CONTROLE DE ENERGIA ESPECÍFICA - SEC / SRE
TRANSFORME A REFINAÇÃO DE CELULOSE EM CIÊNCIA EXATA
Estabilizando o Freeness
Sem controle de energia específica SEC, menos fibras entrarão no refinador ao mesmo tempo se a consistência da massa cair de 4% para 3,5%. Se o motor continuar aplicando a mesma potência, essas poucas fibras receberão uma "overdose" de energia. O resultado é um corte excessivo das fibras e uma queda brusca e indesejada no freeness (aumento do ºSR).
Energia Específica de Refinação (SRE - Specific Refining Energy), também denominada SEC (Specific Energy Consumption) é expressa em unidades de kWh por tonelada métrica seca (kWh/t) e calculada subtraindo as ineficiências mecânicas da potência bruta do motor.
Em vez de simplesmente travar a distância entre os discos do refinador ou fixar a potência do motor, o SEC ajusta a máquina em tempo real para garantir que cada tonelada de fibra receba exatamente a mesma quantidade de trabalho mecânico.
Representa a potência total consumida pelo motor em quilowatts (kW).
Potência a vazio (kW) é a energia gasta apenas para girar o rotor na água, superando o atrito, sem refinação efetiva.
O denominador da equação 
representa a produção de fibra seca passando pelo refinador naquele instante.
representa a produção de fibra seca passando pelo refinador naquele instante.
Vazão volumétrica da polpa (m³/h).
Consistência da massa (fração decimal, ex: 0,04 para 4%).
Densidade da polpa (kg/m³).
SEC = (kW) / (m³/h × fração decimal × kg/m³) = kWh/t
A Energia Específica é a quantidade de energia líquida aplicada por unidade de massa de fibra seca (geralmente medida em kWh/t).
Quando o controle SEC está ativado, o ciclo funciona assim:
1
O medidor de consistência ou fluxômetro detecta a queda na quantidade de fibra.
2
O sistema recalcula a equação e percebe que o SEC vai disparar.
3
O controlador envia um sinal para o sistema eletromecânico ou hidráulico do refinador para recuar o estator (abrir o gap).
4
A potência do motor (P total) cai proporcionalmente à queda de fibra.
5
A razão de energia por tonelada se mantém constante, e o freeness na saída permanece cravado no alvo.
O procedimento exato depende do equipamento e do sistema de controle utilizados (Valmet, Andritz, Voith, ABB, Siemens, etc.). De forma geral, para ativar o controle SEC você precisa:
- Garantir que estejam disponíveis as medições de processo - potência do motor, vazão da polpa/material e consistência (ou massa seca).
- Configurar o valor de referência (setpoint) de SEC em kWh/t desejado para o processo.
- Colocar o controlador de SEC em modo automático no sistema de automação (CLP/DCS/HMI).
- Habilitar o atuador que ajusta a posição do refinador (hidráulico ou eletromecânico), permitindo que o sistema abra ou feche o gap automaticamente para manter o SEC no valor definido.
Dados Operacionais
Potência Total do Motor (P_total)
3500 kW
Potência a Vazio (P_vazio)
600 kW
Vazão Volumétrica (Q)
1200 m³/h
Consistência da Massa (C)
4.0 %
Dinâmica do SEC e Nanoax
Se a consistência da massa cai, menos fibra entra no refinador. Sem a malha SEC recuando o estator, a energia por tonelada dispara e destrói o freeness. Discos de baixa intensidade (linha Nanoax, 1.2mm a 2.4mm) garantem que a distribuição matemática do SEC resulte em um tratamento hidráulico estável e suave, preservando as propriedades do papel.
Produção Fibra Seca
0.0
t/h
Energia Líquida
0
kW
Carga SEC
0.0
kWh/t
Simulador PID de Refino (SEC)
Malha de Controle Fechada | Duplo Estágio
PID é a sigla para Proporcional, Integral e Derivativo. É o "cérebro" matemático (algoritmo de controle) mais utilizado no mundo na automação industrial. O simulador PID demonstra como um controlador ajusta a distância física de uma máquina pesada em tempo real para entregar um consumo de energia (SEC) perfeitamente estável à celulose, garantindo a qualidade final do papel.
Atua como um operário que fica o tempo todo abrindo e fechando o "Gap dos Discos" para garantir que a energia (SEC Atual) fique exatamente igual ao Setpoint - a meta de energia definida pelo operador -, mesmo quando ocorrem "distúrbios na linha".
Ação Proporcional (O Presente)
Se o SEC atual está 20 kWh/t abaixo da meta (um erro grande), ele manda fechar os discos do refinador de forma brusca para puxar mais potência do motor. Se o erro for pequeno, ele mexe pouco.
Ação Integral (O Passado)
Se o sistema travou um pouco abaixo da meta (ex: 59.8 em vez de 60.0), a ação Proporcional pode não ter força para consertar. A Integral acumula essa pequena falha ao longo do tempo até criar força suficiente para empurrar o sistema exatamente para o alvo. Ela "zera" o erro.
Ação Derivativa (O Futuro)
Se o erro está diminuindo muito rápido em direção à meta, a Derivativa age como um "freio". Isso impede que o sistema passe do ponto (overshoot), o que na vida real poderia fazer os discos de metal se chocarem e quebrarem a máquina.
A Interface Mecânica: O Papel do Disco
O controle só é eficaz se a interface mecânica puder distribuir essa energia adequadamente. O SEC define quanta energia aplicar, mas é o design do disco que define como essa energia é aplicada (a Intensidade).
Para que a estabilização do freeness ocorra sem perda de propriedades de resistência do papel (como tração e rasgo), a energia específica calculada deve ser distribuída de forma suave. É aqui que discos refinadores de baixa intensidade, como a linha NANOAX, tornam o controle muito mais responsivo.
Com espessuras de barras extremamente finas, variando entre 1,2 mm e 2,4 mm, a energia total imposta pelo motor é dividida por um número muito maior de bordas, reduzindo o impacto por fibra (baixa intensidade). Ao mesmo tempo, o dimensionamento hidrodinâmico preciso das ranhuras impede flutuações de pressão e cavitação, garantindo que o valor de vazão (Q) lido pelo sensor para o cálculo do SEC seja real e constante, sem ruídos na malha de controle.
Ferramentas Essenciais
- IMPULSIONE A EFICIÊNCIA COM FERRAMENTAS OPERACIONAIS E CÁLCULOS PRECISOS -
Alto desempenho é alcançado quando a Carga Específica de Borda (SEL) está perfeitamente ajustada à dureza metalúrgica da liga, garantindo o maior ciclo de vida possível, sem sacrificar a qualidade das fibras.
