Fabricação de Açúcar Cristal de Boa Qualidade

Tecnal Indústria Comércio Importação e Exportação de Equipamentos para Laboratórios Ltda. Rua João Leonardo Fustaino, 325 - Distrito Industrial Uninorte - Caixa Postal 1400 - CEP 13413- 102 - Piracicaba - SP - BRASIL Fone: (19) 2105-6161 - Fax: (19) 3917-1008 CNPJ:47.010.566/0001-68 Internet: www.tecnallab.com.br

FABRICAÇÃO DE AÇÚCAR CRISTAL DE BOA QUALIDADE Roteiro desenvolvido por Florenal Zarpelon Este trabalho é um roteiro para a otimização da fábrica na busca das melhores condições operacionais para a produção de um açúcar cristal (açúcar branco direto) de pelo menos o padrão de cor abaixo de 150. Embora a maioria das recomendações se aplique a açúcar cristal, elas também são úteis na fabricação de um açúcar VHP de muito boa qualidade. Pressupõe-se que a usina esteja operando com canas de boa qualidade, recentemente cortada, com baixo teor de açúcares redutores no caldo primário e pelo menos com 83 de pureza no xarope. Pressupõe-se também que não haja deficiências mecânicas e de equipamentos e, conseqüentemente, que a usina opere sem muitas interrupções. 1. Tratamento do caldo e evaporação Tornou-se usual nas usinas paulistas fazer a separação do caldo na moenda, ficando o caldo do primeiro terno (primário), com brix mais alto (17 a 18) para a fabricação de açúcar e o do segundo terno, com brix da ordem de 10 para a fabricação de álcool. Do ponto de vista de cor no caldo, o caldo do segundo terno tem cor da ordem de 50% maior que o caldo primário, já que quanto mais se extrai, maior também é a extração de substâncias não açúcares, entre as quais, corantes naturais da cana. Esta prática tem mostrado que reduz a cor do açúcar da ordem de 20 pontos. O tratamento do caldo requerido seria uma sulfitação a pH próximo de 4,0 e, em muitos casos podendo subir até 4,5 em função da época e da qualidade/maturação da cana (o caldo filtrado não passando pela sulfitação). A calagem seria a um pH tal que o clarificado fique da ordem de 6,6.

O sulfito formado, além de clarificante, é também um agente redutor de viscosidade, devendo, portanto, ser aumentada a sulfitação sempre que for processada cana de alguma forma deteriorada. Considerando que o residual de sulfito que permanece no caldo é sempre o que ficou solúvel no caldo clarificado, não se deve esperar que quanto maior a sulfitação, maior o teor residual que fica no açúcar.

O caldo filtrado é retornado, de preferência na dosagem, podendo-se antes fazê-lo passar por uma segunda torre de absorção do SO2, menor, por onde passaria os gases saindo da coluna de sulfitação convencional, para reter o SO2 não absorvido ou, principalmente, para reter o SO2 quando ocorrer alguma parada momentânea da moenda. Esta medida, além de evitar desperdício de enxofre, melhora o ambiente e reduz o desconforto nas instalações próximas.

O caldo dosado é aquecido pelo menos a 105ºC, sendo então clarificado. O clarificado deve ser isento de sólidos em suspensão, o que significa que o tempo de decantação deve ser compatível com a habilidade do decantador em separar estes sólidos. A qualidade do caldo clarificado depende muito do trabalho de retenção de sólidos realizado pelos filtros de lodo e quanto maior a retenção de sólidos na torta, melhor será a qualidade do caldo clarificado e, portanto, mais adequado será para a fabricação de açúcar. É comum no Nordeste fazer-se a clarificação do caldo filtrado separadamente, seja por decantação ou por flotação, sendo o caldo claro retornado a dosagem e o lodo aos filtros. Esta técnica dá muito bom resultado, evitando a reciclagem de partículas pequenas (“micelas”) que são difíceis de decantar e arrastam cor ao caldo clarificado. O xarope produzido deve ter brix nunca abaixo de 60 e de preferência na faixa de 65 a 68. Quando o brix é baixo, a evaporação deste excesso de água durante o cozimento faz com que o açúcar cresça além do tamanho programado e aí poderá haver aumento de cor.

Levando-se em conta que o açúcar deve ser, por princípio, um produto isento de substâncias insolúveis (bagacilho, resíduo de incrustações, ferrugem, etc.), o xarope obtido da evaporação deve ser tratado por decantação, para a retirada de insolúveis pesados, e por flotação, para a retirada dos insolúveis leves. A retirada dos insolúveis pesados pode ser feita pela instalação de um decantador tipo cristalizador, entrando o xarope num extremo e saindo no outro extremo.

A flotação do xarope deve ser entendida como uma segunda clarificação, pois durante a clarificação do caldo somente são precipitadas as substâncias que já estavam insolúveis no caldo e mais os produtos das reações químicas para a clarificação que se tornaram insolúveis num ambiente da ordem de 15°Brix. Com a evaporação, cerca de 770 kg de água por tonelada de caldo são retirados, insolubilizando-se, portanto, novas quantidades de substâncias que ficam em suspensão no xarope. A flotação serve, então, para remover estes insolúveis, muitos dos


quais podem ser considerados precursores de cor, pois, se não forem retirados podem reagir formando cor ou ainda ficar ocluídos nos cristais, deteriorando a qualidade do açúcar. O uso da flotação do xarope tem reduzido a cor do açúcar em cerca de 20 pontos, e também o teor residual de sulfitos (para abaixo de 10 ppm), pois o aquecimento do xarope a 85°C para a flotação provoca a precipitação de quantidades apreciáveis de sulfito de cálcio. 2. Cozimento Na Seção de Cozimento, alguns princípios são muito importantes e sua aplicação sistematizada garante o sucesso da Seção. 2.1 Granagem para Massa B e/ou C O tacho para a granagem deverá estar preferencialmente equipado com controle de concentração, para que seja possível repetir a mesma concentração para todas as granagens.

Deve ser sempre realizada com um pé de Mel A diluído a 65°Brix, cobrindo a calândria, que tem pureza na faixa de 70 a 78 e, portanto, mais baixa que a do xarope, para se obter cristais bem formados e regulares. Além disso, deve-se levar em conta que toda a vez que utilizamos xarope nas massas de baixa pureza, aumentamos a pureza do mel final, além de aumentar a produção de magma.

A granagem deve ser feita por semeamento total, injetando-se uma quantidade de semente equivalente a 100 por 100 hl de Massa B final produzida; se a granagem é para a Massa C, então, aconselha-se a colocar 150 ml de semente para cada 100 hl de massa final arriada. Assim, se de uma granagem vamos produzir dois cozimentos de 500 hl, por exemplo, devemos injetar entre 1.000 a 1.500 ml de semente ao pé que será granado, dependendo da qualidade da semente que foi moída e da perda de semente na tubulação de injeção ao tacho; deve-se testar a melhor proporção a ser adotada, iniciando-se com a quantidade menor indicada e se necessário ir aumentando até o limite indicado. A quantidade de semente indicada é calculada de modo que no final dos cozimentos sejam obtidos cristais com tamanho da ordem de 0,25 (Açúcar C) a 0,30 (Açúcar B) mm. Cristais maiores que isto não conseguem dar esgotamento da massa, pois produzem uma baixa superfície de cristais, provocando fatalmente o aparecimento de empoeiramento da massa, os chamados falsos grãos. Em muitos casos, dependendo da qualidade da semente, é possível que seja necessário colocar até cerca de 200 ml da semente por 100 hl final de massa, e isto deve ser sempre verificado observando-se ao microscópio a massa final produzida, de tal modo que não seja observado o aparecimento de “poeiras”.

Um pouco antes de ser atingido o ponto de granagem, o operador deve reduzir a pressão do vapor a mais ou menos 0,3 kgf/cm² (podendo variar dependendo do desenho do tacho), para que a evaporação durante este período seja reduzida, proporcionando maior controle durante a granagem. Deve também observar e regular o vácuo, de forma que a temperatura do pé a ser granado fique da ordem de 65ºC, que facilita o crescimento dos cristais, que podem ser vistos facilmente depois de cerca de 5 minutos.

O ponto de granagem será determinado experimentalmente, e se um controle de concentração estiver disponível, este valor será ajustado como ponto (set point) de granagem no controlador. Este ponto poderá sofrer alguma variação, em função da qualidade da cana, época, solo e local de colheita da cana. O controle automático, neste caso, não dispensa a observação criteriosa das pessoas envolvidas e responsáveis pela fabricação de açúcar. Quando não houver controle de concentração, o operador deverá injetar a semente baseando-se na prática, pelo ponto de fio (puxar amostra do pé sendo concentrado e tomar nos dedos e ao abrir-se o polegar e o indicador o fio não deverá se quebrar quando se abre cerca de 3 cm), ou pela forma como o mel concentrado escorre numa lâmina de vidro relativamente seca.

Após a injeção da semente, aguardar no máximo cerca de 2 minutos para que a semente seja misturada ao pé e, então, iniciar a colocação de água quente por um período de aproximadamente 20 minutos, para que haja o encorpamento da semente, isto é, para que os cristais fiquem bem definidos, e com isso quando se inicia a adição de mel os cristais consigam absorver o açúcar presente. Feito isto, abrir a válvula de vapor ao normal e iniciar a alimentação com mel diluído, de modo que no início a concentração seja compatível, “meio mole”, mantendo-se a concentração levemente maior que no ponto de granagem. À medida que os cristais se desenvolvem e o nível no cozimento sobe, vai-se aumentando progressivamente a concentração; se houver controle de concentração no tacho, basta que se dê um gradiente (razão) de aumento da concentração, de acordo com o aumento do nível (Ver item


2.2.2). Se o tacho utilizado para a granagem for provido de um circulador mecânico, ao atingir o ponto de semeamento pode-se fechar completamente o vapor por cerca de 3 minutos para que a semente introduzida se misture ao pé a ser granado; após este tempo, abrir o vapor e injetar água quente e proceder como descrito acima. Finalmente, se porventura a granagem realizada não tenha ficado boa, por exemplo, com poucos cristais, então, antes de iniciar a alimentação com mel deve-se injetar um volume grande de água para dissolver completamente os cristais formados e, então, iniciar nova concentração para refazer a granagem. Não há problema em se dissolver e refazer a cristalização, mesmo por mais duas vezes, mas é claro que os operadores devem ser bem treinados para acertarem logo na primeira injeção da semente, pois, de alguma forma poderá haver algum pequeno prejuízo quanto à formação de viscosidade e cor. 2.1.1 Comentário sobre a operação de granagem A experiência tem mostrado que, deixado ao domínio dos operadores, ou mesmo dos supervisores da fabricação de açúcar, que tenham conhecimento teórico limitado sobre as técnicas de cristalização, na grande maioria das usinas, eles acabam colocando muito pouca semente nas granagens, produzindo açúcar B / C (magma) de tamanho muito maior que o recomendável e ocorre que ao se levantar o cozimento acaba aparecendo nova quantidade de cristais, os falsos grãos (empoeiramento), obtendo-se massas que não esgotam o mel e levando para a massa A um magma de má qualidade que dificulta a fabricação de um bom açúcar. Portanto, é preciso fazer com que as pessoas envolvidas compreendam o processo de cristalização, sendo muito importante fazê-los olhar num microscópio a massa que produziram e entenderem quando estiverem claramente presentes falsos cristais.

Os operadores também, em muitos casos, entendem que devem fazer um cristal maior na massa B e assim não haveria necessidade de fazer cortes na massa A, evitando a sobra de magma. Este procedimento está incorreto, pois, como dito acima, prejudica o esgotamento do mel final e produz um magma de má qualidade. Se for necessário produzir um açúcar final de maior tamanho (maior Abertura Média, ou AM), deve-se fazer corte na massa A, e se sobrar magma deve-se diluí-lo e misturá-lo ao xarope. 2.2 Levantamento do cozimento B / C Uma vez feita a granagem, o pé será alimentado com mel A, se estiver sendo produzida uma massa B, ou com mel B, se for massa C. 2.2.1 Diluição do mel Para se produzir um bom cozimento é necessário haver movimentação / agitação na massa. O que dá está agitação é a evaporação da água durante o cozimento. A agitação mecânica fornecida por um circulador de massa montado no tacho claro que ajuda, mas não substitui a evaporação. Portanto, a diluição dos méis é fundamental, por duas razões: primeiro, para dissolver os pequenos cristais que tenham passado pela centrífuga e, segundo, para fornecer a água necessária para ser evaporada durante o cozimento que irá produzir.

O brix ideal é da ordem de 65, devendo ser utilizada água quente (águas condensadas de vapor vegetal, excluindo-se as águas oriundas dos aquecedores, que podem conter sólidos provenientes de vazamentos de caldo bruto). O diluidor pode ser do tipo estático, com controle automático, terminando num tanque que tenha um espaço para injeção de vapor vegetal para aquecer o mel a aproximadamente 70ºC (instalar controle automático), para que se complete a dissolução de algum cristal que porventura tenha passado. Algumas usinas passaram a diluir o mel A com caldo clarificado, principalmente quando se adota o sistema de Três Massas e todo o caldo da moenda é utilizado para a fabricação de açúcar. O que ocorre é que, aproximadamente, para cada 3,0 partes de mel necessita-se uma parte de caldo clarificado e, assim, a pureza do mel aumenta cerca de 1,0 ponto, dificultando o esgotamento do mel final, se isto for uma prioridade. Além disso, se o caldo clarificado contiver algum material em suspensão (bagacilho, principalmente) poderá incorporar insolúveis ao mel. Para o mel B, entendendo-se que a usina utilize o sistema de Três Massas e, portanto, quer esgotar o mel final, não haveria vantagens. 2.2.2 Levantamento do pé granado / cortes


Uma vez obtido o encorpamento da semente, inicia-se a alimentação de mel diluído, inicialmente mantendo uma concentração compatível, “meio mole”, levemente superior ao ponto de semeamento. Como citado no item 2.1, à medida que os cristais se desenvolvem e o nível do cozimento sobe, vai-se aumentando progressivamente a concentração; se houver controle de concentração no tacho, basta que se dê um gradiente (razão) de aumento da concentração, de acordo com o aumento do nível. Isto é importante, pois, à medida que o cozimento vai progredindo, o mel (licor mãe que está entregando o açúcar aos cristais) vai perdendo pureza e, portanto, deve ser concentrado um pouco mais que no início para manter a supersaturação. À medida que a massa vai sendo levantada, a taxa de evaporação vai caindo e o vácuo vai aumentando naturalmente, de forma que a temperatura vai caindo, não devendo, entretanto, ficar abaixo de 60°C.

Nas fábricas de açúcar de cana, de um pé granado em mel não é possível produzir cristais de tamanho adequado (0,25 a 0,30 mm) sem dar cortes, devido que a viscosidade e os não-açúcares presentes não dão uma velocidade (taxa) de cristalização que permita um crescimento rápido da semente injetada. Portanto, é imprescindível a utilização de cortes.

O sistema de cozimento adotado (Duas Massas, Três Massas) deve ser planejado de modo que os cortes sejam feitos de forma a manter a proporcionalidade entre as porções cortadas, para que os cristais produzidos tenham basicamente o mesmo tamanho e, assim, produzam um baixo coeficiente de variação.

Tanto para a massa B, como para a massa C, o planejamento deverá ser feito de modo que o pé granado represente cerca de 1:9 a 1:12 do total de massa a ser arriada e deverá ser levado em conta o equipamento disponível (tachos, sementeiras). Por isso, é sempre conveniente utilizar um tacho menor para fazer a granagem e aí cortar ou transferir tudo para outros maiores de acordo com a conveniência. Por exemplo, se está disponível um tacho de 250 hl (volume a ser granado da ordem de 40% do volume total, ou seja, 100 hl) para fazer a granagem, e mais dois de 500 hl (volume do pé da ordem de 180 hl) para os cozimentos, então após obter o volume que cubra a calândria de um dos tachos de 500 hl, faz-se a transferência deste pé granado para este, levanta-se e corta-se para o outro de 500 hl, arriando-se dois cozimentos de 500 hl; a proporção entre o pé granado e o volume total de massa arriada ficou, então de 100:1000, ou seja, 1:10. Em muitos casos, perde-se capacidade dos tachos se houver necessidade de algum tempo (excessivo) de espera entre os cortes e, neste caso, verificar a conveniência de até aumentar a proporção acima citada, ou de prover a fábrica com sementeira para corte. Por isso, deve-se planejar adequadamente o sistema a ser adotado, de modo que a qualidade da massa seja uma prioridade.

O brix final da massa B deve ficar da ordem de 93, enquanto que nas massas C, da ordem de 95. 2.3 Cristalizadores para massa B e C Se a usina opera com somente Duas Massas, não havendo necessidade de conseguir um bom esgotamento do melaço, a capacidade de cristalizadores pode ser suficiente para apenas um certo conforto operacional. Se a usina estiver operando com Três Massas e necessitar esgotar o melaço, então, a capacidade de cristalizadores para a massa C deve ser calculada para pelo menos 12 horas de retenção, sendo comum (fora do Brasil) até 36 horas. 2.4 Massa A A massa A deve ser feita unicamente com magma (açúcar B empastado) e xarope. Não faz sentido reciclar o chamado “mel rico”, proveniente da separação de mel nas centrífugas A, sendo recomendado não separar estes méis, já que facilita a estocagem e diluição do mel A obtido. Para a fabricação de açúcar cristal, o tamanho médio dos cristais (também chamado de Abertura Média, AM) deve ficar da ordem de 0,6 mm. Cristais pequenos têm uma grande superfície e, assim, existe a tendência de a água utilizada na lavagem nas centrífugas não retirar todo o “mel” aderente a eles e, então, pode haver um aumento de cor e cinzas; cristais grandes têm a tendência de ocluir nos “poros” (ou defeitos dos cristais) algum mel que faz com que a cor e a cinza do açúcar também aumente. Assim sendo, normalmente de um pé de magma, puxado de um tanque de magma, faz-se um corte, produzindo-se dois cozimentos. Embora às vezes não se necessite fazer corte, o normal é puxar um pé em um tacho e fazer um volume de massa correspondente a 6 vezes o volume deste pé, ou seja, uma proporção entre o pé e o volume final arriado de 1:6. Se os cristais do magma tiverem tamanho médio de 0,25 a 0,30 mm, como especificado acima, a proporção de 1:6 é suficiente para obter-se cristais de açúcar final de 0,60 mm.


Embora seja óbvio, vale frisar que durante o período em que o pé de magma está sendo introduzido no tacho, a válvula de vapor deverá permanecer fechada, sendo aberta somente após atingir o nível mínimo (calândria coberta). Com isto, reduz-se a formação de cor e a presença de pontos pretos no açúcar. 2.5 Manutenção dos tachos de cozimento Para a produção de um bom açúcar cristal é muito importante que os tachos de cozimentos sejam revestidos internamente por chapa de 2 mm de aço inox, soldadas ao aço carbono, ou revestidos por pintura epóxi. Desta maneira, evita-se a exposição de ferrugem a massa, reduzindo a formação de cor e a presença de partículas de ferro.

Os tachos devem ser constantemente monitorados para verificar vazamento nas válvulas de vapor enquanto parados ou puxando magma, e vazamentos com a entrada de ar, especialmente se estiver instalado agitador mecânico. A limpeza após a descarga de cada cozimento deve ser feita pela injeção de vapor vegetal e nunca por vapor direto, pois assim a presença de mais umidade elimina a maior parte do resíduo de massa do cozimento que terminou, favorecendo não só a produção de cristais mais homogêneos, como também reduzindo a formação de pontos pretos no açúcar provocado pelo resíduo de massa que ficou aderido à superfície interna do equipamento. Mesmo assim, é absolutamente necessário ferver água com soda (15 litros de soda a 50% para um tacho de 500 hl), a cada três dias, para desprender algum material incrustado nos tubos, espelhos, ou no costado do tacho; isto ajuda a prevenir a presença de pontos pretos. É fundamental também que a temperatura da massa durante os cozimentos fique entre 62 e 68°C, nunca ultrapassando 70°C, pois, isto produz aumento de cor. É, pois, importante para a obtenção do vácuo adequado que não ocorram vazamentos no sistema todo (tacho, tubo que liga o vácuo ao condensador, o condensador e o sistema de água que alimenta os multijatos / condensadores). Entenda-se também que o sistema de resfriamento da água que alimenta a coluna barométrica deve ter condições de manter a temperatura da água sempre abaixo de 34°C. Por outro lado, também é necessário dizer que os cozimentos nunca devem ser operados em temperatura de 60°C ou abaixo, pois, aumenta a viscosidade e a velocidade de cristalização é retardada. 2.6 Tanque de Magma Um tanque de magma com capacidade da ordem de 2 hl/tch é normalmente suficiente, e deve estar instalado no piso dos tachos de cozimento, para facilitar a sucção. Se um cristalizador a 5,0 m mais baixo que o piso dos tachos é utilizado como tanque de magma, pode-se esperar que para cobrir a calândria seja necessário um desnível de 6,0 m, o que equivale a uma coluna de água de aproximadamente 8,7 m, já que a densidade do magma é da ordem de 1,45. Portanto, o vácuo a ser formado seria muito elevado, podendo demorar e ser esperado algum desconforto, principalmente com entupimento ou quando houver algum pequeno vazamento na tubulação.

Quando é feito corte na massa A, é comum sobrar um pouco de magma, que deve ser dissolvido com caldo clarificado e enviado ao tanque de xarope (antes da flotação, se houver). Para tanto, é muito conveniente a montagem de um tanque de dissolução junto às centrífugas contínuas, de modo que o próprio operador das centrífugas possa operá-lo. 3. Centrifugação A operação unitária “centrifugação”, no nosso entender, é uma parte da fábrica que muitas vezes não é bem compreendida e, assim sendo, não é controlada, verificada, estudada, e quem sabe até mesmo só lembrada quando temos algum problema mais sério, seja mecânico ou operacional. Por isso mesmo, algumas notas abaixo descritas são, para nós muito importantes, merecendo a atenção dos responsáveis pela fabricação do açúcar, inclusive para fazer o treinamento dos operadores das centrífugas, para que a eficiência da seção de cozimento como um todo seja a melhor possível. 3.1 Centrifugação da Massa A

A produção de açúcar cristal de alta qualidade requer que a centrifugação da massa A seja a mais perfeita possível, de forma que não fique nenhum traço de mel entre os cristais. Esta condição é mais facilmente obtida


quando os cristais são bem formados (homogêneos, sem geminados e conglomerados) e com AM adequado (0,6 mm) e CV baixo (abaixo de 25%). Cristais maiores tendem a facilitar a saída do mel, mas é preciso não esquecer que ao se tentar fazer cristais maiores sempre há o risco de produzir falsos grãos (poeiras) e aí a irregularidade de tamanhos de cristais passa a impedir a passagem do mel, criando o efeito contrário, ou seja, dificultando a saída do mel e piorando a qualidade do açúcar.

O primeiro sintoma da qualidade da massa é percebido quando se está carregando a centrífuga. Se a massa contém cristais igualados (AM e CV adequados) e não tem falsos grãos, a carga é feita sem que a máquina vibre e a purga do mel é fácil, e praticamente ao terminar a carga percebe-se que a maior parte do mel foi eliminada. Pode-se, como referência, cronometrar o tempo que demora para o mel sair (a cor escura da camada de massa no cesto dá lugar a uma cor mais clara), antes da entrada da água; quanto menor o tempo que demora, mais fácil é a eliminação do mel e, desta forma, maior será a possibilidade de obter-se açúcar de baixa cor.

A carga na centrífuga é feita geralmente através do controle de um sensor do tipo apalpador, por ultrassom, ou outro dispositivo semelhante, ou até mesmo pelo tempo de carga, que é regulado pelo operador da centrífuga, de acordo com a qualidade da massa. Sendo o açúcar cristal um açúcar branco produzido diretamente de uma massa de cor alta, é lógico que se faz necessário a lavagem com água para a remoção da película de mel residual aderente aos cristais. A água aplicada ao atravessar a camada de açúcar no cesto vai dissolvendo açúcar saindo da centrífuga praticamente na forma de uma solução saturada de açúcar. Isto significa dizer que cada litro de água aplicado dissolve cerca de 3 kg de açúcar. Assim sendo, para se obter a máxima eficiência de lavagem, com o mínimo de dissolução de açúcar, alguns cuidados são muito importantes, entre os quais podem-se citar os seguintes:

- A carga da centrífuga deve ser a maior possível, o que somente é conseguido com uma boa qualidade dos cristais (regularidade e mínimo de finos).

- A água deverá ser quente (pelo menos a 80°C), para reduzir a viscosidade e para proporcionar boa atomização ao ser distribuída, e aplicada por bicos de tal forma que tanto o bico como a distância entre o bico e a camada de cristais estejam otimizados. A quantidade de água aplicada deve ficar entre 1 a 2% da massa de açúcar no cesto, sendo aconselhável a instalação de medição de fluxo da água (rotâmetro). Mesmo que a água utilizada seja oriunda de condensados da evaporação, é aconselhado fazer passar a água por um filtro, para remover eventuais partículas em suspensão oriundas de corrosão, principalmente se os tubos da evaporação forem de aço carbono.

- A entrada da água deve ser ainda na fase de aceleração do cesto, na menor velocidade possível, ou seja, imediatamente depois de se perceber a saída da maior parte do mel. É evidente que a regulagem disto depende da qualidade da massa e, assim sendo, este é um ponto que deve ser continuamente monitorado, evitando perdas da qualidade do açúcar ou mesmo de produção.

- O tempo de aplicação da água depende muito das características da massa e da qualidade do açúcar requerido podendo variar de 20 a 30 segundos e, esporadicamente até 40 segundos em situações muito adversas. Sempre lembrar que há um compromisso entre colocar muita água (provocando dissolução do açúcar) e qualidade do açúcar (pouca água pode produzir cor e cinzas maior do que o desejado). Também é importante lembrar que a maior parte da cor e cinzas (mel) sai no início da aplicação da água e no final a remoção é muito baixa.

- Algumas usinas preferem utilizar água superaquecida, a 110°C, o que é plenamente viável, já que a atomização é muito melhor e, por conseguinte, melhorando a distribuição. Nossa experiência leva-nos a preferir nestes casos não eliminar a aplicação de vapor depois da água superaquecida, mas injetar vapor de escape no lugar de vapor direto reduzido, pois, assim consegue-se manter uma pequena lavagem adicional com pouca dissolução de açúcar e o açúcar sai com menor teor de umidade, sem empedramento.

- O número de ciclos de centrifugação por hora depende muito do tipo de centrífuga, da capacidade de drenagem do cesto e, claro, da qualidade da massa. Como referência, pode-se dizer que dificilmente se consegue obter um açúcar de boa qualidade com mais de 18 ciclos por hora, pois é importante a centrífuga purgar o máximo de “mel” antes de descarregar.

- A descarga do açúcar deve ser constantemente monitorada para confirmar que esteja limpo, sem manchas de mel e que não haja respingos de massa ou mel caindo no açúcar.

Sendo o açúcar cristal um produto acabado de consumo direto, é necessário evitar-se contaminações por óleo ou graxa, lubrificantes, partículas metálicas, poeiras, descarga de açúcar manchado, e quaisquer outras contaminações possíveis. A manutenção cuidadosa das centrífugas, na entressafra e na safra (quando necessário), contribui fortemente para a obtenção destes objetivos.

Por fim, é importante verificar constantemente: entrada de água (temperatura, pressão e aspecto da água), vapor, defeito nos controles, sensores, mecanismos de atuação, sistema de alimentação, queda de respingos de massa, situação das telas, descarregador, vibrações, etc.


3.2 Determinação da Abertura Média (AM) e do Coeficiente de Variação (CV) dos cristais A AM e o CV são determinados através de um Gráfico semilog, onde nas ordenadas (vertical) é plotada a % acumulada (logaritmo) e nas abscissas (horizontal) as aberturas das peneiras utilizadas. 3.3 Centrifugação das massas B e C 3.3.1 Centrifugação da massa B; preparo do magma Quando se fabrica açúcar cristal e não se faz a separação de méis na massa A, a massa B fica com pureza variando de 75 a 80. Para massas com estas purezas, e operando-se as centrífugas contínuas dentro da capacidade das máquinas, é comum obter magma B com pureza da ordem de 90-92, o que significa um magma B de boa qualidade, sem que se necessite recorrer a artifícios de lavagem com água ou vapor. Magma de alta pureza produz mais desvantagem do que vantagem, pois, devido à quebra de cristais ao subir no cesto da centrífuga contínua, haveria uma perda da homogeneidade dos cristais (coeficiente de variação elevado) conduzindo a uma maior dificuldade de centrifugação na massa A, que pode provocar perda de qualidade do açúcar final. Portanto, quando muito, pode-se adicionar algum vapor ou mesmo água quente no cesto das centrífugas contínuas quando não se consegue obter uma pureza mínima de 88. Não há sentido fazer análise de cor do magma, bastando unicamente a pureza. O açúcar B obtido é empastado com xarope e, então bombeado ao tanque de magma B. 3.3.2 Centrifugação da massa C Quando se utiliza o sistema de Três Massas, para obter purezas mais baixas do mel final, a pureza da massa C fica em torno de 60 a 64. Nestas condições, a viscosidade é mais alta e o crescimento dos cristais é mais difícil, resultando numa massa mais difícil de centrifugar. Pode se esperar, neste caso, uma pureza baixa do açúcar C (magma C), variando de 85 a 90, dependendo da viscosidade e de como o sistema de cozimento é operado. É normal num sistema de Três Massas, dissolver o magma C, o qual é incorporado ao xarope, preferencialmente antes da flotação do xarope (se for o caso). Assim sendo, é desejável que o magma C tenha a maior pureza possível, para evitar recirculação de sólidos não-açúcares que, além de aumentar a quantidade de massas geradas na seção de cozimento, comprometem a qualidade do açúcar final. Portanto, é fundamental que se tenha uma capacidade adequada de centrífugas contínuas para a massa C, lembrando-se também que a capacidade de uma centrífuga contínua cai às vezes para abaixo de 50% em relação à capacidade utilizada para uma massa B (por exemplo, uma Konti 10 tem capacidade de ordem de 10 t/h para uma massa B e somente 5 t/h para uma massa C). O uso adequado das centrífugas, e mais a adição de água quente ou vapor no cesto, pode produzir um magma C com pureza maior que 90 e é suficiente, não sendo necessário fazer a afinação (re-centrifugação) deste magma C. Mesmo com os recursos hoje existentes nas centrífugas contínuas, em certos casos, quando a viscosidade da massa é muito elevada (raro no Brasil), pode ser vantajoso recorrer-se ao sistema de afinação do magma C, como forma de evitar a recirculação de não-açúcares. No entanto, deve ser bem entendido que a re-centrifugação não é um “remédio” para evitar a recirculação de impurezas e de cor, pois estas impurezas retornam, de qualquer modo, na massa C; portanto, sempre se faz necessário que a centrifugação normal seja bem feita e se a causa da baixa pureza do magma for a falta de centrífuga, então é preferível instalar mais máquinas e operar as centrífugas com menor carga. Quando o açúcar C é refundido para ser incorporado ao xarope, recomenda-se empastar e dissolver estes cristais com caldo clarificado. Quando a usina utiliza o sistema de duplo magma, o magma C servindo de pé para a Massa B, então, o açúcar C deve ser empastado com o Mel A (o mesmo mel que será alimentado para produzir a Massa B). 4. Secagem e acondicionamento do açúcar Na saída do secador, o açúcar deve estar seco (umidade abaixo de 0,05%) e não deverá ter uma temperatura maior de 40°C. Estas características dependerão muito da capacidade e do tipo de secador existente, que deverá ser monitorado e ajustado para a obtenção destes padrões.


Freqüentemente encontramos o problema de “empedramento do açúcar”, que normalmente está ligado ao ensaque em temperatura mais quente e, desta maneira, a película de mel que ainda envolve os cristais ao se resfriar irá cristalizar, possibilitando a formação do empedramento. O ideal seria deixar que o açúcar fosse “maturado” num silo com cerca de 36 horas, para depois ser então ensacado. O armazém onde o açúcar será estocado deve ter as melhores condições sanitárias, de forma a proteger o produto contra contaminações. 5. Recomendação final Fazer açúcar cristal de boa qualidade, especialmente se for o caso de fabricar cor abaixo de 100 (Tipo 1), pode não ser uma tarefa fácil, em virtude das diferenças de comportamento da cana de uma safra para outra, ou mesmo durante períodos diferentes dentro da mesma safra. Embora neste trabalho tenhamos discorrido pela maioria dos problemas importantes inerentes a fabricação de açúcar de boa qualidade, recomenda-se não desprezar qualquer outro mínimo detalhe que possa indicar alguma pista de gerar melhoria, que deve ser discutido / analisado e adotado se julgado conveniente. Última revisão 07/2011

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Fabricação de Açúcar Cristal de Boa Qualidade