Cozimento em Bateladas X Cozimento Contínuo

Tem ocorrido uma recuperação dos preços do açúcar no mercado internacional, propiciando assim uma maior atratividade nos investimentos para o aumento da produção deste produto. E aumento de produção de açúcar pode eventualmente significar aumento de capacidade no setor de cozimento.

Entre os técnicos do setor podem ainda existir algumas dúvidas a respeito das vantagens e das desvantagens da aplicação da tecnologia de cozimento contínuo, embora a mesma esteja sendo utilizada no Brasil com sucesso há pelo menos 20 anos.

Este texto procura discutir as dúvidas mais frequentes sobre esta tecnologia e indicar os critérios para uma comparação adequada entre o cozimento em bateladas e o cozimento contínuo.

Uma primeira questão diz respeito ao consumo de vapor e de água. Teoricamente o cozimento contínuo não deveria consumir menos vapor, mas na prática consome sim menos vapor.

Na teoria, se queremos produzir certa quantidade de massa cozida, com certo brix e a partir de certo xarope ou mel, podemos calcular a quantidade de água a ser evaporada. Com este valor determinamos a quantidade de vapor necessária para evaporar a água. Por consequência, definimos a quantidade de água de resfriamento necessária nos condensadores, tanto faz se o cozimento é em bateladas ou contínuo.

Na prática, o cozimento contínuo evita picos de consumo de vapor nos tachos em bateladas, os quais afetam os níveis de sangria da evaporação, que por sua vez afetam o consumo de vapor de escape e fazem variar o brix do xarope produzido na evaporação.

Na prática, o tacho em bateladas é vaporizado de quatro a seis vezes por dia (dependendo da massa cozida), e esta operação gera água doce que significa diluição no processo, além do esquentar e esfriar sistematicamente o equipamento, o que também significa consumo de vapor. Um tacho contínuo pode operar sem parar por até oito semanas para massa C, por quatro semanas para massa B e por duas semanas para massa A, dependendo da pureza das massas cozidas processadas.

Os tachos em bateladas também perdem muito tempo para formação do vácuo no início de cada ciclo. Se você quiser formar o vácuo rapidamente, necessita de bomba de vácuo de partida, cuja potência instalada é alta. São problemas que não ocorrem com o cozimento contínuo.

Podemos fazer algumas simulações específicas para cada usina, mas não é fácil mensurar esta vantagem de forma absoluta. Assim, é preferível confirmar esta vantagem com quem já opera tachos contínuos.

Outro aspecto importante é a comparação de capacidades entre os dois sistemas. Tachos em bateladas têm relação S/V (superfície/volume) na faixa de 0,65 a 0,75 m²/hl, e tachos contínuos tem relação S/V na faixa de 1,0 a 1,1 m²/hl.

Portanto, como é a superfície de troca térmica que determina a capacidade evaporativa do equipamento, a comparação correta é entre as respectivas áreas de troca térmica. Normalmente tachos contínuos têm cerca de 35% a mais de superfície de troca térmica para um mesmo volume nominal de massa cozida. Por outro lado, os tempos mortos em tachos contínuos são muito menores do que os tempos mortos em tachos em bateladas.

Desta maneira, grosso modo, admite-se na prática que um tacho contínuo tem cerca de 40% a mais de capacidade do que um tacho em bateladas de mesmo volume. Por exemplo, um tacho contínuo de 1100 hl corresponde aproximadamente a três tachos em bateladas de 500 hl cada um. Outros fatores importantes, como a temperatura do vapor de aquecimento, podem alterar esta comparação em favor do tacho contínuo, o qual utiliza normalmente vapor V2 ou V3.

Para uma comparação definitiva é necessário fazer um balanço de massa e de energia específico e comparar as respectivas produções e graus de esgotamento da massa cozida.

O ganho energético com o cozimento contínuo é tanto maior quanto maior for a quantidade de massa correspondente processada. Neste sentido, ganhamos mais energia com cozimento contínuo nas massas de alta pureza. Existem tachos contínuos operando até em massas de refinaria há pelo menos trinta anos. O importante é adequar o projeto do tacho para poder operar com alta pureza. Existe o preconceito de que tachos contínuos produzem grumos ou conglomerados que iriam ocasionar pontos pretos no açúcar, mas sistemas automáticos de limpeza periódica, sem a interrupção do processo, tem resolvido esta questão na prática.

Normalmente os tachos contínuos ocupam menor espaço horizontal na indústria, pois são equipamentos mais compactos. É preciso verificar em cada caso particular se esta é uma vantagem significativa ou não. O tacho contínuo pode perfeitamente ser instalado ao tempo, pois não necessita de operador.

Mesmo com vapor de aquecimento de baixa temperatura, por exemplo V3, os tachos contínuos não necessitam de circuladores mecânicos, pois são projetados para se obter uma circulação ideal da massa cozida em função da baixa camada de massa cozida sobre o feixe tubular.

Quando analisamos tachos contínuos com tecnologias diferentes existem inúmeros aspectos de projeto a serem comparados, mas três são fundamentais: o grau de intensidade de circulação da massa cozida, a garantia de remoção dos gases incondensáveis e a confiabilidade do sistema de automação.

O projeto deve ter características que garantam um alto grau de circulação da massa cozida. Quanto mais intensa for esta circulação, mais homogênea será a massa cozida e assim menor será o risco de ocorrência de pontos frios ou quentes. Boa circulação garante alta produtividade e bom esgotamento do licor mãe. O projeto deve assim ser analisado no sentido de avaliar se a circulação da massa cozida é devidamente favorecida pela geometria do equipamento. Por outro lado, eventuais bolsas de gases incondensáveis na calandra provocam pontos frios que prejudicam a circulação da massa cozida.

É muito difícil operar um tacho contínuo em modo manual, embora não impossível em condições críticas, e por esta razão o sistema de automação deve ter máxima confiabilidade e deve ser simples para poder ser operado por pessoal sem alto grau de especialização. O sistema de automação deve, portanto, ser avaliado e comparado em detalhes.

Os tachos contínuos equipados com sistema preditivo de automação, que não necessita nenhum tipo de sonda, são mais baratos do que os equipados com sistema corretivo de automação, que operam por meio de sondas.

Com relação ao custo inicial da instalação, uma comparação correta entre cozimento em bateladas e contínuo deve levar em conta os seguintes fatores:

• superfície de troca térmica instalada;
• materiais dos espelhos e dos tubos;
• nível de automação dos tachos.

Como vimos anteriormente, a superfície de troca térmica é o fator determinante da capacidade, e assim deve ser levada em conta.

Os tachos contínuos usualmentetêm espelhos e tubulação em aço inoxidável AISI 304 ou equivalente, portanto os tachos em bateladas correspondentes deveriam ser também orçados com estes materiais para uma comparação correta.

Tachos contínuos são totalmente automatizados, não necessitam de operador. A maioria dos tachos em bateladas é operada manualmente. Alguns tachos em bateladas são parcialmente automatizados. Muito poucos tachos em bateladas são totalmente automatizados, tendo inclusive todas as válvulas de descarga, limpeza, corte, entre outras, operando de forma automática. Estes últimos apenas é que não necessitam de operadores. Portanto, uma comparação correta deve levar em conta um tacho em bateladas totalmente automatizado.

Quando comparado em igualdade de condições, conforme descrito acima, um tacho contínuo costuma ser mais barato do que os tachos em bateladas com capacidade equivalente. O preconceito de que cozimento contínuo é caro surgiu numa época em que os fabricantes de tachos em bateladas induziam os potenciais compradores a comparar apenas as respectivas capacidades volumétricas dos equipamentos.