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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUMICA CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS

PROCESSO PRODUTIVO DA RAPADURA

Karyne Ketylly Moura

Orientadora: Prof. Dr. Mrcia Regina da Silva Pedrini.

Natal, 28 de maio de 2013.

INTRODUO Escolha do tema

OBJETIVOEste trabalho teve como objetivo o estudo do processo produtivo da rapadura tradicional;E mostrar as vantagens de consumir este produto;RAPADURA LEGISLAO De acordo com a Resoluo RDC n 271, de 22 de setembro de 2005 da ANVISA, que dispe sobre o regulamento tcnico para acares e produtos de acar, rapadura o produto slido obtido pela concentrao do caldo de cana-de-acar (Saccharum officinarum), podendo ser adicionado de outros ingredientes desde que no descaracterize o produto.

RAPADURA ORIGEM

Comeou a ser produzida no incio do sculo XVI, nas Ilhas Canrias;Soluo prtica de transporte de alimento; Resiste s mudanas atmosfricas;Denominado de rapadura e com menos frequncia "raspadura" (palavra provinda do verbo raspar);RAPADURA VALOR NUTRICIONAL

Rico em energia, apresentando a cada 100g o equivalente a 132 calorias;Contem carboidratos, sais minerais e protenas;Vitaminas A, B, C, D e E;Evita a formao de gases, por apresentar ao laxante natural (CENTEC, 2004).

REVISO BIBLIOGRFICAMATRIA-PRIMA

Originou-se na Nova Guin, expandindo-se para Amrica no ano de 1532 (BNDS, 2008).Devido a sua doura, a planta passou a ser utilizada em forma de caldo, garapa, depois como acar e aguardente(CASSOL, 2006).

FONTE: Instituto Centro de Ensino Tecnolgico, 2004.

Figura 1- Partes da cana-de-acar.CANA-DE-ACARFLUXOGRAMA DO PROCESSOColheita Limpeza TransporteMoagem Filtrao e DecantaoClarificao Pr-concentraoConcentrao Final BatimentoMoldagemEmbalagem e ArmazenamentoFigura 2- Fluxograma do processo produtivo da rapadura.Bagao Cal DESCRIO DO PROCESSOManual ou mecanizada;A poca de corte- no mnimo 18BRIX; A cana cortada deve ser usada em um perodo 24h 36h de intervalo entre o corte e a moagem (CENTEC, 2004);Colheita

Figura 3 Colheita mecnicaFONTE: (REDETEC, 2007)DESCRIO DO PROCESSO retirada as palhas secas;Lavagem;Retirada de impurezas;

Limpeza

FONTE: (CANAL RURAL, 2011)Figura 4 Lavagem da cana para a retirada de impurezas DESCRIO DO PROCESSOTransportada em caminhes ou tratores;Deve ser mantida em galpes cobertos at a moagem (CENTEC, 2004).

Transporte

Figura 5: Transporte da cana-de-acar para a indstria.FONTE: (CANAL RURAL, 2011)DESCRIO DO PROCESSOOs colmos da cana prensado ;O caldo de cana e o bagaoMoagem

Figura 6 - Moenda do sistema produtivo semi-industrial.

FONTE: (GONALVES et. al, 2008)DESCRIO DO PROCESSOO caldo filtrado em peneiras (esttica, rotativa ou vibratria);

Mantido em repouso por aproximadamente 15 minutos para decantao das impurezas remanescentes (SILVA et. al, 2010).Filtrao e Decantao

Figura 7: Peneira Rotativa.FONTE: Martinho T. O. 2009 Figura 8: Caldo em decantao.FONTE: (CETEC, 2007).DESCRIO DO PROCESSOA clarificao do caldo de cana melhora a cor do produto;A correo do pH evita a decomposio da sacarose (COPERSUCAR, 2011);Usa o cal para corrigir o pH.

Clarificao

Figura 9: Correo do PH, realizada com o leite de cal.FONTE: (COPERSUCAR, 2011).

DESCRIO DO PROCESSOO caldo submetido a um aquecimento controlado para evaporao da gua; A densidade aumenta gradativamente at a obteno do ponto de mel (CENTEC, 2004).

Pr-concentrao

Figura 10: Pr-Concentrao do caldo

FONTE: (CENTEC, 2004).

DESCRIO DO PROCESSONesta etapa, o mel concentrado at atingir o ponto de rapadura (temperatura de 110C com 82 BRIX), (CENTEC, 2004).

Concentrao FinalFigura 11: Caldo concentrado.FONTE: (CENTEC, 2004).

DESCRIO DO PROCESSORealiza-seo batimento para a cristalizao damassa;Acontece a morte do mel diminui o volume da massa.BatimentoFONTE: (JUNIOR, 2006).

Figura 12: Batedor eltrico, agita a massa at atingir o ponto.

DESCRIO DO PROCESSOA rapadura, em processo de cristalizao, colocada em formas de ao inox encaixveis, formando compartimentos retangulares.Moldagem

Figura 13- A pasta sendo derramada em uma mesa de ao inox. Figura 14- A pasta moldada para ganhar o formato da rapadura.FONTE: (CENTEC, 2004)

DESCRIO DO PROCESSOAs rapaduras so desenformadas;Acondicionadas individualmente em sacos plsticos ou caixas de papel tipo triplex e rotulado;Armazenadas em local fresco, seco e arejado, distantes do piso e das paredes at a sua expedio(CENTEC, 2004).

Embalagem e Armazenamento FONTE: (CENTEC, 2004)Figura 15- Rapadura embalada e rotulada.

LAYOUTFigura 16- Layout do processo produtivo da rapadura.

BALANO DE MASSA

A cana composta por 89% de caldo e 11% de fibra;

A moenda extra 75% do caldo e os 25% resduo;

Obtm-se dois produtos: Caldo da cana e o bagao.

BALANO DE MASSAVOLUME PRODUZIDOCalcular a densidade A cana madura tem um Brix igual a 18o, ento substitui na equao (1):

Para o clculo do volume, utilizada a Equao 2, abaixo:

O valor da massa do caldo de 6675 kg/dia, substitui na equao 2:.O volume produzido de 6214,7308 L/dia BALANO DE MASSA Separao dos slidos em suspenso como, bagacilhos e resduos de terra;

Os resduos representam 5% do caldo (SEBRAE, 2001).

BALANO DE MASSAVOLUME PRODUZIDO.Para o calculo do volume, utilizada a Equao 2. Sabendo que o valor da massa do caldo filtrado de aproximadamente 6341 kg/dia, substitui na equao:.O volume produzido de 5903,7615 L/dia.

BALANO DE MASSA O caldo concentrado at atingir o ponto de rapadura;

O ponto de rapadura situa-se em torno de 82 Brix a frio (CESAR & DA SILVA, 2003).

BALANO DE MASSAVOLUME PRODUZIDO.O volume final de rapadura produzido calculado pela Equao 3:.

Onde:CC = concentrao do caldo (Brix)VC = volume do caldo (L)Cr = concentrao da rapadura (Brix)Vr = volume da rapadura (L)

Substituindo os valores na Equao 3:

O volume de rapadura produzido de Vr =1296 L/dia.18 . 5904 = 82 . VrBALANO DE MASSAMASSA DA RAPADURA. Para saber a massa final da rapadura, utiliza-se novamente a Equao 1 para calcular a sua densidade. Sabendo que a rapadura tem um Brix igual a 82;.A densidade de rapadura = 1,43kg/L.

Estima-se que a produo final de aproximadamente 1853 kg/dia ou seja, aproximadamente 185 kg de rapadura por tonelada de cana. Para o clculo da massa, utilizada a Equao 2, abaixo:

BALANO DE ENERGIACONCENTRAO

O clculo do CP ser baseado na composio do caldo de cana de acordo com a Tabela Brasileira de Composio de Alimentos TACO (UNICAMP, 2011).

TABELA 1 - Tabela Brasileira de Composio de Alimentos por 100 gramas (UNICAMP, 2011).BALANO DE ENERGIA Clculo dos calores especficos (Cp) para 900C (temperatura de sada da pr-concentrao), utilizando as Tabelas abaixo (IBARZ et. al, 2002).

TABELA 2 Equaes para calcular propriedades termofsica de cada nutriente (IBARZ e BARBOSA-CNOVAS, 2002).BALANO DE ENERGIAValor do calores especficos (Cp) de cada nutriente, considerando a composio do caldo de cana e a temperatura a 90C.

UMIDADE

CARBOIDRATO

(4)(5)BALANO DE ENERGIAValor do calores especficos (Cp) de cada nutriente, considerando a composio do caldo de cana e a temperatura a 90C.

FIBRACINZAS

(6)(7)BALANO DE ENERGIA Com os resultados obtidos pelas expresses, encontra-se o valor do calor especfico para o caldo de cana CPCaldo, utilizando a Equao 8 abaixo:

O calor especfico estimado para o caldo de cana a 90C de 3,750 kJ/kg C. BALANO DE ENERGIA Avalia-se que o caldo atinja uma temperatura aproximada de 110C, ocorrendo uma variao de temperatura de 20C (CENTEC, 2004). Estima-se o valor da taxa de calor (Q) pela Equao 9.

(9)

A taxa de calor (Q) neste estudo foi feito em uma batelada, estimada em 1,25 toneladas de cana. Essa quantidade equivale a 834,37 kg de caldo.

Na etapa de concentrao, o caldo fica cerca de 1 hora (3600 segundos) no tacho para ser concentrado (CENTEC, 2004). Sendo assim, gasta-se 17,38 kj/s de energia por batelada de rapadura.ANLISE DE CUSTOSCUSTOS DOS EQUIPAMENTOSEquipamentosPreo por unidade (R$)QuantidadeTotal (R$)Moenda 25.400,000125.400,00Peneira 270,0001270,00Decantador 1.309,00011.309,00Batedor eltrico 12.375,000111.500,00Tachos em ao inox 2.100,00048.400,00Formas em ao inox 200,00102.000,00Seladora 700,0001700,00Mesa em inox com estrutura metlica950,0001950,00Medidor de Brix 300,0001300,00Esptula em inox com cabo tubular50,000150,00Balana eletrnica130,0002260,00Total51.139,00Tabela 3: Custo dos equipamentos utilizados no processo de produo da rapadura.ANLISE DE CUSTOSCUSTOS DE MO-DE-OBRATabela 4: Custo salarial dos operrios da produo.FunoNmero de funcionrios1 Salrio (R$)Total de salrio dos empregados por funo (R$)Transporte da cana03678,002.034,00Moagem03850,002.550,00Operao dos tachos041.000,004.000,00Batimento02850,001.700,00Moldagem02850,001.700,00Embalagem02850,001.700,00Estoque02678,001.356,00Balana eletrnica02678,001.356,00Supervisor de produo012.500,002.500,00Total de funcionrios21Total de salrios = 18.896,001 Salrio mnimo estabelecido pelo Decreto n 7.872/2012, em 26 de dezembro de 2012, no Dirio Oficial para a jornada de trabalho de 44 horas/semanais (BRASIL,2012).ANLISE DE CUSTOSCUSTOS DA MATRIA-PRIMATabela 5: Custo total da produo de cana-de-acar.ItemPreo por tonelada (R$)Preo por batelada (R$)Remunerao da terra5,80 7,25Preparo do solo, plantio e manuteno0,95 1,18Custo do plantio3,70 4,63Corte, carregamento e transporte8,10 10,13Tratos culturais da cana-de-acar6,20 7,75Total24,7530,95Custos de produo de cana-de-acar no Brasil: Acompanhamento da safra 2011/2012 (PECEGE, 2012).ANLISE DE CUSTOSCUSTOS DE ENERGIA ELTRICATabela 6: Custo de energia eltrica na produo de uma batelada de rapadura.EquipamentosPotncia (kW)Tempo de utilizao (hora)Quantidade de equipamentosEnergia Total (KW.h)2 Custo (R$)Moenda8,001,50112,001,95Batedor eltrico3,670,2510,920,15Seladora1,001,0011,000,16Tacho de concentrao 2,501,50415,02,44Balana eletrnica1,000,4220,840,14Subtotal----4,84Impostos (26,25%)----1,27 TOTAL R$6,11 2 O valor da energia eltrica R$ 0,1626 kWh/kW de acordo com tarifas de energia eltrica da Companhia Energtica do Rio Grande do Norte (COSERN, 2012). ANLISE DE CUSTOSESTIMATIVA DE PREO DO PRODUTOTabela 7: Custo final de uma batelada de rapadura.CustosValor (R$)Mo-de-obra90,75Matria-prima30,95Energia eltrica6,11Total127,81 Uma batelada produz 231 kg de rapadura ou 462 tabletes de 500g; Cada quilo de rapadura tem um custo final de produo de R$ 0,55; O preo da produo de cada tablete de R$ 0,27. ANLISE DE CUSTOSESTIMATIVA DE PREO DO PRODUTOTabela 8: Estimativa de preos da produo, venda e lucro da rapadura. A indstria de rapadura de grande porte e produz 1.853 kg de rapadura por dia;

O valor de venda de um tablete de rapadura de 500g R$2,00;Preo por produo (R$)Valor de venda (R$)Lucro (R$)Dirio (1.853 kg rapadura)1.019,157.412,006.392,85Safra (318.716 Kg rapadura)175.293,801.274.864,001.099.570,20TRATAMENTO DE EFLUENTES EFLUENTES SLIDOSOs efluentes slidos gerados so:

Palha e a ponta da cana-de-acar; Bagao; Espuma da garapa;

TRATAMENTO DE EFLUENTES TRATAMENTO DE EFLUENTES SLIDOS

Palha e a ponta da cana-de-acar: seca ao sol e usado no canavial como cobertura morta e na alimentao de ruminantes (PEREIRA, 1984); Bagao: rico em celulose. usado para produzir papel, alimentao de ruminantes e como matria prima para a produo do lcool (PEREIRA, 1984); Espuma da garapa: relativamente pobre do ponto de vista nutricional, utilizado para alimentao animal, como sunos e bovinos (SEBRAE, 2001).

TRATAMENTO DE EFLUENTES EFLUENTES LQUIDOS

Os efluentes lquidos gerados so:

gua

TRATAMENTO DE EFLUENTES TRATAMENTO DE EFLUENTES LQUIDOS gua: encaminhada para um tanque de decantao, que consiste na separao dos slidos constitudos, sobretudo de solo, carvo e cinzas e restos vegetais que normalmente ficam em suspenso.

Figura 17: Decantador circular utilizado no tratamento da gua.FONTE: (ELIA NETO, 2009).REFERNCIAS BIBLIOGRFICASANVISA - Agencia Nacional de Vigilncia Sanitria. Regulamento Tcnico para Acares e Produtos para Adoar. ANVISA 2004. Disponvel em: Acesso em 24 de outubro de 2012.BNDS. Bioetanol de cana-de-acar: energia para o desenvolvimento sustentvel. Organizao BNDS/CGEE. Rio de Janeiro: BNDS, 2008, 316p. Disponvel em: Acesso em: 29 de setembro. 2012.CASSOL, J. A produo de cachaa como alternativa de renda para a agricultura familiar: Estudo de caso na Agroindstria da famlia Robaert Marcelino Ramos/RS. 2006. 60 f. Monografia (Graduao) - Universidade Estadual do Rio Grande do Sul. Sananduva.CANAL RURAL, Transporte da cana-de-acar. So Paulo, 2011. Disponvel em: . Acesso em 20 de maio de 2013CENTEC - INSTITUTO CENTRO DE ENSINO TECNOLGICO. Produtor de rapadura. 2. ed. rev. Fortaleza, CE: Edies Demcrito Rocha: Ministrio da Cincia e Tecnologia. 2004. p. 9-10 (Cadernos tecnolgicos).CETEC. Fundao Centro Tecnolgico de Minas Gerais - Processamento de Cachaa de Alambique. CETEC 2007. Disponvel em: Acesso em: 24 de outubro. 2012.COPERSUCAR Cooperativa de produtores de cana, acar e lcool do estado de So Paulo LTDA. Manual de controle qumico da fabricao de acar. Piracicaba, 2001REFERNCIAS BIBLIOGRFICASGHELLER, A. C. A. Tcnica para o controle da podrido abacaxi em cana-de-acar e modelo para a estimativa de perdas. Piracicaba, 1995. 115p. Dissertao (Mestrado) Escola Superior de Agricultura Luis de Queiroz, Universidade de So Paulo.GONALVES, M. F.; VIDAL, M. F.; FIGUEREDO, C. A. Cachaa e rapadura na rea de jurisdio do BNB. Figura 5: Moenda semi-industrial. Fortaleza, 2008. 1 fotografia.JUNIOR, Manoel D..O Engenho de Acar no Nordeste.Documentrio da vida real.1 ed., Macei: Edufal, 2006.MARQUES, T. A. Apostila de anlises tecnolgicas para usinas e destilarias. Pag. 15. Presidente Prudente - So Paulo, 2007. Disponvel em: < http://www.mrvduarte.com/cariboost_files/apostila_analise_completa.pdf > Acesso em 20 de maio de 2013REDETEC Rede de Tecnologia do Rio de Janeiro. Dossi tcnico: Cultivo de cana de acar. Novembro, 2007.SEBRAE. Sistema Agroindustrial da Cachaa de Alambique Estudo Tcnico das Alternativas de Aproveitamento da Cana-de-Acar. SEBRAE 2004. Disponvel em: Acesso em 21 de Outubro de 2012.SEGATO, S. V; PINTO. A. S. de; JENDIROBA. E; NBREGA. J. C. M. Atualizao em produo de cana-de-acar. Piracicaba-SP. ND-LIVROCERES, 2006.SILVA, F. C.; CESAR, M. A. A. Pequenas Indstrias Rurais de Cana-de-acar: melado, rapadura e acar mascavo. 115 p. Braslia, 2003.