Limpeza química de alta performance e menos corrosão para as usinas de cana

Ácido metanossulfônico de altíssima pureza, proporciona performance diferenciada dos ácidos aplicados na limpeza química das usinas de cana

*Rafael Taino de Mattos
Uma das etapas no processamento da cana-de-açúcar é a concentração do caldo. Essa execução é feita pela ação dos pré evaporadores e evaporadores e tem o objetivo de reduzir ao máximo o teor de água do produto previamente clarificado.
Porém, a etapa de concentração do caldo produz um efeito colateral: a formação de incrustação por meio da cristalização de sais insolúveis. Conforme a água é removida, os sais presentes passam a ter sua solubilidade reduzida e começam a se compactar na forma cristalina, dando origem às incrustações nas superfícies metálicas dos equipamentos e tubulações.

Estas incrustações reduzem a troca de calor dos evaporadores, diminuindo a produtividade do processo, podendo aumentar o consumo de energia para manter a eficiência na concentração de caldo. Desse modo, procurando alcançar a otimização dos processos, é necessário fazer a limpeza periódica de todo o sistema. Para isso, são aplicadas suas metodologias para a desincrustação: a limpeza química e a mecânica.
A metodologia que vem ganhando espaço neste mercado é a limpeza química. Este procedimento possui diversas vantagens em comparação à limpeza mecânica/hidrojateamento (bastante difundida no setor), uma vez que esta última implica no trabalho em espaço confinado pelos trabalhadores que manuseiam os equipamentos, no alto consumo de água de boa qualidade e na periculosidade extremamente elevada devido aos riscos de acidentes.
A limpeza química é um processo que remove a incrustação, seja ela orgânica ou inorgânica, por meio de sua degradação ou solubilização. Pensando em tornar esse método mais fácil e acessível para o setor sucroalcooleiro, a Basf desenvolveu um ácido metanossulfônico de altíssima pureza que proporciona performance diferenciada dos ácidos aplicados na limpeza química, o Lonate™ Clean.
Produto biodegradável
O ácido metanossulfônico (MSA) está presente naturalmente em nosso meio ambiente e é originado da decomposição de matéria orgânica por bactérias. Abaixo temos um fluxo detalhado do ciclo natural deste ácido:

 

  1. Primeiro ocorre a decomposição de matéria orgânica por bactérias, formando DMS (Dimetilssulfetos). Essa substância é responsável pelo odor de maresia e é volátil na temperatura ambiente.
  2. Por ser volátil, essa substância sobe até a atmosfera onde, sob ação de raios UV e Oxigênio, é consumida e produz ácido metanossulfônico.
  3. O ácido metanossulfônico é higroscópio e a volta à superfície juntamente com a água da chuva.
  4. O ácido metanossulfônico é degradado na superfície por bactérias, liberando para o meio CO2, sulfato e água.
  5. As bactérias que decompõem MSA fazem parte do nível mais baixo da cadeia alimentar (depois do fitoplâncton).
  6. A nova formação de biomassa como resultado deste processo é o novo início deste ciclo.
Perfil eco / toxicológico
  • Totalmente biodegradável
    • OECD 301 – Totalmente biodegradável
    • OECD 306 – Biodegradável em águas marinhas
    • OECD 311 – Biodegradável anaeróbicamente
  • Virtualmente livre de compostos orgânicos voláteis
  • Baixa demanda química de oxigênio (DDQ 4mg O2/g) 
  • Não contém nitrogênio, fósforo, halogênios
Desempenho – ácido forte e eficiente
O Lonate™ Clean é um ácido de pKa de -1,9. Seus sais (mesilatos) geralmente são bastante solúveis, o que otimiza sua performance quando o assunto é limpeza. Abaixo temos a comparação do desempenho de alguns sais titulados como ácidos:
Esse teste funciona da seguinte maneira:
  1. Formula-se uma solução com 0,5 molar do sal.
  2. Na temperatura ambiente e sob agitação, a solução apresenta-se totalmente turva e com aspecto esbranquiçado (por formar uma solução supersaturada).
  3. Nota-se um aumento da solubilidade dos sais ao adicionar uma Ao quantidade pré-estabelecida de ácido.
  4. A total solubilidade acontece quando a solução fica totalmente transparente.
No eixo vertical temos a transmitância (quanto maior, mais transparente). No horizontal, temos o tempo em segundos.
Tanto para carbonato de cálcio quanto para sulfato de cálcio (sais mais comuns nos evaporadores das usinas) Lonate™ Clean apresenta a melhor performance, deixando a solução transparente mais rápido que os demais ácidos testados (fosfórico, sulfâmico, glicólico e cítrico).
Esta é uma medida indireta para o poder de desincrustação do ácido, pois quanto mais rápido o sistema deixar de ser turvo, mais rápido e melhor o ácido “dissolve” os sais no meio aquoso.
Fácil manipulação e baixa corrosão
Em geral, os ácidos possuem diferentes perfis de aplicações. Entre suas características estão a corrosão, resistência à hidrólise, solubilidade em água, temperatura e estabilidade de armazenamento, biodegradabilidade e pressão de vapor. Estas são algumas de suas propriedades decisivas que determinam a escolha de um ácido para uma dada aplicação.
O fato de as incrustações minerais serem solúveis não adiantam muito se, ao mesmo tempo, a superfície metálica dos componentes da planta for afetada permanentemente pela corrosão. No entanto, a ação do Lonate™ Clean nas faces metálicas e sua corrosividade podem ser consideradas uniformes e muito baixas. Além disso, em comparação com outros ácidos, possui uma solubilidade diferenciada de seus sais, como se pode observar no comparativo abaixo:
O produto consegue se infiltrar abaixo das incrustações, destacando-as do substrato. Normalmente elas não são dissolvidas por completo no tempo disponível. Entretanto, quando separadas do substrato, são arrastadas pela lavagem.
Unindo características de sustentabilidade, performance e baixa corrosão, o Lonate™ Clean une diversas características positivas em uma só solução. Tudo isso atrelado à alta performance na limpeza de evaporadores e pré evaporadores, que tornam este produto a revolução da limpeza industrial nas usinas de cana de açúcar.

*Rafael Taino de Mattos, consultor técnico de Formulações Industriais da BASF para a América do Sul – Há informações adicionais sobre a linha Lonate™, direcionada para a indústria de açúcar e etanol no site www.lonate.basf.com