Modulo 01 materia prima conceitos básicos

Treinamento Básico

Matéria-prima: conceitos básicos

Central de Álcool Lucélia - 2005

COMPOSIÇÃO COMPOSIÇÃO

TECNOLÓGICA DA TECNOLÓGICA DA

CANA-DE-AÇÚCARCANA-DE-AÇÚCAR

COMPOSIÇÃO COMPOSIÇÃO

TECNOLÓGICA DA TECNOLÓGICA DA

CANA-DE-AÇÚCARCANA-DE-AÇÚCAR

Revisão de alguns conceitos básicosRevisão de alguns conceitos básicos

DEFINIÇÕESDEFINIÇÕES

CANA-DE-AÇÚCARCANA-DE-AÇÚCAR gramínea, gramínea, composta de folhas, colmos, raízes e, composta de folhas, colmos, raízes e, eventualmente, flores (inflorescência)eventualmente, flores (inflorescência)

CANACANA termo aceito para designar termo aceito para designar genericamente os “colmos genericamente os “colmos industrializáveis da cana-de-açúcar”industrializáveis da cana-de-açúcar”

MATÉRIA-PRIMAMATÉRIA-PRIMA material entregue material entregue para fabricação de álcool e açúcar, para fabricação de álcool e açúcar, composto por “cana mais impurezas composto por “cana mais impurezas oriundas do carregamento”oriundas do carregamento”

COMPOSIÇÃO TECNOLÓGICACOMPOSIÇÃO TECNOLÓGICA

CANA = ÁGUA + BRIX + FIBRACANA = ÁGUA + BRIX + FIBRA

100 = UMIDADE + BRIX + FIBRA100 = UMIDADE + BRIX + FIBRA

CANACANA

CALDOCALDOABSOLUTOABSOLUTO

SÓLIDOSSÓLIDOS

INSOLÚVEISINSOLÚVEIS

ÁGUAÁGUASÓLIDOSSÓLIDOS

SOLÚVEISSOLÚVEIS

FIBRAFIBRA

BRIXBRIX


SÓLIDOS SOLÚVEISSÓLIDOS SOLÚVEIS

AÇÚCARESAÇÚCARES NÃO AÇÚCARESNÃO AÇÚCARES

SACAROSESACAROSEGLUCOSEGLUCOSE

FRUTOSEFRUTOSEINORGÂNICOSINORGÂNICOSORGÂNICOSORGÂNICOS

AÇÚCARESAÇÚCARESREDUTORESREDUTORES

BRIXBRIX

PROTEÍNAS, ÁCIDOSPROTEÍNAS, ÁCIDOSPOLISSACARÍDEOSPOLISSACARÍDEOS

CINZASCINZASSAISSAISPOLPOL


RB72454RB72454 SP87-396SP87-396

Caldo absoluto

89,2%

Sólidosinsolúv.10,8%

Sólidosinsolúv.10,9%

Caldo absoluto

89,1%

COMPOSIÇÃO TECNOLÓGICACOMPOSIÇÃO TECNOLÓGICAVARIEDADE RB72454VARIEDADE RB72454

Brix % cana18,0%

Umidade % cana71,1%

Fibra % cana10,9% Fibra

10,9

Umidade71,1

Não açúc.

2,0

G+F0,5

Sacarose15,5

COMPOSIÇÃO TECNOLÓGICACOMPOSIÇÃO TECNOLÓGICAVARIEDADE RB72454VARIEDADE RB72454

Brix % cana18,0%

Umidade % cana71,1%

Fibra % cana10,9% Fibra

10,9

Umidade71,1

Não açúc.

2,0

G+F0,5

Sacarose15,5

G+F = Glucose + frutoseG+F = Glucose + frutose

COMPOSIÇÃO TECNOLÓGICACOMPOSIÇÃO TECNOLÓGICAVARIEDADE SP87-396VARIEDADE SP87-396

Umidade % cana

69,4

Brix % cana19,8

Fibra % cana10,8 Fibra

10,8Sacarose

17,5

G+F0,4

Não açúc.

2,0

Umidade69,4

COMPOSIÇÃO TECNOLÓGICACOMPOSIÇÃO TECNOLÓGICAVARIEDADE SP87-396VARIEDADE SP87-396

Umidade % cana

69,4

Brix % cana19,8

Fibra % cana10,8 Fibra

10,8Sacarose

17,5

G+F0,4

Não açúc.

2,0

Umidade69,4

G+F = Glucose + frutoseG+F = Glucose + frutose

COMPOSIÇÃO TECNOLÓGICA - Variedades

Análises realizadas em ensaios de competição de variedades12 ensaios plantados em 1996, médias de dois cortes

Resultados expressos em porcentagem de canaResultados expressos em porcentagem de cana

Variedade Fibra Caldo absoluto

Umidade Brix Sacarose G + F Não açúc.

RB72454 10,9 89,1 71,1 18,0 15,5 0,6 2,0

SP87-396 10,8 89,2 69,4 19,8 17,5 0,4 2,0

Diferença -0,1 +0,1 -1,7 +1,8 +2,0 -0,2 0

O brix ou Brix (nome): é a porcentagem O brix ou Brix (nome): é a porcentagem peso/pesopeso/peso dos sólidos solúveis contidos em uma solução pura dos sólidos solúveis contidos em uma solução pura de sacarose.de sacarose.

BRIXBRIX

Exemplo:Exemplo:

18 g sacarose18 g sacarose 92 g água92 g água solução 18% brixsolução 18% brix++

No caldo da cana, brix é umaNo caldo da cana, brix é uma porcentagem aparente porcentagem aparente dos sólidos solúveis, devido à interferência de dos sólidos solúveis, devido à interferência de outros constituintes solúveis e insolúveis do caldo.outros constituintes solúveis e insolúveis do caldo.

BRIXBRIX O brix ou Brix (nome): é a porcentagem peso/peso O brix ou Brix (nome): é a porcentagem peso/peso dos sólidos solúveis contidos em uma solução pura dos sólidos solúveis contidos em uma solução pura de sacarose.de sacarose.

Brix areométricoBrix areométrico: areômetro, densímetros : areômetro, densímetros calibrados com solução pura de sacarose a 20º Ccalibrados com solução pura de sacarose a 20º C

Brix refratométricoBrix refratométrico: refratômetros, aparelhos que : refratômetros, aparelhos que medem o índice de refração de soluções de açúcarmedem o índice de refração de soluções de açúcar

AÇÚCARESAÇÚCARES

((C12H22O11)) ((C6H12O6)) ((C6H12O6))

SACAROSESACAROSE GLUCOSEGLUCOSE FRUTOSEFRUTOSE

DissacarídeoDissacarídeo MonossacarídeosMonossacarídeos


AÇÚCARES REDUTORESAÇÚCARES REDUTORES

((C12H22O11)) ((C6H12O6)) ((C6H12O6))


Reduzem o óxido de Reduzem o óxido de cobre do estado cobre do estado

cúprico a cuprosocúprico a cuproso


+ 66,53+ 66,53 + 52,70+ 52,70 - 92,40- 92,40


((C12H22O11)) ((C6H12O6)) ((C6H12O6))


Os açúcares possuem poder Os açúcares possuem poder rotatório, isto é, desviam um plano rotatório, isto é, desviam um plano

de luz polarizada.de luz polarizada.


+ 66,53+ 66,53 + 52,70+ 52,70 - 92,40- 92,40

POLPOL


((C12H22O11)) ((C6H12O6)) ((C6H12O6))


SACAROSE versus POLSACAROSE versus POL

RR22 = 0,9807= 0,9807

RR22 = 0,9952= 0,9952

1212

1414

1616

1818

1212 1414 1616 1818

Ensaio 1Ensaio 1

Ensaio 2Ensaio 2

Pol no caldoPol no caldo

Sacarose % caldoSacarose % caldoSacarose determinada por Sacarose determinada por cromatografia gasosa cromatografia gasosa

Cox & Sahadeo (Post harvest deterioration of burnt cane in bundles) SASTA 1992 – África do Sul

Schäffler, K.J. & Smith, I.A. "True sucrose versus pol - The effects on cane Schäffler, K.J. & Smith, I.A. "True sucrose versus pol - The effects on cane quality and factory balance data". Proc. SASTA 52:59-63, 1978.quality and factory balance data". Proc. SASTA 52:59-63, 1978.

SACAROSE versus POLSACAROSE versus POL

R2 = 0,5686

0,960

0,965

0,970

0,975

0,980

0,985

0,990

0,995

Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan9,5

10,0

10,5

11,0

11,5

12,0

12,5

PolPol/sacarose

Pol/sacarose

Pol

y = 0,966x + 0,5672

R2 = 0,9756

10,5

11,0

11,5

12,0

12,5

10,5 11,0 11,5 12,0 12,5

Pol

Sacarose

Pureza realPureza real: porcentagem da sacarose : porcentagem da sacarose contida nos sólidos solúveiscontida nos sólidos solúveis

Pureza aparentePureza aparente: porcentagem da pol : porcentagem da pol no brixno brix

Pureza aparente refratométrica: pol % Pureza aparente refratométrica: pol % brix determinado por refratômetrobrix determinado por refratômetro

Pureza ARTPureza ART: porcentagem de açúcares : porcentagem de açúcares totais contida no brixtotais contida no brix

PUREZAPUREZA

Obtidos por análise do caldo:Obtidos por análise do caldo:

Oxirredutometria, colorimetria, cromatografiaOxirredutometria, colorimetria, cromatografia

Método de Lane & Eynon: trabalhoso e Método de Lane & Eynon: trabalhoso e demorado, exige diversos cuidados para demorado, exige diversos cuidados para obtenção de valores confiáveisobtenção de valores confiáveis

AR apresentam correlação com os demais AR apresentam correlação com os demais parâmetros de qualidade da cana, parâmetros de qualidade da cana, principalmente com a pureza no caldoprincipalmente com a pureza no caldo

AÇÚCARES REDUTORES AÇÚCARES REDUTORES (AR)(AR)

PUREZA e AÇÚCARES REDUTORES PUREZA e AÇÚCARES REDUTORES

y =9,9408 - 0,1049*PUR y =9,9408 - 0,1049*PUR

•RR•22• = 0,9244= 0,9244

0,00,0

0,50,5

1,01,0

1,51,5

2,02,0

2,52,5

7070 7575 8080 8585 9090 9595

Pureza (%) no caldoPureza (%) no caldo

Açúcares redutores % caldoAçúcares redutores % caldo

Correlação obtida em Correlação obtida em amostras de colmos inteiros, amostras de colmos inteiros,

limpos e despontados de limpos e despontados de ensaios de variedadesensaios de variedades

y =9,9408 - 0,1049*PURy =9,9408 - 0,1049*PUR

RR22 = 0,9244 = 0,9244

RR22 = 0,9469= 0,9469

RR22 = 0,8594= 0,8594

0,00,0

0,20,2

0,40,4

0,60,6

0,80,8

1,01,0

1,21,2

1,41,4

1,61,6

1,81,8

2,02,0

0,00,0 0,50,5 1,01,0 1,51,5 2,02,0

Glucose + frutose % caldoGlucose + frutose % caldo

Açúcares redutores % caldo (estimados)Açúcares redutores % caldo (estimados)

Açúcares redutores Açúcares redutores calculados em função da calculados em função da

pureza e glucose + frutose pureza e glucose + frutose por cromatografia gasosapor cromatografia gasosa

PUREZA e AÇÚCARES REDUTORES PUREZA e AÇÚCARES REDUTORES

Cox, M.G. & Sahadeo, P. Cox, M.G. & Sahadeo, P. "Post harvest "Post harvest deterioration of burnt deterioration of burnt cane in bundles". Proc. cane in bundles". Proc. SASTA, 1992.SASTA, 1992.

SACAROSE SACAROSE AÇÚCAR AÇÚCAR INVERTIDOINVERTIDO

Na presença de certas Na presença de certas enzimasenzimas ou sob ou sob reação reação ácida e temperaturaácida e temperatura adequada, a adequada, a

sacarose absorve uma molécula de água e sacarose absorve uma molécula de água e desdobra-se em uma molécula de glucose desdobra-se em uma molécula de glucose

e outra de frutose (açúcar invertido)e outra de frutose (açúcar invertido)

C H O H O12 22 11

342 g2

18 gsacarose água

C H O C H O6 12 6

180 g6 12 6

180 gglucose frutose

ARTART: são todos os açúcares da cana : são todos os açúcares da cana (sacarose, glucose e frutose, (sacarose, glucose e frutose,

principalmente) expressos como açúcares principalmente) expressos como açúcares redutores.redutores.

ARTSAC* 2 *180

342

SAC

0,95sac

AÇÚCARES REDUTORES TOTAISAÇÚCARES REDUTORES TOTAIS(ART)(ART)

342 g sacarose + 18 g água = 360 g açúcar invertido342 g sacarose + 18 g água = 360 g açúcar invertido

100 g de sacarose = 105,263 g de açúcar invertido100 g de sacarose = 105,263 g de açúcar invertido

95 g sacarose = 100 g de açúcar invertido95 g sacarose = 100 g de açúcar invertido

Essa equação é válida para materiais Essa equação é válida para materiais de alta pureza ou com baixos teores de alta pureza ou com baixos teores

de açúcares redutores (até 1,5%).de açúcares redutores (até 1,5%).

ARTPOL0,95

+ AR

AÇÚCARES REDUTORES TOTAISAÇÚCARES REDUTORES TOTAIS(ART)(ART)

ATR = ART da cana - perdas de açúcaresATR = ART da cana - perdas de açúcares

AÇÚCARES TOTAIS RECUPERÁVEIS AÇÚCARES TOTAIS RECUPERÁVEIS (ATR) sistema PCTS(ATR) sistema PCTS

Perdas (12%):Perdas (12%): Água de lavagem da canaÁgua de lavagem da cana Bagaço finalBagaço final TortaTorta ““Indeterminadas”Indeterminadas”

Discussão

Engineering

Modulo 01 materia prima conceitos básicos