Desafios com cristalização? – monitorar e controlar: o que realmente importa

Introdução

A cristalização é a etapa final em uma usina de cana-de-açúcar e se refere à formação dos cristais de açúcar a partir do xarope concentrado.

A cristalização ocorre em cozedores a vácuo. Os cozedores a vácuo são o coração das fábricas de açúcar. A eficiência da fábrica, a qualidade do produto de açúcar, a capacidade da planta e o equilíbrio térmico, tudo depende do funcionamento e controle dos cozedores a vácuo para produzir uma massa cozida de alta qualidade.

Aplicação

O xarope é alimentado nos cozedores a vácuo e evaporado até ficar saturado. A cristalização é iniciada adicionando (ou semeando) cristais de açúcar finos no cozedor. Os cristais começam a crescer e o processo continua até que os cristais atinjam o tamanho especificado.

A mistura resultante é conhecida como massa cozida (cristais de açúcar bruto e melaço). Os cristais de açúcar são separados do melaço por centrifugação e são então lavados com água quente para remover qualquer xarope aderido.

Controle de cristalização

A cristalização só pode ocorrer se a solução estiver supersaturada. A supersaturação é uma função multivariável de vários parâmetros apenas da fase líquida (xarope ou licor-mãe). Os cristais podem crescer apenas se a supersaturação for superior a 1,0.

Nenhum instrumento pode fornecer dados on-line sobre a supersaturação. Sensores convencionais usados para monitorar a cristalização fornecem dados de apenas um único parâmetro de massa cozida. No entanto, dois sensores podem fornecer informações sobre os parâmetros importantes da massa cozida. Esses sensores não são influenciados por outros parâmetros do processo:

  1. O Refratômetro de Processo da Vaisala K-Patents®

A tecnologia de índice de refração é usada com sucesso para a medição seletiva da concentração (Brix) da fase líquida durante o ciclo do cozimento.

  1. Sensor para medição do teor total de sólidos (brix da massa cozida).

O controle da supersaturação é fundamental para o resultado final do ciclo de cozimento. O número de cristais deve permanecer constante desde a semeadura até o final do ciclo. Se a supersaturação sair de seu limite, os cristais vão parar de crescer e podem até mesmo derreter. Se o nível de supersaturação aumentar muito, novos cristais se formarão espontaneamente. A nucleação espontânea resulta em cristais de baixa qualidade de forma e tamanho irregulares (finos e conglomerados) que requerem reprocessamento.

Instrumentação e instalação:

O SeedMaster SM-3 é um transmissor de cristalização e dispositivo de semeadura de terceira geração, exclusivo para ser usado com o Refratômetro de Processo da Vaisala K-Patents®. O SM-3 permite o monitoramento preciso em linha e em tempo real da supersaturação e do conteúdo do cristal ao longo de todo o processo de cristalização e implementação e controle de semeadura automática ou manual. O SeedMaster SM-3 pode ser conectado a um ou dois refratômetros de processo da Vaisala K-Patents® e a um ou dois cozedores.

O SeedMaster SM-3 fornece os seguintes dados:

  1. Coleta de dados eletrônicos dos parâmetros da massa cozida.
  2. Cálculo e transmissão on-line de parâmetros da massa cozida para o controle avançado da cristalização de açúcar.
  3. Organização e armazenamento de dados do histórico dos ciclos.
  4. Comunicação avançada com o sistema de controle.
  5. Semeadura automática dos cozedores a vácuo.
  6. Serve como interface de usuário para a o controle do sistema de cozimento pelos operadores.

O sensor PR-23-GP da Vaisala K-Patents® é instalado diretamente no cozedor. As medições são precisas e confiáveis, pois o prisma permanece limpo devido ao atrito do cristal. A faixa de medição típica nesta aplicação é de 65-90 Brix.

O controle da cristalização com o refratômetro Vaisala K-Patents® aumenta a produtividade, reduz a necessidade de reprocessamento do cristal e garante a alta qualidade do produto.

SeedMaster SM-3 para monitoramento de cristalização de açúcar multiparâmetros e semeadura automática.

O Transmissor de cristalização e dispositivo de semeadura é utilizado com o refratômetro de processo Vaisala K-Patents® PR-23-GP. Ele permite o monitoramento preciso em linha e em tempo real da supersaturação e do conteúdo do cristal durante o ciclo completo, e a implementação e controle automático ou manual da semeadura.

O Refratômetro de Processo da Vaisala K-Patents® PR-23-GP é um refratômetro industrial para cristalizadores. Instalação através de uma conexão de flange e adaptador de contraflange para instalações nos cozedores a vácuo.

Faixa de medição: Índice de refração (nD) 1,3200 – 1,5300, correspondendo a 0-100 Brix.
Sistema de lavagem de prisma com água morna: O sistema de lavagem do prisma integrado no refratômetro Vaisala K-Patents PR-23-GP® ajuda a evitar o depósito de cristais ou incrustações na superfície do prisma. Os componentes do sistema de lavagem do prisma são: um refratômetro com um bico de limpeza montado na sonda do refratômetro, uma fonte de água de alimentação quente (condensado quente) e um transmissor de indicação com relés embutidos para acionar a válvula de água e controlar a lavagem.

No Brasil, a Vaisala K-Patents® é representada pela Elof Hansson Ltda., que fornece os equipamentos, peças e assistência técnica local.

Elof Hansson Ltda.
Fone: +55 11 3101-5257
comercial@elofhansson.com
www.elofhansson.com.br
www.vaisala.com

A Elof Hansson é patrocinadora do Webmeeting Fermentec Reunião Anual 2021

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