A unidade da Imerys de Brás Cubas fica localizada em Mogi das Cruzes SP e produz anualmente cerca de 185.000 toneladas de carbonato de cálcio para atender diferentes mercados, tais como tintas, papel, plásticos e alimentos. A planta tem grande importância estratégica devido aos diferentes processos produtivos.
A Moagem Úmida é um dos processos mais importantes da planta, representando cerca de 68% do total produzido. O consumo de energia elétrica representa cerca de 10% do custo variável da planta, sendo que só o consumo da Moagem Úmida representa 37% do custo de energia total. Portanto, uma boa produtividade aliada com um processo enxuto contribui para redução de custos na unidade. Além disso, o projeto está alinhado com a meta global da Imerys de ser 2% mais eficiente energeticamente do que no ano anterior.
O processo consiste da micronização/moagem do slurry (carbonato de cálcio em suspensão com água e dispersante) com moinhos verticais tipo SMD. São produzidos desde produtos muito finos até produtos mais grossos. Os principais parâmetros de qualidade dos produtos são distribuição granulométrica(PSD), viscosidade e teor de sólidos.
Por ser um processo muito crítico em relação à operação e ao consumo energético, o time do projeto identificou oportunidade de automatizar algumas etapas do processo com objetivo de otimizar o consumo de dispersante e micro-esferas – alguns dos insumos mais relevantes para a planta de BC, além de otimizar o consumo de energia elétrica.
O processo não possui controle automático e depende de muitas intervenções operacionais, resultando em alta variabilidade de processo e qualidade, consequentemente gerando baixa capabilidade. Com isso,
o escopo do projeto foi elaborado para aprimorar esses controles e garantir um processo mais estável. Antes do projeto, as alterações só eram realizadas após as análises de qualidade, realizadas a cada 4h, além de dosagem única de água para controle de teor de sólidos.
O Projeto Flash é composto por 3 controles automáticos, que além de permitirem alterações do processo em tempo real, contribuem para o acesso aos dados do processo em tempo real. São eles:
- Dosagem de dispersante;
- Eficiência energética;
- Teor de sólidos.
O controle de dosagem de dispersante atua para manter constante a proporção de dispersante em função da vazão de alimentação. O dispersante tem grande importância no processo de moagem por auxiliar na moabilidade do carbonato garantindo melhor dispersão de carbonato, água e esferas. Além disso, o dispersante é insumo fundamental para controlar a viscosidade do produto final. A vazão de alimentação na cascata pode aumentar ou diminuir, então automaticamente a dosagem de dispersante por moinho altera para manter o consumo específico estável. Essa melhoria permitiu uma economia anual de 3% (75 kBRL) no consumo de dispersante:
O controle de eficiência energética atua para manter constante o consumo específico de energia elétrica por produto (kWh/ton): se o consumo de energia aumentar, a vazão de alimentação na cascata aumenta
e vice-versa, de modo que a qualidade do produto seja garantida. A moagem, por ser um processo físico, é totalmente dependente do consumo de energia para micronizar o produto, então é muito importante manter um consumo constante de energia elétrica, garantindo a qualidade e o custo do material. Este controle proporciona uma economia anual de 5% (146 kBRL) em energia elétrica:
O controle de teor de sólidos, ou a diluição em cascata, atua para manter constante a quantidade de água no slurry que passa pelos moinhos, já que o processo de moagem, por ser exotérmico, faz com que o teor de sólidos ao longo da cascata aumente devido à evaporação da água. Foram realizados estudos onde conclui-se que, para obter maior estabilidade no processo de moagem e a maior durabilidade das esferas, o teor de sólidos ao longo da cascata deve ser constante. Para esse controle, temos uma economia anual de 10% (136 kBRL) no consumo deste insumo:
