Filtração

A filtração é o processo de recuperação do açúcar contido no lodo proveniente da clarificação do caldo, utilizando filtros rotativos a vácuo.

Objetivos da Filtração

• Recuperar açúcar: Do lodo da decantação
• Clarificar o caldo filtrado: Para retorno ao processo
• Produzir torta: Subproduto para uso agrícola
• Minimizar perdas: De sacarose no processo

Princípios do Processo

Filtração a Vácuo

Mecanismo:

• Diferença de pressão através do meio filtrante
• Líquido (caldo) passa pelo filtro
• Sólidos (torta) ficam retidos

Vácuo aplicado:

• 400-600 mmHg (0,5-0,8 bar)
• Gerado por bombas de vácuo

Tipos de Filtros

Filtro Rotativo a Vácuo

Características:

• Tambor cilíndrico rotativo
• Revestido com tela metálica
• Rotação: 0,5-2,0 rpm
• Diâmetro: 2-4 m
• Comprimento: 2-6 m

Zonas de Operação:

1. Zona de formação da torta (120-180°)

   • Tambor imerso no lodo
   • Vácuo aplicado
   • Formação da camada de torta

2. Zona de secagem (60-120°)

   • Tambor fora do lodo
   • Vácuo mantido
   • Remoção de caldo residual

3. Zona de lavagem (30-60°)

   • Aplicação de água quente
   • Recuperação adicional de açúcar
   • Vácuo mantido

4. Zona de descarga (30-60°)

   • Remoção da torta
   • Sopro de ar (opcional)
   • Raspador mecânico

Filtro Prensa

Menos comum em usinas de açúcar:

• Operação em batelada
• Maior pressão
• Torta mais seca

Preparo do Lodo

Características do Lodo

• Sólidos: 2-8%
• Brix: 8-14°
• Pol: 1-3%
• Temperatura: 70-90°C

Adição de Bagacilho

Função:

• Melhorar filtrabilidade
• Formar camada porosa
• Aumentar taxa de filtração

Dosagem:

• 1-3 kg bagacilho/m³ lodo
• Granulometria: 1-3 mm

Agitação

• Manter sólidos em suspensão
• Evitar sedimentação
• Garantir uniformidade

Operação do Filtro

Taxa de Filtração

Fórmula: TF = V / (A × t)

Onde:

• TF = taxa de filtração (m³/m²·h)
• V = volume filtrado (m³)
• A = área do filtro (m²)
• t = tempo (h)

Valores típicos:

• 150-300 kg lodo/m²·h
• Dependente de: vácuo, temperatura, composição

Espessura da Torta

• 10-25 mm
• Controlada por: tempo de imersão, concentração de sólidos
• Torta muito fina: baixa recuperação
• Torta muito grossa: dificuldade de descarga

Umidade da Torta

• 70-80%
• Afeta: transporte, aplicação agrícola
• Controlada por: tempo de secagem, vácuo

Caldo Filtrado

Características

• Brix: 10-14°
• Pol: 8-12%
• Pureza: 75-85%
• Turbidez: Variável

Destino

Retorno ao processo:

• Mistura com caldo misto
• Ou adição antes da clarificação

Análises:

• Brix, Pol, Pureza
• Turbidez
• pH

Água de Lavagem

Função

• Recuperar açúcar residual da torta
• Melhorar eficiência de recuperação

Parâmetros

• Temperatura: 70-90°C
• Vazão: 0,5-1,5 m³/t torta
• Aplicação: Aspersão sobre a torta

Água de Embebição

Água de lavagem retorna como:

• Embebição da moenda
• Diluição do lodo
• Fechamento de circuito

Torta de Filtro

Composição

• Umidade: 70-80%
• Matéria orgânica: 40-60% (base seca)
• Pol residual: 1-3%
• Fósforo (P₂O₅): 1-3%
• Cálcio (CaO): 3-8%
• Nitrogênio: 1-2%

Aplicações

Fertilizante orgânico:

• Rico em matéria orgânica
• Fonte de fósforo e cálcio
• Melhora estrutura do solo

Dosagem:

• 10-30 t/ha
• Aplicação em sulco ou área total

Compostagem:

• Mistura com bagaço
• Produção de composto orgânico

Controle de Processo

Parâmetros Monitorados

• Vácuo aplicado
• Velocidade de rotação
• Nível de lodo no tanque
• Espessura da torta
• Umidade da torta
• Brix e Pol do caldo filtrado

Eficiência de Filtração

Fórmula: Ef (%) = (Pol no lodo - Pol na torta) / Pol no lodo × 100

Valores típicos:

• 85-95%

Balanço de Massa

Recuperação de Pol

Cálculo: Pol recuperado = Pol no lodo - Pol na torta

Exemplo:

• Lodo: 100 t/h, 12°Brix, 10% Pol
• Torta: 20 t/h, 75% umidade, 2% Pol
• Pol recuperado: 10 - 0,4 = 9,6 t/h

Sistemas Auxiliares

Bomba de Vácuo

Tipos:

• Anel líquido
• Palhetas
• Lóbulos

Capacidade:

• 50-200 m³/min
• Vácuo: 400-600 mmHg

Tanque de Lodo

• Capacidade: 30-60 min de operação
• Agitação contínua
• Aquecimento (opcional)

Transportador de Torta

• Esteira transportadora
• Rosca transportadora
• Caminhões

Problemas Operacionais

Baixa Taxa de Filtração

Causas:

• Vácuo insuficiente
• Lodo muito viscoso
• Tela entupida
• Bagacilho inadequado

Soluções:

• Ajustar vácuo
• Diluir lodo
• Limpar tela
• Ajustar dosagem de bagacilho

Torta Úmida

Causas:

• Tempo de secagem curto
• Vácuo baixo
• Torta muito espessa

Soluções:

• Reduzir velocidade de rotação
• Aumentar vácuo
• Reduzir espessura da torta

Caldo Filtrado Turvo

Causas:

• Tela danificada
• Vácuo excessivo
• Lodo muito diluído

Soluções:

• Substituir tela
• Ajustar vácuo
• Concentrar lodo

Manutenção

Tela Filtrante

• Inspeção diária
• Limpeza com jatos de água
• Substituição periódica
• Material: Aço inox ou bronze

Bomba de Vácuo

• Lubrificação
• Verificação de selos
• Limpeza de filtros
• Manutenção preventiva

Raspador de Torta

• Ajuste de posição
• Verificação de desgaste
• Substituição de lâminas

Segurança

• Proteções em partes móveis
• Bloqueios para manutenção
• Procedimentos de limpeza
• Treinamento de operadores

Inovações

Filtros de Alta Eficiência

• Maior área de filtração
• Melhor controle de vácuo
• Automação avançada

Aproveitamento da Torta

• Biodigestão (biogás)
• Produção de fertilizantes organo-minerais
• Compostagem acelerada