Sistema Compacto de Separação e Limpeza de Palha / DEP

Sistema Compacto de
Separação e Limpeza
de Palha.
DEP – Dedini Energia da Palha
Marcílio do Amaral Gurgel
Demanda e Mercado
Estudo de Caso
Solução Dedini
Conclusão
DEP
DEDINI ENERGIA NO PALHIÇO
2
Demanda e Mercado
Estudo de Caso
Solução Dedini
Conclusão
DEP
DEDINI ENERGIA NO PALHIÇO
3
Tradicionalmente: Colheita de Cana Queimada
Matéria-prima:
Colmo
4
Novo Cenário: Abolição das Queimadas
COLHEITA MECANIZADA
São Paulo
2011: 62% - 2014: 100%
(declividade até 12%)
Matéria-prima:
Colmo
Centro-Sul
2016: 100%
Biomassa
Folhas Verdes
Pontas
I
Raízes
+ IMPUREZAS MINERAIS
Folhas Secas
5
Evolução da Colheita Mecanizada
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
2006-2007
2007-2008
2008-2009
Cana Crua
2009-2010
2010-2011
2011-2012
Cana Queimada
Fonte: UNICA
6
É possível
deixar a
palha no
campo
7
Mas Palha é energia
Constituição Energética da Cana
⅓
Palha e folhas: subutilizado
Deixado no campo
⅓
Caldo: produção de açúcar
e etanol
⅓
Bagaço: utilizado como
combustível nas caldeiras
145 kg de ATR
608 x 103 kcal
276 kg
50% de Umidade
598 x 103 kcal
165 kg
15% de Umidade
512 x 103 kcal
1718 x 103 kcal
Fonte: DEDINI
8
Situação Energética no Brasil
Projeção da Capacidade Energética Instalada
180.000
160.000
140.000
MWh
120.000
100.000
80.000
60.000
40.000
20.000
0
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
9
Potencial de Venda de Bioeletricidade excedente
Equivalente a
1 Itaipú
(capac. instalada)
10
Diversificação da receita das Usinas – R$
R$45 bilhões
100%
R$100 bilhões
Bioeletricidade
Bioeletricidade
16%
2%
75%
Etanol
42%
Etanol
51%
50%
Açúcar
25%
56%
Açúcar
32%
0%
2006/2007
2015/2016
Fonte: UNICA
11
Impacto de RETIRAR TODA a palha do campo
Benefícios:
• Disponibilidade de matéria-prima para geração de Bioeletricidade
• Evita pragas, ex.: Cigarrinha da raiz e das folhas
• Reduz perigo de incêndio
Problemas:
• Indisponibilidade da palha como matéria orgânica
• Aumento da variação térmica
• Maior incidência de plantas daninhas
• Aumento do risco de erosão
• Aumento de impurezas
• Aumento do custo de transporte
12
Sistema Compacto de Separação e Limpeza de Palha.
DEP – Dedini Energia da Palha
Processo do Desenvolvimento Dedini

Estudo detalhado da “nova” matéria prima, envolvendo as
áreas agrícola e industrial;

Análise das rotas para o processamento da palha;

Desenvolvimento do sistema de separação e limpeza da
palha;

Análise do impacto na cogeração de energia elétrica;

Viabilidade técnico-econômica;
Demanda e Mercado
Estudo de Caso
Solução Dedini
Conclusão
DEP
DEDINI ENERGIA NO PALHIÇO
15
16
Estudo das Rotas
Enfardamento
(Prismático ou Cilíndrico)
Carregamento
Transporte
Palha no Talhão
Enleiramento
A Granel
(Recolhedora Picadora)
Transbordo
Colheita de Cana
Integral
Descarregamento
Transporte
Descarregamento
Descarregamento
Sistema de Limpeza
Estocagem
Estocagem
Desenfardamento
(Triturador)
Esteiras/Picador
Caldeira
Fonte: Ripoli, C.
17
Estudo das Rotas
Enfardamento
(Prismático ou Cilíndrico)
Carregamento
Transporte
Palha no Talhão
Enleiramento
A Granel
(Recolhedora Picadora)
Transbordo
Colheita de Cana
Integral
Descarregamento
Transporte
Descarregamento
Descarregamento
Sistema de Limpeza
Estocagem
Estocagem
Desenfardamento
(Triturador)
Esteiras/Picador
Caldeira
Fonte: Ripoli, C.
18
Custo Efetivo da Palha trazida para a Usina
25
21,49
R$
17,75
R$
20
15
5,45
R$
10
5
0
Enfardado
À granel
Integral
Fonte: Ripoli, C.
19
Colheita de Cana Integral - Rota tradicional
Colheita de
Cana Integral
Sistema de
Limpeza
Colheita de cana Integral
Descarga – Mesa 45
Sistema de Limpeza
Esteira/
Picador
Caldeira
Picador
Esteira Transportadora
Caldeira
Experiência na Usina Cerradinho
20
Colheita de Cana Integral
Testes na Usina Cerradinho
21
Colheita de Cana Integral
Testes na Usina Cerradinho
22
Colheita de Cana Integral
Testes na Usina Cerradinho
23
Colheita de Cana Integral
Testes na Usina Cerradinho
24
Colheita de Cana Integral
Testes na Usina Cerradinho
25
Colheita de Cana Integral
Testes na Usina Cerradinho
26
Amostras colhidas em diversos pontos do processo
Colheita de Cana Integral
Testes na Usina Cerradinho
27
Quantidade Máxima de Palha viável (< 25 km da usina)
10% peso caminhão
ou 50% palha disponível no campo
Resultados
Testes na Cerradinho
28
Proporção % Peso no Caminhão vs. % Disp. Campo
_
M = 16 t/ha
de palha
50% = 8 t
Produção de Cana
(colmo) em SP =
70* t/ha
(8 t 78 t) x 100 ≈
8 t palha +
70 t colmo =
78 t biomassa/ha
10% do
peso
da Biomassa
no Caminhão
Resultados
*CONAB, 04/2012
Testes na Cerradinho
29
Eficiência Média do Sistema de Limpeza Tradicional
40% a 60%
em condições climáticas favoráveis
Resultados
Testes na Cerradinho
30
Implicações do aumento da Quantidade de Biomassa
nos Equipamentos e Processos
Capacidade nominal da
planta em condições
normais de colheita
(t/safra)
% de Palha
(p/p) na
Biomassa de
entrada
Biomassa
real
(t/safra)
Biomassa
real (t/h)
Colmo (%)
Entrada de
Palha (t/h)
2.000.000
1,5
2.000.000
463
93,3
6,9
2.000.000
3
2.034.742
471
91,7
14,1
2.000.000
6
2.107.976
488
88,5
29,3
2.000.000
10
2.214.236
513
84,3
51,3
2.000.000
12
2.271.487
526
82,1
63,1
31
Principais Deficiências identificadas nos sistemas
tradicionais
 Necessidade de ventiladores com inversores
 Elevado número de ventiladores (alto consumo energético)
 Câmara de Descompressão não possui coleta de poeira. Algumas
possuem mas utilizam cortina d’água
 Falta de Moega para retirada da terra sob a Mesa 45 , gera alto
consumo de água
 Picador de Palha apresenta problemas:
 Alto custo de manutenção
 Elevado consumo de potência
32
Solução Tradicional
 Hilo
 Mesa Especial 45° (taliscada com grelha) + Moega
 Sistema de Limpeza (Ventilação + Separação + Câmara de Descompressão)
 Picador (2 unidades)
 Esteiras Transportadoras (Mínimo 268 metros)
33
Demanda e Mercado
Estudo de Caso
Solução Dedini
Conclusão
DEP
DEDINI ENERGIA NO PALHIÇO
34
Solução Tradicional
 Hilo
 Mesa Especial 45 (taliscada com grelha) + Moega
 Sistema de Limpeza®(Ventilação + Separação + Câmara de Descompressão)
 Picador
 Esteira Transportadora
• Peneira Rotativa de Palha com Moega para
retirada de terra
35
Mesa
Alimentadora
36
Hilo
37
Hilo
38
Esteiras
Transportadoras
39
Peneira
Rotativa
40
Dosador ®
41
Dosador
Layout
Biomassa
Colmo/Bagaço
Hilo
Palha
Caldeira
Mesa
Sistema de
Limpeza a Seco
Moenda ou Difusor
Sistema de
Limpeza a Seco
Picador
Peneira
Hilo
Esteira
Picador
Descarregamento direto na esteira!
Hilo
Hilo
42
Etapas do desenvolvimento do novo Sistema de Limpeza Dedini
Estudo Aerodinâmico da Trajetória
Y
T2
T1
X
T1:
T2:
Trajetória não afetada pelo Ar
Trajetória afetada pelo Ar
P:
D:
Peso
Arrasto
I e F: Checkpoints
X e Y: Eixos
43
Etapas do desenvolvimento do novo Sistema de Limpeza Dedini
Estudo Aerodinâmico da Trajetória
1
f ( Li ) Vj 2 .b
Rx
∆t
Vf x = Vix +
m
Vf y = Vi y +
Ry
m
∆t
P = ρ .Lv.Vj .b
I=
2
.ρ . Ar.Cd .
f ( Li ) V p
Vj 2 .b D = 1 .ρ .V 2 . Ar.Cd
I = C.
2
Vp
I .Vp
P = ρ .Lv.Vj.
Rx = Dx
3
Q = Vj.b.Lv
1
2
2
Ry = Dy − P
1
V 2 .∆L
I = .ρ . Ar.Cd .
2
Vp
∆X = f1 ( Li ).b
Vj = f 2 ( Li).V
C
P = ρ .Q.Vj 2
1
f1 ( Li )
C = .ρ . Ar.Cd . 2
f 2 ( Li )
2
44
Etapas do desenvolvimento do novo Sistema de Limpeza Dedini
Estudo da Trajetória
46
Sistema de Limpeza
Túnel de Vento Subsônico
47
Sistema de Limpeza
Túnel de Vento Subsônico
48
Sistema Compacto de
Separação e Limpeza
49
Folha Seca
Folha Verde
Colmo
Terra
Sistema Compacto de
Separação e Limpeza
50
Dimensões
Menor Tradicional: 2.184 m3
Desenvolvimento Dedini: 294 m3
Potência de Ventilação
Menor Tradicional: 450 HP
Desenvolvimento Dedini: 100-150 HP
51
Demanda e Mercado
Estudo de Caso
Solução Dedini
Conclusão
DEP
DEDINI ENERGIA DA PALHA
52
Benefícios do Sistema DEP
• Preço final menor que o Concorrente
 Requer 22% menos Esteiras
 Substitui a Mesa pelo Esteirão
 Substitui Picador por Dosador
• Eficiência esperada maior que 75% (média dos concorrentes = 50%)
• Menor impacto nos equipamentos e processos Açúcar, Bioetanol e
Bioeletricidade
 Reduz Impurezas Vegetais e Minerais
• Maior adaptabilidade com os equipamentos existentes nas usinas por ser
muito compacto
• Maior flexibilidade para expansões da usina
• Menor Custo Operacional
 Estação de Limpeza compacta (1/10 do Concorrente), mais acessível, menor consumo de
energia
 Menos esteiras, sem mesa alimentadora, sem picador
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Fornecimentos Dedini
 Soluções Integradas de Engenharia
 Estudo de viabilidade técnico-econômica: Palha x Logística
 Avaliação de Instalações e Equipamentos Existentes
 Projeto de Adequação Industrial e Agrícola
 Equipamentos






Hilo
Mesa Alimentadora (opcional)
Sistema Compacto de Separação e Limpeza
Esteiras Transportadoras
Peneira Rotativa de Palha para retirada de impureza mineral (NOVO)
Dosador
®
®
 Equipamentos Indiretos
 Caldeira, Instalações Elétricas, Automação e outros
54
Obrigado pela atenção!
Marcílio do Amaral Gurgel
[email protected]
55