. Este método permite a obtenção dos mesmos resultados apresentados acima, para análises com 100g de bagaço e 1.000ml de água. Então, verificou se os valores de pol e fibra do bagaço pelas eq. 4 e 5, respectivamente, em função da umidade apresentada no boletim industrial. POLbg = 0,66 × (0,002615 × 48,57 + 2,61465 ) POLbg = 1,8% (4) 1,8   FIBbg = 100 − 100 × − 48,57  79,11   FIBbg = 49,15% (5) 2.1.3 CÁLCULOS PELO MÉTODO DA PRENSA HIDRÁULICA. Este método permite calcular os valores de pureza do caldo contida no bolo de bagaço analisado e fibra. No entanto é necessário conhecer os valores de pol e brix no caldo extraído da prensagem. 52 Através da eq. 11, calculou-se o valor de brix no bolo analisado, utilizando os valores de fibra e brix do bagaço. 2,8 = Bjbg × (1 − 0,01 × 49,15) Bjbg = 4,48% (11) Calculou-se a pol no caldo extraído do bagaço em função do brix, através da eq. 6. Sjbg = 13,82 × (0,260459 − 0,001001 × 4,48) Sjbg = 3,53% (6) A pureza do caldo no bolo de bagaço prensado é a razão entre a pol e o brix, dado pela eq. 7 e deve apresentar-se próximo à pureza do caldo residual. 3,53 4 , 48 PURjbg = 78 ,95 % PURjbg = 100 × (7) 2.1.4 CÁLCULO DA FIBRA DO BAGAÇO PELO SISTEMA TANIMOTO. Verificou-se a fibra também por este método, em função da umidade média do dia e do brix contido no caldo do bagaço, através da eq. 8. 53 100 − 48,57 − 4,48 1 − 0,01× 4,48 FIBbg = 49,15% FIBbg = (8) Calculou-se a fibra também pela eq. 9 onde se utilizou a diferença entre os pesos inicial e final da amostra de bagaço, ao invés da umidade média. 100 × 128,57 − 250 × 4,48 2,5 × (100 − 4,48) FIBbg = 49,15% FIBbg = (9) Novamente verificou-se a pol do bagaço. Neste método, em função da pol extraída do caldo e da fibra, como apresenta a eq. 10. POLbg = 3,53 × (1 − 0,01× 49,15) POLbg = 1,8% (10) Indiretamente, calculou-se a umidade média do bagaço pela eq. 12, para quando esta não for determinada em outra subamostra, em função da fibra e do brix. UMIDbg = 100 − 49,15 − 2,28 UMIDbg = 48,57% (12) Desta maneira, com os valores de porcentagem de fibra do bagaço e da quantidade de fibra que entre na moenda, dada no boletim industrial, anexo A, 54 calculo-se a quantidade de bagaço disponível por quilos de cana moída, apresentada pela eq. 13. 12,65 × 100 49,15 Bg %C = 25,73% Bg %C = (13) 2.1.5 CÁLCULO DO PODER CALORÍFICO DO BAGAÇO. Adotou-se como PCS do bagaço o valor de 4643 kcal/kg. Para a queima do bagaço em caldeiras o PCS deve ser corrigido em função da fibra resultante da umidade média, como mostra a eq. 15. PCSum = 0 , 4915 × 4643 PCSum = 2282 , 0345 kcal / kg (15) Utilizou-se a eq. 16 para a mesma correção, sendo que esta considera os valores de brix e umidade do bagaço, ao invés da fibra. PCSum = 4643 − (12 × 2,28) − (46 × 48,57) PCSum = 2381,42kcal / kg (16) Calculou-se o PCI através da eq. 17, que relaciona o PCS com a quantidade de hidrogênio necessário na combustão. 55 PCI = 4643 − 5.400 × 0,065 PCI = 4292kcal / kg (17) Da mesma maneira, corrigiu-se o PCI em função do brix e umidade do bagaço pela eq. 18. PCIum = 4292 − (12 × 2,28) − ( 48,5 × 48,57 ) PCIum = 1908 ,995 kcal / kg (18) 2.1.6 CÁLCULO DAS PERDAS DE CALOR NA GERAÇÃO DE VAPOR E EFICIÊNCIA DE CALDEIRAS. É sabido que a eficiência da combustão se dá através da quantidade de calor fornecida pelo combustível para a evaporação da água. Assim, determinaram-se as perdas de calor para a verificação do valor final. Calculou-se a perda por condensação em função da umidade média do bagaço que alimenta as caldeiras através da eq. 19. PPC = (312,6 - 2,68 × 48,57 )× 100 2282,0345 (19) PPC = 8% Determinou-se a perda por calor sensível pela eq. 20 e analogamente a eq. 21 que consideram a diferença de temperatura do ar na entrada e na saída da caldeira. 56 200 − 30 0,14 + 0,85 PCSen = 10,81% PCSen = 0,063 PCSen = 0,063(200 − 30) PCSen = 10,71% (20) (21) As perdas por gases não queimados foram determinadas pela eq. 22 0 ,14 0 ,85 PGNQ = 7 % PGNQ = 4 2 (22) Considerou-se a perda indeterminada em 5%, como sugere o capitulo 01. Assim, a somatória das perdas é de 30,81%, sendo que o calor restante é o transmitido ao vapor, em torno de 69,2%. Verificou-se esta quantidade de calor transmitida pela eq. 23. Mv = ( 4 .250 − 1200 × 0,0228 − 4 .850 × 0, 4857 − 300 ) 0,975 × 0,975 × 0,97 Mv = 1445 kcal (23) Calculou-se então a eficiência da caldeira pela eq. 14. 1445 ×100 2282,0345 Eficiência = 63,32% Eficiência = (14) 57 Determinou-se deste modo, que para a umidade de 48,57% e 49,15% de fibra, a eficiência global da caldeira será de aproximadamente 63,32%. 2.2 ANÁLISE DE RESULTADOS. Uma análise de resultados pode ser feita comparando os valores apresentados nos anexos A e B, que representam dois boletins industriais com médias de umidade próximas ao limite permitido conforme demonstrado no capitulo 01, tabela 1. Os boletins apresentam médias diárias de umidade e pol no bagaço, e os valores das análises feitas durante o dia, de 04 em 04 horas, totalizando seis análises. Também fornece a média diária de pureza do caldo residual, o que juntamente com os dados acima citados, permitem a verificação de todos os demais valores que se deseja conhecer através dos cálculos demonstrados anteriormente. 2.2.1 ANÁLISE DA COMPOSIÇÃODO BAGAÇO. As figuras 5 e 6 demonstram, respectivamente, a composição do bagaço que sai do último terno de moenda e segue para a queima na caldeira, apresentados nos anexos A e B. 58 Umidade 100% 80% Fibra Brix 2,313 2,136 2,515 2,199 2,414 2,073 47,887 48,464 48,485 50,601 50,386 49,127 49,800 49,400 49,000 47,200 47,200 48,800 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 23:59 60% 40% 20% 0% Figura 5 - Composição do bagaço, anexo A Umidade 100% 80% Fibra Brix 2,176 2,108 2,051 2,482 2,198 2,085 45,824 45,092 44,749 46,118 47,002 45,715 52,000 52,800 53,200 51,400 50,800 52,200 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 23:59 60% 40% 20% 0% Figura 6 - Composição do bagaço, anexo B Os eixos x e y representam as coletas de amostras nos horários determinados e a composição percentual do bagaço. 59 Pode-se notar que o bagaço é composto de 2,0 a 2,5% de brix, com os valores variando sempre nesta faixa, independentemente. O restante da composição se dá para umidade e fibra, onde o valor máximo de umidade representa o valor mínimo de fibra e o valor mínimo de umidade, o valor máximo de fibra. Isto pode ser notado na figura 5, em que a análise das 16:00 corresponde a 47,20% de umidade e 50,601% de fibra. Do mesmo modo, na figura 6, análise do 12:00, com valores de 53,20% e 44,749%. A figura 7 ilustra o comportamento da fibra em relação à umidade. Verifica-se neste gráfico que existe uma dispersão dos valores à medida que variam fora da faixa entre 48 e 50%, ilustrando perfeitamente que na medida em que a porcentagem de umidade aumenta, a porcentagem de fibra diminui. Umidade Fibra 54,000 52,000 50,000 48,000 46,000 44,000 42,000 40,000 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 23:59 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 23:59 Figura 7 - Comportamento da fibra em relação à umidade 60 2.2.2 ANÁLISE DE CORREÇÃO DO PODER CALORÍFICO. A partir do valor de umidade, fibra e brix do bagaço, se torna possível conhecer e corrigir o poder calorífico para avaliação das variáveis em seu valor final, e consequentemente, avaliar a sua eficiência como combustível para queima. A tabela 3 apresenta os valores de poder calorífico superior e inferior seco e os valores corrigidos em função das variáveis. Tabela 3 - Correção do poder calorífico Anexo B Anexo A Análises UMIDbg FIBbg BRIXbg PCS PCSum PCI PCIum % % % kcal/kg kcal/kg kcal/kg kcal/kg 15/abr 48,57 49,15 2,28 4643 2282,03 4292 1908,99 04:00 49,8 47,88 2,31 4643 2223,39 4292 1848,94 08:00 49,4 48,46 2,13 4643 2250,18 4292 1870,46 12:00 49 48,48 2,51 4643 2251,15 4292 1885,32 16:00 47,2 50,60 2,19 4643 2349,40 4292 1976,41 20:00 47,2 50,38 2,41 4643 2339,42 4292 1973,83 23:59 48,8 49,12 2,07 4643 2280,96 4292 1900,32 17/set 52,08 45,74 2,18 4643 2123,70 4292 1739,96 04:00 52 45,82 2,17 4643 2127,60 4292 1743,88 08:00 52,8 45,09 2,10 4643 2093,62 4292 1705,90 12:00 53,2 44,74 2,05 4643 2077,69 4292 1687,18 16:00 51,4 46,11 2,48 4643 2141,25 4292 1769,31 20:00 50,8 47,00 2,19 4643 2182,30 4292 1801,82 23:59 52,2 45,715 2,085 4643 2122,54 4292 1735,28 Nota-se que à medida que se elevam os valores da umidade do bagaço, os valores corrigidos de poder calorífico decrescem, sendo significativos os resultados. 61 Para a porcentagem menor de umidade, 47,2%, da análise do anexo A, às 16:00, o PCSum será de 2349,42 kcal/kg e o PCIum de 1976,41 kcal/kg correspondendo aos maiores valores da tabela. O mesmo ocorre para a maior porcentagem da umidade. No anexo B, as 12:00, com 53,2% de umidade, os valores de PCSum e PCIum correspondem a 2077,69 kcal/kg e 1687,18 kcal/kg respectivamente, sendo os menores valores de poder calorífico. Com os valores de poder calorífico superior e inferior do bagaço corrigidos, pode-se, através dos equacionamentos apresentados, verificarem as perdas de calor na caldeira, a quantidade de calor cedida ao vapor e consequentemente à eficiência da queima do combustível. A tabela 4 fornece os valores em relação às análises dos anexos A e B e das médias diárias apresentadas. 62 Tabela 4 - Perdas localizadas de calorias Anexo B Anexo A Análises PPC PCSen % % k tg Ta PGNQ Pindet. ºC ºC Mv Eficiência % % kcal/kg % 15/abr 7,99 10,71 0,06 200 30 7,00 5,00 1444,93 63,31 04:00 8,05 10,71 0,06 200 30 7,00 5,00 1389,56 62,49 08:00 8,00 10,71 0,06 200 30 7,00 5,00 1409,41 62,63 12:00 8,05 10,71 0,06 200 30 7,00 5,00 1423,10 63,21 16:00 7,92 10,71 0,06 200 30 7,00 5,00 1507,10 64,14 20:00 7,95 10,71 0,06 200 30 7,00 5,00 1504,72 64,32 23:59 7,97 10,71 0,06 200 30 7,00 5,00 1436,94 62,99 17/set 8,14 10,71 0,06 200 30 7,00 5,00 1289,06 60,69 04:00 8,14 10,71 0,06 200 30 7,00 5,00 1292,69 60,75 08:00 8,17 10,71 0,06 200 30 7,00 5,00 1257,66 60,07 12:00 8,18 10,71 0,06 200 30 7,00 5,00 1240,40 59,70 16:00 8,16 10,71 0,06 200 30 7,00 5,00 1316,13 61,46 20:00 8,08 10,71 0,06 200 30 7,00 5,00 1346,11 61,68 23:59 8,13 10,71 0,06 200 30 7,00 5,00 1284,75 60,52 As perdas por condensação apresentam-se mais elevadas quando a umidade é alta, por se tratar do calor latente cedido. Desta maneira, quanto mais úmido estiver o bagaço, mais calor será necessário para evaporar esta água antes da queima. As perdas por calor sensível, por gases não queimados e as perdas indeterminadas não variam em relação aos componentes do bagaço, e sim aos fatores operacionais e construtivos das caldeiras. Deste modo, apresentam-se constantes para as análises apresentadas, considerando-se as temperaturas de entrada de ar na fornalha e saída na chaminé, apresentados nas demonstrações de cálculos anteriores. A quantidade de caloria transmitida ao vapor apresenta-se maior quando a umidade for baixa. Nota-se que 1507,10 kcal/kg é o valor mais expressivo de poder 63 calorífico, que corresponde à umidade de 47,2%, e 1240,40 kcal/kg é o valor menos significativo, sendo a umidade de 53,2%. Por fim, a eficiência apresenta variações em torno de 4,5%, com os valores máximos e mínimos correspondentes às mesmas umidades já citadas. A seguir, a figura 8 representa o gráfico da eficiência em função da umidade. 65 64 63 62 61 60 59 58 57 47,2 47,2 48,8 49 49,4 49,8 50,8 51,4 52 52,2 52,8 53,2 Figura 8 - Eficiência em função da umidade Os eixos x e y representam, respectivamente, a umidade e eficiência da transferência de calorias ao vapor. O gráfico ilustra de maneira simples a queda da eficiência à medida que a umidade se eleva, sendo que a queda de eficiência apresenta-se em torno de 4,5% e a variação da umidade em torno de 6%. 64 2.3 CONSUMO DE BAGAÇO EM FUNÇÃO DA UMIDADE. 2.3.1 QUANTIDADE DE BAGAÇO OBTIDA NO PROCESSAMENTO DA CANA DE AÇÚCAR. Verificou-se, pela eq. 13, que a quantidade de bagaço que entra na indústria é de 25,73%, ou 257,3 kg/ton de cana moída, para os valores correspondentes ao anexo A. Do mesmo modo, admite-se que para os valores do anexo B, a quantidade de bagaço disponível para consumo das caldeiras será de 29,18%, ou 291,8 kg/ton de cana moída. Considerou-se então, uma indústria de médio porte como a Nova América S.A. Agroenergia, unidade Maracaí, que industrializa 16.000 ton/cana por dia. Para este caso, as quantidades de bagaço disponíveis serão de 171,53 ton/hora e 194,53 ton/hora. Pode-se verificar que para o caso de maior umidade e menor fibra, a quantidade de bagaço será maior que quando a umidade for baixa e a fibra alta, o que caracteriza a extrema importância da análise de sua composição. 65 2.3.2 CONSUMO DE BAGAÇO EM CALDEIRAS. O consumo de bagaço depende das características da caldeira e também da análise das características do combustível. A figura 9 ilustra o sistema de alimentação de bagaço nas caldeiras. Figura 9 - Sistema de alimentação de bagaço A figura 10 ilustra o excedente do bagaço que não foi consumido nas caldeiras para a geração do vapor e será armazenado em montes. 66 Figura 10 - Excedente de bagaço Deve-se conhecer a quantidade de vapor que a indústria necessita e os valores de temperatura da água na entrada e saída. Para o bagaço como combustível, este é o ponto exato onde a umidade influencia diretamente nas suas características, pois, com a variação de seu poder calorífico, muda-se também a quantidade a ser consumida pela caldeira para a mesma produção de vapor. Considerou-se neste estudo, uma das três caldeiras instaladas na unidade Maracaí, que produz 200 ton/hora de vapor, com a água entrando a 120° e saindo a 300°C. Como o calor específico da água é 1.000 kcal/kg, a quantidade de calorias necessárias para esta situação será de 3,6x1010 kcal/kg. Deste modo, sabendo-se a quantidade de calorias necessárias para a elevação da temperatura de 200 ton/hora de água em 180°C, a quantidade de bagaço consumida irá variar de acordo com o poder calorífico, partindo-se do princípio que o ar entra na fornalha a 30°C e sai a 200°C. 67 Assim sendo, o consumo de bagaço na caldeira será de 111 ton/hora quando o PCIum for 1908,99 kcal/kg, o que corresponde aos valores do anexo A. Para esta situação ainda, a produção de bagaço é de 171,53 ton/hora, o que corresponde a uma sobra de 60,53 ton/hora, ou 1.452,72 ton/dia. Para os valores do anexo B, o consumo de bagaço na caldeira será de 121,70 ton/hora para o PCIum de 1739,96 kcal/kg e a produção de bagaço de 194,53 ton/hora, sendo que o excedente será de 72,83 ton/hora, ou 1.747,92 ton/dia. Nota-se que o consumo de bagaço é maior para os dias em que a umidade se eleva, justamente para suprir a necessidade de calorias para a mesma quantidade de vapor produzida sem que a indústria sofra diminuição na demanda de vapor. A diferença de consumo de bagaço entre os valores mínimos de umidade, 48%, e máximos, 52%, é de 10,7 ton/hora, ou 256,8 ton/dia, ou seja, para as caldeiras onde o consumo é de cerca de 120 ton/hora, a diferença do dia poderia suprir a demanda em 02 horas nas melhores condições. Considerou-se para esta indústria, uma safra de 200 dias, operando a todo vapor. Se esta safra tiver a média de umidade em torno de 48%, o consumo de bagaço durante o ano será de 532.800 ton/safra, a produção de bagaço 823.344 ton/safra e o excedente 290.544 ton/safra. Já para o caso de umidade alta, na faixa de 52%, o consumo de bagaço anual será 584.160 ton/safra, a produção de bagaço de 933.744 ton/safra e o excedente 349.584 ton/safra. Nota-se então, que o excedente de bagaço é maior para a umidade em torno de 52%, o que não representa mais energia para se consumir nas caldeiras, e requer um espaço maior para sua armazenagem. 68 2.4 CONSUMO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA. Considerou-se para esta análise, um dos três turbo geradores de energia, instalado na unidade Maracaí, com capacidade de gerar 20 MWh, com um consumo de 80 ton/hora de vapor. Para as condições de produção de vapor apresentadas até aqui, são necessários 1,44x1010 kcal/kg para produzir 80 ton/hora de vapor. Deste modo, o volume de bagaço consumido será de 44,37 ton/hora para quando o PCIum for 1908,99 kcal/kg, equivalente a umidade de 48,57%, considerada baixa. Para a umidade alta de 52,08% e PCIum de 1739,96 kcal/kg a massa de bagaço necessária será de 48,68 ton/hora. A diferença entre os valores é de 4,31 ton/hora de bagaço consumido para a mesma produção de vapor, o que demonstra que para cada 10 horas trabalhadas, o equipamento terá uma autonomia de 01 hora se a umidade estiver na casa de 48%. 2.5 MEDIDAS CORRETIVAS PARA CONTROLE DE PROCESSO EM MOENDAS. Para se obter um bagaço de qualidade que garanta uma boa queima nas caldeiras e eficiência dentro de valores adequados, o processo de moagem deve ser monitorado e suas variáveis controladas afim de que medidas e ações de corretivas possam ser tomadas caso os valores não sejam satisfatórios. 69 As variáveis que influenciam diretamente na qualidade do bagaço são a umidade e a pol, que por sua vez, influenciarão nos valores de fibra e brix. O capitulo 01, apresenta os valores em que estas variáveis devem se adequar, como dispostos na tabela 1. Os principais efeitos para se analisar são os casos em que os números excedem a faixa de trabalho permitida. As causas mais comuns que fazem os valores excederem as faixas de trabalho permitidas são a falta de água de embebição, pressão hidráulica do acumulador baixa, rotação alta do acionamento, colchão de cana baixo, índice de preparo baixo, temperatura de água de embebição baixa, triangulação dos rolos aberta demais, pentes gastos ou desregulados, transbordamento de caldo no pente do rolo superior, baixa oscilação do rolo superior e má conservação dos rolos. Para estas situações as correções cabíveis de serem executadas são aumentar a água de embebição, regular a pressão hidráulica aumentando até que se estabilize, diminuir a rotação do acionamento diminuindo a velocidade de esmagamento da cana, aumentar o nível do colchão de cana para melhorar o atrito entre os rolos, revisar os componentes do nivelador, picador, desfibrador e espalhador, aumentar a mistura de água condensada para elevar a temperatura da água de embebição, verificar com a engenharia a triangulação dos rolos, trocar ou regular os pentes, regular a pressão hidráulica do cabeçote e melhorar o chapisco. Nota-se a necessidade de se conhecer o equipamento e seus componentes para que as medidas possam ser tomadas corretamente sem afetar outros itens. Quando todas as medidas forem verificadas e os valores ainda continuarem fora da faixa de trabalho deve-se aguardar as próximas análises onde uma nova 70 avaliação pode ser feita e até mesmo uma parada programada ser sugerida para manutenção do equipamento. Para valores mínimos, não citados na tabela 1, podem ser 1,0 e 48% para pol e umidade respectivamente. Números baixos são aceitos para um curto período de tempo, porém, se excederem o mínimo por um tempo razoavelmente longo, podem desgastar os componentes dos ternos provocando posteriormente a dificuldade em se manter os valores nos padrões adequados. 71 CONCLUSÃO As usinas produtoras de açúcar e álcool através da industrialização da cana de açúcar estão em alta, não só pela competitividade de seus produtos no mercado nacional e internacional, mas também pela capacidade de coogerar energia elétrica pelo excedente de bagaço de cana obtido na moagem, o que faz com que o governo proporcione condições de investimentos para este tipo de agronegócio, tanto para implantação de novas indústrias como para a modernização de plantas existentes. Para que seja possível a venda de energia elétrica para as concessionárias do governo, as empresas precisam primeiro suprir suas próprias necessidades de consumo de vapor e energia na indústria. Para tanto é necessário que a produção esteja balanceada e dentro de limites estabelecidos para que o bagaço e o vapor possam exceder, a fim de produzir energia elétrica e atender a demanda estabelecida pela concessionária. O parâmetro mais importante como vimos, é o bagaço utilizado na alimentação das caldeiras, e suas características influenciam diretamente no rendimento da produção de vapor. Hora a baixa umidade produz vapor com um consumo menor de bagaço, hora a alta umidade requer um maior consumo para a mesma quantidade produzida, tornando o processo menos eficiente. Além de que, 72 com a baixa umidade, a quantidade de bagaço que sai das moendas é menor, facilitando a armazenagem do excedente. Neste estudo, observou-se ainda que a relação entre a umidade e eficiência é inversamente proporcional, sendo que para o aumento de 1% na umidade, acarreta aproximadamente na perda de 1% de eficiência na produção de vapor. Portanto, as medidas de controle e análise do bagaço final das moendas é de extrema importância nas indústrias de açúcar e álcool, pois, como na prática raramente se mede a quantidade de bagaço consumida pelas caldeiras devido a variação de volume em função da fibra, os cálculos tornam-se fundamentais para mensuração e controle da produção. Por fim, para a coogeração de energia elétrica, é de suma importância a avaliação e controle de comportamento e rendimento das moendas e consequentemente a qualidade do bagaço que esta fornecerá para o processo em termos de umidade, pois a diminuição do consumo do mesmo pode demandar um autonomia maior aos turbo geradores e consequentemente maior produção de energia elétrica a ser revendida as concessionárias. 73 ANEXO A 74 75 76 77 ANEXO B 78 79 80 81 BIBLIOGRAFIA Bagaço da cana dá 20% da energia e pode evitar apagão.(2009) http://www.financeone.com.br, (28 Fev). BOTÃO, S. G; LACAVA, P. M. (2003). Uso do bagaço da cana de açúcar para coogeração de energia elétrica, no estado de São Paulo e a comercialização do excedente da energia gerada. Revista biociência. Taubaté. Vol. 9, n.3, p. 17-37. Brasil: um importante produtor de energia hidrelétrica. (2009) http://www.dams.org/, (28 Fev). DELGADO, A. A. e CESAR, M. A. A. (1990). Elementos de tecnologia e engenharia do açúcar de cana. Piracicaba, Departamento de Tecnologia Rural. ESALQ/USP. FERNANDES, A. C. (2000). Cálculos na agroindústria da cana-de-açúcar. Piracicaba, STAB. HUGOT, E. (1977). Manual da engenharia açucareira. Trad. por Hélio Morganti, São Paulo, Mestre Jou. 82 PAYNE, J. H. (1989). Operações unitárias na produção de açúcar de cana. Trad. por Florenal Zaperlon, São Paulo, Novel Stab. Poder calorífico de combustíveis (2009). http://www.mundoeducacao.com.br, (16 Fev). PRIETO, M. G. S. (2003). Alternativas de coogeração na indústria sucroalcooleira, estudo de caso. Campinas, 282p. Tese (Doutorado) – Faculdade de engenharia mecânica. Universidade Estadual de Campinas.