1- Cana de açúcar

Nesta fase a cana é trazida em seu estado bruto.

É cultivada em clima tropical. A floração começa no outono e a colheita se dá na estação seca, durante um período de 3 à 6 meses

2- Limpeza

Nesta parte, a cana é limpa, para maior rapidez da fabricação do açucar.

3- Moenda

Onde a cana é moida e transformada em caldo.

O bagaço de cana é transformado em: álcool e aguardente, é aproveitado como bagaço hidrolizado, juntamente com a levedura da cana em rações para alimentações de gado confinado.

4- Aquecedores

Onde o caldo é transformado em melado.

5- Purificadores

O processo de centrifugação serve para eliminar as impurezas e neutralizar sua acidez natural, através de método como a carbonatação, fosfatação e sulfitação.

6- Filtros

Local onde se extrai quase toda totalidade do açucar.

7- Evaporadores

A extração do açucar é feita com vapor super aquecido, resultando um suco mais puro.

8- Câmara de Cozinhamento à vácuo

 

9- Centrifugadores

Lugar onde o açúcar é centrifugado. O melado de refugo, é aproveitado na alimentação do gado. O processo de centrifugação serve para eliminar as impurezas e neutralizar sua acidez natural.

Vinhaça ou Vinhoto

Outro resídio da cana, que também pode ser usado como adubo, mas muitas vezes no Brasil é lançado aos rios, causando grave poluição e mortandade de peixe.

         O Processo de fabricação de Açúcar e Álcool na Usina Ester

Aspectos Gerais

A Usina Ester é uma empresa que produz e vende açúcar e álcool. Mas quais são os procedimentos e processos utilizados na fabricação desses produtos? A safra da cana-de-açúcar é sazonal iniciando em maio e terminando em novembro. Neste período ocorre o amadurecimento da cana devido a fatores climáticos como falta de umidade, luminosidade e frio. Com o amadurecimento, as canas passam a ser cortadas de forma planejada.

Corte da cana

Através do controle e planejamento dos canaviais, é montado um programa de corte baseado na maturação da cana. Dessa forma, tem-se áreas com cana plantada que vão estar próprias para o corte em momentos diferentes, o que permite seu manejo. O corte feito manualmente representa 50% da cana colhida. Os outros 50% são colhidos por colhedeiras ( safra 2000 ).

Transporte

O transporte da lavoura até a unidade industrial é feito por caminhões. Cada carga transportada, pesa aproximadamente 16 toneladas. Hoje há caminhões com capacidade de até três ou quatro carrocerias em conjunto, aumentando muito a capacidade do transporte. Depois de cortada e transportada para a Usina, a cana-de-açúcar é enviada para a moagem, onde se inicia o processo de fabricação do açúcar e do álcool.

PROCESSO

Moagem

A cana que chega à unidade industrial é processada o mais rápido possível. Este sincronismo entre o corte, transporte e moagem é muito importante, pois a cana é uma matéria prima sujeita a contaminações e conseqüentemente de fácil deterioração. A moagem diária é de 9.000 toneladas.

Antes da moagem, a cana é lavada nas mesas alimentadoras para retirar a terra proveniente da lavoura. Após a lavagem, a cana passa por picadores que trituram os colmos, preparando-a para a moagem. Neste processo as células da cana são abertas sem perda do caldo. Após o preparo, a cana desfibrada é enviada à moenda para ser moída e extrair o caldo. Na moenda, a cana desfibrada é exposta entre rolos submetidos a uma pressão de aproximadamente 250 kg/cm², expulsando o caldo do interior das células. Este processo é repetido por seis vezes continuamente. Adiciona-se água numa proporção de 30%. A isto se chama embebição composta, cuja função é embeber o interior das células da cana diluindo o açúcar ali existente e com isso aumentando a eficiência da extração, conseguindo-se

assim extrair cerca de 96% do açúcar contido na cana. O caldo extraído vai para o processo de tratamento do caldo e o bagaço para as caldeiras. 

Geração de vapor

O bagaço que sai da moenda com muito pouco açúcar e com umidade de 50%, é transportado para as caldeiras, onde é queimado para gerar vapor, que se destina a todas as necessidades que envolvem o acionamento das máquinas pesadas, geração de energia elétrica e o processo de fabricação de açúcar e álcool. A sobra de bagaço é vendida para outras indústrias. O bagaço é muito importante na unidade industrial, porque é o combustível para todo o processo produtivo. Um bom sistema térmico é fundamental. Usamos processo vapor direto, vapor de escape e vapor vegetal.

 Geração de energia elétrica

Parte do vapor gerado é enviado aos turbogeradores que produzirão energia elétrica suficiente para movimentar todos os acionamentos elétricos e a iluminação. O consumo é de 4.500 kw.

 

FABRICAÇÃO DE AÇÚCAR

Tratamento de caldo

O caldo extraído na moenda, chamado de caldo misto, é um caldo impuro, sendo necessário passar, por um processo de clarificação para retirada de sólidos em suspensão. O caldo é sulfitado e caleado. Este processo é chamado de dosagem. A adição de enxofre e cal facilita a floculação das substâncias coloidais.

Após a dosagem, o caldo é aquecido a 107ºC em aquecedores verticais e enviado aos clarificadores que retêm o caldo por aproximadamente 3 horas em regime contínuo. Neste tempo de retenção, ocorrem reações de floculação e precipitação do material em suspensão que são retirados na forma de lodo. O caldo clarificado e limpo segue o processo para evaporação e o lodo irá para filtração à vácuo onde é recuperada a sacarose ainda existente.

 Filtração do lodo

Como o lodo ainda é rico em sacarose, é feito uma filtração nos filtros rotativos à vácuo para succionar o material líquido, chamado de caldo filtrado, que sofrerá novo tratamento de clarificação. O material sólido retido nas telas dos filtros é denominado torta de filtro. Esta torta é enviada à lavoura, sendo utilizada como adubo.

 

Caldo clarificado

O caldo clarificado obtido da decantação do caldo é enviado para a evaporação.

 

Evaporação

O caldo clarificado com aproximadamente 15ºBrix entra em um conjunto de evaporadores de múltiplo efeito para a retirada de maior parte da água, concentrando até cerca de 65ºBrix, tomando consistência de um xarope. Este xarope é bombeado aos tachos de cozimento para a cristalização do açúcar.

 

Cozimento A

Os tachos de cozimento são equipamentos que continuam a evaporação do xarope, tornando o meio supersaturado dando as condições necessárias à cristalização da sacarose. O produto obtido neste cozimento é a massa A. Esta massa A é uma mistura de cristais de açúcar e o seu correspondente licor-mãe (mel), de onde foi obtida a cristalização do açúcar.

Cozimento B

No cozimento B é onde formamos os cristais para o cozimento A. Os tachos de cozimento B recebem o mel A e por um processo de nucleação, produz-se os pequenos cristais, de modo controlado e padronizado. Este processo é fundamental na qualidade do produto final, onde todos os cristais são induzidos a uma formação conjunta e uniforme, chamado de semeamento total. A massa B, da mesma forma que a massa A, é uma mistura de cristais de açúcar e o seu correspondente licor-mãe (mel) de onde foram obtidos os cristais.

Centrifugação da massa A

A massa A é um produto que contém cristais de aproximadamente 0,5mm envolvidos numa película de mel. Na centrifugação ocorre a separação do mel, denominado mel A, que irá para os tachos de cozimeto B, e açúcar propriamente dito, que é enviado ao secador de açúcar.

Centrifugação da massa B

A massa B é um produto que contém cristais de aproximadamente 0,2mm e melaço. Na centrifugação, os cristais são separados do mel B (ou melaço) onde o magma (cristais de açúcar B) será utilizado como núcleo para o cozimento A e o melaço é enviado para a fabricação do álcool.

Secagem do açúcar

Nesta etapa o açúcar passa no secador para a retirada da umidade contida nos cristais. Na saída do secador, o açúcar é enviado por esteiras sanitárias até a moega de açúcar (reservatório próprio para açúcar), de onde é feito o ensacamento.

Ensacamento

O açúcar é ensacado em sacos de 50 kg ou em contêineres ("big-bag") de 1000 kg.

Produção

A produção diária da Usina Ester é de 13.000 sacos de açúcar.

FABRICAÇÃO DE ÁLCOOL

A fabricação de álcool da Usina Ester, é uma unidade anexa, portanto o processo de moagem de cana é o mesmo já descrito.

 

Tratamento do Caldo

Parte do caldo é desviado para tratamento específico para fabricação álcool. Este tratamento consiste em aquecer o caldo a 105ºC sem adição de produtos químicos, e após isto, decantá-lo. Após decantação, o caldo clarificado irá para a pré-evaporação e o lodo para novo tratamento, semelhante feito ao lodo do açúcar.

 

Pré-evaporação

Na pré-evaporação o caldo é aquecido a 115ºC, evapora água e é concentrado a 20ºBrix. Este aquecimento favorece a fermentação por fazer uma "esterilização" das bactérias e leveduras selvagens que concorreriam com a levedura do processo de fermentação.

 

Preparo do mosto

Mosto é o material fermentescível previamente preparado. O mosto na Usina Ester é composto de caldo clarificado, melaço e água. O caldo quente que vem do pré-evaporador é resfriado a 30ºC em trocadores de calor tipo placas, e enviado às dornas de fermentação. No preparo do mosto define-se as condições gerais de trabalho para a condução da fermentação como, regulagem da vazão, teor de açúcares e temperatura. Densímetros, medidores de vazão e controlador de Brix automático monitoram este processo.

 

Fermentação

A fermentação é contínua e agitada, consistindo de 4 estágios em série, composto de três dornas no primeiro estágio, duas dornas no segundo, uma dorna no terceiro e uma dorna no quarto estágio. Com exceção do primeiro, o restante tem agitador mecânico. As dornas tem capacidade volumétrica de 400.000 litros cada, todas fechadas com recuperação de álcool do gás carbônico.

E´ na fermentação que ocorre a transformação dos açúcares em etanol ou seja, do açúcar em álcool. Utiliza-se uma levedura especial para fermentação alcoólica, a Saccharomyces uvarum. No processo de transformação dos açúcares em etanol há desprendimento de gás

carbônico e calor, portanto, é necessário que as dornas sejam fechadas para recuperar o álcool arrastado pelo gás carbônico e o uso de trocadores de calor para manter a temperatura nas condições ideais para as leveduas. A fermentação é regulada para 28 a 3OºC. O mosto fermentado é chamado de vinho. Esse vinho contém cerca de 9,5% de álcool. O tempo de fermentação é de 6 a 8 horas.

 

Centrifugação do vinho

Após a fermentação a levedura é recuperada do processo por centrifugação, em separadores que separam o fermento do vinho. O vinho delevurado irá para os aparelhos de destilação onde o álcool é separado, concentrado e purificado. O fermento, com uma concentração de aproximadamente 60%, é enviado às cubas de tratamento.

 

Tratamento do fermento

A levedura após passar pelo processo de fermentação se "desgasta", por ficar exposta a teores alcoólicos elevados. Após a separação do fermento do vinho, o fermento a 60% é diluído a 25% com adição de água. Regula-se o pH em torno de 2,8 a 3,0 adicionando-se ácido sulfúrico que também tem efeito desfloculante e bacteriostático. O tratamento é contínuo e tem um tempo de retenção de aproximadamente uma hora. O fermento tratado volta ao primeiro estágio para começar um novo ciclo fermentativo; eventualmente é usado bactericida para controle da população contaminante. Nenhum nutriente é usado em condições normais.

 

Destilação

O vinho com 9,5% em álcool é enviado aos aparelhos de destilação. A Usina Ester produz em média 35O m³ de álcool / dia, em dois aparelhos, um com capacidade nominal para 120 m³/dia e outro para 150 m³/dia. Produzimos álcool neutro, industrial e carburante, sendo o álcool neutro o produto de maior produção, 180 m³/dia. O álcool neutro é destinado à indústria de perfumaria, bebidas e farmacêutica.

Na destilação do vinho resulta um subproduto importante, a vinhaça. A vinhaça, rica em água, matéria orgânica, nitrogênio, potássio e fósforo, é utilizada na lavoura para irrigação da cana, na chamada fertirrigação.

 

Qualidade

Todas as etapas do processo são monitoradas através de análises laboratoriais de modo a assegurar a qualidade final dos produtos. As pessoas envolvidas passam por treinamentos específicos, capacitando-as a conduzir o processo de forma segura e responsável, garantindo a qualidade final de cada etapa que envolve a fabricação de açúcar e álcool.

 

 

CONSECANA-PARANÁ - NORMAS OPERACIONAIS DE AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA CANA-DE-AÇÚCAR

1. AMOSTRAGEM

    1.1 Em se tratando de sonda amostradora horizontal, montada sobre trilhos, o estacionamento do veículo de carga a ser amostrado deverá se posicionar de modo que a distância entre a coroa dentada do tubo amostrador e a cana do carregamento não ultrapasse a 20 cm.

     1.2 Na amostragem com sonda horizontal e, em se tratando de colmos inteiros, os furos deverão ser realizados em 3 (três) pontos diferentes da carga, sem que ocorra coincidência nos alinhamentos vertical e horizontal. Em cargas de cana colhida mecanicamente e picada, a amostra deverá ser retirada, no mínimo, em um ponto qualquer da carga, em torno de sua altura e comprimento médios.

    1.3 As 3 (três) subamostras serão coletadas em vãos consecutivos a partir da primeira perfuração, mesmo que esta seja realizada fora dos limites da carroceria.

    1.4 A primeira perfuração deverá ser realizada no terço inferior ou superior do vão, e as demais consecutivas a direita ou a esquerda da primeira.

    1.5 Considera-se como vão, o espaço livre entre fueiros, passível de perfuração pela sonda. A cana que exceder as extremidades da carroceria será parte integrante do primeiro e último vão, respectivamente.

    1.6 As posições de retirada de amostra referem-se, possivelmente, à posição central do local provável das perfurações, não significando que a perfuração realizada ao redor desta comprometerá a representatividade da amostragem feita, induzindo a erros de avaliação da qualidade da matéria-prima.

    1.7 Quando se tratar de sonda amostradora mecânica do tipo obliquo, a amostra será retirada em apenas 1(um) ponto aleatório da carga.

    1.8 Quando se tratar de carrocerias fechadas para o transporte de cana picada ou não, a amostragem deverá ser feita através de aberturas fixas nas laterais da carga.

    1.9 Quando houver impedimento da perfuração no local indicado, causado por obstáculo físico, poderá ser escolhida uma nova posição de perfuração.

    1.10 Número Mínimo de Amostras

O número mínimo de amostras a ser coletado para cada fornecedor obedecerá ao seguinte critério:

Carregamentos entregues /dia

Número de carregamentosAmostrados

%

01 - 05 Todos 100,0

06 - 10 05 62,5

11 - 15 06 46,2

16 - 20 07 38,9

21 - 25 08 34,8

26 - 30 09 32,1

31 - 35 10 30,3

36 - 40 11 28,9

41 - 45 12 27,9

46 - 50 13 27,1

51 - 55 14 26,4

56 - 60 15 25,9

61 - 65 16 25,4

66 - 70 17 25,0

71 - 75 18 24,7

76 - 80 19 24,4

81 - 85 20 24,1

86 - 90 21 23,9

91 - 95 22 23,1

96 - 100 23 23,0

> 100 24 -

    1.11 O tubo amostrador, no caso da sonda amostradora horizontal, deve ser introduzido totalmente na carga e esvaziado após cada perfuração. O desrespeito a este procedimento acarretará a anulação automática da amostragem efetuada, repetindo-se a operação na mesma carga, após novo sorteio das posições de perfuração.

    1.12 A coroa dentada da sonda amostradora deverá ser trocada quando demonstrar baixa eficiência de corte, observada pelo esmagamento da amostra.

 

2. PREPARO DA AMOSTRA

    2.1 A amostra a ser analisada, resultante da mistura íntima das amostras simples, deverá ser preparada em aparelhos desintegradores que devem fornecer um índice de Preparo (IP) mínimo entre 85% (oitenta e cinco por cento) e 90% (noventa por cento).    

    2.2 As facas do desintegrador deverão ser substituídas diariamente, ou pelo menos a cada 250 amostras, sem prejuízo do valor do índice de preparo.

    2.3 A metodologia para a determinação do IP é a seguinte:

        Equipamentos

            - Aparelho para a determinação do IP, com velocidade de +/- 5 rpm;

            - Sacarímetro automático;

            - Digestor tipo sul africano;

            - Balança semi-analítica, com resolução máxima de 0,5g.

    Técnica

 - Desintegrar uma amostra de cana, obtida através da amostragem mecânica de uma carga, com sonda  amostradora, no desintegrador a ser avaliado;

- Homogeneizar a amostra preparada;

- Pesar 500g e transferir para o copo do digestor;

- Adicionar 2.000ml de água destilada e ligar o digestor por 15 minutos;

- Resfriar o extrato obtido e filtrar em funil de tela de filtro rotativo ou em algodão;

- Clarificar uma alíquota de 200ml do extrato, com mistura clarificante à base de alumínio e fazer a leitura sacarimétrica (L0);

- Pesar mais duas subamostras de 500g da cana preparada e colocar nos recipientes do aparelho de índice de preparo;

- Adicionar em cada recipiente 2.000ml de água destilada;

- Colocar o aparelho em funcionamento por 15 minutos;

- Filtrar os extratos obtidos em funil de tela de filtro rotativo ou em algodão;

- Clarificar uma alíquota de 200ml de cada extrato, com mistura clarificante à base de alumínio, fazer a leitura sacarimétrica das alíquotas e tirar a média (L1);

- O Índice de Preparo (IP) será dado por:

L1

IP = ------- x 100

L0

    2.4 A amostra preparada deverá ser homogeneizada mecanicamente e resultar, finalmente, numa subamostra de 1.500/2.000g para as análises tecnológicas.

3. EXTRAÇÃO DO CALDO

    3.1 A amostra de cana preparada para a extração do caldo deverá ser de 500 ± 1 g. O material restante não deverá ser descartado até terminar a leitura de brix e da pol, servindo como contraprova.

    3.2 A prensa hidráulica deverá estar regulada para uma pressão de 24,5 MPa (250 kgf/cm2) no manômetro, admitindo-se uma tolerância de ± 0,98 MPa (10 kgf/cm2).

    3.2.1 Para a calibração da prensa hidráulica, pode ser utilizada uma célula de carga com manômetro certificado por órgão competente.

    3.2.2 A pressão sobre a amostra obedecerá ao valor determinado pelo fabricante do equipamento.

    3.3 O tempo de prensagem deve ser de 60 segundos ± 5 segundos.

 

4. DETERMINAÇÃO DO BRIX E DA POL DO CALDO EXTRAÍDO

    4.1 Quando houver presença de impurezas minerais no caldo, o Brix poderá ser determinado em caldo filtrado em papel de filtro qualitativo a partir da 6ª gota do filtrado. Recomenda-se, também, um tratamento de caldo por filtração ou peneiragem, quando se utilizar a medição por espectrofotômetro de infravermelho próximo (NIR).

    4.2 A determinação da pol do caldo será efetuada de acordo com os parágrafos 5º a 8º do Artigo 3º das Normas de Avaliação da Qualidade da Cana-de-Açúcar para o Estado do Paraná (Anexo I do Regulamento).

    4.3 Todo o caldo clarificado deverá ser usado para a leitura sacarimétrica, respeitando-se o limite mínimo de 70 ml. Na hipótese de lavagem do tubo sacarimétrico com água, usar no mínimo 100 ml de caldo para a próxima leitura da pol.

    4.4 O preparo da mistura clarificante à base de alumínio, deverá obedecer os procedimentos descritos no Anexo I. Outros agentes

clarificantes poderão ser utilizados após aprovação pelo CONSECANA-PARANÁ.

    4.5 Caso não se consiga a clarificação do caldo com o uso das quantidades recomendadas, os seguintes procedimentos devem ser tomados, na ordem de preferência assinalada:

- Refiltragem do caldo clarificado;

- Repetição da análise, com nova extração de caldo e/ou nova clarificação do caldo disponível, na presença de um representante credenciado dos fornecedores de cana;

- Diluição do caldo extraído bruto, na proporção de 1 (uma) parte de caldo para 1 (uma) parte de água destilada, peso/peso, com posterior clarificação, multiplicando-se, neste caso o valor da leitura sacarimétrica por 2, a cana cujo caldo extraído não for clarificado, após obedecidos os procedimentos anteriormente expostos, será considerada fora do sistema.

    4.6 O sacarímetro será aferido inicialmente com placas de quartzo de valores conhecidos e, quando possível, calibradas por instituição oficial.

    4.7 A linearidade e a repetitividade do refratômetro e do sacarímetro serão determinadas por leituras de soluções padrões de sacarose, conforme descrito no Anexo II.

 

5. DETERMINAÇÃO DA FIBRA % CANA

    5.1. A fibra % cana será calculada de acordo com o Artigo 6º das Normas do Sistema de Avaliação da Qualidade da Cana-de-Açúcar do Estado do Paraná (Anexo I do Regulamento).

    5.2. Quando a Unidade Industrial optar pela determinação da Fibra % Cana, segundo Tanimoto, deve-se utilizar o procedimento constante no Anexo III.

6. DETERMINAÇÃO DOS AÇÚCARES REDUTORES DO CALDO

    6.1 Os açúcares redutores de caldo serão calculados pela equação indicada no Artigo 3º, parágrafo 9º das Normas de Avaliação da Qualidade da Cana-de-Açúcar para o Estado do Paraná (Anexo I do Regulamento)

    6.2 Quando a Unidade Industrial optar pela determinação dos açúcares redutores do caldo, segundo o método de Lane & Eynon, deve-se utilizar o procedimento constante do Anexo IV.

7. INFORMAÇÕES TECNOLÓGICAS

Os Boletins Quinzenais deverão conter, no mínimo, as seguintes informações:

  Identificação da Unidade Industrial;

  Identificação do Fornecedor e do Fundo Agrícola;

  Cana Entregue;

  Cana Analisada;

  Brix, Pol e AR (Açúcares Redutores) do Caldo;

  Pol, Fibra, AR e ATR (Açúcar Total Recuperável) da Cana

   

8. CREDENCIAMENTO DE REPRESENTANTES

        As Unidades Industriais serão informadas pelos Sindicatos Rurais e/ou Associação de Classe dos Fornecedores de Cana-de-Açúcar, sobre os seus representantes credenciados.

9. COMPARAÇÃO DE RESULTADOS

    9.1 A diferença máxima aceitável a 95% de probabilidade entre repetições de análises de brix e leitura sacarimétrica de um mesmo caldo, realizadas no mesmo laboratório e pelos mesmos operadores, é de:

Brix = 0,2 oBrix

Leit. Sac. = 0,25 oS

    9.2 A diferença máxima aceitável a 95% de probabilidade entre repetições de análises de brix, leitura sacarimétrica e peso de bolo úmido (PBU) de subamostras de uma mesma amostra homogênea de cana desintegrada, realizadas no mesmo laboratório com os mesmos operadores, é de:

Brix = 0,3 oBrix

Leit. Sac. = 0,6 oS

PBU = 10,0g

    9.3 Para comparações entre laboratórios, equipamentos e operadores diferentes em uma mesma amostra, os valores acima referidos nos ítens 11.1 e 11.2 devem ser multiplicados por 2 e considerados como valores máximos.

10. PADRONIZAÇÃO DE CÁLCULOS

10.1 Por Carga

10.1.1. Peso da carga (P)

Deverá ser expresso em quilogramas (kg), sem casas decimais

10.1.2 Brix do caldo extraído (B)

Deverá ser expresso com uma casa decimal.

10.1.3 Pol do caldo extraído (S)

Deverá ser calculada pela equação:

S = LPb x (0,2605 - 0,0009882 x B)

LPb = (1,00621 x LAl + 0,051177)

onde:

 

LPb = leitura sacarimétrica equivalente a de subacetato de chumbo;

LAl = leitura sacarimétrica com a mistura clarificante à base de alumínio.

B = Brix do caldo

Os cálculos intermediários deverão ser realizados com um arredondamento em 6 casas decimais e o resultado final expresso com duas casas decimais arredondadas.

Pode-se utilizar como clarificante o subacetato de chumbo, em dosagem mínima de 2 g/100ml e não excedendo a 3 g/100ml de caldo.

10.1.4. Fibra industrial % de cana (F) e Peso de Bolo Úmido (PBU)

O PBU será expresso com uma ou duas casas decimais, em função da precisão da balança utilizada na sua pesagem. Os cálculos intermediários serão realizados com todas as casas decimais e o

resultado final deverá ser expresso com duas casas decimais arredondadas.

10.2. Médias Diárias

10.2.1. O Brix caldo deverá ser calculado e expresso com duas casas decimais arredondadas.

10.2.2. A Pol caldo deverá ser calculada e expressa com duas casas decimais arredondadas.

10.2.3. A Fibra Industrial % cana deverá ser calculada e expressa com duas casas decimais arredondadas.

10.3. Médias Quinzenais

10.3.1. O brix caldo deverá ser expresso com duas casas decimais arredondadas.

10.3.2. A pol caldo deverá ser expressa com duas casas decimais arredondadas.

10.3.3. A fibra industrial % cana deverá ser expressa com duas casas decimais arredondadas.

10.3.4. A Pureza do caldo deverá ser expressa com duas casas decimais arredondadas e calculada de acordo com a seguinte expressão:

Sq

Qq = -------- x 100, onde :

Bq

Qq = Pureza média quinzenal

Sq = Pol do caldo, média quinzenal

Bq = Brix do caldo, médio quinzenal

10.3.5. A Pol da Cana (PC) deverá ser expressa com quatro casas decimais arredondadas. Os cálculos intermediários deverão ser realizados com arredondamento em 6 casas decimais.

10.3.6. Os Açúcares Redutores por cento de cana (AR) deverão ser expressos com quatro casas decimais arredondadas. Os cálculos intermediários deverão ser realizados com arredondamento em 6 casas decimais.

10.3.7. O açúcar total recuperável (ATR), deverá ser expresso com duas casas decimais arredondadas. Os cálculos intermediários deverão ser realizados com arredondamento em 6 casas decimais.

10.3.8. O valor da tonelada de cana (VTC) deverá ser expresso com duas casas decimais arredondadas. Os cálculos intermediários deverão ser realizados com 6 casas decimais arredondadas.

 

11. REGRA PARA ARREDONDAMENTO

        Entender-se-á por arredondamento em todos os cálculos previstos neste documento, a adição de uma unidade à última decimal especificada, caso a decimal seguinte esteja compreendida no intervalo de 5 a 9. Exemplo:

Número Obtido Número Arredondado

15,45 15,5

18,431 18,43

13,457 13,46

14,45345 14,4535

16,63324 16,6332

0,67338 0,6734

1,06752 1,0675

12. PONDERAÇÃO DIÁRIA

        A ponderação diária deverá ser feita pelas cargas amostradas no dia, como o que se segue:

12.1 Brix do caldo

B1 . P1 + B2 . P2 + ... + Bn . Pn

Bd = ----------------------------------------------

P1 + P2 + ... + Pn

onde:

Bd = média ponderada diária de Brix do caldo;

B1, B2 ... Bn = brix % caldo da carga amostrada;

P1, P2 ... Pn = peso da carga amostrada.

12.2 Pol do caldo

S1 . P1 + S2 . P2 + ... + Sn . Pn

Sd = ------------------------------------------ , onde:

P1 + P2 + ... + Pn

Sd = média ponderada diária de Pol do caldo;

S1, S2 ... Sn = Pol do caldo da carga amostrada;

P1, P2 ... Pn = peso da carga amostrada.

12.3 Fibra % de cana

F1 . P1 + F2 . P2 + ... + Fn . Pn

Fd = --------------------------------------------

P1 + P2 + ... + Pn

onde:

Fd = média ponderada diária de Fibra Industrial % cana;

F1, F2 ... Fn = Fibra % cana da carga amostrada;

P1, P2 ... Pn = peso da carga amostrada.

        12.4 Fator K

       Para aplicação do disposto no Artigo 14 do Anexo I do Regulamento, o fator K deverá ser calculado para cada carga. Quando não houver

desconto na carga, faz-se K = 1. A ponderação diária deverá ser feita pelas cargas amostradas no dia, como o que se segue:

                K1 . P1 + K2 . P2 + ... + Kn . Pn         Kd = ----------------------------------------------, onde;                         P1 + P2 + ... + Pn

Kd = média ponderada diária de desconto;

K1, K2, ...... Kn = desconto da carga amostrada

P1, P2 ..... Pn = peso da carga amostrada

13. PONDERAÇÃO QUINZENAL

           A ponderação quinzenal deverá ser feita pelo total de carga entregue na quinzena, conforme se segue:

13.1 Brix do caldo

                    Bd1 . P1 + Bd2 . P2 + ... + Bdn . Pn

            Bq = ----------------------------------------------                     P1 + P2 + ... + Pn

onde:

Bq = média ponderada quinzenal de Brix do caldo;

Bd1, Bd2 ... Bdn = Brix do caldo médio diário;

P1, P2 ... Pn = peso total diário de cana entregue pelo fornecedor.

13.2 Pol do caldo

        Sd1 . P1 + Sd2 . P2 + ... + Sdn . Pn

Sq = -----------------------------------------------         P1 + P2 + ... + Pn

onde:

Sq = média ponderada quinzenal de pol do caldo;

Sd1, Sd2 ... Sdn = pol do caldo média diária;

P1, P2 ... Pn = peso total diário de cana entregue pelo fornecedor.

13.3. Fibra % de cana

        Fd1 . P1 + Fd2 . P2 + ... + Fdn . Pn

Fq = ---------------------------------------------------         P1 + P2 + ... + Pn

onde:

Fq = média ponderada quinzenal de Fibra Industrial % cana;

Fd1, Fd2 ... Fdn = fibra % cana média diária;

P1, P2 ... Pn = peso total diário de cana entregue pelo fornecedor.

13.4. Fator K

        A ponderação quinzenal deverá ser feita pelo total das cargas entregues na quinzena, conforme se segue:

        Kd1 . P1 + Kd2 . P2 + ... + Kdn . Pn

Kq = -------------------------------------------------------,         P1 + P2 + ... + Pn

onde; Kq = média ponderada quinzenal de desconto; Kd1, Kd2, ...... Kdn = desconto médio diário; P1, P2 ..... Pn = peso total diário da cana entreguge pelo fornecedor

                    A aplicação do Fator K incidirá sobre o ATR apurado na quinzena, ou seja:  kg de ATR final da quinzena = kg de ATR médio da quinzena x Fator K da quinzena (Kq)   O desconto médio diário e quinzenal (Kd e Kq) deverão ser calculados e expressos com quatro casas decimais arredondadas.

14 APURAÇÃO DOS VALORES MÉDIOS QUINZENAIS

                    Com os valores de Bq, Sq e Fq calcula-se, de acordo com a formulação específica já definida, a pureza do caldo (Pza), a Pol da cana (PC), os Açúcares Redutores (AR), o Açúcar Total Recuperável (ATR) e o Valor da Tonelada de Cana-de-Açúcar (VTC)

15 CÁLCULO DO ATR E PRODUTOS

 15.1. ATR

ATR = (10 x 0,88 x 1,0526 x PC) + (10 x 0,88 x AR), ou ATR = 9,26288 x PC + 8,8 x AR, onde: ATR = Açúcar Total Recuperável, expresso em kg/t PC = Pol da Cana (%) AR = Açúcares Redutores da Cana (%)

           O valor de 0,88 corresponde às perdas de 12% no processo industrial, excluída a fermentação e destilação.

            O valor 1,0526 corresponde ao fator estequiométrico de conversão de sacarose em açúcares redutores.

            Os açúcares redutores do caldo serão calculados através de uma equação de correlação entre a pureza do caldo e os açúcares redutores do mesmo e transformados em açúcares redutores da cana, cujas equações são as seguintes:

AR %caldo = (9,9408 - 0,1049 x Pza)

AR = (9,9408 - 0,1049 x Pza) x (1-0,01xF)x(1,0313-0,00575xF)

Onde:

Pza = Pureza do caldo

F = Fibra % cana

(1-0,01xF) = coeficiente do caldo absoluto da cana-de-açúcar

(1,0313-0,00575xF) = coeficiente de extração de caldo da prensa.

           Quando o AR % caldo for determinado por análise, o cálculo do AR será feito pela equação seguinte:

AR % cana = AR % caldo x (1-0,01xF)x(1,0313-0,00575xF)

15.2. AÇÚCAR

           Para o açúcar adotou-se uma polarização de 99,7º S e mel final de 40% de pureza com 55% de açúcares redutores totais. Desta maneira, a recuperação da fabricação(R) dada pela equação SJM (Sugar Juice Molasses), resulta em :

R = [99,74/(99,74-40)]x[1-40/(Pza-1)]

R= 1,66957 x [1-40/(Pza-1)]

O açúcar seria calculado por :

AÇÚCAR (99,7ºS) = {10 x PC x 0,88 x 1,66957 x [1-40/(Pza-1)]}/0,997

AÇÚCAR(99,7ºS) = 14,7364 x PC x [1-40/(Pza-1)]

15.3 ÁLCOOL ANIDRO RESIDUAL - AEAr

           O álcool residual é fabricado da parcela do mel, que não foi recuperada como açúcar, convertido em açúcares redutores, mais os açúcares redutores da cana.

AEAr = {[9,26288 x PC x [1- (1,66957 x (1-40/(Pza-1)))] + (8,8 x AR))} x 0,5504 O fator 0,5504 refere-se à conversão de um kg de ATR em álcool anidro, com um rendimento de fermentação de 85,5% e de destilação de 99%. Eficiência (E) da destilaria em litros de álcool anidro por kg de ATR: E = (0,6503 x 0,855 x 0,99) litros/kg de ATR E = 0,5504 litros/kg de ATR

15.4 ÁLCOOL ANIDRO DIRETO - AEA

           Quando somente se produz álcool anidro direto, utiliza-se toda a quantidade de ATR para a fermentação e o cálculo é dado por :

AEA = ATR X 0,5504

15.5 ÁLCOOL HIDRATADO RESIDUAL - AEHr

           Para obter os volumes de álcool hidratado direto basta multiplicar os valores de álcool anidro direto pelo fator de conversão em função das massas específicas e respectivos graus alcoólicos :

Fator de conversão de álcool anidro para hidratado = 1,04361

Ou multiplicar 0,5504 por 1,04361 = 0,5744

AEHr = [(9,26288 x PC x (1- (1,66957 x (1-40/(Pza-1)))) + (8,8 x AR))] x 0,5744

15.6 ÁLCOOL HIDRATADO DIRETO - AEH

           Quando somente se produz hidratado direto, utiliza-se toda a quantidade de ATR para a fermentação e o cálculo é dado por :

AEH = ATR x 0,5744

16. TRANSFORMAÇÃO DOS PRODUTOS FINAIS EM ATR

           A quantidade de ATR necessária para obter unidades do produto é dada por :

1,0 kg de açúcar com polarização de 99,7º S contém 0,997/0,95 kg de ATR, ou seja, 1 kg de açúcar eqüivale a 1,0495 kg de ATR.

Açúcar = 0,997/0,95 = 1,0495 kg de ATR

           Para álcool anidro e hidratado tem-se :

           De acordo com as eficiências de fermentação e destilação adotadas, 1,0 kg de ATR produz 0,5504 litros de álcool anidro a 99,3º INPM.

           Para produzir 1,0 litro de álcool necessita-se de 1/0,5504 = 1,8169 kg de ATR

Álcool Anidro = 1/0,5504 = 1,8169 kg de ATR

Da mesma maneira calcula-se para o álcool hidratado :

Álcool Hidratado = 1/0,5744 = 1,7409 kg de ATR

Pode-se então calcular :

1,0 saco de 50 kg de açúcar a 99,7º S eqüivale a 52,475 kg de ATR 1,0 tonelada de açúcar a 99,7º S eqüivale a 1.049,5 kg de ATR 1,0 m3 de álcool anidro eqüivale a 1.816,9 kg de ATR 1,0 m3 de álcool hidratado eqüivale a 1.704,9 kg de ATR

17. QUANTIFICAÇÃO DO ÁLCOOL RESIDUAL

               O volume de álcool residual produzido é obtido através de cálculo, considerando-se : Qualidade média da cana de Fornecedores (Pol % cana, Pureza do Caldo e Fibra % cana) Quantidade produzida de açúcar e álcool da usina Relação litros de álcool residual por kg de açúcar Um exemplo pode esclarecer a sistemática: Qualidade da cana do Fornecedor :

Pol % cana = 14,4007 Pureza do caldo = 87,81 Fibra % cana = 14,25

Adotando as equações do item 17, tem-se por tonelada de cana-de-açúcar :

ATR = 138,62 kg Açúcar = 114,43 kg Álcool AEA residual = 10,1985 l/t Relação AEAr/açúcar = 0,0891 l/kg Álcool AEH residual = 10,6432 l/t Relação AEHr/açúcar = 0,0930 l/kg

Em caso de unidades industriais produzindo açúcar, álcool anidro e hidratado, transforma-se todo álcool em anidro (hidratado/1,04361) e calcula-se a participação percentual do anidro, obtendo-se a participação do hidratado por diferença. Cálculo do álcool residual anidro e hidratado, com base no exemplo anterior:

Álcool residual anidro = 0,0891 x Açúcar produzido x participação do anidro Álcool residual hidratado = 0,0930 x Açúcar produzido x participação do hidratado

Em caso de unidades industriais produzindo açúcar e álcool anidro ou hidratado, o álcool residual será calculado, levando-se em consideração o tipo de álcool produzido, ou seja:

Unidades produzindo açúcar e álcool anidro : AEAr = açúcar produzido x 0,0891 Unidades produzindo açúcar e álcool hidratado : AEHr = açúcar produzido x 0,0930

Em caso de unidades industriais produzindo somente açúcar, o álcool residual será expresso em anidro e calculado considerando-se o álcool residual por tonelada de cana-de-açúcar processada, conforme exemplo dado a seguir:

Qualidade da cana-de-açúcar do Produtor :

Pol % cana = 14,4007 Pureza do caldo = 87,81 Fibra % cana = 14,25

Adotando as equações do item 17, tem-se por tonelada de cana :

ATR = 138,62 kg Açúcar = 114,43 kg Álcool AEA residual = 10,1985 l/t

ANEXO I DAS NORMAS OPERACIONAIS

PREPARO DA MISTURA CLARIFICANTE À BASE DE ALUMÍNIO

1. Componentes

Na clarificação do caldo extraído com a mistura clarificante, os seus componentes devem ter as seguintes especificações: Cloreto de alumínio hexahidratado Este produto químico deve ter especificações mínimas de reagente p.a.("pró-análise"), com pureza maior ou igual a 90%. Hidróxido de cálcio Este produto químico deve ter especificações mínimas de reagente p.a. ("pró-análise"), com pureza maior ou igual a 95%. Auxiliar de filtração. Este produto não interfere nas reações de clarificação, e então a sua especificação não é crítica para a mistura. Os seguintes produtos podem ser utilizados: Celite nuclear 545 Celite Hyflo Supercel

Perfiltro 443 Fluitec M10 e M30

2. Homogeneização

        A homogeneização constitui-se num ponto importante para se obter uma mistura clarificante eficiente. Os componentes do clarificante devem ser misturados em quantidade suficiente para o uso diário, utilizando-se um homogeneizador tipo tambor rotativo (Figura 2) ou outro que promova uma mistura adequada. Antes do uso a mistura deve ser examinada visualmente para não conter aglomerados ou grumos, que indicarão uma homogeneização inadequada. O exemplo dado a seguir indica as quantidades de cada produto necessários para produzir 1000 gramas da mistura:

1 parte de hidróxido de cálcio 143 g 2 partes de cloreto de alumínio hexahidratado 286 g 4 partes de auxiliar de filtração 571 g Total 1.000 g

ANEXO II DAS NORMAS OPERACIONAIS

TESTE DE LINEARIDADE E REPETITIVIDADE DO REFRATÔMETRO E SACARÍMETRO

1. REFRATÔMETRO

- Efetuar teste de linearidade e repetitividade no refratômetro de acordo com especificações similares às normas AS-K 157 (Austrália).

1-Teste de Linearidade Estabelece que a "Saída da Linearidade" sobre qualquer parte da faixa até 30o Brix, não devendo exceder à mais ou menos 0,1o Brix. - Preparar soluções padrão de sacarose, respeitando intervalos de 10o Brix e cobrindo a faixa de 0 à 30o Brix. Ex.: 0, 10, 20 e 30o Brix. - Efetuar 5 leituras de cada solução; - Tirar a média das 5 leituras de cada solução e comparar com o valor em oBrix esperado para cada solução, interpolando linearmente os extremos da faixa; Exemplo: - Aparelho: Refratômetro - Solução : 10oBrix - Leituras: 10,1, 10,2, 10,0, 10,1, 10,0o Brix - Média das Leituras: 10,1o Brix - Valor esperado: média entre o maior e o menor valor = (10,0 + 10,2)/2 = 10,1º Brix. - Calcular a média das diferenças e comparar com o valor especificado de +/- 0,10º Brix - Repetir o procedimento para as outras faixas de Brix. 2.Teste de Repetitividade Requer que a diferença entre dois resultados simples, obtidos no instrumento, no mesmo laboratório, operado pelo mesmo

analista, utilizando a mesma amostra, não deve exceder mais ou menos 0,2o Brix em mais de um par de resultados em duplicata, em 20 repetições da mesma solução (ou 5 pares em 100 repetições);

- Preparar soluções de 0, 10, 20 e 30o Brix; -Efetuar 20 leituras para cada um dos intervalos determinados, calcular o desvio padrão, reportando assim a repetitividade.  

3.Cuidados a serem tomados no preparo das soluções

As soluções utilizadas na aferição do refratômetro deverão ser preparadas no próprio laboratório e no ato da aferição, evitando o uso de soluções deterioradas. - As soluções deverão ser peso/peso; - O peso final da solução deverá ser igual a 100,00g; Preparo de soluções

Peso deAçúcar

(g)

+

Peso de Água (g)

=

Peso Total (g)

10,00

+ 90,00

= 100,00

20,00

+ 80,00

= 100,00

30,00

+ 70,00

= 100,00

- As soluções de 10 e 20o Brix poderão ser aferidas efetuando-se leitura sacarimétrica. E calculando-se posteriormente a pol, a qual deverá apresentar os mesmos resultados do brix.

2. SACARÍMETRO

- Verificar montagem correta e limpeza interna do tubo e das pastilhas de vidro do tubo sacarimétrico.

- Verificar o ponto zero no ar e corrigir caso o valor sera superior a +/- 0,02º S

- Efetuar a calibração do ponto "0" (zero) com água destilada, tomando-se cuidado para não formar bolha de ar no tubo sacarimétrico.

- Fazer leitura com placas de quartzo padrão, de valores conhecidos e, quando possível, calibrados por instituição oficial;

- Se necessário efetuar ajuste para o valor da placa;

- Efetuar leituras sacarimétricas com as soluções padrões, verificando desta forma a linearidade e a repetitividade do aparelho.

    2.1 Teste de Linearidade

    Estabelece que a "saída da linearidade" sobre qualquer parte da faixa até 100oS, não devendo exceder mais ou menos 0,03oS.

- Preparar soluções de sacarose com intervalos de 25oS cobrindo a faixa de 0 a 100oS. Ex.: 0, 25, 50, 75 e 100oS. - Efetuar 5 leituras de cada solução, utilizando o mesmo tubo sacarimétrico; - Tirar a média das 5 leituras de cada solução e comparar com o valor em oS esperado para cada solução, interpolando linearmente entre os extremos da faixa. Exemplo: Aparelho: Sacarímetro Solução : 25oS Leituras: 25,01, 25,01, 25,02, 25,02, 25,04oS - Valor esperado:média entre o maior e o menor valor (25,01 + 25,04)/2 = 25,03º S. - Calcular a média das diferenças e comparar com o valor especificado de +/- 0,03ºS. - Repetir o procedimento para as demais soluções.

      2.2 Teste de Repetitividade       A especificação requer a diferença entre dois resultados simples, obtidos, no instrumento no mesmo laboratório, usando a mesma amostra, não devendo exceder a 0,25oS em mais de um par de resultados em duplicata, em 20 repetições da mesma solução (ou 5 pares em 100 repetições).

- Preparar 500ml de cada solução, homogêneas de 25, 50, 75 e 100oS; - Pequenas quantidades de amostra, deverão ser introduzidas no tubo sacarimétrico em intervalos definidos, anotando as leituras quando a solução entrar em equilíbrio (estabilidade do aparelho).

A partir dessas leituras calcula-se o desvio padrão, consequentemente, a repetitividade.

1. Cuidados a serem tomados no preparo das soluções

As soluções a serem utilizadas na aferição do sacarímetro deverão ser preparadas no ato da aferição e no próprio laboratório, evitando o uso de soluções armazenadas. - As soluções deverão ser peso/volume; - O volume final da solução deverá ser igual a 500 ml; Preparo de soluções

º S Peso de Açúcar(g)

Vol. Final (ml)

25 32

50

500

00

50 65

00

500

00

75 97

50

500

00

10 130

00

500

00

 

ANEXO III DAS NORMAS OPERACIONAIS

DETERMINAÇÃO DO TEOR DE FIBRA % DE CANA

MÉTODO DE TANIMOTO

1. Objetivo

Medir o teor de fibra real com secagem do bolo ou bagaço úmido(PBU) da prensa hidraulica após a extração do caldo.

2. Equipamentos e materiais

  Estufa elétrica com circulação forçada de ar, com capacidade mínima para 50 amostras.

 

Cesto de tela de filtro rotativo, medindo 240 x 160 x 80 mm, com furos de 0,5 mm de diâmetro. A quantidade de cestos necessário é de 150 a 200, para o volume de amostras processadas no dia.

3. Técnica

Após a pesagem do bolo úmido (PBU), transferí-lo para um cesto tarado, sem perda de material;

Desfazer o bolo úmido no próprio cesto, colocá-lo na estufa e deixá-lo secar até peso constante, à uma temperatura de 105ºC;

Retirar o cesto e pesar.

Obs.: O tempo de secagem para cada estufa deve ser determinado com ensaios iniciais até peso constante. O teste inicial é feito com secagem por 3 horas, pesagem e secagem por mais 1 hora e isto deve continuar até que não se obtenha variações no peso do material seco, ou esta não seja significativa.

4. Cálculo

Peso do bolo seco (PBS), em gramas= (Peso do cesto + bolo seco) – (Peso do cesto)

Exemplo:

-Peso do cesto (g) . . . . ................................. 164,3

-Peso do cesto + bolo seco(g) ........................ 241,5

-Peso do bolo úmido (g)................................... 142,4

-Peso do bolo seco (g) ...................................... 77,2

-Brix do caldo (%) ............................................ 19,8

Fibra % cana = (100 x PBS) – (PBU x B) / 5 x (100 – B)

onde: PBS = peso do bolo seco;

PBU = peso do bolo úmido;

B = brix do caldo

                    Fibra % cana = (100 x 77,2) – (142,4 x 19,8) / 5 x (100 – 19,8) = 12,22%

ANEXO IV DAS NORMAS OPERACIONAIS

DETERMINAÇÃO DO TEOR DE AÇÚCARES REDUTORES NO CALDO DE CANA-DE-AÇÚCAR-MÉTODO DE LANE & EYNON

1. Material

Bureta de Mohr, de 50 ml;

Balão volumétrico , de 100 e 200 ml;

Pipeta volumétrica , de 10, 20, 25 e 50 ml;

Pipeta graduada, de 5 ml;

Erlenmeyer, de 250 ml;

Funil sem haste, de 100 mm de diâmetro;

Béquer, de 250 ml;

Pérolas de vidro;

Tela de ferro galvanizado, com centro de amianto, de 200 x 200 mm;

Tripé de ferro;

Haste de ferro, com base e suporte para bureta;

Pinça de Mohr;

Bico de gás, tipo Mecker, ou aquecedor elétrico, com regulagem de aquecimento;

Cronômetro;

Algodão.

2. Reagentes

Solução de Fehling A;

Solução de Fehling B;

Solução de Azul de metileno, 1%;

Solção de EDTA, 4%;

Solução de açúcar invertido, 1% e 0,2%.

3. Técnica

Filtrar a amostra de caldo em algodão para eliminar as partículas em suspensão;

Diluir a amostra em volume ou em peso, visando a consumir na titulação um volume em torno de 35 ml, de maneira a reduzir os erros de análise;

No quadro, a seguir, indicam-se algumas diluições que podem ser realizadas;

A quantidade de EDTA deve ser adicionada antes de completar o volume a 100 ml:

Volume de Caldo (ml)

Volume de EDTA (ml)

Fator de Diluição (f)

10 2 10

20 4 5

25 5 4

50 10 2

Lavar a bureta com a solução antes de encher e ajustar a zero;

Transferir, com auxilio de pipetas volumétricas para erlenmeyer de

250 ml, 5 ml da solução de Feling B e 5 ml da solução de Fehling A;

Colocar algumas pérolas de vidro;

Adicionar da bureta, 15 ml da solução e aquecer a mistura até ebulição, o que deve ser conseguido em 2 min e 30 s;

Se não ocorrer mudança de cor na solução, indicando que o licor de Fehling não foi reduzido, deve-se adicionar mais solução da bureta até que a cor original desapareça, tornando-se a mistura de cor vermelho tijolo;

Anotar o volume gasto (V) como valor aproximado da titulação;

Repetir as mesmas operações, adicionando no erlenmeyer além do licor de Fehling, o volume da solução consumido na titulação anterior menos 1 ml (V’ – 1);

Aquecer a mistura até ebulição e então cronometrar exatamente 2 min, mantendo o líquido em ebulição constante;

Adicionar 3 a 4 gotas da solução de azul de metileno;

Completar a titulação, gota a gota, até completa eliminação da cor azul;

O tempo total desde o inicio da ebulição até o final da titulação deve ser de 3 min;

Anotar o volume gasto na bureta e corrigi-lo, com o fator do licor de Fehling, anotando-o como V.

4. Cálculo

A porcentagem de açúcares redutores pode ser obtida por diluição da amostra em volume ou em peso utilizando-se as fórmulas seguintes.

AR = (f x t) / (V x me), onde: f = fator de diluição V = volume gasto corrigido me = massa específica do caldo = 0,00431 x B + 0,99367 B = brix do caldo, válido entre 9 e 23 t = fator que considera a influência da sacarose na análise, dado por: t = 5,2096 – (0,2625 x 0,26 x LPb x V) / 500, onde: LPb = leitura sacarimétrica do caldo V = volume gasto corrigido

Exemplo: Leitura sacarimétrica (LPb)........................ 54,55 Fator de diluição........................................ 5 Brix do caldo (%)........................................ 15 Volume gasto corrigido (ml)....................... 34,2 Substituindo: AR = 5 x [5,2096 – (0,2625 x 0,26 x 54,55 x 34,2) / 500] / [34,2 x (0,00431 x 15 + 0,99367)} = 0,68 Diluição em peso AR = (100 x t) / (V x m), onde: V = volume gasto corrigido M = massa de caldo em 100 ml da solução a titular t = 5,2096 – 0,2625 x S onde: S = (m x S x V) / 10 000 S = quantidade de sacarose contida na amostra V = volume gasto corrigido Exemplo: Sacarose contida na amostra....................... 13,4 Massa de caldo em 100 ml da solução(g) ... 20,0 Volume gasto corrigido (ml).......................... 36,2 S = (20 x 13,4 x 36,2) / 10 000= 0,97 t = 5,2096 – 0,2625 x 0,97= 4,9497 AR = (100 x 4,9497) / (36,2 x 20)= 0,68

5. Preparo de soluções

5.1 Açúcar invertido, solução estoque à 1%

Uso: Padronização do licor de Fehling

 

Pesar 9,5 g de sacarose p.a.(ou açúcar granulado) e transferir para balão volumétrico de 1 000 ml com auxilio de, aproximadamente, 100 ml de água destilada e agitar até dissolução dos cristais;

  Acrescentar 5 ml de ácido clorídrico conc., p.a.e homogeneizar;

  Fechar o balão e deixar em repouso por 3 dias (72 h) à temperatura de 20º-25º C, para permitir completa inversão da sacarose;

  Após completar os 3 dias, elevar o volume até próximo a 800 ml e agitar;

 

Dissolver separadamente 2 g de ácido benzóico em 75 ml de água destilada auqecida (70ºC) e transferir para o balão contendo a solução invertida, completar o volume e homogeneizar;

  A adição de ácido benzóico assegura a preservação da solução invertida, completar o volume e homageneizar;

  A adição de ácido benzóico assegura a preservação da solução por um período de 6 meses;

  Armazenar em frasco âmbar

5.2 Açúcar invertido, solução de uso à 0,2%

Uso: Padronização do licor de Fehling

- Pipetar 50 ml da solução estoque de açúcar invertido a 1% e transferir para balão volumétrico de 250 ml;

- Adicionar 3 a 4 gotas de solução indicadora de fenolftaleína e sob agitação, adicionar lentamente a solução 1N de NaOH até leve coloração rosa, a qual deverá ser posteriormente eliminada, pela adição de 1 ou 2 gotas de solução de HCl 0,5N.

- Completar o volume com água destilada e homogeneizar.

5.3 Azul de metileno à 1%

Uso: solução indicadora

Pesar 1 g de azul de metileno e transferir para balão volumétrico de 100 ml, com aproximadamente, 60 ml de água destilada;

Dissolver, completar o volume e agitar;

Transferir esta solução para frasco conta-gotas.

Obs. A vida útil da solução é, normalmente, de 6 meses

5.4 EDTA à 4%

Uso: Agente sequestrante de calcio e de magnésio das soluções açucaradas.

  Pesar 20,0 g de EDTA e transferir para balão volumétrico de 500 ml com água destilada;

  Solubilizar e completar o volume;

  Armazenar em frasco âmbar, com tampa rosqueável.

5.5 Solução A, de Fehling

Uso: Dosagem dos açucares redutores, pelo método de Lane & Eynon.

Pesar 69,5 g de sulfato de cobre pentahidratado p.a. e transferir para balão volumétrico de 1 000 ml  

Completar o volume e homogeneizar;

Armazenar em frasco âmbar, com tampa rosqueável.

5.6 Solução B, de Fehling

Uso: Dosagem dos açúcares redutores do caldo, pelo método de Lane & Eynon

Pesar 346 g de tartarato de sódio e potássio em béquer de 1 000 ml;

Adicionar cerca de 350 ml de água destilada e dissolver o sal;

Pesar 100 g de hidróxido de sáodio em béquer de 600 ml;

Adicionar cerca de 250 ml de água e dissolver, mantendo o béquer em banho de água corrente;

Transferir quantitativamente as duas soluções para balão volumétrico de 1 000 ml;

Resfriar até à temperatura ambiente, homogeneizar e completar o volume;

Armazenar em frasco âmbar com tampa rosqueável.

Padronização do licor de Fehling

Transferir com auxilio de pipetas volumétricas para elenmeyer de 250 ml, 5 ml da solução de Fehling B e 5 ml da solução de Fehling A;

Colocar algumas pérolas de vidro no erlenmeyer;

Encher uma bureta de 50 ml, com solução de uso de açúcar invertido à 0,2 %;

Adicionar da bureta, 24 ml da solução de açúcar invertido à 0,2%;

Aquecer a mistura até atingir a ebulição e cronometrar exatamente 2 min, mantendo o líquido em ebulição constante, adicionar 3 a 4 gotas da solução de azul de metileno;

Complementar a titulação, adicionando gota a gota, a solução contida na bureta, até completa eliminação da cor azul;

O tempo total, desde o inicio da ebulição até o final da titulação deve ser de 3 min;

  Anotar o volume gasto (V);

  Repetir a titulação para confirmação do resultado;

 

Se for gasto um volume menor que 25,64 ml, a solução de cobre estará diluida e mais sal de cobre deverá ser adicionado;caso contrário, se gastar mais que 25,64 ml, a solução estrá concentrada e deverá ser diluida com água destilada;

  O fator de coreção do licor de Fehlinh será: F = 25,64 / V, onde: F = fator do licor de Fehling V = volume gasto (ml).

Observação:

  O fator será aceitável se estiver entre 0,9975 a 1,0025;

  Recomenda-se proceder a confirmação do fator, pelo menos, uma vez por semana

.

ANEXO V DAS NORMAS OPERACIONAIS

NORMAS MÍNIMAS PARA OPERAÇÃO DO LABORATÓRIO DE ANÁLISES

DE CANA-DE-AÇÚCAR

    1. BALANÇA RODOVIÁRIA

Laudo de aferição do INMETRO ou de entidade credenciada.

O Laboratório de Análises de Cana-de-Açúcar deverá conter, no mínimo, as seguintes condições para seu funcionamento:

    2. LOCALIZAÇÃO DO LABORATÓRIO

O laboratório deverá estar localizado o mais próximo possível do local de tomada de amostras e em prédio próprio.

    3. LOCALIZAÇÃO DA SONDA AMOSTRADORA

A sonda amostradora deve estar localizada conforme o disposto no parágrafo 1º do Artigo 2º do Anexo I do Regulamento do CONSECANA-SP. Quando se tratar da amostragem com sonda amostradora montada sobre trilhos o estacionamento do veículo de carga a ser amostrado deverá se proceder de modo que a distância entre a coroa dentada do tubo amostrador e a cana do carregamento não ultrapasse a 20 cm (Fig. 1).

    4. ENERGIA ELÉTRICA

O laboratório deverá possuir rede elétrica estabilizada, especialmente para os equipamentos de análise, ou seja, refratômetro, sacarímetro e balança.

    5. TEMPERATURA AMBIENTE

A temperatura interna do Laboratório deve se situar entre 20ºC a 25oC (graus Celsius).

    6. EQUIPAMENTOS (Dimensionamento)

- Sonda amostradora;

- Desintegrador de cana;

- Balança de precisão;

- Prensa hidráulica;

- Refratômetro digital, com correção automática de temperatura ou banho térmico com regulagem para 20oC;

- Sacarímetro digital e/ou NIR.

A quantidade de equipamentos do laboratório deve ser compatível com a quantidade diária de análises.

    7. SONDA AMOSTRADORA

Deverá existir no mínimo uma coroa dentada para reposição. Verificar a eficiência de corte (esmagamento da amostra).

    8. DESINTEGRADOR

O desintegrador deverá estar em condições mecânico-operacionais normais, possuindo, no mínimo, um jogo de facas, de contra-faca e de martelos para reposição. A eficiência de preparo deve ser verificada através de análise visual, não devendo existir, em grau acentuado, heterogeneidade de partículas (a ocorrência de pedaços com mais de 10cm em percentual superior a 10%, em peso, indica ineficiência do equipamento). Em qualquer hipótese deverá ser realizada determinação do Indice de Preparo (IP) segundo técnica descrita no sub-ítem 2.3 destas normas.

    9. BALANÇA SEMI-ANALÍTICA

A Balança Semi-Analítica deverá ser instalada em local adequado ao fluxo de análise e sem influência de correntes de ar e de trepidação. A estabilidade do ponto "0" (zero) e linearidade deverão ser verificadas periodicamente.

    10.PRENSA HIDRÁULICA

A operação da Prensa deverá estar de acordo com o estabelecido nestas normas (sub-item 3.2).

    11. REAGENTES

Verificar a procedência dos reagentes e a especificação técnica do fabricante. Observar se estão sendo utilizadas as quantidades recomendadas.

    12. MATERIAL PARA ANÁLISE

Inclui béqueres, funis, balões volumétricos, frascos coletadores de caldo, bastonetes, etc., dimensionados em função do volume diário de análises.

    13. IMPRESSOS

Os Boletins Quinzenais devem estar de acordo com o disposto no item 5 das Normas Operacionais.

    14. CÁLCULOS

Os cálculos deverão ser realizados conforme o disposto nos ítens 10 a 17 das Normas Operacionais.

    15. HORÁRIO DE FUNCIONAMENTO

O horário de funcionamento do Laboratório deverá ser compatível com o horário de entrega de cana de fornecedores e com o número de cargas a serem amostradas.

    16. MÃO-DE-OBRA

O número de funcionários deverá ser compatível com os equipamentos e o volume de cargas a ser amostrado.

Revista Brasileira de Energia, Vol.2, no. 2, 1992

 

 Principais subprodutos da agroindústria

canavieira e sua valorização

 

LUÍS CORTEZPAULO MAGALHAES

JÚLIO HAPPI1

 

Introdução

A produção de cana-de-açúcar tem como objetivo, hoje no Brasil, atender as metas diretamente ligadas ao açúcar (mercado interno e externo) e ao álcool combustível (mercado interno). Desde a introdução da cultura da cana no país, pouca atenção foi dedicada ao aproveitamento comercial de seus principais subprodutos. Quanto à utilização dos subprodutos da produção de açúcar e álcool alguns destes têm se destacado pela sua importância comercial e ou mesmo por ajudar a reduzir custos pela substituição de produtos. Os subprodutos mais importantes são: o bagaço, a vinhaça (também chamado de vinhoto ou restilo), a torta de filtro, a levedura. Para viabilizar a sua utilização alguns

equipamentos e máquinas agrícolas foram desenvolvidos especialmente para isto.

A fibra úmida oriunda do colmo da cana, o bagaço, era antigamente descartada. Na época também não havia melaço, pois o açúcar era produzido em formas de rapadura, através da evaporação do caldo de cana nos bangüês, e de pães em formato cônico (pães de açúcar) para facilitar a purificação, cristalização e armazenagem.

Com a definição por processos cada vez mais direcionados para a obtenção de açúcar de alto padrão (sem impurezas e cristais uniformes), a indústria começou a gerar uma linha de descartes agro-industriais que passou a ser conhecida como subprodutos.

Com o álcool Produzido em larga escala, a partir de 1975 com o PROALCOOL no Brasil(CORTEZ, 1991), uma outra linha de subprodutos passou a integrar a anterior. Seja pelo valor intrínseco do subproduto, caso da levedura, ou da quantidade produzida, caso da vinhaça, o setor foi encontrando soluções econômicas, mas que não necessariamente são as melhores para todas as situações.

Hoje há, no Brasil e no mundo, acumulada uma série de experiências de utilização dos vários subprodutos da cana-de-açúcar. Por diversas razões, até de puro desconhecimento e preconceitos, o setor não se vale destas experiências para buscar alternativas que lhe permitam racionalizar a produção. Nesse sentido, mesmo um inventário dessas experiências já seria um trabalho de grande valia para possibilitar a definição de cenários para a redefinição ou reorientação de políticas para o setor, segundo o especialista Iguacy Sachs.

Figura 1 - Sistema Integração de Uso de Subprodutos da Agroindústria

Canavieira Como ponto de partida tem-se com a cana-de-açúcar a seguinte composição média: 14% de fibra, 12% pol (sacarose), 3% de impurezas e o restante de água. Durante o processo de extração do caldo, a fibra é separada do caldo nas moendas e conduzida úmida às caldeiras. Cada tonelada de cana moída rende, dessa maneira, cerca de 250 kg de bagaço úmido (com média de 50% de umidade, 48% de fibras e 2% de sólidos solúveis) que será usado para atender às necessidades energéticas da indústria.   

O bagaço excedente, cerca de 30% nas destilarias e de 10% nas usinas, é utilizado para outros fins, predominando a venda a granel para o seu uso como energético na indústria de laranja (CORTEZ & DIAS, 1992). Da energia contida numa tonelada de cana, há cerca de 560.000 kcal em 250 kg de bagaço úmido, 392.000 kcal em 70 litros de álcool e .60.000 kcal em 11.830 litros de biogás (65% de metano) obtidos através da biodigestão da vinhaça. Isso eqüivale a dizer que há mais

energia na cana-de-açúcar e seus derivados do que se pode conseguir com o álcool isoladamente.

Com o aproveitamento deste potencial pode-se, pelo menos em princípio, atenuar parte das críticas ao PROÁLCOOL como a de que houve, até então, acentuada preocupação com um substituto da gasolina, não tendo sido criticadas soluções à questão do óleo diesel e do óleo combustível. Numa visão mais ampla, parte da distorção no balanço energético poderia ser atenuada com um aproveitamento, ou valorização de subprodutos da cana como o bagaço, a vinhaça e a palha.

Assim, a questão do aproveitamento do bagaço, da vinhaça e da palha passa por condicionantes econômicos que extrapolam ao setor sucro-alcooleiro.

l. Os usos energéticos convencionais e alternativos do bagaço

O bagaço tem sido historicamente usado como combustível na usina, pelo menos a partir do início deste século quando passou a substituir a lenha. Esta era então usada como fonte de energia para evaporação do caldo, e a junta de bois e rodas d'água para a extração do mesmo.

Com o desenvolvimento da indústria, o advento da máquina à vapor, a introdução das caldeiras e o uso industrial do vapor no processo, a noção de cogeração, entendida como a aeracão conjunta de calor e trabalho, se desenvolveu paralelamente às inovações tecnológicas como a evaporação à vácuo, o uso de produtos químicos na clarificação, etc.

Com estes avanços tecnológicos teve-se uma valorização do bagaço como fonte de energia que, mesmo úmido, responde pelas necessidades energéticas da indústria do açúcar e do álcool.

Há uma vasta literatura sobre as alternativas de uso do bagaço de cana. A queima de bagaço é, no entanto, uma opção muito promissora pois ainda trabalha-se com uma faixa de pressão de operação das caldeiras das usinas e destilarias considerada baixa, em torno de 21 kgf/cm2 , reduzindo suas possibilidades de melhor aproveitamento energético.

Há também, hoje no Brasil, uma necessidade de ampliar as alternativas de geração de eletricidade. Visto que o potencial de geração de hidroeletricidade na região Centro-Sul encontra-se virtualmente esgotado para grandes barragens,

abrem-se hoje as possibilidades para as Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs) e as termelétricas, entre elas as já existentes na indústria da cana operam a bagaço.

A Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL) tem desenvolvido um trabalho pioneiro para interligar algumas unidades de produção à rede elétrica, e tem também estudado recentemente alternativas para uma discussão para uma política tarifária para o setor. Acredita-se que a valorização do bagaço, seja via cogeração ou outra alternativa possa torná-lo uma fonte de renda tão importante quanto o próprio açúcar ou o álcool.

O mercado, paga atualmente a tonelada do bagaço in natura o mesmo preço por tonelada que a cana, a matéria prima da indústria. Isso eqüivale agregar ao bagaço um valor comercial inicial proporcional a um quarto do custo da matéria prima (1 tonelada de cana rende 250 kg de bagaço úmido). Mesmo assim, a utilização do bagaço como combustível passa pelo equacionamento dos seus maiores problemas.

Os problemas do uso do bagaço para fins energéticos incluem: (i) Baixa densidade energética (214,8 mil kcal/m3); (ii) Alta umidade (50% b.u.) quando in natura; (iii) Armazenamento difícil; (iv) Transporte caro; (v) Decomposição ao longo do tempo.

No entanto, a umidade excessiva do bagaço in natura (50% b.u.) e a baixa densidade são os fatores que mais limitam seu uso de forma mais abrangente.

A secagem do bagaço

A secagem do bagaço tem sido tratada por inúmeros autores. No Brasil, destacam-se NEBRA (1985), MARANHÃO (1980) e o de CAMPANARI NETO (1984). NEBRA desenvolveu um modelo teórico de secagem de um secador pneumático constituído por um ejetor, uma coluna principal e um ciclone funcionando com uma mistura de diferentes tamanhos e formas de partículas. Mesmo utilizando temperaturas de secagem de até 180oC consegue-se retirar até 50% de umidade do bagaço. Na Central Açucareira Santo Antônio S/A em São Luiz do Quitunde, AL, MARANHÃO (1980) testou um secador individual de bagaço, obtendo reduções na umidade em até 10% com gases a 220 C.

CAMPANARI NETO (1984) operou um conjunto secador de bagaço com gás de escape da caldeira com um exaustor, uma torre de secagem, um ciclone separador e um ventilador ejetor. Nos

vários testes realizados operou-se com temperaturas de até 300oC para diferentes vazões obtendo-se umidades de até 12,4% para o bagaço.

Em Cuba destaca-se o trabalho desenvolvido por ARRASCAEDA e FRIEDMAN (1987). Utilizando gases de exaustão da caldeira entre 100° e 300°C, obteve-se uma redução da umidade de 46% para 28%, aumentando a eficiência total caldeira-secador de 72% para 82%. Os autores desenvolveram ainda outros trabalhos com diferentes tipos de secadores de bagaço.

Comercialmente, a empresa BIOMAX, entre outras, dispõe de alguns modelos de secador para materiais de pequena granulometria que pode operar com bagaço de cana. Em várias capacidades, estes são secadores rotativos horizontais dotados de um ventilador, um sistema de acionamento do tambor, um secador, um ciclone, uma rosca alimentadora e uma fornalha, se for o caso. Com o uso de um bagaço seco pode-se diminuir o uso do mesmo para geração de vapor. Além disso, em NOGUEIRA (1992) são apresentados diferentes métodos de secagem de bagaço.

Tecnologias de compactação do bagaço ou palha

São inúmeras as empresas produtoras de enfardadeiras que podem operar com bagaço ou palha de cana. Nesse sentido pode-se citar a TURBTRON ou a empresa SCHULER que oferece 4 modelos para produção de fardos com diferentes dimensões. No entanto, estes fardos contém uma alta umidade que deve ser diminuída.

Assim, a empresa BAGATEX desenvolveu um processo bioquímico, BAGATEX 20, segundo o qual o bagaço in natura é prensado e armazenado. Durante o armazenamento ocorre um processo de fermentação anaeróbia liberando energia e evaporando parte da água nele contida reduzindo sua umidade para 20% em 20 dias podendo então ser estocado por até 24 meses.

Essa redução na umidade do bagaço permite uma produção de até 39% mais vapor do que quando o bagaço in natura é utilizado. O produto da BAGATEX apresenta uma densidade 5,6 vezes maior do que o bagaço in natura se convertendo num excelente combustível com baixo custo de transporte.

Na pelletização (Secador e Pelletizador da GRANOL), o produto resultante denomina-se bagaço de cana pelletizado e apresenta as seguintes características:

- Umidade 7 a 10%

- Densidade aparente 0.5 a 0,6 t/m3

- Poder calorífico inferior 3800 kcal/kg

- Fibra 42,5%

- Cinzas 2,25%

Além da prensagem, a briquetagem é uma das soluções propostas a fim de resolver o problema de baixa densidade do bagaço e da palha. Nesse sentido a empresa BIOMAX desenvolveu uma usina de briquetagem capaz de produzir tarugos de alta densidade e valor energético. Pesquisas nesse sentido são desenvolvidas no Laboratório de Combustíveis Alternativos - IF da UNICAMP em Campinas, SP. Num processo de briquetagem a quente (200eC) bagaço in natura a 50% de umidade é utilizado para produzir briquetes de 16% de umidade utilizando apenas 11% da energia contida no briquete (destes 11%, cerca de 65% sendo energia térmica e 35% trabalho mecânico). Neste laboratório vários outros materiais, além do bagaço de cana, são testados quanto às suas características como combustível e de armazenamento (BEZZON, 1992).

O biocarvão é outro produto desenvolvido para o bagaço da cana. Desenvolvido pela SEMCO ENERGIA, a matéria prima, com granulometria de 1 a l0 mm e umidade inferior a 10% obtida em secadores convencionais é processada no densificador BIOMAT T 117. Numa primeira etapa a matéria prima é aquecida até 200oC adquirindo certa plasticidade. O produto é então pensado até que a densidade atinja entre 1,2 e 1,4 t/m . O produto é então esfriado, solidificando a lignina assegurado a solidez do produto. O densificador pode ser regulado de modo a assegurar um diâmetro para o biocarvão entre 28 e 100 mm o que possibilita seu uso em diferentes sistemas de combustão. O biocarvão, que pode substituir a lenha e o carvão vegetal, apresenta as seguintes características :

- Umidade menos de 5%

- Densidade 1,2 a 1,4 t/m3

- Poder calorífico inferior...4300 a 4700 kcal

- Cinzas menos de 1%

A fim de demonstrar a viabilidade desta tecnologia a COPERSUCAR (1987) construiu uma planta piloto de pelletização (400 kg/h) e briquetagem (1800 kg/h) na Usina Barra Grande ligada a um secador de bagaço.

Formas de aproveitamento energético não-convencionais para o bagaço ou palha

A gaseificação de bagaço em leito fluidizado é hoje dificultado pelo baixo benefício marginal decorrente do investimento. O bagaço e a palha não são valorizados como energéticos pelo mercado atual (Tabela 1).

Há também que ser lembrado a alternativa do uso energético do bagaço em gaseificadores com turbinas a gás. A composição básica do sistema envolve uma turbina a gás (composta de um compressor, uma câmara de combustão e uma turbina, propriamente dita) acoplada a um equipamento (motor, bomba, gerador, etc) e um recuperador que utiliza o calor residual dos gases de exaustão. Técnicos da COPERSUCAR estudam a implantação desta técnica no Brasil.

Existe hoje um certo desconhecimento dos benefícios proporcionados por estudos dirigidos a melhorar o desempenho energético do sistema de geração e uso de vapor nessas indústrias. Um trabalho realizado pelo Programa de Engenharia Química da COPPE na Destilaria Água Limpa, em 1988 mostra que o grande sorvedouro de disponibilidades (exergias) numa destilaria é o gerador de vapor, ou caldeira com 54,7% das perdas de exergia totais na indústria (CASTIER e RAJAGOPAL, 1988).

Um estudo de sensibilidade de parâmetros pode demonstrar a importância de um melhor ajuste da relação ar/combustível e da secagem do bagaço, entre outras alternativas. Há, contudo, pouco interesse em se economizar bagaço na indústria pois não é esta atualmente a principal fonte de receitas da indústria. O gerente industrial, neste sentido, prefere investir num meio de aumentar a recuperação de sacarose na moenda do que ter algumas toneladas a mais de bagaço excedente (CORTEZ e DIAS, 1992).  

TABELA 1 - VALOR ENERGÉTICO DOS SUBPRODUTOS DA CANA-DE-AÇDCAR, MADEIRA E

DERIVADOS DO PETROLEO

Item Unidade Comercial (U.C.)

Poder Calorífico (kcal/U.C.)

Preço (Cr$/U.C.)

Preço (Cr$/Gcal)

Bagaço-50%umid. t 2.257.000 34.964 15.491

Álcool hidratado l 5.380 2.055 382.031

Palha seca t 4.400.000(1) n.a.(2) n.a.(2)

Vinhaça-40%umid. t 1.818.000(3) n.a.(2) n.a.(2)

Madeira (lenha) m3st 1.287.000 52.372 40.693

Carvão Vegetal t 6.800.000 580.000 85.294

Gasolina l 8.325 2.717 326.339

Óleo Combust.BPF kg 10.220 705 68.967

Diesel l 9.159 1.998 218.157

fonte: boletim "Informação" da Agência Aplicação de setembro/outubro

1992;

(1) Média calculada - RIPOLI (1991); (2) não é comercializado; (3)

SPRUYTENBURG (1982).

Dos energéticos hoje disponíveis no mercado interno brasileiro, o bagaço é aquele que apresenta o menor custo por Gcal (Tabela 1). Seu preço chega a ser menos da metade da lenha, um quinto do carvão vegetal, um quarto do óleo combustível e um nono do GLP para a indústria. Esse produto encontra-se, no entanto, com uma baixa densidade energética (energia/m) e sem padronização para comercialização fora de mercados cativos . Com a decrescente oferta da lenha, notadamente no Estado de São Paulo, a sua valorização energética passará a ser uma realidade.

Nesse sentido, há um grande potencial para o seu uso em olarias e padarias que poderiam ser consumidores de bagaço em pellets ou briquetados. Hoje já é grande o número de olarias e caldeiras a lenha que operam com o que houver disponível em termos de restos de produtos celulósicos.

O bagaço pode também ser utilizado como matéria prima na produção de aditivos para fazer do álcool um substituto do diesel. Através de um processo de hidrogenização do furfural

há a produção de álcool tetraidrofurfurílico que com radicais nítricos forma o nitrato de álcool tetraidrofurfurílico. Este produto é um excelente aditivo para correção do índice de cetano no etanol permitindo seu uso em motores ciclo diesel.

O uso não-energético do bagaço

O uso do bagaço de cana na fabricação de placas de aglomerados é discutido por HESCH (1975). O autor pondera que a madeira está ficando cada vez mais escassa e cara e que o uso de aglomerados é crescente no mundo fazendo-se necessário investigar substitutos para a madeira como matéria prima. Segundo as experiências relatadas o bagaço se apresenta como um dos melhores materiais para substituir a madeira apresentando excelentes propriedades com respeito a resistência com e sem influência de umidade. Além disso com o bagaço o uso de resina é diminuído o que representa um importante fator econômico. Finalmente, é possível fabricar estrutura autoportantes de baixa densidade para construção civil.

Outra aplicação de grande interesse é a hidrólise do bagaço para ração animal. A experiência na Destilaria Alcídia realizada pela CALDEMA onde em escala piloto desde 1984 se mantém 400 cabeças de gado confinadas com bagaço hidrolisado processa-se o bagaço elevando sua temperatura e pressão numa autoclave. No processo, celulose, hemicelulose e especialmente lignina se transformam em material digerível pelo animal. Nesse processo a digestibilidade do bagaço passa de 23% a 69% (Tabela 2).  

TABELA 2 - COMPOSIÇÃO DO BAGAÇO IN NATURA E HIDROLISADO

Item In natura Hidrolizado

Matéria Seca (2) 48,31 44,32

- em g/100g de matéria seca    

Proteína Bruta 1,86 1,67

Fibra Bruta 45,09 34,45

Extrato Etéreo 2,26 4,86

Matéria Mineral 2,73 4,77

Extrativo Não-Nitrogenado 48,06 54,25

Fibra em Detergente Neutro 85,24 58,16

Fibra em Detergente Ácido 62,33 62,65

Celulose 44,69 43,99

Hemicelulose 22,91 ---

Lignina em Detergente Ácido 14,89 15,06

Ca n.d. 0,12

P n.d. 0,02

K n.d. 0,16

DIVMS(1) 35,31 64,82

Fonte: material de divulgação "Hidrolisador" da CALDEMA (1) DIVMS é a

digestibilidade .in vitro da matéria seca

A Caldeiraria São Caetano produz o "auto-hidrolisador" HB 1000 a fim de hidrolisar o bagaço para ração animal. Esta unidade processa 1,2 t/h de bagaço trabalhando 24 h/d. O conjunto é formado por um digestor e um ciclone, podendo operar com dois digestores a fim de dobrar a capacidade. Assim como no sistema CALDEMA, o processo envolve a elevação de temperatura e pressão quebrando as cadeias de celulose, hemicelulose e lignina. O ácido acético gerado age como catalisador da hidrólise. Segundo o fabricante, o bagaço hidrolisado pode ser armazenado por mais de 6 meses.

Outro processo que pode despertar algum interesse é veiculado comercialmente como Tecnologia Japungu. Nesse processo o bagaço e a levedura constituem a ração completa. O processo consiste em colocar bagaço numa betoneira adicionando-se a ele soda cáustica. O bagaço dito "amadurecido" é colocado numa carreta forrageira sendo a ele adicionado levedura, sais minerais e uréia. A ração é então distribuída no cocho aos animais com o uso da carreta.

Outros usos para o bagaço, que podem também servir para a palha de cana são: produção de papel, embalagens, além de servir como cama de frango, material alternativo de construção civil.

2. A palha de cana-de-açúcar e seu futuro

O sistema de colheita de cana atualmente em prática no país, colheita de cana queimada, tem reduzido o seu aproveitamento

energético integral, sem mencionar os demais efeitos negativos como, fonte poluidora, emissão de fuligem e CO2, danos ao sistema de distribuição de energia elétrica e outros. A ponteira da cana e a palha juntas respondem por entre 35% a 40% da massa de cana verde. Portanto, para obter-se um melhor uso integral, e reduzir drasticamente os efeitos ecológicos e econômicos negativos deve-se necessariamente contar com a colheita de cana crua com a utilização total da palha e ponteira (Figura 1).

Com a colheita de cana crua, mais um subproduto está surgindo e passa a ter um valor importante na redução de custos e aproveitamento total da cultura de cana-de-açúcar. A colheita mecanizada de cana crua em início de implantação no país apenas era caráter experimental deverá em um curto espaço de tempo (5 anos) estar totalmente implantada, principalmente pelos fatores econômicos positivos decorrentes da não queima da cana no campo. As colhedoras hoje disponíveis no mercado mundial (Brasil, EUA, Austrália, Alemanha, Cuba, Barbados e África do Sul) não atendem adequadamente as necessidades específicas do sistema de cultivo brasileiro. Para se viabilizar a colheita da cana crua é necessário que existam equipamentos capazes de executar a operação com um baixo custo operacional e um alto rendimento diário em (toneladas cana colhida/dia)(BRAUNBECK e MAGAI.HÃES, 1992). Um atrativo técnico para esta opção é viabilizar o recolhimento de parte da palha e ponteiras eliminadas pela colhedora. Este material após o enfardamento poderá ser transportado para a usina onde seria picado em equipamentos como os disponíveis para picagem de feno e serviriam de combustível adicionados ou não ao bagaço para alimentação das caldeiras.

A gaseificação da palha, ponteiras e do próprio bagaço da cana-de-açúcar bem como de outros resíduos do processamento de cana-de-açúcar, é uma outra possibilidade muito promissora. Apesar da cana-de-açúcar ser um típico produto agro-industrial, com altos dispêndios de capital, técnicas de baixo custo como por exemplo, o reator de leito fixo descrito por TIANGCO et alli (1990) permitiriam viabilizar o uso de energia de baixo custo para as pequenas propriedades. A produção de gás pobres (predominantemente CO) a partir de resíduos agrícolas pode ser utilizada como gás combustível para usos domésticos ou em pequenos motores de combustão interna para a geração de energia mecânica, a qual pode ser utilizada para o acionamento de bombas de irrigação, pequenos moinhos, máquinas para produção de ração animal, geradores de energia elétrica etc.. Os pequenos produtores podem ter

acesso a esta fonte de energia da mesma forma que têm acesso à lenha.

Formas mais sofisticadas de gaseificação de resíduos do processamento da cana-de-açúcar podem ser utilizadas para fins industriais. As técnicas de leito fluidizado, leito fixo contracorrente ou concorrente, que já são utilizadas para a queima de carvão poderão ser adaptados para a queima destes resíduos visando a produção de energia elétrica.

Uma outra possibilidade de utilização da palha seria por exemplo, em uma usina termoelétrica, nos moldes das usinas construídas na Califórnia (SALOUR, 1989) para atendimento da demanda de pico utilizando-se de biomassa como combustível. Estas usinas somente se viabilizarão quando a política tarifária justificar tal investimento. A técnica dos reatores de leito fluidizado (HAPP, 1991) se presta bem a queima de resíduos agrícolas para a produção energética, uma vez que ela permite um controle do processo de combustão mais preciso. O ajuste da temperatura de combustão pode ser feito facilmente com o ajuste da relação ar/combustível evitando-se atingir temperaturas muito altas que acarretariam a fusão das cinzas. Para o produtor de cana-de-açúcar tal utilização da palha permitiria uma redução no custo da cana o que traria um benefício para toda a economia açucareira.

Há também outros resíduos de colheita de cana crua, como a ponta de cana, não devidamente aproveitados. Esse material poderia tez destino praticamente certo na composição da ração animal..

3. A levedura na composição da ração animal

A maioria das destilarias de álcool brasileiras não vem trabalhando no sentido de produzir um excedente de leveduras (Sacharoroices cerevisiae) no processo. A recuperação de levedura no processo de fabricação do álcool, adotando-se a técnica da "sangria" de até 10% da população de microorganismos, pode render entre 25 e 40 g de levedura seca por litro de álcool produzido. Esse processo força uma maior reprodução celular obtendo-se em conseqüência uma população mais "jovem". Quando é gerado algum excedente de levedura este é vendido para ser usado em ração animal.

Rica em proteína, vitaminas e sais minerais a levedura é produzida de modo a suprir as necessidades da própria unidade. A composição da levedura seca em termos de

aminoácidos essenciais, minerais, gorduras é apresentada na Tabela 3.

A Caldeiraria São Caetano tem no mercado um secador de levedura SL 2000. O equipamento chega a produzir 2000 kg/dia de levedura seca. Nele, a levedura coletada das dornas de fermentação entra líquida e sai seca, pronta para o consumo ou embalagem. Segundo o fabricante, cada kg de levedura seca eqüivale a 3 kg de milho em valor protéico, além de ter uma digestibilidade maior que 88% ao farelo de soja. A levedura seca pode ser utilizada para compor até 35% da alimentação animal. O tempo de retorno do capital investido é estimado pelo fabricante em apenas meia safra.

Vários trabalhos a fim de determinar o valor nutricional de levedura seca para alimentação animal foram realizados na Faculdade de Medicina Veterinária da UNESP-Botucatu. Além destes destaca-se o trabalho desenvolvido por MACHADO (1983) quando testou o valor nutricional de leveduras na alimentação de vacas em lactação.  

TABELA 3 COMPOSIÇÃO DA LEVEDURA SECA Matéria Seca

Matéria Seca 90,70

Proteína Bruta 30,77

Extrato Etéreo 1,10

Fibra Bruta 0,13

Matéria Mineral 9,81

Cálcio 1,48

Fósforo 0,75

Lisina 1,87

Metionina 1,27

Hisitidina 0,47

Arginina 0,98

Ácido Aspartíco 3,06

Treonina 1,57

Serina 0,94

Ácido Glutânico 4,08

Prolina 0,90

Glicina 1,45

Valina 1,97

Alanina 1,87

Isoleucina 1,37

Leucina 2,02

Tirosina 0,87

Penilalanina 1,06

Fonte: MIYADA, 1978 citado por CAMPOS NETO (1986)

Alternativas para o uso da vinhaça

A vinhaça é o subproduto de maior quantidade e de maior potencial poluente da fabricação do álcool (Tabela 4). Sua composição química é bastante variável, principalmente em função do tipo de mosto utilizado na fermentação para produção de álcool, Tabelas 5 (PENATTI et alli, 1988) e 6 (MONTEIRO, 1975). Anteriormente, visto que a quantidade de álcool produzida no país mal chegava a 1 bilhão de litros/ano, a vinhaça não representava grandes preocupações. No entanto, já naquela época a disposição da vinhaça preocupava os técnicos do setor. MONTEIRO (1975) apresenta as várias possibilidades de dar um aproveitamento racional a esse subproduto : (i) Uso no solo numa técnica hoje denominada fertirrigação (fertilização com irrigação) ; (ii) Tratamento químico com a adição de calcário, sais de alumínio e ferro; (iii) Tratamento físico como peneiramento, decantação, centrifugação, evaporação, combustão, incineração, oxidação a quente e destilação; (iv) Outro tratamento químico como troca iônica, ultrafiltração e osmose reversa; (v) Processo biológico anaeróbio com lodo ativado, fermentação aeróbia para a produção de SCP (Single Cell Protein), lagoas aeróbias; (vi) Processos anaeróbios como lagoas anaeróbias, digestão anaeróbia, processo anaeróbio de contato, tratamento anaeróbio por bactérias.  

TABELA 4 - ANÁLISE IMEDIATA DA VINHAÇA E DO LICOR NEGRO

Item Vinhaça(1) (%) Licor Negro(2) (%)

Umidade 30,0 n.d.

Carbono (C) 39,7 37,0

Hidrogênio (H2) 8,6 2,8

Nitrogênio (N2) 1,65 n.d.

Enxofre (S) 0,12 4,4

Sódio (Na) n.d. 19,3

Cinzas 18,95 n.d.

Poder Calorífico (seco), kcal/kg

3.100 3.400

Fonte: (1) CORTEZ & MAPLES (1987) (2) CLAY & KARNOESKI (1981) 128  

TABELA 5 COMPOSIÇÃO QUÍMICA MÉDIA DA VINHAÇA DE DIFERENTES TIPOS DE MOSTO

(kg/m3 VINHAÇA)

Componentes Mosto

  Melaço Misto Caldo

N 0,7-0,8 0,3-0,5 0,2-0,4

P2O5 0,1-0,4 0,1-0,8 0,1-0,5

K2O 3,5-7,6 2,1-3,4 1,1-2,0

CaO 1,8-2,4 0,6-1,5 0,1-0,8

MgO 0,8-1,4 0,3-0,6 0,2-0,4

SO4 1,5 1,6 2,0

M.º 37,3-56,9 19,1-45,1 15,3-34,7

pH 4,0-4,5 3,5-4,5 3,5-4,0

Fonte: PENATTI et alii (1988)

Muitos destes foram testados apenas em escala de laboratório ou piloto, poucos tendo sido experimentados em escala de destilarias.

Após o PROÁLCOOI., no entanto, grandes quantidades de vinhaça passaram a ser obtidas no processo forçando os técnicos, através dos reclames da sociedade, a encontrar uma solução alternativa a sua disposição direta nos rios. Surge então a fertirrigação, uma técnica de aplicação da vinhaça in natura em áreas plantadas com cana. A aplicação da vinhaça como fertilizante ganhou espaço fundamente porque . (i) Requeria

pouco investimento inicial (tanques, caminhões, e hoje dutos e bombas); (ii) Tinha baixo custo de manutenção (pouco pessoal, diesel, eletricidade gerada localmente); (iii)Rápida disposição (não sendo necessário grandes reservatórios reguladores); (iv) Ganhos compatíveis com o investimento (há lucros com a reciclagem do potássio e o retorno do investimento é rápido se comparado a outros investimentos); (v) Fechava um ciclo interno envolvendo a parte agrícola industrial do mesmo setor tornando-se mais independente de recursos externos; (vi) Não envolvia uso de tecnologia complexa o que convinha aos interesses locais.  

TABELA 6 - CARACTERÍSTICAS E COMPOSIÇÃO DA VINHAÇA EFLUENTE

pH 3,8-5,0

Sólidos Totais (g/l) 21,0-85,0

Sólidos Solúveis (g/l) 4,0-31,0

Sólidos Não-solúveis (g/l) 3,0-13,0

Sólidos Decantados (ml/l) 15,0-30,0

Oxigênio Dissolvido (mg/l) Zero

D.B.A.5 (20oC) (mg/l) 13.000-26.000

D.Q.O. (mg/l) 15.000-27.000

Umidade (%) 89-96

Matéria Orgânica nos Sólidos (%) 70

Nitrogênio (g/l) 1,0-3,5

Fósforo (g/l) 0,4-4,0

Potássio (g/l) 9,0-13,0

Magnésio (g/l) 0,8-1,5

fonte: MONTEIRO (1975)

Hoje, a quase totalidade das indústrias utilizam a vinhaça produzida. A aplicação deste subproduto tem sido realizada de várias maneiras como: montagem direta, aspersão convencional, auto-propelido, sulcos de infiltração e com caminhões-tanque (MATIOLLI et alli, 1988). Este último é sem dúvida a prática roais comum, pois realiza uma aplicação com certo controle e considerável uniformidade. Neste sistema de aplicação de vinhaça dois processos são utilizados: por gravidade, onde o

descarregamento através de barras aplicadoras ocorre por gravidade, sendo a válvula controladora acionada pelo motorista do caminhão, e o processo por bomba que consiste na aplicação da vinhaça sob pressão através de um bico defletor.

A viabilidade econômica da aplicação da vinhaça depende da distância de aplicação, em função da adubação mineral substituída. MATIOLLI e LAZO (1986) e MATIOLLI et alli (1988b) realizaram um levantamento, análise e equacionamento das variáveis envolvidas no ciclo de aplicação de vinhaça com caminhões-tanque, visando estudar a capacidade efetiva de transporte, assim como as eficiências operacionais da frota, em função da qualidade das estradas percorridas, tipo e capacidade de transporte dos caminhões e tempo de viagem. Os autores alertam que a distância máxima economicamente viável para os caminhões é bastante reduzida (5 a 15 km) o que gera uma necessidade de otimização dos sistemas de aplicação de vinhaça através de circuitos hidráulicos dispostos pela lavoura de modo a abranger áreas adequadas aos sistemas de aspersão e diversificação de estações de carregamento de caminhões-tanque. Estes circuitos hidráulicos têm também a finalidade de abranger áreas para sistematização por aspersão com montagens diretas, que apresentam custos inferiores ao sistema convencional de caminhão-tanque (LAZO et alli, 1988).

Foi com o objetivo de viabilizar a aplicação da vinhaça em toda área plantada, sem que houvessem problemas de distância e com a possibilidade de redução de capital inicial de investimento que a JUSTARI - Equipamentos Industriais Ltda lançou recentemente no mercado o "Pillow Tanque Lonil". O equipamento é um tanque fabricado com um produto têxtil vinículo flexível e inflável, que é adaptado à carroceria do caminhão. Durante o período de colheita os caminhões que geralmente retornariam ao campo vazios, passam a retornar com a vinhaça, que é despejada em lagos artificiais pré-determinados, para posterior aplicação, liberando em seguida o caminhão para o transporte da cana colhida.

O sistema de irrigação por aspersão de vinhaça, diluída em água residuária ou não, utiliza com preferência o sistema de montagem direta. Este sistema consiste basicamente de um conjunto motobomba acoplado a um aspersor tipo canhão, montados em um chassis com rodas. O diâmetro molhado por esse sistema é de aproximadamente 140 m. A bomba succiona os resíduos diretamente dos canais, geralmente espaçados de 100 m, dependendo das características topográficas do terreno, sendo que as estações de montagem do sistema também são

espaçados de 100 m, perfazendo uma rede com malhas de 100 m x 100 m. Uma das vantagens deste sistema é a possibilidade de aplicação de vinhaça durante todo. o ciclo da cultura (MATIOLLI et alli, 1988).

Os canais para distribuição da vinhaça são construídos com um sulcador para abertura de canais desenvolvido pela Seção de Projetos Mecânicos Agrícolas da Copersucar (COPERSUCAR, 1991b). O implemento consiste de duas relhas e duas aivecas para o corte e escoamento do solo e duas asas laterais que auxiliam o direcionamento do solo e dão melhor acabamento as laterais do sulco. A capacidade de operação deste implemento depende do tipo de trator ao qual está acoplado (esteiras ou rodas) requerendo alta potência (140 a 210 cv) e varia de 1540 a 1200 m/h, tendo um custo relativo a retro escavadeira 21 vezes menor.

O valor fertilizante da vinhaça vem fundamentalmente do seu teor em potássio e de forma menos importante devido à matéria orgânica nele contida. São, no entanto, estas mesmas qualidades que o qualificam para a queima à semelhança do liquor negro (Tabela 7), um resíduo de características semelhantes na indústria do papel. Assim como aquele, a vinhaça pode ser incinerada sozinha ou com um combustível auxiliar, como 0 óleo combustível auxiliar, como 0 óleo combustível - BPF (CORTEZ, 1990). Pode-se também ser pesquisado a queima da vinhaça com bagaço podendo, em qualquer um destes casos, ser recuperadas suas cinzas, rica em potássio, além desta poder servir como fertilizante em áreas onde a vinhaça líquida era inviável (CORTEZ e MAPLES, 1987).  

TABELA 7 USO POTENCIAL DA VINHAÇA-VANTAGENS E DESVANTAGENS

Processo/Prod. Final Vantagens Desvantagens

- Fertirrigação método mais barato

fácil de ser adotado

torna-se caro para transporte efeito de longo prazo desconhecido

- Ração animal barato

fácil de ser adotado

- não é pesquisado

- Biodigestão/Biogás prod. de energia caro

útil redução da DBO

efluente é

fertilizante

alta tecnologia

- Combustão em Caldeiras disposição completa prod. Energia útil

recuperação do

potássio nas cinzas

não é pesquisado teste em pequena escala

- produção de Proteínas alimento

não deixa resíduos

caro não é pesquisado

 

Segundo os autores, as principais vantagens da combustão da vinhaça são: (i) Redução do volume; (ii) Manutenção do valor fertilizante (potássio é recuperado nas cinzas); (iii) Aplicação das cinzas sem limites de distâncias e possível comercialização; (iv) Aproveitamento do valor energético.

Como dificuldades tem-se a necessidade de desenvolvimento tecnológico como a definição de um processo de combustão adequado utilizando ou não pré-vaporação da vinhaça e associando o mesmo ou não a um combustível tradicional como o bagaço ou o óleo combustível.

Das várias experiências em combustão de vinhaça no mundo, destacam-se os trabalhos das empresas H.C.G. da Holanda e Alfa Laval da Suécia. No Brasil não foram encontradas documentação em experiências no gênero.

Uma outra forma de aproveitamento energético da vinhaça é através da biodigestão anaeróbia. Para isto os equipamentos necessários consistem de: digestor anaeróbico, equipado com misturadores tocados por motores de modo a manter o contato adequado entre os microorganismos e a vinhaça a ser tratada; Clarificador sua função é separar sólidos microbiológicos resultantes da vinhaça tratada por um processo de sedimentação; Bomba de alimentação do digestor, bomba de alimentação do clarificador, e campânula para retenção do gás, (RAO, 1983). Estes tipos de biodigestores podem ser utilizados também para operar com torta de filtro, com

resultados satisfatórios, principalmente como uma fonte de energia alternativa (NUNEZ 6 SILVA, 1983).

No Brasil, até 1980 pouco havia sido feito em termos de biodigestão de vinhaça. Em 1981 o IPT inicia os estudos na área e a CETESB constrói um biodigestor de 185 litros em 1982. A COPERSUCAR em 1983, na Usina de Iracema, SP, constrói a primeira usina piloto para o tratamento anaeróbio de vinhaça. Já em 1984 a CODISTIL coloca em operação as unidades da Usina São Luiz e Destilaria São João, esta última de 1500 m3 utilizando biodigestores de fluxo ascendente.

Esta planta encontra-se em São João da Boa Vista, SP onde com o tratamento de um terço da vinhaça produzida consegue-se produzir biogás suficiente para substituir todo 0 óleo diesel dos caminhões usados no transporte de cana do campo à indústria. Outra experiência semelhante foi realizada na Usina Nossa Senhora das Maravilhas em Goiana, PE.

Além desses usos destacam-se o uso da vinhaça como ração animal. Na Louisiana, EUA a Sheppard Oil Distillery processa melaço importado produzindo álcool e vinhaça. A vinhaça de cor negra, feita a partir de melaço caramelizado, é entregue a produtores rurais perto da destilaria e estes da vinhaça in natura com cerca de 15 BRIX ao gado bovino de corte e de leite. Segundo informações colhidas in loco os resultados alcançados são promissores, devendo ser realizado um estudo detalhado a nível de nutrição animal.

Outras formas de uso da vinhaça foram consideradas como a produção de proteínas e a secagem para a produção de vinhaça em pó. Sua valorização, assim como do bagaço passa por aperfeiçoamentos tecnológicos, interesse da indústria, incentivos fiscais da parte do governo e reestruturação da composição de preços dos energéticos em geral (derivados do petróleo e eletricidade em particular), fortemente influenciados por ação de estatais e do governo federal.

5. A torta de filtro

Outro subproduto do açúcar é a torta de filtro, material proveniente do processo de clarificação do caldo, que tem sido uma fonte de matéria orgânica intensamente utilizada em substituição aos adubos minerais anteriormente adquiridos. Para cada tonelada de cana moída, são produzidos de 30 a 40 kg de torta de filtro. A composição da torta de filtro varia de acordo com vários fatores: variedade, solo, maturação da

cana, processo de clarificação do caldo e outros. Dentre os nutrientes principais, podemos notar uma predominância de CaO, N e P2O5 e pouco de K2O. Sua composição química média é a seguinte (FERREIRA et alli , 1986):

A princípio este material era geralmente incorporado com o auxílio da grade. Com a expansão da cultura em solos de baixa fertilidade tornou-se necessário, para um melhor aproveitamento da matéria orgânica pelo sistema radicular da cana, a aplicação da torta de filtro nos sulcos. Contudo, como as condições especiais do terreno, espaçamento entre plantas e as características físicas da torta não permitiam o uso de equipamentos comuns a disposição no mercado, PERTICARRARI e BRAUNBECK (1986) desenvolveram o projeto da Carreta Distribuidora COPERSUCAR em uso até hoje. Esta carreta com capacidade de 4,7 m3 que trabalha com uma faixa de dosagem de 10-35 t/ha acoplada a tratores com mais de 60 cv fazem uma distribuição homogênea através de esteiras que cobrem o assoalho, com um descarregamento total sem necessidade de auxílio manual ou de batedores mecânicos. Minimiza a compactação do solo através de transferência de peso ao trator e do uso de pneus "super flotation" em tandem. Esta carreta é utilizada também para distribuição de compostagem, um processo racional de utilização de resíduos sólidos tais como a torta de filtro e bagaço, através da decomposição aeróbia de resíduos orgânicos por microorganismos (COPERSUCAR, 1985). A torta de filtro e o bagaço são ricos em matéria orgânica e a aplicação destes subprodutos in natura no solo é limitada a pequenas quantidades por área. Desta forma, para viabilizar técnica e economicamente sua aplicação na lavoura torna-se necessário induzir a degradação desta matéria orgânica através da compostagem. Contudo, os métodos tradicionais utilizados para obter o composto elevam o custo unitário de produção a valores que apenas se tornariam viáveis economicamente com um acréscimo na produtividade da cana de 19 t/ha (BULLIO, 1989). Com 0 objetivo de viabilizar esta operação reduzindo os custos no processo de compostagem foi que ROSA (1990) iniciou em 1986 na seção de projetos mecânicos da COPERSUCAR o desenvolvimento de um misturador de resíduos autopropelido

especialmente projetado para trabalhar com resíduos das usinas de açúcar e álcool. O protótipo construído está em operação na Usina São José ZL com desempenho satisfatório (COPERSUCAR, 1991). O equipamento contínuo constituído de rotor de facas tipo flutuante, com regulagem de altura, e carenaqem para produzir uma forma triangular de leira, apresenta uma capacidade nominal de mil metros cúbicos por hora. O preparo do composto utilizando 0 misturador reduz o número de passagens necessárias e se obtém um produto de melhor qualidade devido a boa mistura e aeração conferidas durante a compostagem.

6. Conclusões

Grande parte da atenção dos pesquisadores nacionais e internacionais tem sido dirigida ao atendimento da demanda tecnológica da parte industrial (processo e energia). Muito pouco tem sido feito pelo setor, pelas universidades e outros centros de pesquisa na valorização dos subprodutos.

No Brasil, com o desenvolvimento do PROÁLCOOL, o setor público se afastou das pesquisas na área, deixando ao setor privado a responsabilidade pelo desenvolvimento e aprimoramento de tecnologia. No melhoramento genético o PLANALSUCAR e o IAC se afastaram das pesquisas deixando basicamente hoje a COPERSUCAR com esta tarefa. Na parte industrial com o CTC, a COPERSUCAR toma a liderança pela pesquisa aplicada produzindo respostas aos seus desafios.

Os últimos 15 anos do programa foram marcados pelo pouco relacionamento entre instituições de pesquisa (universidades e institutos) e o setor privado (usinas e destilarias), levando o último a freqüentemente resolver suas dificuldades de capacitação tecnológica no exterior.

FIGURA 2 SUBPRODUTOS DA AGROINDÚSTRIA CANAVIEIRA E SEUS RESPECTIVOS USOS

ALTERNATIVOS

Este período foi igualmente marcado pela falta de incentivos em saneamento, poluição química e térmica, com pouca integração dos subprodutos com o processo produtivo ainda não devidamente valorizados. De forma resumida são apresentadas na Figura 2 as diversas opções tecnológicas de uso dos principais subprodutos da agroindústria canavieira.

Finalmente, é importante mencionar a importância da atividade canavieira estar estruturada de forma integrada. Deve-se favorecer o uso na parte agrícola e industrial do uso in loco dos subprodutos gerando receita. Um exemplo disso é apresentado de forma esquemática na Figura 1. As economias derivadas dessas atividades tem um impacto não somente a nível micro como também macro-econômico.

Empresas e seus produtos

-BAGATEX Brasileira Comercial

Rodovia Mário Donegá, km 2

CEP 14100 - Ribeirão Preto, SP

tel (016) 634-4030

-BIOMAX Indústria de Máquinas Ltda

Rua Constelação, 46 - Vila Terez.

CEP 93000 - São Leopoldo, RS

tel (0512) 92-5742

-Caldeiraria São Caetano S/A

Rua São Carlos, 217

CEP 09550/São Caetano do Sul.

tel (O11) 442-5099

-CALDEMA - Equipamentos Industria.

Via Armando de Salles Oliveira, km 355,8

CEP 14160 - Sertãozinho, SP

tel (016) 642-2700

-Destilaria Alcídia Fazenda Alcídia

Caixa Postal 80

CEP 19280/Theodoro ~ P

- Equipamentos Industriais UNIDEUTSCH Ltda.

Estrada de Cabreúva, 325 - V. Silviânia

CEP 06320 - Carapicuíba, SP

tel (O11) 727-0025

-GRANOL Indústria, Comércio e Exportação S/A

Av. Indianópolis, 1267

CEP 04063 - São Paulo, SP

tel (O11) 276-7733

-JUSTARE Equipamentos Industriais Ltda.

Rodovia do Açúcar km 157 Caixa Postal 280

CEP 13400 - Piracicaba,

tel (0194) 33-9200

-MENEGAZ S/A

Dist. Industrial Joâo Menegaz Caixa Postal 341

CEP 99050-130 - Passo Fundo, RS

tel (054) 313-1100

-Prensas SCHULER S/A

Av. Fagundes de Oliveira, 1515 Piraporinha

CEP 09950 - Diadema, SP

tel (O11) 745-2200

-TURBTRON Indústria Mecãnica Ltda.

Rua Adolfo Bianchi,ll6

CEP 14085 - Ribeirão Preto, SP

tel (016) 626-4710

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Abstract

The sugar and alcohol industry has been developed in such large proportion in Brazil that the utilization of its main by-products becames higly important. Such preocupation derivs not only from environmental implications, as the pollution caused by dumping stillage in the rivers, but also from the economics of the Brasilian Alcohol Programme (PROALCOOL) as a whole. In this paper the utilization of the main sugar-cane by-products are discussed, focusing more specifically on the bagasse, stillage, press mud and trash. Here is also briefly presented the technologies involved with its utilization and the perspectives for future development.

1  Faculdade de Enganharia Agrícola - FEAGRI/UNICAMP

Como os novos produtos químicos podem auxiliar na fabricação de álcool e acúcar

Rohn and Hass / Divulgação

Os insumos químicos, considerados como de vital importância na fabricação de álcool ou açúcar, estão ganhando novas aplicações em algumas unidades sucroalcooleiras. Já não é de hoje que toda empresa busca reduzir custos na produção, mas outras variáveis dentro do processo passaram a ter uma ênfase maior. Entre elas, destacam–se um maior rigor das legislações ambientais e a busca por tornar a empresa cada vez mais eficiente, fato que pode ser enquadrado dentro da filosofia de

Na Edição Impressa

Nº 67 – Mai/Jun de 2001

AGRISHOW 2001: veja o que foi interessante para o setor de cana

Programa faz produtividade subir 34%

Edra: ofensiva maior no mercado externo

Transporte da vinhaça à água potável

Fosfertil inaugura nova unidade em Uberaba

Senador pede que governo pressione os EUA a aderirem ao Protocolo de Kyoto

Redução de juros ao agricultor

BNDES libera financiamento para cogeração

Site do BB registra begócios de 37 milhões

Opinião: Energia de Biomassa

Nova bactéria melhora a produção de plástico biodegradável no país

Manutenção: Um elo da cadeia

profissionalização do setor. Em função de um mercado internacional de açúcar, cada vez mais competitivo, as formulações do princípio ativo de alguns produtos, utilizados largamente, também estão recebendo uma nova atenção quanto ao seu grau de toxicidade, ditos como produtos amigáveis.

Lavagem de cana

Partindo da entrada do processo, a lavagem de cana está ganhando algumas novidades no que diz respeito a utilização de produtos químicos. O primeiro dado é que esta prática está tornando–se rara devido ao aumento da entrega da matéria–prima em colmos, ou seja, ao passo que aumenta–se a colheita mecanizada. O objetivo das empresas é acabar com as perdas indeterminadas onde estima–se a sacarose que não seguiu para o processo.

Além da cal, o tratamento de água de lavagem de cana está usando polímeros

Extração do Caldo

Os produtos químicos passam a desempenhar maior importância a partir da extração do caldo. É fato sabido que quanto mais tempo a cana demora para entrar no processo de moagem mais ela perde em inversão de sacarose, reduzindo seu teor. Na fase de extração do caldo, é onde começa–se a tentar neutralizar a ação de microorganismos nocivos, ou melhorar a “recuperação de sacarose”. Para isso, entram em cena agentes bactericidas para evitar a proliferação de microorganismos que não são interessantes para o processo, ou o controle bacterostático. Nessa limitação de microorganismos, geralmente, trabalha–se com razões de 106 e 107 UFC/ml.

Tratamento de Caldo

Nessa área, dependendo da região do Brasil, a utilização de produtos químicos está muito ligada ao mercado pretendido. Com isso, acontecem algumas diferenças na forma de se trabalhar com o caldo misto ou primário. Nas unidades situadas no Centro–Sul do país, o caldo primário segue para a produção de açúcar, enquanto que o caldo misto, do segundo terno em diante, segue para a produção de álcool. Geralmente, trabalha–se com dois decantadores em separado, um para o açúcar outro para o álcool. Já no Nordeste todo o caldo segue para a produção de açúcar. Com o excedente, ou o que não foi aproveitado pela fábrica, é feito o álcool a partir de uma diluição do mel final extraído das turbinas de lavagem do açúcar.

de abastecimento de produtos e serviços cada vez mais sofisticado

E muito mais...

Marucci: tendência para uso de bactéricidas em usinas

Fábrica de acúcar

Na área de evaporação é onde percebe–se muito bem os resultados da utilização de substâncias na fase anterior. Agentes como os carbonatos, oxalatos e silicatos de cálcio, formam uma espécie de barreira de cristais impedindo a troca térmica no equipamento. A limpeza pode acontecer na forma mecânica ou química. Para quem dosa antiicrustantes encontra nos pré–evaporadores e evaporadores um material mais amorfo, fácil de ser eliminado. Para quem utiliza limpeza mecânica, segundo Marucci, além de ocupar um grande tempo dos operadores, expõe o mesmo a um risco muito grande quanto a sua integridade física, sem falar na perda de produção. “Se por algum motivo, no momento da limpeza houver uma má vedação da válvula que alimenta vapor para evaporação, poderá acontecer conseqüências graves”.

60% das usinas dosam antiincrustante

Destilaria

Nas Usinas situadas no Centro–Sul, o caldo misto, que na grande maioria dos casos também é clarificado, é enviado para a destilaria. Até aí, nenhuma novidade. Algumas unidades preferem ajustar o Brix do caldo diluído com água, aplicando mel final. Outras, como é o caso das Destilarias Autônomas, já produzem o caldo bruto clarificado o qual denominamos de mosto, visando a produção de álcool. Em qualquer uma das situações, o caldo passa por um processo de fermentação, onde

normalmente, aplica–se produtos para multiplicação das leveduras mais conhecidas como Saccharomyces Cerevisae.

Flotação de xarope ganhou novos produtos

Cogeração e açúcar líquido ampliam o uso de resinas

Outro insumo químico que desempenha papel importante no processo de fabricação do álcool e do açúcar são as resinas. Há pouco tempo, elas encontraram novas aplicações em unidades que estão partindo para a produção de açúcar líquido. Durante muito tempo, a transformação do açúcar na forma líquida ficou a cargo das indústrias de bebidas e alimentos em geral. Entretanto, esse tipo de indústria está desativando as áreas de xaroparia para comprar o produto já na forma líquida. Nesse sentido, as Usinas estão entrando nesse mercado devido ao valor agregado que se coloca no açúcar.

Esquema de purificação de álcool

Desmineralização do álcool

Todo mundo sabe que os primeiros carros a álcool tinham problemas quanto ao revestimento de tanque e carburador. O fato acontecia porque os primeiros veículos a álcool, na verdade, eram movidos a gasolina e houve uma conversão onde foi esquecido as propriedades químicas do

álcool carburante. Tempos mais tarde, as indústrias automobilísticas começaram a produzir veículos a álcool com componentes mais resistentes. O extinto Conselho Nacional do Petróleo, então, criou a especificação do álcool carburante onde ficou determinado as propriedades do álcool quanto ao pH, condutividade e teor de acidez. Esta última é que causa a corrosão, o pH mede essa corrosão e a condutividade mede os sais que podem incrustar. Para resolver o problema de incrustação e corrosão, entre os anos de 1982 e 1986, a Rohm and Haas trabalhou no desenvolvimento de resinas especiais para a desmineralização do álcool.

Açúcar e álcool sem mistérios

P - Que matéria-prima é usada na produção de açúcar e álcool?

R - No Brasil e em outras regiões tropicais do planeta o açúcar e álcool são produzidos a partir da cana-de-açúcar, enquanto na Europa o açúcar é extraído da beterraba. Aqui, da cana-de-açúcar também se faz álcool, produto que, nos Estados Unidos, provém principalmente do milho.

P -

Quem produz o açúcar e o álcool?

R -

As usinas são responsáveis pela transformação da cana em açúcar e álcool, bem como por sua armazenagem. É um trabalho conjunto entre as áreas agrícola e industrial, que vai da escolha das variedades de cana a ser plantadas com maiores teores de sacarose, o corte e o processamento na hora certa, para evitar perdas, até a estocagem

P -

Qual é a composição da cana?

R -

A cana é composta, em média, de 65% a 75% de água, mas seu principal componente é a sacarose, correspondendo de 70% a 91% de seus sólidos solúveis. A planta também contém glicose (de 2% a 4%), frutose (de 2% a 4%), sais (3% a 5%), proteínas (0,5% a 0,6%), amido (0,001% a 0,05%), ceras e graxas (0,05% a 0,15%) e corantes (3% a 5%).

P -

Como é o transporte da cana?

R -

No Brasil, o transporte da cana do campo para a usina é feito por rodovias, em caminhões carregados com cana inteira (colheita manual) ou em pedaços de 20 a 25 cm (colheita mecânica). Esses caminhões são pesados antes e após o descarregamento, obtendo-se assim o peso real da cana pela diferença entre as duas medidas. Algumas cargas são selecionadas e retiradas amostras para verificar, em laboratório, seu teor de sacarose.

P -

Qual é a importância da pesagem?

R -

A pesagem permite o controle agrícola, o pagamento do transporte, o controle da moagem e o cálculo de rendimento industrial e, com a medida do teor de

sacarose na cana, se define o pagamento da mesma.

P -

Depois de descarregada, a moagem da cana é imediata?

R -

A cana pode permanecer em estoque ou ser enviada imediatamente para as moendas.No primeiro caso, o descarregamento ocorre por meio de pontes rolantes equipadas com garras hidráulicas ou guindaste do tipo Hillo, em pátio aberto ou em um barracão. A cana estocada em pátio é normalmente descarregada nas mesas alimentadoras por tratores com rastelos, enquanto a cana estocada no barracão é descarregada nas mesas, através de pontes rolantes, equipadas com garras hidráulicas. Prevendo-se eventuais falhas no sistema de transporte e sua interrupção durante a noite, costuma-se manter uma certa quantidade de cana em estoque em barracões cobertos ou em pátios abertos. A cana estocada deve ser renovada a curtos intervalos de tempo, visando a redução de perdas de açúcar por decomposição bacteriológica.A cana picada, que não deve ser estocada, é descarregada imediatamente e enviada para a moagem. O descarregamento direto pode ser feito com o uso de pontes rolantes, guindastes do tipo Hillo e, no caso de cana picada, através de um tombador hidráulico para basculamento lateral dos caminhões, ou ainda por pivotamento lateral de caçambas fechadas.

P -

Como a cana é distribuída na usina?

R -

A cana a ser processada é colocada em mesas alimentadoras, sendo transferida em esteiras metálicas até às moendas, passando pelo sistema de preparo. As mesas apresentam uma parte rodante, formada por eixos, correntes e taliscas, e conforme a sua inclinação, podem ser classificadas como:- de grande inclinação: 45º.As mesas convencionais, embora possuam grande capacidade de alimentação, tornam a mesma irregular, pois a camada de cana é muito alta, dificultando a alimentação e diminuindo a eficiência da lavagem da cana.As mesas de 45°, por sua vez, trabalham numa velocidade maior, com uma camada de cana bem baixa, o que facilita uma alimentação mais regular e aumenta e a eficiência da lavagem da cana.

P -

Qual é a importância da lavagem da cana?

R -

A lavagem, feita sobre as mesas alimentadoras, retira matérias estranhas à planta, como terra, areia etc., para a obtenção de um caldo de melhor qualidade e aumento da vida útil dos equipamentos. A lavagem nunca é feita na cana picada, pois provocaria um arraste muito grande de sacarose pela água.Com o aumento da mecanização das lavouras há uma forte tendência de redução, ou mesmo, eliminação do sistema de limpeza da cana com água. A alternativa é a introdução de sistemas de limpeza a seco, que permitem a remoção de impurezas minerais e parte das impurezas vegetais, resultado da colheita mecanizada ou da colheita de cana crua.

P -

Como é o preparo da cana?

R -

A mesa alimentadora controla a quantidade de cana sobre uma esteira metálica que a transfere ao setor de preparo, etapa que tem o propósito de aumentar a sua densidade e, conseqüentemente, a capacidade de moagem,

bem como realizar o máximo rompimento das células para liberação de seu caldo, obtendo-se uma extração maior.O sistema de preparo é constituído por um ou dois jogos de facas - dos quais o primeiro é apenas nivelador -, que prepara a cana a ser enviada ao desfibrador.O jogo de facas é um equipamento rotativo de facas fixas ou oscilantes que opera a uma velocidade periférica de 60 m/s, e tem por finalidade aumentar a densidade da cana, cortando-a em pedaços menores, preparando-a para o trabalho do desfibrador.

P -

O que é o desfibrador?

R -

O desfibrador é formado por um rotor no qual é acoplado um conjunto de martelos oscilantes que gira de forma a forçar a passagem da cana por uma pequena abertura (1 cm) ao longo de uma placa desfibradora. A velocidade periférica dos desfibradores, de 60 a 90 m/s, chega a fornecer índices de preparo de 80 a 92%. Este índice seria uma relação entre o açúcar das células que foram rompidas pelo desfibrador e o açúcar da cana.

P -

O que vem após o preparo?

R -

Após o sistema de preparo, a altura do colchão de cana é uniformizada por um equipamento chamado espalhador, que fica no ponto de descarga da esteira metálica para uma correia transportadora de borracha. Esta correia trabalha em alta velocidade (100 a 150 m/min) para reduzir a espessura da camada de cana e facilitar o trabalho do eletroímã. Este realiza a operação de remoção de materiais ferrosos, protegendo os equipamentos de extração, mais especificamente os rolos da moenda.Em seguida é realizada a alimentação da moenda por um dispositivo denominado bicão ou pela adoção de um sistema mais moderno, conhecido como chute Donnelly ou calha de alimentação forçada.

P -

Como funciona a calha de alimentação forçada?

R -

Dentro desta calha, a cana forma uma coluna com maior densidade, favorecendo a alimentação e capacidade da moenda. O nível da cana dentro da calha é utilizado para controlar a velocidade dos transportadores e, conseqüentemente, a alimentação da moenda.A cana é constituída de caldo e fibra. O açúcar, que é o produto que realmente interessa, está dissolvido no caldo; portanto, o objetivo é extrair a maior parte possível deste caldo.Em escala industrial existem dois processos de extração: a moagem e a difusão.

P -

Como é a extração por meio da moagem?

R -

A moagem é um processo volumétrico e consiste em deslocar o caldo contido na cana. Este deslocamento é conseguido fazendo a cana passar entre dois rolos, submetidos à determinada pressão e rotação, sendo o volume gerado menor que o volume da cana. O excesso volumétrico, desprezando-se o volume de caldo reabsorvido pelo bagaço, deve ser deslocado, correspondendo a um volume de caldo extraído.Um objetivo secundário da moagem, porém importante, é a produção de um bagaço final em condições de propiciar uma queima rápida nas caldeiras. Vale ressaltar que o bagaço de cana permite a auto-suficiência das usinas

brasileiras em energia elétrica, que chegam a vender seus excedentes. Na primeira unidade de moagem ocorre a maior parte da extração, pelo deslocamento do caldo. A cana tem aproximadamente sete partes de caldo para cada parte de fibra; já no primeiro bagaço essa proporção cai para 2 a 2,5 vezes e é fácil perceber que, se não houver algum artifício, as moendas posteriores não terão condições de deslocar caldo algum, mesmo que se aumente a pressão na camada de bagaço. O artifício utilizado é a embebição.

P -

Como funciona a moenda?

R -

Cada conjunto de rolos de moenda, montados numa estrutura denominada "castelo", constitui um terno de moenda. O número de ternos utilizados no processo de moagem varia de quatro a sete e cada um deles é formado por três rolos principais denominados: rolo de entrada, rolo superior e rolo de saída. Normalmente, as moendas contam com um quarto rolo, denominado rolo de pressão, que melhora a eficiência de alimentação e a de extração.

P -

O que é embebição?

R -

É o artifício de adicionar água ao bagaço para diluir seu caldo remanescente, aumentando a extração de sacarose. A embebição pode ser simples, composta, ou com recirculação. A eficiência aumenta da primeira para a última, porém, a mais utilizada é a composta, já que a terceira pode causar sérios problemas de alimentação nas moendas.Esse processo consiste em adicionar água entre os dois últimos ternos e fazer retornar o caldo extraído deste último para o anterior e assim sucessivamente até o segundo terno.Normalmente os caldos dos dois primeiros ternos são misturados e constituem o denominado caldo misto. Com este sistema, consegue-se extração de 94 a 97%, e umidade final do bagaço de aproximadamente 50%.

P -

O que é bagacilho?

R -

Durante a passagem da cana pelas moendas ocorre a queda de fragmentos de cana ou bagaço, denominados bagacilho. A quantidade de bagacilhos deve ser controlada, uma vez que a queda excessiva indica deficiência no ajuste das moendas. O bagacilho que sai das moendas junto com o caldo misto deve ser peneirado e retornar ao sistema de moagem, enquanto o caldo misto, já livre da maior parte dos fragmentos, é enviado para a fabricação de açúcar ou álcool.

P -

O que é extração por difusão?

R -

É um processo pouco utilizado no Brasil, semelhante à moagem. A diferença básica entre os dois processos reside na maneira de separar o caldo da fibra. O difusor realiza duas operações: a difusão propriamente dita, a separação por osmose, relativa apenas às células não-rompidas da cana, aproximadamente 3%; e a lixiviação, ou seja, o arraste sucessivo, pela água, da sacarose e das impurezas contidas nas células abertas.Toda água é adicionada na seção final do difusor e circula em contracorrente com o fluxo da cana. Neste processo, é fundamental que o índice de preparo da cana seja superior a 90%.

A remoção de água ou desaguamento do bagaço após a etapa de difusão é realizada através de rolos, como no processo de moagem.

P -

Como funciona a geração de energia nas usinas?

R -

Após a extração do caldo, obtém-se o bagaço, constituído de fibra (46%), água (50%) e sólidos dissolvidos (4%). A quantidade de bagaço obtida varia de 240 a 280 kg por tonelada de cana, e o açúcar nele contido representa uma das perdas do processo.O bagaço alimentará as caldeiras, onde é queimado, e a energia liberada transforma água em vapor. O vapor, com pressão média de 18 - 21 kgf/cm2, é utilizado no acionamento das turbinas onde ocorrerá a transformação da energia térmica em energia mecânica.Estas turbinas são responsáveis pelo acionamento dos picadores, desfibradores, moendas etc., bem como pelo acionamento dos geradores para a produção da energia elétrica necessária nos vários setores da indústria.O vapor liberado por estas turbinas é de baixa pressão (1,3 - 1,7 kgf/cm2) denominado vapor de escape, que é reaproveitado como a energia básica necessária no processo de fabricação de açúcar e de álcool.

P -

E o que acontece com o caldo?

R -

O caldo de cana obtido no processo de extração apresenta uma quantidade e qualidade variável de impurezas, solúveis ou insolúveis. O tratamento primário visa a eliminação máxima das impurezas insolúveis (areia, argila, bagacilho etc.), cujos teores variam de 0,1 a 1%. A eliminação deste material beneficia o processo e aumenta a eficiência e a vida útil dos equipamentos instalados, contribuindo também para a obtenção de produtos finais de melhor qualidade.O equipamento básico utilizado neste tratamento é formado pelo cush-cush e por peneiras. O cush-cush é constituído por peneiras fixas com aberturas de 0,5 a 2 mm, localizado bem próximo da moenda para eliminar o material mais grosseiro em suspensão (bagacilho). O material retido, constituído principalmente de

caldo e bagacilho, retorna por meio de raspas entre o primeiro e o segundo terno da moenda ou mesmo antes do primeiro terno.Atualmente o peneiramento do caldo é realizado por diferentes tipos de peneiras (DSM, plana, rotativa, vibratória), que utilizam telas de vários modelos e aberturas (0,2 a 0,7 mm), com uma eficiência da ordem de 60 - 80%. Também retorna à moenda o material retido.Após o tratamento primário, a massa de caldo a ser processada é quantificada através de medidores de vazão, permitindo um melhor controle químico do processo.Apesar do tratamento preliminar citado, o caldo de cana contém, ainda, impurezas menores, que podem ser solúveis, coloidais ou insolúveis. Assim, ele passa por um tratamento químico, que visa principalmente à coagulação, à floculação e à precipitação destas impurezas, que são eliminadas por sedimentação. É necessário, ainda, fazer a correção do pH para evitar inversão e decomposição da sacarose.O caldo tratado pode ser enviado à fabricação de açúcar ou de álcool. No segundo caso, a etapa de sulfitação não é obrigatória.

P -

Para que serve a sulfitação do caldo?

R -

Consiste na absorção do SO2 (anidrido sulfuroso), pelo caldo, baixando o seu pH original a 4,0 - 4,4. A sulfitação é realizada usualmente em uma coluna de absorção que possui, em seu interior, pratos

perfurados. O caldo é bombeado na parte superior da torre e desce por gravidade através dos pratos em contracorrente com o SO2 gasoso, aspirado por um exaustor ou ejetor instalado no topo da coluna.Devido à grande solubilidade de SO2 na água, pode-se obter uma absorção de até 99,5% com este equipamento. O SO2 gasoso é produzido na usina através da queima do S (enxofre) na presença de ar, em fornos especiais.A sulfitação tem como objetivos principais inibir reações que causam formação de cor; a coagulação de colóides solúveis; a formação do precipitado CaSO3 (sulfito de cálcio); e diminuir a viscosidade do caldo e, conseqüentemente, do xarope, massas cozidas e méis, facilitando as operações de evaporação e cozimento.O consumo médio de enxofre pode ser estimado em 150 g/saco de 50 kg de açúcar.

P - Para que serve a calagem?

R - Trata-se do processo de adição do leite de cal (Ca (OH)2) ao caldo, elevando o seu pH a valores da ordem de 6,8 a 7,2. A calagem é realizada em tanques ou em linha, num processo contínuo, objetivando o controle do pH final. O leite de cal também é produzido na própria usina

através da "queima" da cal virgem (CaO) em tanques apropriados (piscina de cal ou hidratador) segundo a reação: CaO + H2O Ca (OH)2 + calor O Ca (OH)2 produzido apresenta uma concentração de 3 - 6° "Baumé", antes de ser adicionado ao caldo.Esta neutralização tem por objetivo a eliminação de corantes do caldo, a neutralização de ácidos orgânicos e a formação de sulfito e fosfato de cálcio, produtos estes que, ao sedimentar, arrastam consigo impurezas presentes no líquido.O consumo da cal (CaO) varia de 500 a 1.000 g/TC, segundo o rigor do tratamento exigido.