Fundamentos da limpeza de dornas em usinas de açúcar e etanol

1. Fundamentos da
Limpeza de Dornas

2. Definindo Seus Objetivos
• Cada aplicação de limpeza de tanque é diferente e única
• Avalie seu sistema atual de limpeza
• Analise:
– Qual é o seu objetivo especifico para a limpeza de tanque?
• Ex: Reduzir os custos de limpeza em 15% e de tempo parado das dornas em
20%
– Quais são suas necessidades criticas?
• Tempo de limpeza desejado?
• Razões para limpeza?
• Instalação fixa ou portatil?
• Como viabilizar o projeto?

3. Parâmetros de Projeto
• Vazão
• Cobertura
– Sombras
• Impacto
• Distância do Jato
• Padrão do Jato

4. Vazão
Usar a menor vazão possível:
Reduzir custo com energia
Reduzir o uso de água/solução de limpeza
Vazão necessária (Regra Básica):
Capacidade Mínima de 0,076 m3/min/m²
(0,2gal/min/ft²) de área superficial interna
Capacidade Máxima de 0,152 m3/min/m²
(0,4gal/min/ft²) de área superficial interna
A distancia mais longa deve ser considerada.
O Impacto vai reduzindo a medida que a solução
de limpeza se afasta do bico
Bicos Rotativos atingem uma única parte da
superfície do tanque por vez significando menor
vazão necessária para limpeza

5. Validação da Força de Impacto do Jato

6. Fatores que afetam a limpeza
TEMPO TEMPERATURA
AÇÃO
QUÍMICA
AÇÃO
MECÂNICA

7. Impacto – Ação Mecânica
Qual o impacto necessario para limpeza?
• Depende:
– Resíduo
– Produtos quimicos utilizados
– Temperatura da água
– Vazão e Pressão
– Ângulo e padrão do jato
– Distancia do Jato
– Velocidade da Rotação do Bico
• Para dobrar a força de impacto deveremos:
– Dobrar a vazão
– Quadruplicar (4 X) a pressão do líquido
vQFt
⋅⋅= ρ
Ft: Força Total
ρ: densidade do líquido
v: velocidade de saida do jato
Q: Vazão total

8. Solid Stream Spray Characterization• Definindo Limpeza, Rinsagem e Enxague
– Limpeza: Jato solido consistentemente alinhado com o
eixo horizontal
– Rinsagem: Ponto onde o arco desvia 150 mm do eixo
horizontal. Jato solido desestabiliza e inicia a formação
de gotas
– Enxague: Ponto onde o jato atinge o piso. O jato solido já
esta completamente atomizado.
Impacto – Ação Mecânica

9. 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
60 65 70 75 80 85 90
Temperatura, (ºC)
Tiempo de
Limpieza,
Efeito da Temperatura
Tempo de
Limpeza
[min]

10. Durante a Fermentação
Produção de Espumas pelas Leveduras
Uso de Antiespumantes / Dispersantes
Incrustração nas Paredes e Teto das Dornas
Favorece Aumento da Contaminação
Formação do Biofilme
Impurezas do mosto (Terra + Bagacilho)
Aumento da resistência das bactérias aos antibióticos

11. ↓↓↓↓ INCRUSTRAÇÃO
↓↓↓↓ CONTAMINAÇÃO
↑↑↑↑ EFICIÊNCIA DA FERMENTAÇÃO
↓↓↓↓ ANTIBIÓTICOS e ÁCIDO
Limpeza Adequada das Dornas

12. • BATELADA: limpeza a cada ciclo fermentativo.
• CONTÍNUA: o mais freqüente possível, porém é mais difícil
(necessidade de se baixar o nível da dorna primária).
Processos de Fermentação

13. Fermentação Batelada - USINA BATATAIS
* Instalando lavadores, não limpava todas as dornas
* * Lavou todas as dornas
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
0
5
10
15
20
25
30
35
Mosto(x10e4) Vinho(x10e6)
Vinho
* * *
Semanas

14. Fermentação Contínua - Usina Catanduva
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
3 4 5 6 7
Bast./mL Vinho
(x10e6)
Lavou
Julho

15. 0
20
40
60
80
100
120
140
23 24 25 26 27 28 29 30 31 1 2 3 4
Vinho (x10e6)
Julho Agosto
Lavou
Antibiótico
Dia
Bast./mlvinho
Fermentação Contínua - Usina Catanduva

16. 1. Sistema de
Bombeamento e Controle
2.Lavador Fixo ou Portátil
3.Monitoramento
(Spray Check)
Componentes de um Sistema Automatico

17. Tipos de Lavadores
• Fixos / Jato Estático
• Baixa Pressão acionado pelo
Fluido - “Fluid-Driven”
– Força de Reação
– Velocidade Constante
– Turbina
• Alta Pressão acionado pelo
Fluido – “Fluid Driven”
• Alta Pressão Acionado por
Motor – “Motor-Driven”

18. • Disponível em versão
“Flow Thru” e Lubrificado
• Opções com Dois, Três ou
Quatro Bicos
• Opção com 180 graus (para
tanques abertos
• Diversas vazões e alcances
para atingir os niveis de
impacto desejado
“Fluid-Driven” - Força de Reação

19. Acionamento por Motor
• Utiliza um motor em separado para acionar o
conjunto de pulverização
• Opção de Motor
– Ar
– Elétrico
– Elétrico à prova de explosão
• Ideal para altas pressões de limpeza
• Bicos de jato solido
– 360 graus
– 180 graus

20. Unidades acionadas por Motor
Vantagens
Excelente transferencia de energia
para a superficie do tanque
Reduz tempo de limpeza e uso de
produtos químicos
Portateis
Algumas unidades são
programadas
Maior eficiência de limpeza com
menor volume de água
Impacto total 30% maior pois não
utiliza pressão do fluido para
movimentação dos bicos
Menor despesa com manutenção
• Desvantagens
Investimento mais altos
Necessita utilidade adicional
para operar

21. Por que Automatizar a Limpeza?
Aumenta o tempo disponivel para produção
Reduz Custo com pessoal
Não requer que o operador entre no tanque
Mantem a consistência da Limpeza
Pode incorporar injeção precisa de produtos
sanitizantes
Minimiza utilização de fluidos de limpeza e custos
para tratamento / disposição

22. Qual é o Objetivo no momento?
Manter o volume de água e reduzir o tempo de limpeza?
ou
Manter o tempo de limpeza e reduzir a vazão?
O Lavador com 2 Bicos fornece um maior
impacto
O Lavador com 4 Bicos tem um ciclo mais curto
• Menor consumo de água
– Menor volume para Destilaria
– Redução de volume de fluido inserido no
processo
• Menor Tempo para Limpeza com mesmo
volume de água.
– A redução de 12 minutos por ciclo de
assepsia possibilita o ganho de até uma
dorna por dia.
– Lava tanques de até 24m diâmetros,
Pressão máxima 17bar
Lavador AA290

23. Limpeza de dornas-Modelo AA290

24. Instalação típica do lavador

25. Lavadores eventualmente encontrados

26. Hidraulico(SC-15TW)Xpneumático(AA290)
X
Gira pela pressão de líquido
Gira pelo motor
pneumático
Entrada de líquido

27. Relação de peças SC-15W - Hidráulico
Total 57 peças
contendo que
entram em
contato com
fluido – grande
possibilidade de
travamento

28. Relação de peças AA290
Total 21 peças construtivas, sem contato com fluido – não trava
Fabricação Nacional

29. Estudos comparativos e de viabilidade
(AM) AA 290 – 4 vs TZ82P
• Tempo do ciclo (min):
─ TZ > 18
─ AA290 > 4
• Consumo de água por ciclo [m3/h]:
─ TZ > 7,5
─ AA290 > 2,9
• Limpeza por dia:
─ 3
• Número de dornas:
─ 8
• Impacto Teórico [kgf/cm2]:
─ TZ > 10,6
─ AA290 > 13,7
• Tempo diário para limpeza [h]
─ TZ > 7,2
─ AA290 > 1,6
• Consumo de água [m3/dia]
─ TZ > 180
─ AA290 > 70

30. Conclusão / Recomendação
Examine o seu sistema atual de limpeza
Decida se o sistema de limpeza automatico de
tanques é benefico e viavel para o seu processo
Ex: Fazer uma analise de ganhos para o processo de limpeza
Determine seus objetivos especificos
Faça uma pesquisa sobre a tecnologia de
pulverização, e analise os equipamentos de limpeza
disponiveis no mercado quanto a operação e
manutenção
Selecione o sistema de limpeza e estabeleça
procedimentos para a validação do processo.