Fermentec News

Após dois anos de interrupção, a Fermentec volta a realizar a sua Reunião Anual presencial no Centro de Convenções de Ribeirão Preto. O reencontro aconteceu no ano em que a Fermentec celebra os 45 anos e foi marcado pelo recorde de público com a presença de 736 pessoas que lotaram o auditório. Nos últimos dois anos, a Fermentec manteve a reunião no formato on-line com os webmeetings.

Nesta edição de 2022, os clientes Fermentec conferiram as atualizações sobre as leveduras, processos industriais, açúcar, além de um painel exclusivo que abordou de forma global o etanol de milho, desde as tecnologias para produção, passando por oportunidades de mercado e acesso a investimentos. Além das palestras, o evento também conta com uma feira em que 28 empresas puderam expor seus mais recentes lançamentos.

Confira um resumo da Reunião Anual da Fermentec de 2022:

Primeiro dia

Abertura

O presidente da Fermentec, Henrique Berbert de Amorim Neto, abriu a Reunião Anual de 2022, que celebra o aniversário de 45 anos da empresa, com uma reflexão sobre presente, passado e futuro com foco no tripé que sempre norteou as atividades: pesquisa, consultoria e capacitação de pessoas. Nos últimos 10 anos foi associada a esse tripé a área de engenharia que liderou projetos nas áreas de produção de etanol de cana, milho e melaço de soja, além de fábrica de açúcar e de leveduras secas. Toda a expertise acumulada ao longo desses 45 anos já foi medida e traduzida em números. Para cada um real investido pelo cliente, a Fermentec gerou um retorno de 240 reais, ou seja, foram mais de R$ 12 bilhões em otimização de recursos “a obstinação pelo conhecimento é o nosso grande valor para trabalharmos neste setor tão importante, que é um dos motores da economia brasileira”, concluiu Amorim Neto.

O fundador da Fermentec, Henrique Vianna de Amorim, reforçou a importância da análise estatística ao setor e para a história da empresa. O professor Amorim relembrou que ao iniciar consultoria com as usinas em 1977 fez uma análise estatística dos últimos cinco anos que revelou uma série de características do processo. Com muita pesquisa e experimentos, foi possível compreender o comportamento da fermentação e chegar a evoluções que permitiram a redução do tempo de produção e da contaminação e aumento da eficiência “tudo isso nos deu a base para o que fazemos hoje”, afirmou o professor Amorim.

Na terceira apresentação da abertura da Reunião Anual, Silene de Lima Paulillo, destacou o papel da Fermentec na educação. A empresa iniciou o Programa de Articulação da Formação Profissional Média e Superior em parceria com o Centro Paula Souza com o curso de química da Etec e Fatec de Piracicaba. Por meio deste convênio de cooperação técnico-operacional, os estudantes terão uma vivência do mercado de trabalho e vão adquirir conhecimento além da química, com preparação para entrevistas, elaboração de currículo, entre outras habilidades. Os alunos, inclusive, estiveram presentes na Reunião Anual.

Encerrando as palestras da abertura da Reunião Anual, Alexandre Barreto lançou o hub de inovação. A iniciativa, liderada pela Fermentec, vai integrar empresas, usinas universidades e startups formando um ecossistema para gerar um entendimento em cadeia e mitigar as dores do setor. Por meio de mentorias e workshops, serão promovidos desafios para estimular novas ideias. Todas as empresas que participaram da Reunião Anual estão convidadas a participar do hub de inovação.

Indústria e açúcar

Na primeira palestra técnica do dia, Guilherme Marengo Ferreira apresentou a tecnologia X-TRALEV que recupera e seca o levedo utilizado na fermentação. A recuperação dessa biomassa do processo, além de potencializar a produção de levedura seca, que traz receita para a usina, reduz os impactos ambientais, o consumo de vapor e evita problemas de incrustações nos aparelhos de destilação. A tecnologia melhora o manejo da vinhaça minimizando problemas com mau cheiro, entre outros. Na palestra, Ferreira também apresentou o projeto executivo deste conceito na destilaria Soderal, no Equador.

Rudimar Cherubin detalhou a Resolução da Diretoria Colegiada (RDC) 331/2019, da Anvisa, que envolve toda a cadeia produtiva de alimentos. A RDC determina padrões microbiológicos para o fornecimento de alimentos prontos para os consumidores. Um padrão microbiológico é um conjunto de critérios que avaliam a presença, ausência ou população de microrganismos, bem como concentração de toxinas ou metabólitos em quantidades que não afetem a saúde dos consumidores. A RDC estabelece as metodologias que devem ser utilizadas na coleta, acondicionamento, transporte e análise de alimentos, entre outros procedimentos. Cherubin também explicou os critérios da resolução para classificação do açúcar.

O guaiacol é um composto orgânico produzido por bactérias que vem preocupando a indústria de bebidas. Estudo feito pelo ITAL identificou 22% das amostras de suco contaminadas pelo guaiacol. Mário Lucio Lopes mostrou como a Fermentec está pesquisando as amostras das usinas utilizando as metodologias ICUMSA, mais tradicional no setor, e com PCR (método rápido) que está em desenvolvimento. Das amostras analisadas, 70% apresentaram bactérias produtoras de guaiacol. Os métodos moleculares abrem uma nova perspectiva para as análises capazes de detectar as bactérias produtoras de guaiacol.

Assim como a usina, a levedura também pode alterar o seu “mix de produção”. Segundo Eduardo Borges, a levedura pode produzir diferentes coprodutos dependendo das condições da fermentação. Depois do etanol e do gás carbônico, o glicerol é o principal coproduto da levedura. Entre os ácidos, o succínico é o principal que também influencia a produção de glicerol. Borges também mostrou que são necessários 2,5 gramas de açúcar para produzir um grama de biomassa, mas essa conversão depende das condições do processo.

A quantificação do ART do mosto é uma das principais medições que devem ser monitoradas nas unidades produtoras de etanol, sejam as destilarias anexas ou autônomas. Claudemir Bernardino apresentou alguns cases com comparativos entre o volume de mosto obtido por diferenças entre vinho e cuba, medidos por réguas nos respectivos costados e pelos diferentes tipos de medidores de vazão. Resultados preliminares abrem a possibilidade do uso dos medidores de vazão para a quantificação do ART do mosto e, consequentemente, a obtenção do rendimento geral da destilaria.

Painel de etanol de milho

A Reunião Anual de 2022 conta com um painel exclusivo para o etanol de milho. Quem abriu as atividades foi Alexandre Godoy, que explicou como é feita a fermentação com milho e os avanços tecnológicos para elevar a produtividade. Com o StarchCane, tecnologia desenvolvida pela Fermentec, com uma tonelada de milho é possível produzir até 455 litros de etanol, até 350 quilos de DDGS e entre 18 e 20 litros de óleo. Todos eles produtos com alta demanda no país. O StarchCane é a primeira tecnologia do mundo para fazer a fermentação de milho com o reciclo de leveduras. As elevadas produtividades viabilizam a produção de etanol em qualquer lugar do Brasil.

Ronan Giulianeli, diretor da AgroGalaxy, explicou o funcionamento da plataforma B2B (business to business) que integra pequenos e médios agricultores com serviços da agroindústria. A empresa está presente em 12 estados e em mais de mil municípios no Brasil. O trabalho da AgroGalaxy é fazer a originação de grãos com operação própria ou parceiros, o que garante mais flexibilidade aos agricultores na venda do milho. Hoje a plataforma origina um milhão de toneladas de milho com 65% do volume produzido nas regiões Centro-Oeste, Sudeste e Sul do Brasil.

O sócio-proprietário da Vinculum Agro, Ângelo Pedrosa, falou sobre o potencial do mercado de DDGS, o subproduto da fermentação do etanol de milho, nas regiões Sul e Sudeste do Brasil. Hoje o mercado de nutrição animal no país consome 85 milhões de toneladas de milho e soja e conta com mais de três mil fábricas de ração, a maior parte localizada nas regiões Sudeste e Centro-Oeste que também contam com grandes rebanhos de gado de corte, um cenário favorável para comercialização de DDGS com grande capacidade de exportação pelos portos brasileiros.

O presidente da União Nacional do Etanol de Milho (UNEM), Guilherme Nolasco, afirmou que após anos de preços baixos, houve uma valorização do grão o que exige maior viabilidade de produção para suportar esse aumento do valor do milho. De acordo com Nolasco, o setor está saltando de uma produção de 380 litros de etanol por tonelada de milho para 440. Antes a participação do DDGS e do óleo de milho no preço do grão era de 50%. Agora já foi reduzido para 26%. Atualmente existem 18 usinas de etanol de milho em operação, seis em ampliação e nove com autorização de construção. A UNEM prevê que na safra 2030/31 a produção do etanol de milho pode chegar a 9,6 bilhões de litros.

Etanol de milho também é uma oportunidade para o produtor de cana. Quem afirma é o presidente da Associação dos Produtores de Soja e Milho do Estado de São Paulo, Azael Pizzolato. Segundo ele, o milho pode ser um complemento da cultura de cana sendo uma opção para a reforma do canavial com o aproveitamento do mercado consumidor que hoje compra a cana, já que o etanol de milho é uma realidade brasileira. Pode ser uma saída para produtores que buscam diversificar os negócios.

O diretor comercial da Combio Energias Renováveis, Gustavo Marchezin, apresentou os benefícios do setor em terceirizar o fornecimento de energia térmica e elétrica renováveis. O Brasil tem vocação para a biomassa com cultivo de eucalipto e pinus, além dos resíduos da agricultura. A terceirização é atuar em toda a cadeia de energia, ou seja, implantar uma indústria dentro da indústria para gerar energia térmica utilizando biomassa. Marchezin apresentou na Reunião Anual alguns modelos que podem ser adotados na geração de energia.

O diretor de infraestrutura da Swell, Douglas Lucio e Silva, explicou como funciona o Consórcio Corn Capital que está investindo na construção de usinas produtoras de etanol de milho impulsionada por uma projeção de demanda crescente de energia a cada ano. O consórcio, formando pela Swell, pela alemã Brid e pela Fermentec, vai unir tecnologia e produtividade. Silva afirma que o milho vai abrir as portas do Brasil para o mundo.

Segundo dia

Quase quatro bilhões de litros de etanol. Este é o resultado alcançado pelas leveduras personalizadas na safra 2021/2022, que corresponde a 15% da produção nacional de etanol. Em 2008, duas usinas utilizavam duas leveduras personalizadas. Já em 2022, 38 usinas possuem juntas 71 leveduras personalizadas. Durante a apresentação, Silene de Lima Paulillo e Claudemir Bernardino explicaram o crescimento ao longo de sete safras e mostraram as vantagens da usina em ter a própria levedura com uso associado das selecionadas para proteger a fermentação. Também foram apresentados alguns parâmetros e a diferença nos números no comparativo com e sem leveduras personalizadas.

Mário Lucio Lopes destacou o papel da biotecnologia na seleção de leveduras. Entre as aplicações da biotecnologia, foram apresentados três estudos em andamento relacionados a fermentações industriais, melhoramento genético, análises de DNA e transformações genéticas. Um deles é o uso do ácido succínico, produzido pelas leveduras, para o controle da contaminação na indústria de etanol orgânico. O segundo estudo apresentado foi sobre seleção de leveduras não floculantes. Já o terceiro usa a edição gênica para tornar as leveduras industriais resistentes a um inibidor vegetal usado para combater as leveduras contaminantes, floculantes e espumantes.

Há diversos fatores que afetam a fermentação alcoólica, um deles é o pH. Não há como fazer a correção do pH durante a fermentação, apenas no início do tratamento ácido. Fernando Henrique Giometti alertou sobre a importância de se monitorar esse parâmetro e apresentou a relação das variações do pH com diferentes composições do mosto, características do tratamento do levedo e fermentação.

Thiago Mesquita abordou a gestão de rotina que torna possível entender o que está sendo feito, medir o desempenho atual e testar novas maneiras de se fazer algo. Na etapa de testes entra o ciclo DEMAIC, um acrônimo para definir, medir, analisar, melhorar (improve) e controlar. É um roteiro para promover melhorias contínuas. Logo, para gerenciar é preciso ter dados, que devem ser confiáveis, robustos e transparentes. Nesse contexto, o GAOA é uma tecnologia que permite a gestão dos dados do processo com armazenamento em nuvem, análise de dados baseada em big data e aprendizado de máquina, além de outros recursos capazes de informar condições do processo em tempo real, evitando perdas e mantendo a competitividade.

Giovanni Rabesco, gestor de projetos de etanol da usina Goiasa, apresentou as mudanças que foram feitas na estrutura, nos equipamentos da indústria, na propagação e introdução de novas leveduras, inclusive uma personalizada. A unidade, localizada em Goiatuba, Goiás, iniciou as alterações em 2020 que já estão mostrando os resultados. As alterações na indústria reduziram o consumo de ácido sulfúrico, antibiótico e dióxido de cloro. Já o monitoramento de leveduras permitiu a redução da floculação de 24% para 11%.

Max Gehringer encerrou com chave de ouro a Reunião Anual 2022 que celebrou os 45 anos da Fermentec. Um dos maiores especialistas em carreira e gestão do Brasil inspirou todo o público a buscar o desenvolvimento pessoal e profissional.

Prêmio Excelência Fermentec

Todos os anos a Fermentec faz uma homenagem para as usinas que se destacaram nas categorias amostragem, estrutura laboratorial, desempenho analítico químico, desempenho analítico microbiológico e pioneirismo. Confira os vencedores:

Categoria amostragem

Categoria estrutura laboratorial

Categoria desempenho analítico químico

Categoria desempenho analítico microbiológico

Categoria pioneirismo

O foco principal da fermentação alcoólica industrial consiste em transformar a maior quantidade possível de açúcares e nutrientes em etanol, de tal forma que seja possível a utilização de modo racional dos equipamentos, tais como: dornas, cubas, centrífugas, colunas de destilação, E.T.A e TORRES de resfriamento.

Diferentes estratégias são utilizadas para este fim, desde a seleção de leveduras personalizadas (capazes de suportar o ambiente fermentativo) até o controle da composição do mosto (pH, temperatura, ácidos orgânicos, contaminações, minerais e metais pesados, entre outros), para que o vinho seja produzido com teor alcoólico superior a 10% (v/v).

É fato que operar as fermentações alcoólicas industriais com o maior teor alcoólico possível reduz a quantidade de água que precisa ser removida do resfriamento das dornas e da condensação dos vapores alcoólicos na destilaria e, portanto, reduz significativamente o custo de separação e purificação reduzindo o consumo energético envolvido (vapor e energia elétrica), e a produção da vinhaça e flegmaça resultantes, a qual pode ser mostrada na tabela abaixo.

Tabela 1 – Produção de Vinhaça e Flegmaça em função do grau alcoólico ( %v/v) do vinho, para produção de Álcool Hidratado (AH) (95,5%v/v).

Obs. O segundo termo da soma em Vinhaça e Flegmaça é o consumo de vapor por injeção direta nas respectivas colunas, que condensando se junta à vinhaça/flegmaça. Fonte: Destilação do Etanol, STAB, Eng. Florenal Zarpelon, 2020, pg.337

Operar as fermentações alcoólicas com alto teor alcoólico sugere cuidados especiais em relação a saúde das células das leveduras, pois, o efeito inibitório do etanol pode prejudicar a condução do processo fermentativo, e consequentemente, sua produtividade. Alterações da composição da camada lipídica da membrana celular; redução de atividades metabólicas como causa da inibição do transporte de glicose, diminuindo a viabilidade, e a formação do etanol, são fatores decisivos para que o rendimento seja o maior possível, com uma velocidade adequada que haja a menor concentração possível de ARRT no vinho (Fonte: Hallswort, 1998, Martini et al., 2004).

O diagnóstico, o monitoramento e o controle das fermentações com alto teor alcoólico são perfeitamente conhecidos e aplicados em diversas plantas de fermentação alcoólica industrial – Programa de Fermentação Eficiente Solenis™.

O maior problema é a falta de cuidados com a qualidade da água utilizada para o processo fermentativo industrial. Em relação à água, tem-se cinco usos na fermentação: água para o preparo do mosto (diluição do mel); água para o resfriamento do mosto; água para a diluição do fermento reciclado para as cubas de tratamento; água para a absorção do etanol nas colunas de CO2 e água para o resfriamento das dornas de fermentação.

Para o processo de destilação alcoólica: a água é utilizada para remoção do calor latente dos vapores alcoólicos das colunas de destilação, retificação e desidratação (condensação), e para retirada do calor sensível do etanol condensado produzido, visando resfriá-lo para posterior armazenamento. (Fonte: Manual da Conservação e Reuso de Água na Agroindústria Sucroenergética – CTC, 2009).

O consumo específico de água para o processo de produção do etanol não é baixo, isto é, a produção de etanol exige alto consumo de água: Fermentação (TC vinho) = 80 ~ 110 L/L EtOH, (TC mosto) = 20 ~ 30 L/L EtOH; Destilação= 45 ~ 55 L/L EtOH e Desidratação (PM)= 30 ~ 35 L/L EtOH. (Fonte: Balanço de Massa e Energia – Fermentec). Portanto, podemos considerar que o consumo de água para a produção de 1 L de etanol está em torno de 200 L de água.

As variáveis na especificação da torre de resfriamento de água são a carga térmica a ser removida do processo, a vazão e circulação de água, a diferença das temperaturas de entrada e saída da torre (range), a diferença entre a temperatura da água que sai da torre e a temperatura de bulbo úmido do ar ambiente (approach).

Na especificação destes equipamentos, consideram-se, em geral, as condições médias e usuais de operação. Mas, dois aspectos relevantes nem sempre são levados em conta: as interações do sistema de resfriamento como um todo e a operação da torre quando ocorrem demandas térmicas de pico. Independente da qualidade da água utilizada para sua reposição (make-up), a torre deve ser devidamente auditada e monitorada para fornecer de forma ideal, tanto sob o ponto de vista químico, como biológico, uma qualidade de água para a manutenção dos níveis ideais de temperatura dos principais fluxos utilizados na produção do Etanol.

Quando, por exemplo, encontramos gradientes de temperatura na água fria produzida pelas torres de resfriamento, em 1ºC, é possível encontrarmos a necessidade do aumento em torno de 10% do consumo de água, o que, na grande maioria dos casos, além de não disponibilizarmos essa quantidade adicional; a qualidade desta água não satisfaz o processo industrial.

Nossa grande preocupação, no que diz respeito a qualidade da água utilizada para o processo de produção do etanol, é a sobrecarga nos equipamentos de troca térmica, muito em função do não controle efetivo da contaminação microbiológica e da drenagem do lodo formado (blow-down), justamente para a manutenção da relação entre as quantidades de água de reposição, purga e cada ciclo de concentração.

Para evitar que tais condições nos equipamentos importantes de troca térmica, as soluções Solenis para o tratamento de águas do processo de produção do etanol são as mais modernas no setor sucroenergético, tanto nos moldes químicos quanto tecnológicos.

A instalação de controladores on-line para a dosagem de produtos químicos, regulagem da purga do sistema e monitoramento da performance das torres de resfriamento, podem ser realizadas através do programa de detecção e controle da formação dos biofilmes ClearPoint^SM.

No que diz respeito a qualidade das águas utilizadas na produção do Etanol que entram em contato direto com o fermento (cubas de tratamento), as ETAs necessitam de um controle otimizado de sua operação, de forma a manter a qualidade físico-química e microbiológica. Portanto, a instalação de controladores para dosagem e dos produtos químicos e monitoramento da performance, é fundamental para nosso sistema de fermentação alcoólica.

Glauco Mello – Aplicações/Marketing Solenis – gmello@solenis.com

Conteúdo da Solenis, patrocinadora da Reunião Anual Fermentec 2022, 45 anos.

O processo de produção de levedura seca visa à obtenção de um produto de alta qualidade, com elevada produtividade e o menor investimento e custo operacional possíveis.

A levedura seca é utilizada, principalmente, na composição de alimentos para a nutrição animal e pode ser inativa, autolisada (extrato e parede celular) e hidrolisada. O valor agregado conforme o conteúdo nutritivo fica mais disponível, aumentando a digestibilidade e os nutrientes, vitaminas e proteína. A obtenção de cada uma depende do tratamento realizado (termólise, autólise, hidrólise) [1].

Há fases em comum em todas elas. A primeira etapa é a centrifugação para promover a primeira separação sólido-líquido. Em seguida, muitas indústrias enviam o creme diretamente para a etapa final de secagem. Outras utilizam um evaporador entre as etapas mencionadas, o que eleva a capacidade de produção diária sem a necessidade de investimento em uma torre de secagem adicional. Ver figura 1.

2. Otimização na concentração e secagem

Existem diferentes tipos de evaporadores e cada um atende a diferentes dificuldades dos processos. Para o caso do creme de levedura, que é um produto de difícil manuseio devido às suas características físicas e biológicas, o único evaporador capaz de contornar os problemas é o de Película Fina Pulverizada, desenvolvido e patenteado pela AutoJet® (AJT STFE). Os detalhes para os principais tipos de evaporadores do mercado estão na Tabela 1.

Tabela 1. Evolução dos condensadores existentes no mercado com relação à capacidade de contornar as dificuldades do processo de produção de levedura seca.

No AutoJet® STFE, o creme é introduzido no topo e distribuído na superfície aquecida, sendo recirculado por uma bomba e pulverizado por bicos instalados em um eixo rotativo e a evaporação ocorre à medida que o creme é pulverizado contra a superfície aquecida. O vapor é enviado para um condensador e o creme concentrado é enviado para a secagem. Por meio de um condensador barométrico, o etanol presente no creme é recuperado e para a troca térmica pode ser utilizado o próprio vinho delevedurado.

O equipamento é capaz de contornar todas as dificuldades do processo de produção de levedura: possui tecnologia autolimpante, o que reduz a necessidade de paradas para limpeza e evita improdutividade. Um segundo diferencial do AutoJet STFE é que seu turndown é ilimitado, ou seja, é possível reduzir a capacidade de produção, caso seja necessário, sem prejudicar o processo, não causando incrustação e mantendo a temperatura do creme controlada. Além disso, não há custo de vapor, uma vez que toda energia utilizada é recuperada na coluna de destilação. O concentrador eleva a produção de levedura diária sem a necessidade de elevar a capacidade produtiva do sistema de secagem, e assim, juntamente com os outros ganhos descritos, eleva a receita da fábrica.

Quando falamos da secagem, também há algumas opções de equipamentos disponíveis no mercado, sendo o tambor rotativo um dos mais comuns, mas não o mais eficiente. As torres de secagem com bicos aspersores da Spraying Systems são as que produzem os melhores resultados. Nelas, a solução é atomizada à alta pressão pelos bicos posicionados no topo, com tamanho de gota e distribuição específicas. O ventilador adutor envia para dentro da câmara o ar de secagem, que é aquecido pelo radiador de ar ou queimador até o topo da câmara. O ar quente é injetado na mesma direção da pulverização da solução. A evaporação é rápida e o ar mais quente está em contato com as gotas com maior teor de umidade. Tem-se dentro da câmara pó em suspensão e o ar saturado com toda a água evaporada. O pó em suspensão desce por gravidade até o fundo da câmara e é coletado pelo transporte pneumático. O ar saturado é sugado pelo ventilador exaustor que arrasta esse ar com parte do pó fino, onde o fino é recuperado pelos ciclones e é coletado pelo transporte pneumático, enquanto o ar saturado é recalcado para o ambiente através da chaminé. O pó coletado na Câmara e Ciclones é transportado até o silo de ensaque. [2]

Há muitas vantagens de usar o sistema de bicos aspersores no lugar dos discos, entre elas: eliminação do cabeçote atomizador e toda estrutura elétrica; o fato de ser menos turbulento e com menor formação de resíduos aglomerados na parede do secador; o range de ajuste da densidade de pó é grande; a manutenção simples e econômica, já que não é preciso trocar o bico completo quando há desgaste, bastando a substituição das peças internas e o manuseio simples, sem necessidade de paradas do equipamento. Há ainda a possibilidade de conversão da torre de disco para bico com a vantagem aumentar a capacidade evaporativa com a troca de periféricos.

Uma fábrica completa de levedura seca deve contemplar, além das operações unitárias mais usuais, um concentrador de creme que contribui diretamente para o aumento da receita. Também é interessante a utilização de uma torre com bicos de pulverização Spraying Systems para uma operação mais completa, simples e econômica.

3. Referências Bibliográficas

[1] Desmistificando a levedura. Nutri News Brasil: Departamento Técnico Aleris Nutrition, 2021.
[2] A SOLUÇÃO definitiva de secagem por atomização. [S. l.], 2021. Disponível em: http://www.labmaqdobrasil.com.br/index.php/spray-dryer/. Acesso em: 11 maio 2022.

A Sprying Systems é patrocinadora da Reunião Anual Fermentec 2022

A solução dos problemas em um único trocador

Velocidade do líquido

Para líquidos limpos e não corrosivos, em trocadores de calor a placas podemos trabalhar até no máximo 8,0m/s a velocidade na conexão, porém o projetista deve se atentar aos demais critérios de projeto não se limitando apenas a este ponto. Quando falamos de fluidos com particulados podemos encontrar certas recomendações de máxima velocidade nas conexões dos trocadores de calor a placas com alto conservadorismo, o que pode prejudicar o equipamento tornando maior que o necessário.

Esse embasamento muitas vezes está ligado a conhecimentos providos de dimensionamentos de trocadores de calor casco e tubo. Uma das propostas mais conhecidas e seguidas é a de E. Hugot, qual indica velocidades ideais entre 1,5 m/s e 2,2 m/s, em alguns casos podemos até encontrar um nível de conservadorismo maior. Porém esta análise está mais ligada a distribuição nos tubos, e no desgaste dos mesmo com velocidades superiores, já nas conexões podemos aceitar velocidades maiores devido ao trecho menor, desde que analisado as outras condições de dimensionamento como perdas de carga localizada. Desta forma o usuário pode obter um trocador de calor a placas, com melhor efetividade de troca térmica e performance, com melhores custos, devido evitar um dimensionamento maior que o necessário, tendo em vista a questão de turbulência, velocidade, perda de carga e tensão de cisalhamento, são os principais fatores de uma alta performance.

Velocidade de vapor

Para vapores podemos encontrar algumas recomendações de velocidades no início de alguns projetos tendo como base a norma TEMA (Tubular Exchanger Manufactures Association) tendo limitação em 2232 kg/m.s². Porém isso não é aplicável a trocadores de calor a placas, sendo que este conceito é para proteção contra efeitos de vibração nos feixos tubulares.

Para trocadores a placas, devido sua característica construtiva totalmente diferente, a velocidade alta na entrada é rapidamente reduzida, conforme acontece a distribuição pelos canais das placas, tendo velocidades inferiores a 0,3 m/s em certos casos. Desta forma podemos aceitar velocidades superiores a outros trocadores.

Seguindo a referência abaixo.

• 60 m/s para equipamentos com pequena folga.
• 80 m/s para equipamentos com grande folga.

Free Flow

A tecnologia para levar a produção a outro nível

As placas Free Flow possuem a tecnologia que possibilita o mínimo contato entre uma placa e outra, criando uma passagem livre de fibras e sólidos em suspensão.

Para trabalhos com esse tipo de fluidos com presença de fibras e sólidos em suspensão, a Danfoss é a única do mercado que possui um equipamento com conexões de 16 polegadas para este tipo de operação, possibilitando soluções otimizadas em um único trocador.

Think Danfoss and Think HEX
http://www.heatexchangers.danfoss.com

A Danfoss é patrocinadora da Reunião Anual Fermentec 2022

Na produção de Etanol, seja a partir da cana de açúcar ou do milho, é essencial estabelecer um controle de qualidade rigoroso ao longo de toda produção para otimizar rendimentos e garantir alta qualidade. Neste aspecto, a espectroscopia de Infravermelho médio (FT-IR) ou próximo (FT-NIR) pode ser usada para análises rápidas e precisas dos parâmetros críticos de processo, desde a matéria-prima, co-produtos e intermediários até o produto final, permitindo o melhor controle de produção.

A espectroscopia FT-NIR fornece resultados para vários componentes em poucos segundos. As análises são muito fáceis de realizar e requerem pouca ou nenhuma preparação de amostra, além de não usar solventes ou reagentes nem gerar resíduos. Juntos, esses fatores resultam em economias para as usinas. É possível analisar amostras líquidas ou sólidas em bancada ou em linha, permitindo o monitoramento em tempo real das variáveis críticas de controle.

Matérias-Primas: A Bruker fornece soluções FT-NIR para estas aplicações que produzem de forma simples e rápida a composição em Brix, POL e Fibras na cana desfibrada ou em Teor de Amido, umidade e outros componentes para o milho.

Produtos Intermediários e Co-produtos: Nas usinas a base de milho, o FT-NIR possibilita análises para controle em todo o processo, sendo para avaliar a eficiência em processos de extração de açúcar ou para otimizar a qualidade de coprodutos como grãos de destilaria (DDGS), determinando as concentrações de umidade e outros parâmetros como proteína, gordura ou amido; tudo isso pode ser determinado de forma rápida e simultânea com a ajuda de um TANGO-R.

Já nas usinas a base de cana, podem ser analisados no TANGO são caldos, melaços, magma, mel (Brix, POL) e bagaço (POL e umidade).

O monitoramento em tempo real com o MATRIX-F equipado com sensores de emissão permite que as plantas otimizem a eficiência nos processos de extração e secagem buscando custos mais baixos e maior rendimento.

Fermentação: Qualquer que seja o processo de fermentação usado, FT-NIR pode ser usado para monitorar os níveis de açúcar e o teor de álcool para manter as condições ideais para as leveduras, proporcionando alto rendimento durante toda a fermentação. A mesma amostra também pode ser analisada por FT-IR para respostas precisas de ácidos orgânicos e glicerol, permitindo ações rápidas para minimizar os efeitos de eventuais contaminações.

A espectroscopia FT-NIR ou FT-IR é uma ferramenta analítica poderosa para auxiliar as usinas obter o maior rendimento e qualidade e a Bruker oferece soluções customizadas para cada etapa do seu processo!
Obtenha mais informações em www.bruker.com ou envie sua dúvida para optics.br@bruker.com

A Bruker é patrocinadora da Reunião Anual Fermentec 2022

O objetivo deste trabalho é reforçar e trazer mais conteúdo para a tomada de decisão como os principais elementos que fundamentam o melhor retorno para a metodologia do CIP Clean in Place em tanques de fermentação alcoólica.

A longo prazo, não existe uma única solução como resposta absoluta devido as constantes mudanças tecnológicas e os diferentes objetivos que são buscados para cada tipo de projeto ou necessidade. O que vale destacar são recursos disponíveis nas tecnologias mais modernas que não são discutidos ou analisados com a devida atenção, deixando escapar oportunidades valiosas de otimizar a limpeza de tanques.

É importante mencionar que os objetivos para limpeza de tanque podem ser comuns em alguns fatores, mas diferentes sobre o seu grau de importância dependendo do que é valor para a organização. Entretanto são pontos comuns e esperados em todos os processos de limpeza de tanques os seguintes fatores:

a. Controle do ambiente microbiológico.
b. Necessidade de garantir o ambiente estéril para processos subsequentes.
c. Evitar contaminação cruzada.
d. Remoção de sujidades e incrustações.
e. Transferência de calor de forma efetiva.
f. Eliminar trabalhos manuais em espaço confinados, oferecendo controle automatizado total.
g. Otimização de tempos não produtivos e menor uso possível de utilidades de forma geral.

A atenção no processo de análise técnica e a escolha da tecnologia para limpeza de tanque depende da sua correta seleção, impactando diretamente nas margens e redução de custos operacionais. O uso correto dos conceitos de mecânica de fluidos, neste caso, está diretamente ligado a melhor taxa de cisalhamento superficial e ao regime turbulento dos jatos.

Os projetos que apresentam melhor retorno operacional e maior estabilidade de indicadores de limpeza e desinfecção são aqueles que utilizam tecnologias que combinam do TACT Sinner Circle, a maior ação mecânica e maior turbulência nas paredes dos tanques. O uso de tecnologias de jatos, por exemplo, garante que a força de impacto na parede dos tanques atenda as exigências de regime turbulento, reduzindo todos elementos empregados em uma descontaminação e assegurando a repetibilidade dos indicadores de qualidade.

Podemos ainda colocar na conta positiva das tecnologias de jatos rotativos, que por utilizarem em média 50% menos de volume de solução de limpeza em projetos green fields ou instalações novas, a economia gerada com menor infraestrutura é real, ou seja, será utilizada a capacidade de bombas com motores menores, menor diâmetro de tubulações e válvulas de diâmetro menores.

Escolher a melhor tecnologia de bicos rotativos também exige atenção e cuidados. Há critérios que devem ser levados em consideração, além da parte comercial e suporte do fabricante. Há elementos técnicos que acabam trazendo maior relevância nessa decisão, dos quais se destacam:

a. JPV – Velocidade periférica do jato, medido em metros por segundo: é a variável que se relaciona com o grau de eficiência de limpeza, sua oscilação determina quão eficaz pode ser o jato de acordo com sua velocidade na parede do tanque.
b. Distância do jato ou raio efetivo de limpeza, medida em metros: está relacionado a máxima força de impacto que o jato irá entregar quando estiver em contato com os internos dos tanques.
c. Distribuição volumétrica, medida em litros/m²: é a variável que determina a quantidade mínima de solução de limpeza que se deve empregar conforme a área quadrada do tanque em estudo.

Nos mais de 50 anos da existência de dispositivos rotativos de limpeza de tanques, a linha que se destaca é a Magnética. Ela possui um sistema de sincronismo externo ao tanque, ou seja, o fluido de limpeza não entra em contato com o sistema de redução de velocidade do cabeçote, o que elimina o risco de travamentos ou mal funcionamento.

Não menos importante, a baixa quantidade de peças utilizadas em toda construção da tecnologia magnética traz robustos benefícios, como melhorar a força e alcance dos jatos de limpeza e incrementar o tempo entre os intervalos de manutenção preventiva.

As máquinas rotativas de bicos alinhadas com a indústria 4.0 – ITAMA Intelligent tank management.

Diante de um cenário cada vez mais autônomo e exigente no conceito de controle automático de limpeza com monitoramento a distância, as linhas de dispositivos de limpeza de tanques não ficaram para trás. Atualmente, o conceito ITAMA já ocupa diversos projetos que permitem controlar remotamente o comportamento das máquinas, garantindo o ajuste de rotação para buscar o ponto ótimo de eficiência e, assim, assegurar ganhos operacionais, redução de custos e manutenção dos indicadores de qualidade. As máquinas podem ser agregadas com diversos sensores, com registros e controle de dados via comunicação digital com transmissão instantânea para uma central de análise e monitoramento.

O Sistema acima ilustra a instalação de uma máquina de transmissão magnética com controle e transmissão de dados de temperatura, rotação e sensor de validação de funcionamento via comunicação digital.

Eng. Caio Martins Roza – Operação Latam. caio.martins@scanjetsystems.com
Scanjet Marine and Systems AB.

A Scanjet é patrocinadora da Reunião Anual Fermentec 2022