Adaptação da dorna pulmão de vinho levurado para separação de partículas inorgânicas por meio de decantação

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Viana, Luiz Carlos Barbosa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bioetanol; Bioethanol; Fermentação; Fermentation; Impurezas inorgânicas; Inorganic impurities; Picnometria; Pycnometry
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/74/74134/tde-22042021-140629/

A produção de matéria prima para indústria sucroalcooleira, a colheita da cana-de-açúcar é um serviço de alto custo. A escassez de mão-de-obra e a legislação ambiental eliminou a queima dos canaviais o que impossibilitou a colheita manual, obrigando que a colheita fosse substituída para o mecanizado. Pela dificuldade de adaptação da máquina colhedora ao solo, este método contribuiu para o aumento das impurezas minerais na cana a ser moída. Nas operações de extração do caldo, são carreados vários tipos de impurezas entre elas a mineral para o processo de produção de etanol. Na clarificação industrial do caldo de cana as impurezas minerais excessivas passam através do fluxo do processo para a fábrica de etanol, mais precisamente para os reatores de fermentação. Após a finalização da fermentação o vinho é conduzido ao processo de centrifugação para separar o fermento do vinho a ser destilado e neste processo ocorre a obstrução dos bicos das centrífugas, causados pelas impurezas oriundas da fermentação. As centrífugas necessitam parar para limpeza, na média a cada duas horas de operação por causa da quantidade de materiais sólidos, impactando na produção e na manutenção das mesmas. Como na indústria de fabricação do etanol não existe equipamento para essa finalidade, então criou-se um separador gravitacional de impurezas minerais na dorna pulmão (dorna de passagem) baseado no processo de decantação por adensamento. Construiu-se uma planta piloto em chapa de aço carbono simulando um micro processo de separação e avaliou-se o equipamento através de balanço de sólidos no vinho usando picnômetria (densidade) com três vazões diferentes. Obteve-se valores de eficiência decrescente 6,45% no primeiro ciclo; 3,87% no segundo ciclo e 3,17% no terceiro ciclo. Utilizando o mesmo princípio do equipamento anterior, criou-se em escala industrial um separador de sólidos que atendesse a demanda urgente da indústria. Este separador de sólidos implantou-se na dorna pulmão existente, cujas eficiências de separação foram obtidas assim: 3,7% na primeira dorna; 4,9% na segunda dorna e 4,3% na terceira dorna. Após a instalação na indústria, a limpeza e manutenção das centrífugas reduziu-se a frequência de duas para cada oito horas de trabalho continuo. Se não houvesse esse equipamento, as impurezas de densidade maior do que 1,0615 seriam retornados pela centrifugação para o próximo ciclo fermentativo, elevando a concentração cada vez mais na fermentação.