Prof. Msc. Clauber Dalmas Rodrigues

clauber@ms.senai.br http://sites.google.com/site/clauberdalmas

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Processo deProdução

de Açúcar e Álcool

CFP “Afrânio Fialho de Figueiredo”Tel.: (67)3411-2600 - Dourados - MS

PARTES DA PLANTA DA CANA

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Colmo

Folhassecas

FolhasVerdesPonteiro

Fonte:Paes e OliveiraCTC, 2005

COMPOSIÇÃO QUÍMICA

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glucose + frutose1%

fi-bra11%

água71%

sacarose16%

Fonte: FERNANDES, Antonio Carlos. Cálculos na Agroindústria da cana-de-açúcar. 2ª.ed. Piracicaba, STAB, Cap.1, 2003.

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PRODUÇÃO

1 TONELADA DE CANA PRODUZ*:

140 kg de AÇÚCAR ou 80 L de

ETANOL

280 kg de bagaço

280 kg de palha

5

* NETO, André. Meio Ambiente e o Setor Sucroalcooleiro. Palestra apresentada na 1ª.CANASUL, 2007.† BERNARDES, Marcos S. O futuro da colheita de cana: novas tecnologias. Palestra apresentada na 2ª.CANASUL, 2008. ‡JANK, Carlos. Agroenergia – O novo Paradigma da agricultura mundial. Palestra apresentada na 2ª.CANASUL, 2008.

1 hectare de cana-de-açúcar produz†:

88 ton. de cana-de-açúcar

MS produz (safra 07/08)‡

14,5 milhões de ton de cana (3,0% do Nacional)

4,55 milhões de ton de AÇÚCAR 2,09 bilhões de litros de ÁLCOOL

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* NETO, André. Meio Ambiente e o Setor Sucroalcooleiro. Palestra apresentada na 1ª.CANASUL, 2007.† BERNARDES, Marcos S. O futuro da colheita de cana: novas tecnologias. Palestra apresentada na 2ª.CANASUL, 2008. ‡JANK, Carlos. Agroenergia – O novo Paradigma da agricultura mundial. Palestra apresentada na 2ª.CANASUL, 2008.

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Recepção

Preparo da cana

Extração do caldo

Tratamento do caldo

Fábrica de Açúcar

Açúcar

Fermentação

Destilação

Álcool

hidratado

Desidratação

Álcool anidro

Vinhaça

Fertirrigação

Bagaço

Queima

Produção de vapor

Energia

8

COLHEITA

9

10

11

12

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TRANSPORTE

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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

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Treminhão. Usina Eldorado - MS

Parte I

16

RECEPÇÃO DA CANA

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18

19

Momento De Descarga De Cana Da Mesa Alimentadora Para A Esteira Metálica, Usina Eldorado Em Rio Brilhante/MS

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PREPARO DA CANA

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23

24

Desfibrador

25Desfibrador em manutenção

26

Esteira de borracha e eletroimã

27

EXTRAÇÃO DO CALDO

28Fon

te:

htt

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w.s

anta

candid

a.c

om

.br/

em

pre

sa.h

tml

Figura: conjunto de moendas

29

30

Fonte: www.dedini.com.br’

Figura: Ternos de uma moenda

31

Equipamentos – TERNOS DE MOENDA

CANACANACANACANACANACANACANACANACANACANACANA

Rolo superior

Rolo de pressão

Rolo inferior

de entrada

Rolo inferior de saída

Bagaceira

Caldo

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33

34

35

36

TRATAMENTO DO CALDO

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caldo

Aquecimento

Sulfitação

Calagem

Aquecimento

Decantação

Produção de açúcar ou álcool

Trocadores de calor

Torres de sulfitação

Ácido fosfórico e sacarato de cálcio

Trocadores de calor

Tanques de decantação

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Figura: Forno de Enxofre. Fonte: A Usina de Açúcar e a sua Automação. Smar Equipamentos Industriais. Sertãozinho, 1999.

FINALIDADES DA SULFITAÇÃO

Redução do pH do caldo Eliminação das

substâncias coloidais Diminuição da

viscosidade do caldo Facilidade na

manipulação Impedir a

decomposição da sacarose

Temperatura ideal:

70 à 75ºC;

39

40

Evaporação

CaldoClarificado

AQUECEDORV V 1

Vapor de Escape

PRÉ

EVAP

Condensadopara Caldeira

Decantação(caldo clarificado)

EV-05 EV-06 EV-07

Água Fria

Caixa RetiradaContínua

Bba. Vácuo

Aquecedor

Condensado

Caixa deXarope

Setor de

Cozimento

Caixa RetiradaContínua

Evaporadores

41

VV1

VC04VC04

Caldo (Evapora

ção)

Cozimento

Cozedor

Tq. MelPobre

Tq. MelRico

Cristalizadores

Mel Finalpara

Destilaria K-06 K-06

Caixade Magma

Centrífugas

Secagem e armazenagem

Secador de Açúcar

Ar

Big Bag

Sacos

Armazém de Açúcar

Silode

Açúcar

Es

teir

a d

e

aç

úc

ar

42

Figura: Cozedores à Vácuo para Açúcar Refinado Granulado - Refinadora Catarinense. Fonte: A Usina de Açúcar e a sua Automação. Smar Equipamentos Industriais. Sertãozinho, 1999.

43

Figura: Conjunto de Cristalizadores e Centrifugas Contínuas. Fonte: A Usina de Açúcar e a sua Automação. Smar Equipamentos Industriais. Sertãozinho, 1999.

TIPOS DE AÇÚCAR

VHP (Very Hight Polarization) utilizado como

matéria-prima para outros processos.

Em sua fabricação, o tratamento do caldo é mínimo e a massa cozida sofre lavagem reduzida na centrífuga

Matéria-prima para refinarias

Venda à granel44

Fonte: http://www.vhpsugar.com/

45

Demerara (Raw sugar) produzido naturalmente,

sem adicionar produtos químicos na sulfitação

açúcar granulado de coloração amarela,

mais utilizado para exportação.

Cristal Branco Produzido através de um

processo de purificação, em geral, por sulfitação.

Indústria alimentícia ou consumo “In Natura”

Mercado interno Sacos de 50 kg Sua cor define a sua

denominação usual

Fonte: http://www.jallesmachado.com.br

Fonte: http://www.purcellmountainfarms.com

Açúcar Refinado Granulado Fino

diluição do açúcar demerara ou V.H.P. recebendo um tratamento de purificação para eliminação de impurezas e adicionamento de produtos químicos.

O açúcar refinado granulado fino é cristalizado em um Cozedor à Vácuo.

Açúcar Refinado Amorfo

Diluição do açúcar demerara ou V.H.P. recebendo um tratamento de purificação para eliminação de impurezas e adicionamento de produtos químicos.

O açúcar refinado amorfo é cristalizado através de um choque térmico.

É menos valorizado que o Refinado Granulado Fino, pois o mel também está contido no produto

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Açúcar Líquido

através da diluição do açúcar demerara ou V.H.P., adicionamento de produtos químicos, filtragem em tanques de resina ou carvão e concentração’ até aproximadamente 65o Brix.

O poder adoçante menor devido a quantidade de água adicionada.

Utilizado em fábricas de refrigerantes e alimentos.

Desvantagem baixo tempo de armazenamento, devido aos ataques de microorganismos, principalmente os fungos.

Açúcar Invertido

através da diluição do açúcar demerara ou V.H.P., através da reação de hidrólise total ou parcial da sacarose.

A açúcar invertido mais produzido é o parcialmente invertido, com 50% de inversão, onde o poder adoçante é de 85% do valor do açúcar cristal.

Vantagem o menor volume e maior tempo de armazenamento, pois é mais resistente ao ataque de microorganismos 47

PARTE III

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PRODUÇÃO DE ÁLCOOL(DESTILARIA)

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Água

Caldo Clarificadodo Decantador

Mel Final

Mosto resfriado

Água Água Quente

Cuba 01-B

Cuba 02-A

Cuba 01-A

Cuba 03-A

Cuba 03-B

Cuba 02-B

Tq. Ácido Sulfúrico

Água Fria

06 06 06 06Vinho Turbinado

ÁguaFria p/ Resfriamento

Água Quente

Dorna 02-B

Dorna 02-A

Dorna 01-B

Dorna 01-A

Dorna volant

e

ÁguaFria p/ Resfriamento

Água Quente

Dorna 03-B

Dorna 03-A

Dorna 04-A

Dorna 04-B

Dorna

Gases para torreDe recuperação’

Gases para torreDe recuperação

Destilação

Fermentação

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Figura: Dornas de Fermentação Alcoólica. Fonte: A Usina de Açúcar e a sua Automação. Smar Equipamentos Industriais. Sertãozinho, 1999.

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Figura: Colunas de Destilação. Fonte: A Usina de Açúcar e a sua Automação. Smar Equipamentos Industriais. Sertãozinho, 1999.

52Figura: Tanques de Armazenamento de Etanol. Fonte: A Usina de Açúcar e a sua Automação. Smar Equipamentos Industriais. Sertãozinho, 1999.

Tipos de Álcool

HIDRATADO CARBURANTE 92oGL (92% de álcool + 8% de

água) Combustível nos veículos com

motores movidos à álcool.

ANIDRO 99.6oGL (99.6% de álcool + 0.4%

de água) utilizado como aditivo aos combustíveis.

Atualmente a gasolina brasileira possui 24% de álcool anidro.

ANIDRO ESPECIAL É o mesmo álcool do item

anterior, porem isento de contaminantes (benzeno e ciclo-hexano), produzido através do processo de peneira molecular.

REFINADO E NEUTRO É o álcool neutro de

impurezas, com pouco odor. Por ser mais barato que o

álcool extra neutro, é utilizado pelas indústrias de bebidas e cosméticos populares.

ÁLCOOL EXTRA NEUTRO É o mais puro álcool, não

interfere em aromas ou sabores, é utilizado na elaboração de bebidas, cosméticos e produtos farmacêuticos.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

PAYNE, Howard Payne. Operações Unitárias na Produção de Açúcar de Cana. São Paulo: Novel-STAB, 1989.

FERNANDES, Antonio Carlos. Cálculos na Agroindústria da cana-de-açúcar. 2ª.ed. Piracicaba, STAB, Cap.1, 2003.

MARQUES, Marcos Omir et al. Tópicos em tecnologia sucroalcooleira. Jaboticabal: Gráfica Multipress Ltda, 2006.

A Usina de Açúcar e a sua Automação. Smar Equipamentos Industriais. Sertãozinho, 1999.

Manual De Métodos Analíticos Controle Químico Da Fermentação. Centro De Tecnologia Copersucar – CTC. Abril 2001

O Novo Ciclo da Cana: Estudo sobre a Competitividade do Sistema Agroindustrial da Cana-de-açúcar e Prospecção de Novos Empreendimentos. Ed. IEL/NC. Brasília: IEL/NC; SEBRAE, 2005

ANTONINI,Sandra Regina Ceccato. Métodos de análises e monitoramento microbiológicos em laboratório de Destilaria. Apostila didática, 2004

Manual De Métodos De Análises Para Açúcar Cristal. Centro de tecnologia copersucar – CTC. Abril 2001.

Manual De Métodos De Análises Para Álcool Etílico. Centro de tecnologia copersucar – CTC. Abril 2001.

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MUITO OBRIGADO

CFP “Afrânio Fialho de Figueiredo”Tel.: (67)3411-2600Dourados - MS

clauber@ms.senai.br http://sites.google.com/site/clauberdalmas