O refino de açúcar envolve uma sequência de etapas de purificação. Da solução de açúcar bruto ao xarope refinado, diferentes refinarias podem utilizar processos distintos de clarificação, filtração, descoloração, troca iônica, evaporação e cristalização, dependendo da matéria-prima, da capacidade de produção e das especificações do produto final.
Dentro desse processo, a filtração na indústria açucareira pode parecer uma etapa relativamente simples, mas exerce um papel importante no controle de partículas e na continuidade da produção.
Especialmente em refinarias com grandes volumes de processamento, a questão não é apenas remover partículas do xarope. É necessário encontrar um equilíbrio entre eficiência de filtração, vazão, perda de carga, vida útil dos elementos filtrantes e custos de manutenção. É justamente nesse cenário que a filtração de alto fluxo pode ser uma alternativa interessante.
As partículas presentes no processo de produção de açúcar podem ter diferentes origens.
Por isso, dependendo do processo adotado pela refinaria, a filtração de xarope de açúcar pode ser utilizada para o controle adicional de partículas após a clarificação, como proteção antes ou depois de determinadas etapas de descoloração ou troca iônica, além de outros pontos nos quais seja necessário controlar sólidos no processo.
No entanto, o objetivo não deve ser simplesmente “filtrar o mais fino possível”. Quanto maior a exigência de retenção, maior pode ser a influência das condições de processo sobre a área de filtração necessária e a perda de carga do sistema. No caso de soluções açucaradas, fatores como concentração e temperatura afetam a viscosidade do fluido e, consequentemente, o comportamento hidráulico durante a filtração.
Por isso, ao projetar um sistema de filtração para açúcar, três perguntas devem ser consideradas em conjunto:
A resposta a essas três questões é o ponto de partida para uma seleção adequada do sistema.
Para vazões menores, sistemas com vários cartuchos filtrantes convencionais instalados em paralelo podem atender adequadamente ao processo. À medida que a capacidade de produção aumenta, entretanto, o número de cartuchos necessário para atingir a vazão desejada também pode crescer.
Quando uma carcaça passa a utilizar dezenas de elementos filtrantes, a discussão deixa de ser apenas sobre a eficiência de retenção. Cada intervenção pode significar mais cartuchos para remover e instalar, maior estoque de consumíveis, mais mão de obra e mais tempo dedicado à manutenção.
Além disso, as características do próprio xarope precisam ser consideradas. Mudanças de concentração, temperatura e viscosidade podem influenciar diretamente a perda de carga e a vazão efetiva através do sistema. Por esse motivo, dimensionar um filtro para xarope utilizando apenas a vazão nominal obtida em condições de água pode levar a uma avaliação incompleta.
Em aplicações de maior capacidade, vale fazer outra pergunta: Quantos elementos filtrantes são necessários para processar a vazão total e qual é o custo real para manter esse sistema em operação?
Um cartucho filtrante de alto fluxo oferece uma abordagem diferente para o projeto do sistema. O objetivo não é simplesmente alcançar um número elevado de vazão por cartucho. O conceito está em combinar uma grande área efetiva de filtração com uma configuração projetada para altas vazões, permitindo reduzir a quantidade de elementos filtrantes quando as condições do processo forem adequadas.
Em sistemas de filtração de xarope de açúcar de alta vazão, isso pode trazer vantagens práticas:
Isso não significa, porém, que filtros de alto fluxo sejam a solução correta para todas as aplicações na indústria açucareira. A decisão deve considerar a vazão real, temperatura, concentração em °Brix, viscosidade, carga de partículas, grau de filtração requerido e perda de carga admissível.
Portanto, a pergunta mais útil não é: “Uma refinaria de açúcar deve usar filtros de alto fluxo?”, mas sim: “Para esta linha de processo específica, um sistema de alto fluxo pode ser mais eficiente do que a configuração atual?”
Para aplicações industriais que exigem grande capacidade de processamento, a Brother Filtration oferece uma solução composta pelo cartucho filtrante de alto fluxo MAX-A e pela carcaça de filtro de alto fluxo em aço inoxidável.
O MAX-A utiliza uma configuração de alto fluxo desenvolvida para sistemas que precisam processar grandes volumes de líquido, oferecendo uma alternativa às configurações compostas por numerosos cartuchos convencionais de menor diâmetro.
Na filtração de soluções açucaradas, a seleção não deve ser baseada simplesmente na vazão nominal do cartucho em água. Temperatura, concentração e viscosidade do xarope podem alterar significativamente as condições reais de operação. Por isso, esses fatores devem ser analisados em conjunto com o grau de filtração, a quantidade de cartuchos e o dimensionamento da carcaça.
Em instalações que atualmente utilizam um grande número de elementos filtrantes convencionais, também é possível comparar a quantidade de cartuchos instalada, a frequência de troca e o comportamento da pressão diferencial para avaliar se a migração para uma solução de alto fluxo oferece vantagens operacionais.
O cartucho é apenas uma parte do sistema. Em aplicações de alta vazão, a carcaça de filtro em aço inoxidável deve ser dimensionada de acordo com a vazão total, quantidade de cartuchos, pressão e temperatura de operação, conexões de processo e condições de manutenção da instalação.
A Brother Filtration pode configurar carcaças para cartuchos de alto fluxo com diferentes materiais de aço inoxidável, conexões e materiais de vedação, de acordo com as condições do processo e os requisitos de cada projeto.
Em aplicações relacionadas ao processamento de alimentos, também é importante avaliar os materiais em contato com o produto, vedações, acabamento superficial e eventuais requisitos específicos para contato com alimentos. Por isso, mais do que selecionar apenas um cartucho, é importante avaliar o conjunto: cartucho filtrante + carcaça + condições reais do processo.
Nem todo sistema de filtração em operação precisa ser substituído. Por outro lado, alguns sinais podem indicar que vale a pena realizar uma nova avaliação técnica.
Se a linha utiliza uma grande quantidade de cartuchos para atingir a vazão necessária, exige trocas frequentes, apresenta aumento rápido da pressão diferencial ou demanda muito tempo de manutenção, pode existir espaço para otimização. O mesmo acontece quando a capacidade de produção aumenta e o sistema de filtração existente passa a limitar a vazão da linha.
Nesse cenário, comparar apenas o preço unitário do cartucho pode ser enganoso. O custo real da filtração também envolve o consumo anual de elementos filtrantes, mão de obra, estoque de peças, frequência de manutenção e impacto das paradas sobre a produção.
Uma atualização eficiente do sistema não significa simplesmente trocar um tipo de cartucho por outro. Significa buscar uma configuração capaz de equilibrar vazão, eficiência de filtração, perda de carga, manutenção e custo operacional.
Cada usina ou refinaria de açúcar opera sob condições diferentes. Por isso, a Brother Filtration não recomenda selecionar um sistema de filtração de alto fluxo para açúcar com base apenas em um único parâmetro de vazão.
Se você está projetando um novo sistema de filtração de xarope de açúcar ou avaliando a modernização de uma unidade existente, alguns dados básicos podem ser utilizados como ponto de partida:
Com essas informações, é possível avaliar a área de filtração necessária, a quantidade de elementos filtrantes e a configuração da carcaça, além de comparar o sistema atual com uma solução baseada no cartucho filtrante de alto fluxo MAX-A + carcaça de filtro em aço inoxidável.
Da cana-de-açúcar ao açúcar refinado, a filtração representa apenas uma parte do processo. Mas, em linhas que precisam operar continuamente e processar grandes volumes, reduzir a complexidade da manutenção e dimensionar corretamente a capacidade de filtração pode fazer uma diferença significativa no desempenho operacional.
Envie à Brother Filtration a vazão, temperatura, °Brix, grau de filtração e configuração atual dos filtros. Nossa equipe pode avaliar as condições do processo e verificar se uma solução de filtração de alto fluxo com MAX-A e carcaça em aço inoxidável é adequada para sua aplicação.
