Refinaria de açúcar aumenta a lucratividade com o controle avançado de cristalização de açúcar

​Uma refinaria de açúcar na Tailândia está se beneficiando com o desenvolvimento de cristalização a vácuo em lote das bateladas, além do aumento na qualidade e rendimento dos cristais graças ao Vaisala K-PATENTS® SeedMaster SM-3. A solução avançada de controle dos processos da refinaria foi fornecida e encomendada pela Contrologic.

O objetivo final do projeto de automação era reduzir o uso do vapor de água durante o desenvolvimento dos lotes de cristalização de bateladas, melhorando a qualidade do açúcar, mantendo a distribuição do tamanho do cristal (CV) e a abertura média (MA) dentro de especificações rígidas. Isso foi alcançado com uma estratégia de controle totalmente automatizado baseado na administração de supersaturação em tempo real.

Por exemplo, uma comparação do rendimento da produção, consumo de energia e qualidade do cristal antes e depois da implementação revelou que 7 m3 de água foram usados durante o desenvolvimento anterior, sendo o volume do tanque da refinaria de 85 m3. Veja a imagem 1 abaixo.

Figura 1. Tacho de vácuo de açúcar (85 m3).

Antes da implementação, a água era usada para eliminar cristais finos recém-formados e indesejados. A introdução da solução de controle de processos não apenas eliminou a necessidade do uso da água, mas também reduziu o consumo do vapor em cerca de 25% e aumentou o rendimento em cerca de 1%.

Imagem 2: válvulas de alimentação de xarope.

Por que usar o controle baseado em supersaturação?

A produção de um açúcar de boa qualidade depende do crescimento dos cristais, e a supersaturação é a força que incentiva processo. A rapidez de cristalização depende dessa função multivariável de diversos parâmetros. A supersaturação é definida como a porção de açúcar em uma solução comparada ao açúcar necessário para saturar a solução na mesma temperatura.

A supersaturação tem uma faixa ideal em que os cristais de açúcar crescem de maneira uniforme e abrangente, alcançando o tamanho de cristal ideal. Fora dessa faixa, os cristais irão parar de crescer e poderão até mesmo derreter ou começar a formar novos cristais, criando espontaneamente cristais finos e conglomerados que exigirão reprocessamento. O reprocessamento é um grade problema, pois desperdiça tempo e energia, aumenta os custos de produção e o consumo de água e diminui o rendimento ideal do açúcar produzido.

Para criar um controle baseado em supersaturação que eliminasse esses desafios, o cozedor foi equipado com um sistema Vaisala K-PATENTS® SeedMaster SM-3 para fornecer dados em tempo real para o cálculo da supersaturação. O SeedMaster é projetado especificamente para aplicações de cristalização de açúcar. O sistema é composto por um refratômetro de processo e um dispositivo de monitoramento multiparâmetro que fornece os parâmetros necessários para a cristalização do açúcar, além de possibilitar a implementação de uma solução de controle totalmente automatizada.

Por que os clientes escolhem o Vaisala SeedMaster

Consistência e qualidade do produto melhoradas

A qualidade do açúcar é alta e consistente em todos os lotes. Com a otimização, a quantidade de sacarose no melaço final é reduzida enquanto o CV/MA é melhorado.

Uma economia substancial com a otimização do consumo de matéria-prima e vapor

O consumo de matéria-prima pode ser reduzido, trazendo economia operacional, mas a maior economia vem da redução do consumo de vapor. Antes de implementar uma estratégia de controle automatizado usando o SeedMaster, a refinaria de açúcar tailandesa consumia 39,4 toneladas de vapor por batelada. Após a implementação, o consumo de vapor caiu para 29,5 toneladas por batelada.   

Há também um efeito cumulativo, pois cada etapa do processo de produção do açúcar requer água. As fábricas de açúcar geram o vapor usado no processamento e vendem o excedente para a rede elétrica. O controle e otimização do processo de produção permitirá que as fábricas vendam mais energia para a rede elétrica.

Menos reprocessamento de falsos cristais

Quando o tamanho dos cristais de açúcar é consistente, há uma redução no tempo e custo associados ao reprocessamento de cristais falsos.

Menos tarefas trabalhosas

O SeedMaster SM-3 automatiza o controle da supersaturação, fazendo com que a equipe de produção não precise mais gastar tempo com amostragens e outras tarefas manuais.

O controle do processo requer o seguinte:

• Controle de concentração usando um refratômetro do processo
• Controle absoluto da pressão
• Controle de nível
• Medidor de densidade de micro-ondas.

Três níveis de controle para instrumentos e controladores PID

Gostaria de saber mais?

O controle preciso do processo traz enormes vantagens para refinarias que cristalizam o açúcar. Estratégias de controles baseadas em supersaturação usando refratômetros de processos podem ser usadas para otimizar a cristalização, incluindo rendimento, qualidade e eficiência energética.

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