Como uma usina de açúcar e álcool funciona?

Prof. Me. Clauber Dalmas Rodrigues

cdalmas@yahoo.com

Partes da Planta da Cana

3

Fonte:

Paes e Oliveira

CTC, 2005

Composição Química da cana-de-

açúcar

4

glucose + frutose

1%

fibra11%

água72%

sacarose16%

Fonte: FERNANDES, Antonio Carlos. Cálculos na Agroindústria da cana-

de-açúcar. 2ª.ed. Piracicaba, STAB, Cap.1, 2003.

1 hectare de cana-de-açúcar produz†:

88 ton. de cana-de-açúcar

MS produz (safra 09/10)

◦ 28 milhões de ton de cana

◦ 1,2 milhões de ton de

◦ 1,7 bilhões de litros de

5* NETO, André. Meio Ambiente e o Setor Sucroalcooleiro. Palestra apresentada na 1ª.CANASUL, 2007.† CONAB, 2011. Disponível em: http://www.conab.gov.br/conabweb/download/safra/2cana_de_acucar.pdf

Previsão para safra

2011/2012*

Brasil

642 milhões de ton de cana

41 milhões de ton. de açúcar

27 bilhões de L de etanol

MS

42 milhões de ton. de cana

2 milhões de ton. açúcar

2 bilhões de L de etanol

* Avaliação da Safra Agrícola de Cana-de-Açúcar – 1ª Estimativa -

Maio/2011

1 tonelada de cana produz*:

140 kg de açúcar ou 85 L de etanol

275 kg de bagaço (com 50% de umidade)

165 kg de palha (com 15% de umidade)

7* KITAYAMA, 2007

8

O cenário do

Estado do MS

Safra 2006

Safra 2007

Safra 2008

Safra 2009

Safra 2010

BRASIL – Produção de cana-

de-açúcar

0

100

200

300

400

500

600

700

Pro

du

ção

de

Ca

na

(e

m

Mil

hõ

es

de

to

ne

lad

as)

Safra

BRASIL - Produção de Cana-de-açúcar

MS – Produção de cana-de-

açúcar

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45C

an

a-d

e-a

çúca

r co

rta

da

(e

m

mil

hõ

es

de

to

nla

da

s)

Safra

18

(1)-Recebimento da Cana; (2)-Transportador; (3)-Triturador; (4)-Caldo de Cana; (5)-Tanque de Decantação; (6)-

Aquecimento; (7)-Clarificação; (8)-Moagem da Cana; (9)-Bagaço; (10)-Caldeira; (11)-Tacho a Vácuo; (12)-Caldo

Purificado; (13)-Evaporador a Vácuo; (14)-Caldo Clarificado; (15)-Caldo Turvo Descartado; (16)-Filtragem; (17)-

Açúcar Pó Seco; (18)-Secador Spray Dryer; (19)-Enviado para Silos de Estoque; (21)-Melaço.

Fonte: http://br.geocities.com/abgalimtec/acucarpo.html

Recepção

Preparo da cana

Extração do caldo

Tratamento do caldo

Fábrica de açúcar Produção de álcool

22

Colheita

23

24

25

26

27

Transporte

28

Figura: Cavalo mecânico com dois reboques:

"Rodotrem“ (Carroceria tipo fueiro para cana inteira)

Figura: Carroceria tipo caçamba para cana inteira

Fonte: www.araraquaraclassificados.com.br

Fonte: www.scania.com.br

29

Treminhão. Usina Eldorado - MS

Recepção

Recepção

Alimentação

Descarregamento

Amostragem

Pesagem

33

Pesagem

34

Amostragem

35

Descarregamento

Fig.: Hillo e mesa

alimentadora fonte:

http://www.sermatec.com.br

37

38

39

Alimentação

Preparo da cana-de-

açúcar

Preparo da cana

Eletroimã

Espalhador

Esteira de borracha

Tambor alimentador

Desfibrador

Picadores

43

Picador

44

Desfibrador

45

Desfibrador em manutenção

http://www.fivesgroup.com/Fivescail

Aparelho de desfibração:a) Tambor alimentadorb) desfibradorc) Placa desfibradorafonte: www.simisa.com.br

a)

b)

c)

PLACA E ROTOR PARA DESFIBRADOR DE CANA

49

Tambor alimentador

Fonte: www.umrequipamentos.com.br

50

Cort

esia

: S

ilvana R

odrigues.

51

Espalhador

52

Esteira de

borracha

Esteira de borrachaEletroimã

Extração do caldo

Extração do caldo

Rolos (compressão)

Esteira intermediária

Embebição

Terno de moagem

Calha Donnelly

Tratamento de caldo

Gamelão

Caldeira ou Pátio

Esteira

Caldo Bagaço

56Fonte: www.dedini.com.br’

Terno de moagem

Figura: terno de uma moenda. Fonte: www.brumazi.com.br

Rolo

superior

Rolo de

pressão

Rolo

inferior

de

entrada

Rolo inferior

de saída

Bagaceira

Ca

ldo

Vídeo:

60

água

Tratamento de caldo

Figura: Diagrama

de produção de

caldo e a sua

destinação

61

62Fo

nte

: htt

p:/

/ww

w.s

anta

can

did

a.co

m.b

r/em

pre

sa.h

tml

Figura: conjunto de moendas

Cal

ha

Do

nn

elly

63

64

65

66

Tratamento do

Caldo

Tratamento do caldo

Evaporação

Filtração

Calagem

Sulfitação

Decantação

Flasheamento

Aquecimento

70

Figura: Aquecedor tubular

Aquecimento

Decantação

http://w

ww

.bru

mazi.com

.br/

72

Figura: Forno de Enxofre. Fonte: A Usina de Açúcar e a sua Automação. Smar

Equipamentos Industriais. Sertãozinho, 1999.

Sulfitação

73

Desenho esquemático de um sistema de sulfitação.

Fonte: http://br.geocities.com/abgalimtec/acucarpo.html

Sulfitação

Setor de Tratamento do caldo. Fonte:www.sermatec.com.br

Fábrica de Açúcar

Fábrica de açúcar

Armazenamento

Secagem

Centrifugação

Cozimento (cristalização)

Evaporação

Pré-evaporação

Decantação

Caleação

Aquecimento

79

Pré-Evaporação e evaporação

Caldo

Clarificado

AQUECEDOR

V V 1

Vapor de Escape

PRÉ

EVAP

Condensado

para Caldeira

Decantação

(caldo

clarificado)

EV-05 EV-06 EV-07

Água Fria

Caixa

Retirada

Contínua

Bba. Vácuo

Aquecedor

Condensado

Caixa de

Xarope

Setor de Coziment

o

Caixa

Retirada

Contínua

Evaporadores

80

Vista superior dos cozedores

81

Centrifugas para separação do açúcar do mel.

82

Vertente do secador de açúcar. Fonte: www.sermatec.com.br

83

Ensacamento em sacos BAGS de 60 kg

Big-Bag sendo colocado na carroceria do caminhão.Fonte:

http://www.mandu.com.br/pro

ducaoacucar.htm

Produção de Álcool

Armazenamento

Desidratação

Destilação

Centrifugação

Fermentação

Preparo do mosto

Concentração do caldo

Tratamento do caldo

Preparo e tratamento do fermento

Produção de álcool

Reduz as impurezas grosseiras

Preparação do caldo para Fermentação

Peneiragem

Caleagem

Aquecimento

Decantação

Filtração

Concentração87

Coagulação de proteínasRedução da carga microbiana;Redução de antiespumante;Redução de vapor e água pelo emprego do regenerador - resfriador;Preservação do nutrientes para fermentação

87

Remoção de impurezas

Maior teor de açúcares no mosto;Maior teor alcoólico de vinho (80 a 10ºGL)Melhor desempenho de destilaçãoMaior flexibilidade no preparo do mosto e no manejo das dornas

88

Projeto de Destilaria Sermatec-Celeghin e SulzerFonte: http://www.sermatec.com.br/

89

Figura: Dornas de Fermentação Alcoólica. Fonte: A Usina de Açúcar e a sua Automação.

Smar Equipamentos Industriais. Sertãozinho, 1999.

Fermentação

Fermentação

Dornas da Fermentação em batelada. Fonte: apostila SEALP.

Fermentação

Tratamento do Fermento na Cuba (Processo de Agitação) . Fonte: apostila SEALP.

Dorna

Volantede vinho

Centrífuga

VolanteVinho levedurado

Cuba

ÁcidoÁgua

FermentoTratado

Mosto

Água

Trocador de Calor

DornaDorna

Volantede vinho

Centrífuga

VolanteVinho levedurado

Cuba

ÁcidoÁgua

FermentoTratado

Mosto

Água

Trocador de Calordestilação

Representação de um Processo de fermentação com uma Dorna com

Reciclo de Leveduras

Água

Trata

da

Água

Trata

da

Tanque

de Mel

Dorna

1

Dorna

3

Dor

na 5

Dorna

7

Dor

na 2

Dor

na 4

Dor

na 6

1 2 Cuba

3

3 5 7 9

2 4 6 8

Colunas de

Destilação

Difusor

Aqueced

ores de

Caldo

Balão

Flash

Misturador

EstáticoTrocador

de calor de

Mosto

centrífugas

Cubas

Destilação

Destilação

96

Figura: Colunas de Destilação.

Fonte: A Usina de Açúcar e a sua

Automação. Smar Equipamentos

Industriais. Sertãozinho, 1999.

97

Figura: Tanques de Armazenamento de Etanol. Fonte: A Usina de Açúcar e a sua Automação.

Smar Equipamentos Industriais. Sertãozinho, 1999.

Armazenamento

Recepção da Cana

Cana

Esmagamento/MoagemBagaço

Aquecimento

CaldoFábrica de Açúcar

Caleação

(Defecação)

Decantação

Caldo clarificado

Evaporação

Cozimento

Cristalização

Massa

Centrifugação

Secagem

Açúcar

Filtração

LodoTorta

Lavoura

Caldo

Água

Condensada

Produção de

Álcool

Aquecimento

Caleação

(Defecação)

Decantação

Evaporação

Mel Rico/

Mel Pobre

Fermentação

Mosto

Centrifugação

Vinho

Levedo

Cuba

Destilação Vinhaça

Armazenamento

Álcool hidratadoArmazenamento e/

ou Ensaque

LodoFiltração

Torta

Lavoura

Lavoura

Colheita

Geração de

Vapor

Desidratação

Álcool anidro

Armazenamento

Açúcar

Referências Bibliográficas

KITAYAMA , Onório. Palestra: Tecnologia e operação de unidades de bioeletricidade a partir de biomassa de cana-de-açúcar -condições operacionais. In: COGERAÇÃO DE ENERGIA A BAGAÇO DECANA NO ESTADO DE SÃO PAULO. Disponível em: http://www.saneamento.sp.gov.br/bio_apresen/On%C3%B3rio.pdf

CONAB. Avaliação da safra agrícola de cana-de-açúcar.maio/2011. Disponível em: http://www.conab.gov.br/conabweb/download/safra/2cana_de_acucar.pdf

CONAB. Avaliação da Safra Agrícola de Cana-de-Açúcar – 1ª Estimativa - Maio/2011. Disponível em: http://www.conab.gov.br/OlalaCMS/uploads/arquivos/11_05_27_11_53_13_boletim_cana_portugues_-_maio_2011_1o_lev..pdf

http://www.brumazi.com.br/