Melhoria do nível de controle da separação primária entre amido e glúten em uma refinaria de milho
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16996 |
Resumo: | Ingredion Incorporated is a Business to Business (B2B) company that operates in the field of processing and refining industrial ingredients of agricultural origin, mainly corn-based. The first process in the corn refining chain is Wetmilling and the objective of this step is to separate the grain components (husk, germ, starch and gluten) with maximum purity, minimum energy use and minimum losses. In this way, the production yield of each component is determined. In order to improve operational performance, the reliability of the Grinding stage and increase the gluten yield of the factory located in the municipality of Mogi-Guaçu, São Paulo, the insertion and replacement of instruments with better performance and technology was planned. The operation would then be carried out automatically using a Proportional Integral Derivative Controller (PID). In Wetmilling, the separation of starch and gluten is carried out through separating centrifuges and, therefore, to ensure a good quality of the process, it is necessary to control the underflow and overflow currents. Normally, underflow density is controlled through instrumentation. Inadequate separation leads to low final gluten yield, in addition to starch loss. As a recommendation for the installation of density meters, it is essential to monitor the following factors: fluid aeration (existence of air bubbles) and accumulation of material in the lines and in the instrument. In this work, the application of a density measurement system will be presented, to carry out a more rigorous control of the underflow of the separation centrifuges. This system was composed of a deaeration box, a mass density meter - which operates on the principle of the Coriolis Effect - and a v-ball control valve. In addition, a Clean in Place (CIP) system was foreseen, since the cleaning of the instrument proved to be very relevant to its performance. Using the recommendations of Ingredion's Corporate Engineering, a standard operating procedure was created to collect several samples from the underflow and measure its density in °Be through a standardized analytical procedure. Subsequently, the data obtained was treated, seeking to compare the measurement on the bench and that indicated by instruments with different operating principles (Coriolis and pressure difference). After verifying the credibility within the process, the best hydrometer option was selected considering the aspects previously discussed and other points involving issues of safety, operation, interlocks and stop/outage that affect the density measurement system developed by Ingredion discussed. |
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In order to improve operational performance, the reliability of the Grinding stage and increase the gluten yield of the factory located in the municipality of Mogi-Guaçu, São Paulo, the insertion and replacement of instruments with better performance and technology was planned. The operation would then be carried out automatically using a Proportional Integral Derivative Controller (PID). In Wetmilling, the separation of starch and gluten is carried out through separating centrifuges and, therefore, to ensure a good quality of the process, it is necessary to control the underflow and overflow currents. Normally, underflow density is controlled through instrumentation. Inadequate separation leads to low final gluten yield, in addition to starch loss. As a recommendation for the installation of density meters, it is essential to monitor the following factors: fluid aeration (existence of air bubbles) and accumulation of material in the lines and in the instrument. In this work, the application of a density measurement system will be presented, to carry out a more rigorous control of the underflow of the separation centrifuges. This system was composed of a deaeration box, a mass density meter - which operates on the principle of the Coriolis Effect - and a v-ball control valve. In addition, a Clean in Place (CIP) system was foreseen, since the cleaning of the instrument proved to be very relevant to its performance. Using the recommendations of Ingredion's Corporate Engineering, a standard operating procedure was created to collect several samples from the underflow and measure its density in °Be through a standardized analytical procedure. Subsequently, the data obtained was treated, seeking to compare the measurement on the bench and that indicated by instruments with different operating principles (Coriolis and pressure difference). After verifying the credibility within the process, the best hydrometer option was selected considering the aspects previously discussed and other points involving issues of safety, operation, interlocks and stop/outage that affect the density measurement system developed by Ingredion discussed.A Ingredion Incorporated é uma empresa Business to Business (B2B) que atua no ramo de processamento e refino de ingredientes industriais de origem agrícola, principalmente a base de milho. O primeiro processo na cadeia de refino de milho é a Moagem e o objetivo desta etapa é efetuar a separação dos componentes do grão (casca, germe, amido e glúten) com máximo grau de pureza, mínimo uso de energia e mínimas perdas. Deste modo, determina-se o rendimento de produção (production yield) atribuído a cada componente. Com o intuito de melhorar o desempenho operacional, a confiabilidade da etapa de Moagem e aumentar o rendimento em glúten da fábrica situada no município de Mogi-Guaçu, São Paulo, foi prevista a inserção e substituição de instrumentos com melhor desempenho e tecnologia. A operação seria, então, conduzida de forma automática empregando um Controlador Proporcional Integral Derivativo (PID). Na Moagem, a separação do amido e do glúten é realizada através de centrífugas de separação e, portanto, para garantir uma boa qualidade do processo é necessário realizar o controle das correntes de underflow e overflow. Normalmente, controla-se a densidade do underflow a partir de instrumentação. A separação não adequada acarreta baixo rendimento final em glúten, além da perda de amido. Como recomendação para a instalação de medidores de densidade é imprescindível o acompanhamento dos seguintes fatores: aeração do fluido (existência de bolhas de ar) e acúmulo de material nas linhas e no instrumento. Neste trabalho, será apresentada a aplicação de um sistema de medição de densidade, a fim de realizar um controle mais rigoroso do underflow das centrífugas de separação. Este sistema foi composto por uma caixa desaeradora, um densímetro mássico - que atua a partir do princípio do Efeito Coriolis - e uma válvula de controle v-ball. Além disso, foi previsto um sistema de Clean in Place (CIP), uma vez que a limpeza do instrumento se mostrou bastante relevante para o seu desempenho. Utilizando as recomendações da Engenharia Corporativa da Ingredion, criou-se um procedimento operacional padrão para coletar diversas amostras do underflow e aferir a sua densidade em °Be através de procedimento analítico padronizado. Ao final do projeto tratou-se os dados obtidos, buscando comparar a medição em bancada e aquela indicada por instrumentos com princípios de funcionamento diferentes (Coriólis e diferença de pressão). Verificada a credibilidade dentro do processo, selecionou-se a melhor opção de densímetro levando em consideração além dos fatores já discutidos questões de segurança, operação, intertravamentos e parada/queda de energia as quais afetam o sistema de medição de densidade desenvolvido pela Ingredion.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosEngenharia Química - EQUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessRefino de milhoAmido e GlutenCentrífugas de separaçãoInstrumentaçãoDensímetro mássicoCorn refiningStarch and glutenSeparation centrifugesInstrumentationMass densimeterENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICAMelhoria do nível de controle da separação primária entre amido e glúten em uma refinaria de milhoImprovement of the control of the primary separation between starch and gluten in a corn refineryinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis60041190944-ffe7-4655-8602-af165885b0fareponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16996/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ORIGINALTG - Melhoria no Nível de Controle da Separação Primária entre Amido e Gluten em uma Refinaria de Milho.pdfTG - Melhoria no Nível de Controle da Separação Primária entre Amido e Gluten em uma Refinaria de Milho.pdfapplication/pdf1132491https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16996/1/TG%20-%20Melhoria%20no%20N%c3%advel%20de%20Controle%20da%20Separa%c3%a7%c3%a3o%20Prim%c3%a1ria%20entre%20Amido%20e%20Gluten%20em%20uma%20Refinaria%20de%20Milho.pdfb190a2c36598b0a7385f14361308d5caMD51TEXTTG - Melhoria no Nível de Controle da Separação Primária entre Amido e Gluten em uma Refinaria de Milho.pdf.txtTG - Melhoria no Nível de Controle da Separação Primária entre Amido e Gluten em uma Refinaria de Milho.pdf.txtExtracted texttext/plain70244https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16996/3/TG%20-%20Melhoria%20no%20N%c3%advel%20de%20Controle%20da%20Separa%c3%a7%c3%a3o%20Prim%c3%a1ria%20entre%20Amido%20e%20Gluten%20em%20uma%20Refinaria%20de%20Milho.pdf.txt23f386e178aadea1b0711f4c54531516MD53THUMBNAILTG - Melhoria no Nível de Controle da Separação Primária entre Amido e Gluten em uma Refinaria de Milho.pdf.jpgTG - Melhoria no Nível de Controle da Separação Primária entre Amido e Gluten em uma Refinaria de Milho.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8930https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16996/4/TG%20-%20Melhoria%20no%20N%c3%advel%20de%20Controle%20da%20Separa%c3%a7%c3%a3o%20Prim%c3%a1ria%20entre%20Amido%20e%20Gluten%20em%20uma%20Refinaria%20de%20Milho.pdf.jpg8fd57e3980117ad42fbb029f98e93f14MD54ufscar/169962023-09-18 18:32:21.466oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/16996Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:21Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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