Solução completa para automação das fábricas de açúcar do Grupo COSAN

Resumo

Este artigo relata a implementação da solução Smar para a automação das fábricas de açúcar das usinas do grupo COSAN, um dos maiores produtores mundiais no setor de açúcar e álcool e seus derivados. A implementação está baseada na tecnologia do controlador lógico programável LC700 Smar aliada a grande experiência adquirida em anos de estudos, pesquisas e aplicações em fábricas de açúcar nas melhores experiências mundiais realizadas nesta importante área produtiva. Toda esta experiência possibilitou uma simples, rápida e enxuta implementação, obtendo-se excelentes resultados.

Palavras-chaves

Controlador Lógico Programável LC700, Sistema Supervisório, Cozedor, Cozimento, Fabricação de açúcar.

Introdução

A automação da fabricação de açúcar, em especial os cozedores à vácuo, tem uma grande importância na estratégia de operação, desenvolvimento e modernização da produção de açúcar, uma vez que se trata de um processo produtivo de grande complexidade, onde a automação vem permitir uma maior produtividade e um produto final com melhores parâmetros de qualidade. O projeto de automação do grupo COSAN para a fabricação de açúcar, envolve as seguintes unidades produtivas :

Usina Diamante

A Usina Diamante, situada no município de Jaú (SP), com capacidade diária de moagem de 11.000 toneladas de cana, produzindo diariamente 25.000 sacas de açúcar e 550.000 litros de álcool, teve seu plano de automação da fábrica de açúcar previsto para a automação completa de 08 cozedores a vácuo, sendo esta implementação iniciada na safra de 2000 com a automação de 04 cozedores e se estenderá nas safras seguintes com os demais cozedores. A automação contempla todas as seqüências operacionais dos cozedores de granagem (Coz.6), massas A e B (Coz. 1,2,3,7,8 e Coz.4,5, respectivamente) para a produção do açúcar.

Usina Ibaté/da Serra

A Usina Ibaté/da Serra, situada no município de Ibaté (SP), com capacidade diária de moagem de 7.600 toneladas de cana, produzindo diariamente 14.000 sacas de açúcar e 150.000 litros de álcool, teve automatizados 04 cozedores, sendo 01 cozedor de granagem (Coz. 6) e 02 cozedores de massa B (Coz. 7 e 8) para a safra de 2000 e o restante de massa A (Coz. 5) para a próxima safra. Da mesma forma, a automação abrange todas as seqüências operacionais para os cozedores.

Usina São Francisco – Capivari

A Industria Açucareira São Francisco, situada no município de Elias Fausto (SP), com capacidade de moagem de 8.000 toneladas de cana, produzindo diariamente 17.000 sacas de açúcar, teve 02 cozedores de massa B automatizados para a safra de 2000. É importante ressaltar que o plano de automação para estas usinas levou em consideração as capacidades gerais das fábricas de açúcar, ou seja, a automação parcial inicialmente, pode ser estendida afim de contemplar a capacidade total de fabricação de cada usina de uma forma modular, ou seja, acrescentamos gradativamente mais cozedores em cada automação. Isto só é possível devido a estratégia e modularidade da solução adotada.

Solução Smar

A solução Smar para a automação da fabricação de açúcar utiliza controladores lógicos programáveis LC700 e transmissores de pressão, temperatura, radiofreqüência, posicionadores, todos interligados ao sistema supervisório Aimax-Win. O sistema conta com várias seqüências de operação selecionadas de acordo com o tipo de açúcar ou cozimento a ser realizado, desde a cristalização, alimentação para descarga e corte, bem como as seqüências de limpeza e lavagem com vapor. Todas estas seqüências respeitam uma programação (limites de níveis, pressões, concentrações, etc) que deve ser configurada de acordo com as necessidades do cozimento a ser efetuado. A fim de obtermos os melhores resultados, o sistema de controle realiza as medições de nível do cozedor, concentração e temperatura da massa, pressão de vapor vegetal, vácuo do cozedor e corrente do agitador. Com a medição destas variáveis são moduladas as válvulas de alimentação de produto açucarado, água para diluição, vapor de calandra e água para multijato, sempre respeitando o seqüenciamento determinado pelo LC700. Da mesma forma, temos para as válvulas ON-OFF que são acionadas de acordo com a operação selecionada no cozedor.

FIGURA 1 : TELA DE SELEÇÃO DA OPERAÇÃO

FIGURA 2 : TELA DE PROGRAMAÇÃO DA OPERAÇÃO

Desta forma, ao selecionar uma operação de trabalho bem como o estado inicial em função do tipo de cozimento a ser efetuado, o LC700 determinará todo o seqüenciamento da batelada, determinando a abertura das válvulas ON-OFF e liberando os controles e modulando as válvulas de controle.

É importante ressaltar, que são as variáveis de processo que estabelecem condições para que a seqüência determinada pelo LC700 ocorra, ou seja, não se inicia um novo estado sem que as condições necessárias a serem atingidas pelo estado anterior estejam satisfeitas. Desta forma, minimizamos possíveis erros de operação uma vez que determinada a seqüência, o controlador determina exatamente como ela deve ocorrer. O ciclo de cozimento pode ainda ser totalmente automático ou completamente manual, de acordo com a necessidade do operador, sendo possível a qualquer momento a transição do ciclo manual para automático e vice versa. Mais uma vez, isto só é possível porque temos as variáveis de processo estabelecendo as condições de cada estado do cozimento.

A estação de supervisão com o software Aimax-Win, com uma interface amigável e de fácil assimilação, possibilita a supervisão de todas as variáveis de processo permitindo a operação completa de fabricação do açúcar, dando condições ideais para o operador tomar as decisões adequadas em cada situação operacional da fábrica de açúcar.

FIGURA 3 : SINÓTICO DE OPERAÇÃO

FIGURA 4 : TELA DE CORTE

A solução Smar apresenta-se adequada a qualquer tipo de massa ou cozedor, e acima de tudo, a qualquer processo produtivo, ou seja, ela é adequada às necessidades do processo e as suas condições operacionais, bem como às necessidades do cliente.

Resultados Obtidos

Como conseqüência da automação do processo de fabricação do açúcar temos os seguintes resultados obtidos:

Diminuição do tempo de duração de cada cozimento: 20 à 30%

Aumento da capacidade produtiva da fábrica de açúcar

Uniformidade e repetibilidade dos cozimentos independente de operador que realiza o cozimento

Padronização dos cortes e cozimentos

Eliminação da formação de cristais falsos e grãos conglomerados

Melhor esgotamento da massa

Obtenção de um maior rendimento em cristais para cada cozimento

Obtenção do produto final com melhores parâmetros de qualidade

FIGURA 5 : HISTÓRICO DA OPERAÇÃO MANUAL

FIGURA 6 : HISTÓRICO DA OPERAÇÃO AUTOMÁTICA

Conclusões

A solução Smar para a fabricação de açúcar apresenta-se como uma poderosa ferramenta de trabalho, dando plenas condições para os fabricantes a melhorarem seus produtos finais, garantindo desta forma uma maior produtividade e uma qualidade superior, possibilitando melhores condições comerciais no mercado competitivo que enfrentamos atualmente. Da mesma forma, temos um engrandecimento do nível técnico dos operadores e tecnólogos melhorando seus trabalhos e eliminando os possíveis efeitos da variação da qualidade da cana, que afetam diretamente a qualidade dos produtos finais.

William Duarte Ferraz, Paulo Eduardo Lattaro e Gustavo Onozato Ushimaru são engenheiros de aplicação na área de açúcar e álcool da Smar. (JornalCana/CanaWeb)

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