Baixe Qualidade de Cal para Uso Eficiente: Aplicação na Indústria Sucro-Alcooleira e outras Notas de estudo em PDF para Gestão da Qualidade, somente na Docsity! CAL - CONTROLE DE QUALIDADE PARA USO EFICIENTE ARNALDO ANTONIO RODELLA Departamento de Ciências Exatas ESALQ-USP USO DA CAL NA INDÚSTRIA SUCRO-ALCOOLEIRA A sacarose deve ser cristalizada a partir de uma solução livre de impurezas O caldo de cana-de-açúcar é um sistema com- plexo, formado por substâncias dissolvidas e em suspensão Aumento de pH. O pH do caldo normalmente é elevado até 7,2 - 7,4 Coagulação de colóides devido à elevação de pH e aquecimento Formação de compostos insolúveis de cálcio Formação de compostos solúveis de cálcio EFEITOS DA CALEAGEM NO CALDO Dosagem da cal no caldo é uma solução de compromisso. Ao mesmo tempo a elevação de pH : - favorece a remoção de não açúcares - promove destruição de açúcares redutores e, consequentemente, a formação de cor PRODUÇÃO DE CAL Calcítico: < 5 % MgCO3 Magnesiano: 5 - 35% MgCO3 Dolomítico: > 35% MgCO3 Tipos de calcário (ASTM) Produz-se cal a partir da calcinação de rocha calcária REAÇÕES DE PRODUÇÃO DE CAL Calcário Dolomítico CaCO3.MgCO3 + calor CaO.MgO + CO2 Calcário calcítico CaCO3 + calor CaO + CO2 Calcinação a temperatura de no máximo 1000oC proporciona facilidade na queima e suspensões com baixa velocidade de sedimentação e alta reatividade. TEMPERATURA DE CALCINAÇÃO É IMPORTANTE AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA CAL ASTM - American Society for Testing and Materials www.astm.org ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas www.abnt.org.br ANÁLISE QUÍMICAS E FÍSICAS Cinética da hidratação da cal: 300g de amostra tal qual comercializada em 1500 mL de água 0 10 20 30 40 0 10 20 30 40 50 60 tempo (min) va ri aç ão d e te m p er at u ra (o C ) dolomítica calcítica VELOCIDADE DE QUEIMA Exemplo de critérios para avaliação Cal deverá ser rejeitada se: - aumento de temperatura for inferior a 10 oC em 3 minutos - queima completa demorar mais de 20 minutos VELOCIDADE DE QUEIMA A hidratação de cal calcítica é sempre muito mais rápida que uma cal dolomítica Devido ao MgO requeimado, a cal dolomitica requer pressão, temperatura e tempo para completa hidratação Incrustações constituídas por sais de magnésio tem consistência menos dura e são mais fáceis de serem removidas Maior a temperatura dos reagentes, água ou cal, maior a velocidade de hidratação Maior proporção de água em relação à cal dificulta a hidratação FATORES QUE AFETAM A HIDRATAÇÃO 1. Pureza 2. Teor de Magnésio 3. Tamanho de partícula 4. Temperatura 5. Quantidade de água 6. Agitação Mais pura cal mais fácil a hidratação. Ferro e alumínio se fundem na queima e recobrem as pedras, dificultando a absorção de água. Óxido de magnésio requeimado dificulta hidrataçãoPartículas pequenas de 2 a 3 cm de diâmetro são hidratadas mais rapidamente Agitação facilita o processo REATIVIDADE DO LEITE DE CAL 1. Ação instantânea da fração dissolvida Ca(OH)2 2. Ação resultante da dissolução das partículas sólidas - partículas finas, com alta dispersão se dissolvem melhor - isso depende de como é conduzida a hidratação - com o tempo as partículas se agregam e se tornam mais difíceis de se dissolver. Melhor usar leite de cal recém preparado Dispersão pode ser avaliada por medida de velocidade de sedimentação medida do volume decantado após 2 horas: 90-95 mL boa qualidade 60-90 mL média < 60 mL baixa pH de caldo em função do %CaO disponível da cal (quantidades iguais de CaO total adicionadas por quatro cales com diferentes graus de carbonatação. Adaptado de Glória & Delgado, 1970) 5.5 5.9 6.3 6.7 40 60 80 100 % CaO disponivel p H d o c a ld o + caldo de cana caldo de cana a pH 7,2 + caldo de cana caldo de cana a pH 7,2 (excesso de íons Ca2+) CaO CaCO3 CaO FORMAÇÃO DE INCRUSTAÇÕES Íon Ca+2 tende a formar sais pouco solúveis = 7,0 10-5 Kps = [Ca+2][SO4-2] Constante do produto de solubilidade A quantidade de cálcio no caldo caldo clarificado também depende da concentração de leite de cal empregada: 15o Bé permite obter menor teor de cálcio residual que 10o Bé Importante ! CONSIDERAÇÕES GERAIS Êxito no uso da cal depende diferentes fatores, tais como: - controle de qualidade da cal adquirida: análises físicas e químicas - obtenção de pasta de cal de com baixa velocidade de sedimentação: alta dispersão e reatividade - calcinação adequada de calcário - armazenamento adequado para evitar carbonatação - adição controlada ao caldo do leite de cal na concentração ótima BIBLIOGRAFIA CONSULTADA Anais do III Seminário Copersucar da Agroindústria Açucareira. Aguas de Lindoia, 14 a 18 de abril de 1975 669p. Trabalhos de Gloria e colaboradores sobre qualidade de cal neutralização de caldo e composição de inscrustações Principios de tecnologia azucareira Pieter Honig (Ed.) volume I Compania Editorial Continental, 1969, 645p. Chemistry and technology of lime and limestone R. S. Boyton, Interscience, 1966, 520p.
