| Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 85 – Outubro de 2003 | |
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Artigos técnicos
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| Análise de um sensor virtual para refinação da Máquina de Papel 07 da Klabin S.A. | |
| Carlos Eduardo S. Alves e Ivo Neitzel
Universidade Estadual de Maringá |
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O processo de refinação da polpa celulósica
para a fabricação de papel é considerado um
dos mais, ou talvez, o mais importante componente do processo de
fabricação de papel. Desde o início do século,
quando um fabricante de papel escreveu “não existe em
fábrica de papel nenhuma operação que requeira
mais atenção e cuidado que a refinação,
pela qual o papel adquire suas características finais”
vários autores têm estudado esta parte do processo
com mais dedicação.
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| Ferramentas para identificação de processos, sintonia de controladores e avaliação de performance de laços de controle | |
| Wellington P. Santos e Ivo Neitzel - Universidade
Estadual de Maringá Luiz R. Pesch - Klabin Papéis Monte Alegre |
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| “A indústria de celulose e papel
brasileira opera em níveis próximos do limite”,
segundo o jornal O Estado de S. Paulo (12/03/2000), que também
apresenta a informação de que a utilização
da capacidade instalada já ultrapassa a marca de 90%. Segundo
dados da Bracelpa (Associação Brasileira de Celulose
e Papel), a indústria nacional tem capacidade instalada para
produzir 7,74 milhões de toneladas/ano. Em 1999 a produção
atingiu 7,2 milhões de toneladas, e era previsto para 2000
a produção de 7,46 milhões de toneladas. Esgotando-se as oportunidades de aumento de produção por intermédio de reengenharia de processos e equipamentos, a indústria começa a focar sua atenção nas possibilidades de ganho com as melhorias de processo no contexto do controle automático. Apesar desta alternativa ser vista com bons olhos e alguma expectativa, pouco se tem feito principalmente no que diz respeito à alocação de recursos humanos designados para gerenciar essa atividade. Considerando uma fábrica integrada de celulose e papel, com mais de uma linha de kraft, planta de branqueamento e recuperação, diversas máquinas de papel, perfazendo um total aproximado de 20 unidades de operação, a quantidade de laços de controle presente é bastante elevada e faz com que a relação: (laços de controle/engenheiros de controle de processos) seja grandemente desfavorável do ponto de vista da asseguração do bom desempenho da operação. Aliado à este fato, a reduzida disponibilidade de ferramentas que aliem eficiência e praticidade tem sido um obstáculo ao desenvolvimento de atividades nesta área. Além disto, estima-se que, em média, mais de 90% dos laços de controle de uma planta industrial típica sejam regulados por controladores do tipo PID e a sintonia desses controladores é responsável pela ocorrência de oscilação e aumento de variabilidades em cerca de 30% dos laços de controle da planta (Bialkowski, 1993). A Klabin Papéis Monte Alegre (KPMA) mantém, desde 1998, um convênio de mestrado sanduíche com o Departamento de Engenharia Química da Universidade Estadual de Maringá (DEQ/UEM). Por intermédio deste convênio a KPMA patrocina bolsas de estudos, de mestrado, para o desenvolvimento de dissertações e estudos sobre papel e celulose. Estas dissertações e estudos são desenvolvidos nas instalações fabris da KPMA. Dentro deste contexto foi desenvolvida uma ferramenta computacional com as finalidades de modelar, medir a performance da dinâmica de laços de controle e sintonizar controladores, estruturada conforme ilustra a figura 1. |
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| Modelagem e Simulação da Planta de Evaporação Múltiplo-Efeito de Licor Negro da Klabin Papéis Monte Alegre | |
| Sergio Henrique Saavedra Martinelli – Klabin
Papéis Monte Alegre Ivo Neitzel e Lucio Cardozo Filho – Departamento de Engenharia Química da Universidade Estadual de Maringá |
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| Esse trabalho resultou de um convênio entre o Programa de
Pós Graduação do Departamento de Engenharia Química
da Universidade Estadual de Maringá e a empresa Klabin S.A. A área de Recuperação Química é responsável pela recuperação dos produtos químicos inorgânicos do licor negro e pela geração de vapor. Ela tem uma grande importância financeira numa indústria de celulose e papel, principalmente quando é o processo gargalo dento do fluxo produtivo. Devido a esses fatos, a otimização desse processo se torna fundamental para a maximização da produtividade fabril e para a redução dos custos operacionais. Um método relativamente simples de estudar o desempenho de uma planta de evaporação consiste em desenvolver uma simulação do processo e utilizá-la para testar vários cenários de operação. O objetivo deste trabalho foi a construção de um simulador para Planta de Evaporação de licor negro da Klabin Papéis Monte Alegre, através de um modelo fenomenológico, em estado estacionário, desenvolvido através de balanços materiais e energéticos e correlações termodinâmicas para as propriedades do licor negro. O simulador foi construído com o compilador Visual Fortran 5.0 e validado com os dados de operação da planta. Os resultados do teste de validação do modelo se mostraram positivos. Além de avaliar o comportamento da planta existente, o simulador também foi utilizado para analisar o desempenho de alterações na planta, transformando um dos evaporadores do segundo efeito em mais um evaporador do terceiro efeito, objetivando aumentar a eficiência energética do processo. Os resultados foram promissores. |
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| Medição de densidade e concentração em indústria de Celulose e Papel usando o transmissor Smar DT301 | |
| Evaristo Orellana Alves Gerente de Produto Smar Equipamentos Industriais Ltda |
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| O Transmissor Inteligente Smar, DT301, é um instrumento projetado
para medição contínua “on line” de
densidade e concentração de líquidos, diretamente
em processos industriais. Para medir densidade, o DT301 utiliza o princípio do diferencial de pressão hidrostático (d=Dp/g.h), este principio simples e eficaz exaustivamente testado e aprovado consiste em conhecer-se a pressão hidrostática em dois pontos com distância conhecida. O DT301 Smar é um produto patenteado que utiliza uma sonda imersa no fluido de processo onde se localizam dois sensores de pressão e um sensor de temperatura, que é usado para compensar automaticamente qualquer variação na temperatura do processo. Técnicas especiais usadas na produção e montagem dos sensores de pressão e de temperatura permitem que pequenas variações de temperatura no processo sejam instantaneamente informadas ao transmissor, que calcula a densidade do fluido de processo com grande exatidão, através de um software dedicado. Dependendo do processo industrial e da necessidade do usuário, a densidade pode ser expressa em g/cm³, kg/m³, Densidade Relativa à 4ºC, Densidade Relativa à 20ºC, Grau Brix, Grau Baumé, Grau Plato, Grau GL, Grau INPM, % de Sólidos, % de Concentração, etc. Projetado para aplicações em controle de processo este transmissor a 2-fios gera um sinal de saída de 4-20 mA proporcional à densidade ou à concentração do fluido. Comunicação digital para configuração remota e monitoração é também fornecida através do Protocolo Hart. A tecnologia digital usada no DT301 permite a escolha de vários tipos de funções de transferência, uma interface simples entre o campo e a sala de controle e algumas características que reduzem consideravelmente os custos de instalação, de operação e de manutenção. |
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