Eles otimizam a operação de colunas de destilação e de peneiras moleculares, permitindo que trabalhem acima da carga nominal e com menores perdas e consumo de vapor

 

O mercado sucroenergético vem passando por um momento delicado em relação aos preços do açúcar. Desde o final da safra passada este preço vem sofrendo bastante, e muitas vezes se mantendo abaixo do custo de operação das plantas. Neste contexto bastante desafiador, os produtores vêm encontrando no etanol uma alternativa para melhorar a rentabilidade média do negócio e atravessar mais um momento complicado na cotação internacional do açúcar.

Com isso, as plantas sucroenergéticas tem direcionado o seu mix produtivo para a produção de etanol, e para viabilizar esta virada de mix, e aumentar o aproveitamento máximo da capacidade produtiva instalada das destilarias, o mercado tem, como sempre, se utilizado técnicas inovadoras e tecnologia de ponta.

Deste modo, as colunas de destilação das usinas têm trabalhado em sua carga plena e com parâmetros de qualidade do vinho bem desafiadores, como um ºGL médio mais alto, para potencializar a produção de etanol hidratado e anidro.

Trabalhar neste novo cenário com produção, muitas vezes acima da nominal dos aparelhos de destilação, pode levar a perdas ou consumo excessivo de insumos, como o vapor.

Para permitir que a plantas trabalhem desta forma, sem que isso gere um desequilíbrio ou perdas que consomem parte do retorno desta estratégia, o uso de tecnologia de ponta como algoritmos inteligentes de controle para otimizar a operação destes equipamentos tem se tornado cada vez mais imprescindível.

Um grande exemplo de ferramenta de otimização em tempo real de colunas de destilação e peneiras moleculares é o S-PAA. O único RTO do setor sucroenergético tem obtido muito sucesso na implantação de controle e melhoria do equilíbrio das destilarias no atual cenário.

Foco na redução de perdas

O S-PAA é uma ferramenta que se baseia na termodinâmica e fluidodinâmica, por isso tem uma excelente capacidade de predizer o equilíbrio dos aparelhos de destilação e gerar os set-points de controle adequados para mantê-los o mais estáveis possíveis, permitindo alcançar uma maior capacidade de processamento e uma redução das perdas, seja qual for a qualidade da carga em dado momento.

Como o RTO congrega dados de tempo real dos perfis de temperaturas das colunas com dados de qualidade obtidos via análises laboratoriais, o seu algoritmo de otimização gera em tempo real set-points para os controles das colunas de destilação.

As variáveis controladas pelo S-PAA dependem da planta instalada, mas as que comumente se atua são:

  • Pressão da base das colunas A, B, C e P;
  • Vazão e temperatura de alimentação de vinho na coluna A;
  • Vazão de retirada de etanol;
  • Qualidade do etanol produzido;

Com variáveis controladas, plantas atingem o melhor equilíbrio termodinâmico na destilação

Com estas variáveis controladas, as plantas atingem o melhor equilíbrio termodinâmico dos conjuntos de destilação, de acordo com a disponibilidade de vinho e vapor em cada momento. Este controle inteligente e integrado reduz as perdas nestes conjuntos e maximizam a produção de etanol em cada condição de vapor e disponibilidade de vinho que a planta estiver operando.

Vale salientar que a tecnologia utilizada pelo S-PAA se utiliza de um modelo fenomenológico baseado em termodinâmica do processo de destilação, e não irá só estabilizar e encontrar ponto de operação melhor já experimentado pela planta (ótimo local) como a MPC e Fuzzy, mas também irá definir o melhor ponto de operação possível do conjunto (ótimo global) com a qualidade da matéria-prima e projeto do equipamento, e fazer com que o controle em si alcance a redução de variabilidade esperada.

Outro diferencial tecnológico do S-PAA é de se utilizar de medidores virtuais, que são definidos pelo sistema com base em correlações de tempo real, com inúmeras variáveis da planta e de análises laboratoriais de qualidade para, por exemplo, definir uma melhor estimativa para a qualidade do álcool produzido, reduzindo assim folgas nas especificações e produtos fora do padrão.

Os ganhos obtidos dependem da planta e de como ela está sendo operada, ou dos desafios que estão sendo propostos, mas de um modo geral com a implementação do RTO tem-se a redução das variabilidades nos pontos de controle e isso vem trazendo às usinas clientes uma capacidade de aumento da carga processada na ordem de 2 a 10% e redução de perdas na vinhaça e flegmaça na ordem de 35% a 45%.

A utilização do S-PAA em colunas de destilação é mais um exemplo de como tecnologia de ponta permite ao setor sucroenergético enfrentar os desafios de mercado, permanecendo viável e remunerando os seus investidores.

* Douglas Castilho Mariani é doutor em engenharia química e consultor da Soteica.

Clique e leia na íntegra o artigo publicado no JornalCana de julho/2018.

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