Dez questões mais frequentes sobre cozimento contínuo
Durante os últimos anos instalamos e partimos no Brasil mais de 50 tachos contínuos com tecnologia FIVES para as mais diversas aplicações.
Com a recuperação dos preços do açúcar no mercado internacional, propiciando assim uma maior atratividade nos investimentos para aumento de produção, voltamos a receber recentemente diversas consultas sobre esta tecnologia.
Normalmente os técnicos que nos consultam têm muitas dúvidas a respeito das vantagens e das desvantagens da tecnologia que, embora seja relativamente nova no Brasil, está completamente consolidada já que o primeiro tacho contínuo FIVES entrou em operação na França em 1968, portanto há mais de trinta anos.
Este texto procura listar as dez questões mais frequentes e indicar os critérios para uma correta comparação entre cozimento em bateladas e cozimento contínuo.
Conheça abaixo nosso projeto da Fábrica Compacta de Açúcar da Usina Ivinhema (ADECOAGRO). Essa unidade produz 30.000 sc/dia de açúcar VHP em processo contínuo e totalmente automatizado, operando com tachos contínuos de Massa A e Massa B.
1. O TACHO CONTÍNUO USA MENOS VAPOR E MENOS ÁGUA?
Teoricamente não, mas na prática sim.
Na teoria, se queremos produzir certa quantidade de massa cozida por hora, com certo brix e a partir de certo xarope ou mel, podemos calcular a quantidade de água a ser evaporada por hora. 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, 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 que está sendo produzido.
Na prática, o tacho em bateladas é vaporizado de três a oito vezes por dia (dependendo da massa cozida), e esta operação gera água doce que significa diluição no processo, além do esquenta / esfria sistemático do equipamento, que também significa consumo de vapor. Um tacho contínuo pode operar sem parar até oito semanas para massa C, quatro semanas para massa B e 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. Nestes casos, é preferível discutir esta vantagem com quem já opera tacho contínuo.
2. QUAIS SÃO OS CRITÉRIOS PARA AVALIAR UM PROJETO DE TACHO CONTÍNUO?
Quando analisamos os aspectos que influenciam, por exemplo, a extração de uma linha de moendas, verificamos que apesar de haver inúmeros deles, dois são fundamentais: o índice de preparação da cana e o nível de embebição.
Com tachos contínuos ocorre algo semelhante. Existem inúmeros aspectos de projeto a serem comparados, mas dois são fundamentais: o grau de intensidade de circulação da massa cozida 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.
É muito difícil operar um tacho contínuo manualmente, embora não impossível em condições críticas. 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 FIVES tem um exclusivo sistema de automação preditivo (não necessita nenhum tipo de sonda), muito mais barato do que os sistemas de automação corretivos (por meio de sondas). Estes últimos é que são obrigatoriamente usados nos tachos em bateladas.
3. COMO COMPARAR CAPACIDADES DE TACHOS CONTÍNUOS E EM BATELADAS?
Não podemos comparar em função da capacidade volumétrica dos equipamentos.
Tachos em bateladas têm relação S/V (superfície/volume) na faixa de 0,70 a 0,80 m2/hl, e tachos contínuos tem relação S/V na faixa de 1,00 a 1,10 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.
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 1000 hl corresponde aproximadamente a três tachos em bateladas de 500 hl cada um.
Esta é uma comparação grosseira e preliminar. Outros fatores importantes, que vamos discutir mais à frente, como a temperatura do vapor de aquecimento, podem alterar esta comparação em favor do tacho contínuo.
Para uma comparação definitiva é necessário fazer um balanço de massa detalhado e comparar as respectivas produções e graus de esgotamento da massa cozida.
4. TACHOS CONTÍNUOS SÓ PODEM OPERAR EM MASSAS DE BAIXA PUREZA?
Não. Existem tachos contínuos operando até em massas de refinaria há mais de vinte anos. O importante é adequar o projeto do tacho para poder operar em alta pureza.
Existe a argumentação de que tachos contínuos produzem grumos ou conglomerados que iriam ocasionar pontos pretos no açúcar.
Na prática temos no Brasil tachos contínuos operando na produção de massa A e com os clientes satisfeitos.
Portanto, a escolha de qual massa processar em tachos contínuos vai depender de estudos técnicos e econômicos detalhados para cada caso em particular.
5. TACHOS CONTÍNUOS OCUPAM MENOS ESPAÇO NA FÁBRICA?
Normalmente sim, pois são equipamentos mais compactos. É preciso verificar no seu caso em particular se esta é uma vantagem significativa ou não.
Se não há espaço disponível no prédio, o tacho contínuo pode perfeitamente ser instalado ao tempo, pois não necessita de operador em nenhuma hipótese.
6. COMO VOU AMPLIAR A MINHA CAPACIDADE SE O TACHO É CONTÍNUO?
Esta é uma característica dos tachos em bateladas. Você pode aumentar a sua capacidade instalando um ou dois tachos a mais na sua planta.
Já os tachos contínuos FIVES, que instalamos no Brasil, são os únicos cujo projeto avançado permite esta possibilidade de aumento de capacidade no futuro.
Como o tacho contínuo FIVES possui feixe tubular horizontal, basta montar um número menor de tubos e trabalhar com um nível mais baixo de massa cozida. Quando você quiser aumentar a produção, basta montar mais tubos. Trata-se de recurso que já foi utilizado com sucesso em várias oportunidades no Brasil, e que é exclusivo desta tecnologia.
7. TACHOS CONTÍNUOS NECESSITAM DE CIRCULADORES MECÂNICOS?
Absolutamente não. Como tachos contínuos são projetados para se obter uma circulação ideal da massa cozida, eles nunca são equipados com circuladores mecânicos, mesmo trabalhando com vapor de aquecimento de baixa temperatura.
Aqui vale lembrar que estamos falando de equipamentos que foram especialmente desenhados para operar cozimento contínuo.
Não estamos falando de tachos em bateladas empilhados uns sobre os outros, cujo grau de circulação muito pobre da massa cozida obriga o fabricante a utilizar circuladores mecânicos com alta potência instalada.
8. TACHOS CONTÍNUOS SÃO MAIS CAROS DO QUE OS EM BATELADAS?
Depende do critério de comparação. Podemos falar pelos tachos FIVES que instalamos no Brasil, os quais mostraram serem os mais competitivos nas concorrências promovidas pelas usinas.
Uma comparação correta 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 FIVES têm espelhos e tubulação em aço inoxidável AISI 304, e 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, etc, 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 é 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 capacidades volumétricas dos equipamentos.
9. E SE EU PRETENDO USAR VAPOR V2 OU VAPOR V3?
Neste caso o tacho contínuo ficará ainda mais barato, pois o tacho em bateladas deverá vir equipado com circulador mecânico. Naturalmente estamos falando de circuladores mecânicos bem projetados, fabricados por quem entende do assunto, e não de circuladores mecânicos fabricados por amadores e cuja capacidade de bombeamento nem mesmo o fabricante sabe qual será!
10. COMO VOU SABER SE ESTAS RESPOSTAS ESTÃO CORRETAS?
Só há uma maneira de conferir: fale com quem já opera tachos contínuos.