CANA DE AÇÚCAR A cana-de-açúcar é uma das gramíneas mais cultivadas nas regiões tropicais e subtro subtropic picais ais devid devidoo a enorm enormee con contrib tribuiç uição ão sócio sócio-ec -econô onômic micaa que repres represent entaa sua explor exp loraçã ação, o, con conse seq! q!nci nciaa da propri proprieda edade de de sintet sinteti"a i"arr e arma"e arma"ena narr signi# signi#ica icativ tivaa concentração de sacarose$ %o &rasil, a cana-de-açúcar é importante #ator sócio-econômico constituindo-se como base de tr!s importantes agroindústrias' açúcar, aguardente e (lcool) que por sua ve" são #ontes de matéria-prima para outras indústrias$ *evido + grande"a dos números do setor sucroalcooleiro no &rasil, não se pode tratar a cana-de-açúcar, apenas como mais um produto, mas sim como o principal tipo de biomassa energética, base para todo o agronegócio sucroalcooleiro, representado por . indústrias de açúcar e (lcool e /$...$... empregos diretos e indiretos em todo o &rasil$ Aqui se produ"iu e moeu na sa#ra /0001.., .. mil2ões de toneladas de cana de açúcar, 3/ mil2ões de sacas de . 4g de açúcar e mais de /5 mil2ões de m de (lcool anidro e 2idratado$
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6rocessamento 6rocessamento da cana-de-açúcar cana-de-açúcar
A canacana-dede-açú açúca carr é a princi principal pal matéri matéria-p a-prim rimaa para para a indúst indústria ria sucroa sucroalco lcoole oleira ira brasileira$ A agroindústria da cana envolve etapas, como' produção e abastecimento da indústria com matéria-prima) gerenciamento dos insumos, resíduos, subprodutos e da versatilidade da produção - de açúcar ou (lcool) arma"enamento e comerciali"ação dos produtos #inais$ 7stas etapas devem ser executadas com o emprego de técnicas e#icientes de gerenciamento$ gerenciamento$ A col2eita, carregamento, transporte, pesagem, pagamento da cana pela qualidade, descarregamento e lavagem são operações determinantes para um bom desempen2o industrial$ 7stas etapas devem ser reali"adas em sincronia com as operações industriais para que não ocorra sobre abastecimento, abastecimento, o que demanda arma"enamento, arma"enamento, com conseqente queda na qualidade ou #alta de cana para a moagem, ocasionando atrasos na produção$ %a indústria, a cana pode ter dois destinos' produção de açúcar ou de (lcool$ 6ara a produção de açúcar, açúcar, as etapas industriais industriais são' /$ lava lavage gem m da da cana cana)) 5$ prepa preparo ro para para moagem moagem ou di#u di#usão são)) $ extra extração ção do do caldo caldo'' moagem moagem ou ou di#usã di#usão) o)
8$ puri#icaç puri#icação ão do do caldo' caldo' penei peneiragem ragem e clari#ica clari#icação) ção) $ evap evapor oraç ação ão do cald caldo) o) 9$ co"ime imento) :$ crista cristali" li"açã açãoo da sacar sacarose ose)) 3$ centri#uga centri#ugação' ção' separ separação ação entre crista cristais is e massa massa co"ida) co"ida) 0$ secag secagem em e estoca estocagem gem do açúc açúcar ar$$ ;( a produção de (lcool envolve as seguintes etapas' /$ lava lavage gem m da da cana cana)) 5$ prepa preparo ro para para moagem moagem ou di#u di#usão são)) $ extra extração ção do do caldo caldo'' moagem moagem ou ou di#usã di#usão) o) 8$ tratament tratamentoo do caldo caldo para para produç produção ão de de (lcool (lcool)) $ #erm #ermen enta taçã çãoo do cald caldo) o) 9$ dest destil ilaç ação ão do vin2 vin2o) o) :$ reti reti#i #iccação ação)) 3$ desidrata desidratação' ção' (lcool (lcool anidro anidro ou 2idratado 2idratado$$
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e #lores- apenas o colmo, sob ponto de vista industrial, apresenta valor econômico e tem motivado o interesse do tecnologista$ >as deve-se ressaltar que o interesse dos técnicos est( sendo despertado para as demais partes aéreas da planta$ A composição química da cana-de-açúcar é muito vari(vel, em #unção das condições clim(ticas, das propriedades #ísicas, químicas e microbiológicas do solo, do tipo de cultivo, da variedade, do est(dio de maturação e da idade, bem como de muitos outros outros #atore #atores$ s$ *a sua compos composiçã ição, o, 00? são são devid devidos os aos eleme elemento ntoss 2idrog 2idrog!n !nio, io, oxig!nio e carbono, sendo o restante devido a outros elementos$ A distribuição destes elementos no colmo, em média, é de :8,? em (gua, 5? de matéria org@nica e .,? em matéria mineral, com a ressalva de que estes constituintes não se encontram nas mesmas proporções nas di#erentes partes do colmo$ 6ara o tecnologista, a cana-de-açúcar é constituída de #ibra e caldo, sendo este, a rigor considerado a matéria-prima para a indústria do açúcar, da aguardente e do (lcool$ A #ibr #ibra, a, de#i de#ini nida da como como o con conun unto to de subs subst@ t@nc ncia iass inso insolú lúve veis is em (gua (gua,, é constituída, principalmente, de celulose, lignina e pentosanas$ B seu teor depende da variedade, da idade e de muitos outros #atores, variando na #aixa de /. - /9?$
B caldo, de#inido como solução impura e diluído da sacarose, é constituído de (gua C3.?D e sólidos solúveis C5.?D$ Bs sólidos solúveis são agrupados em açúcares e não-açúcares org@nicos e inorg@nicos$ Bs açúcares são representados pela sacarose, glic glicos osee e #rut #rutos ose$ e$ Bs nãonão-aç açúc úcar ares es org@ org@ni nico coss são são cons consti titu tuíd ídos os de subs subst@ t@nc ncia iass nitrogenadas Cproteínas e amino(cidosD, gorduras, ceras, pectinas, (cidos e matérias cora corant ntes es$$ Bs nãonão-aç açúc úcar ares es inor inorg@ g@ni nico cos, s, repr repres esen enta tado doss pela pelass cin" cin"as as,, t!m t!m como como componen componentes tes principais principais'' sílica, sílica, pot(ssio, pot(ssio, #ós#oro, #ós#oro, c(lcio, c(lcio, sódio, sódio, magnésio magnésio,, enxo enxo#re, #re, alumínio, cloro e outros$
Corte da cana e determinação do ponto de colheita EAFBG7H G7H6B%HIJ7KH 67LA MNALK*A*7 *A
Maturação
*esde que o rendimento industrial Caçúcar, aguardente aguardente ou (lcoolD é conseq!ncia do teor de sacarose da matéria-prima processada a determinação do est(dio de maturação é da maior import@ncia dentre as operações preliminares de #abricação$ A cana-de-açúcar no decorrer do seu ciclo atravessa dois períodos distintos com relação ao teor de sacarose$ B primeiro é assinalado por um intenso crescimento vegetativo acompan2ado por uma gradual #ormação de sacarose, enquanto que no segundo ocorre um predominante acúmulo de sacarose motivado pela escasse" dos principais #atores de desenvolvimento vegetativo$ B est(dio de maturação é veri#icado, principalmente pelos teores de sacarose, de açúcares redutores e umidade que apresentam no decorrer do período da sa#ra$ •
Matéria estranha
A qua qualid lidade ade de cana cana indust industrial rial é compro compromet metida ida pela pela qua quanti ntidad dadee de impure impure"as "as carreadas com cana-de-açúcar nas #ases de corte = carregamento$ A quantidade de impure"as = mineral e org@nica = é a#etada pelas condições clim(ticas, aumentando em períodos c2uvosos pelas condições de#icientes de queima e carregamento$ Bs levantamentos e#etuados e#etuados mostravam valor médio de ? de matéria estran2a para o corte = carregamento semi-mec@nico semi-mec@nico e de de /9? no mec@nico$ mec@nico$ •
Deterioração
Butro Bu tro aspe aspect ctoo impo import rtan ante te envo envolv lvid idoo em qual qualid idad adee de cana cana são são os tipo tiposs de deterioração que ela pode so#rer, especialmente após o corte$ 7m diversas ocasiões em cons conseq eq! !nc ncia ia da #al2 #al2aa de coor coorde dena naçã çãoo das das oper operaç açõe õess de corte corte = tran transp spor orte te = processamento, processamento, ou ainda devido +s condições clim(ticas que di#icultam a retirada da cana cana,, cont contrib ribue uem m para para aume aument ntar ar as perd perdas as$$ Atual tualme ment nte, e, apen apenas as a dete deteri riora oraçã çãoo tecnológica é constatada através de pós-col2eita$ *entre os tipos de deterioração tecnológica, tecnológica, #isiológica e microbiológica, esta última é a mais importante, devido aos problemas que ocasionam nos processos de #abricação de açúcar, (lcool e aguardente$ Sanidade
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A qualidade da matéria-prima é a#etada pelo estado de sanidade dos colmos$ B complexo broca-podridão é um dos principais #atores respons(veis pela depreciação da qualidade de cana-de-açúcar, causando danos apreci(veis a agroindústria, diretamente proporcionais a intensidade de in#estação$ A queda de qualidade é veri#icada pela diminuição da pol ? cana e pure"a, e aumento do teor de açúcares' redutores, #ibras e gomas$ •
Florescimento
Muanto ao #lorescimento, 2( uma preocupação muito grande em processar as canas muito muito despo desponta ntada dass procur procurand andoo dessa dessa maneir maneiraa minimi minimi"ar "ar os e#eito e#eitoss negat negativo ivoss do #lorescimen #lorescimento$ to$ 7ntretanto 7ntretanto,, tomando-s tomando-see estas estas medidas, medidas, pode pode-se -se perder perder produtivida produtividade de agrícola industrial$ J(rios estudos mostraram que o comportamento das variedades #lore #loresc scid idas as é di#e di#ere rent ntee e que que muit muitas as ve"e ve"ess uma uma inte intens nsid idad adee mais mais de desp despon onte te,, procurando eliminar a parte de cana c2oc2ada, c2oc2ada, pode pode levar + perdas$ /$ APLICAÇÃO INDUSRIAL B processamento da matéria-prima tanto para a #abricação do açúcar como o (lcool é prescedido de algumas operações operações de maior import@ncia import@ncia para o rendimento$ rendimento$ •
Determinação da maturação
Fendo em vista que o rendimento industrial, é #unção do teor de sacarose na matéria-prima, tanto para a produção de açúcar como a de (lcool e aguardente, o processamento processamento e#etuando com canas em adiantado est(dio de maturação, resultar( em maior rendimento$ Q importante salientar que no caso especí#ico da produção de (lcool e de aguardente, o importante é o teor de açúcar total, mas para que o AF sea alto a pol
? cana deve ser elevada, dada a pequena participação dos açucares redutores no AF, especialmente em cana madura$ •
Colheita
Após a determinação do est(dio de maturação, procede-se ao corte dos canaviais que apresentam níveis de sacarose satis#atórios em #unção da época$ A operação do corte é precida da pela despal2a a #ogo, que é reali"ada com o obetivo de aumentar o rendimento de corte e diminuir a quantidade de impure"a vegetal$ 7ntretanto, logo após a queima, o corte deve ser reali"ado prontamente a #im de evitar as consider(veis perdas de sacarose que ocorrem quando a cana é deixada em pé ou mesma quando são cortadas e abandonadas no campo$ B corte da cana é reali"ado por sistema manual e mec@nico$ A cana cortada mecanicamente, particularmente em toletes, deve ser processada imediatamente após o corte a #im de evitar a sua r(pida deterioração$ *eve ser ainda ressaltado que este tipo de cana apresenta sensível perda de qualidade em relação a cortada manualmente, sob o ponto de vista de impure"as de nature"a vegetal$ Carregament o
B carregamento dos veículos é #eito mecanicamente, através de carregadeiras, tanto para o corte manual como o mec@nico, #eito pelas cortadoras não combinadas$ Transporte
B transporte de cana deve prover a demanda di(ria de trabal2o da usina ou destilaria, o que é #eito ainda quase que totalmente durante o período diurno$ 7ntretanto, existem unidades que transportam também a noite$ Pesagem
A pesagem de cana nas unidades produtoras tem por obetivos principais o controle da produtividade agrícola, o pagamento dos #ornecedores de cana e o controle do rendimento industrial$ Avaliação da qualidade de matéria-prima
A remuneração da cana entregue nas indústrias atualmente, é #eita com base na qualidade da matéria-prima$ B sistema é din@mico sendo austados, no decorrer das sa#ras, os par@metros que compõem a #órmula de avaliação da matéria-prima$ B sistema envolve a seguintes operações b(sicas' amostragem e preparo da amostra, extração do caldo, determinações analíticas e processamento de dados$ Descarregamento
A matéria-prima que c2ega + usina ou + destilaria deve ser descarregada, sendo dirigida diretamente para o processamento ou para o depósito$ As pontes rolantes constituem o tipo mais usado nas usinas e destilarias e trabal2am ao longo do depósito, de maneira que ao mesmo tempo possam descarregar os veículos e alimentar o processamento$ Além disso, estas pontes podem sustentar as garras 2idr(ulicas que alimentam as esteiras de cano$ Armaenamento
Recepção e preparo da cana!de!aç"car pela ind"#tria cana$ieira Apesar da variabilidade de produtos, #unções e consequentemente de tecnologia industrial, podemos simpli#icar a representação da produção industrial sucroalcooleira, como uma série de processos que determinam o mix de produção de' iD (lcool, unicamente) iiD açúcar, unicamente iiiD (lcool e energia elétrica) ivD (lcool e açúcar) e vD (lcool, açúcar e energia elétrica$ Açúcar e (lcool são considerados uma commoditR, não tendo sido portanto, di#erenciados em suas variedades$ *esta #orma, #oi identi#icado o mix de produção em cada região visitada, bem como suas características tecnológicas$ B
prioritariamente açucareiras$ B (lcool produ"ido nessa região ainda deriva basicamente do tradicional mel #inal$ ais recentemente tem sido utili"adas na geração de energia elétrica untamente com o bagaço$ A parte subterr@nea é mantida no solo para rebrota da cana de açúcar por 8 a 9 ciclos, dependendo do tipo maneo utili"ado$ A indústria do setor sucroalcooleiro possui 2istoricamente suas atividades voltadas + produção de açúcar$ B 6ro(lcool e o nascente mercado consumidor interno na década de /0:. motivaram grandes adaptações dos processos industriais do setor, surgindo o (lcool combustível como relevante segundo produto na geração de receitas de uma indústria anteriormente alimentícia$ U( também o surgimento das destilarias autônomas, indústria voltada especi#icamente para a produção de (lcool$ Após a desregulamentação do setor sucroalcooleiro no #inal da década de /00. e com a subseqente criação do carro #lex, o (lcool combustível passou ao status de primeiro produto, não apenas para as destilarias autônomas, mas para grande parte das unidades industriais do setor$ Além disso, a desregulamentação da geração e comerciali"ação de eletricidade, na década anterior, possibilitou o surgimento da energia elétrica produ"ida a partir de bagaço de cana como um nascente terceiro produto para as indústrias do setor que tradicionalmente ( produ"iam a eletricidade que consumiam$ Além dessa curiosa diversidade de #inalidades dos produtos, as unidades do setor sucroalcooleiro possuem
natural diversi#icação da mesma lin2a de produtos e de sub-produtos$AGA, 5..9D$ As operações reali"adas nesta etapa não apresentam um padrão de#inido$ Ksto ocorre devido a #atores como condições do terreno, tipo de solo, regime de c2uvas, disponibilidade de m(quinas e implementos, declividade, suscetibilidade a erosão, e, principalmente, a situação da (rea, ou sea, se são (reas de expansão ou renovação do canavial$ *entre as operações mais usuais encontram-se' aração, calagem, con#ecção de terraços, dessecação para plantio, gessagem, gradagem niveladora, manutenção de estradas ecarreadores, sistemati"ação do terreno e subsolagem CEigura /.D$ As regiões con2ecidas como de expansão são aquelas que reali"am maior número de operações mecani"adas na etapa de preparo do solo, enquanto que a região %ordeste apresenta
características mais ligadas a operações manuais$ Fal di#erença é explicada pela declividade do terreno, sendo que a região %ordeste apresenta maior declive, impossibilitando assim a entrada de m(quinas em alguns locais$ %o caso das operações manuais, o emprego da mão-de-obra se d( principalmente em tare#as de an(lise de solo, marcação e topogra#ia$ %a região %ordeste é usual o complemento$ $/$5
toneladas de cana-de-açúcar por viagem$ Bs conuntos mais utili"ados na região Hudeste são' Histema XGodotremY, também c2amado de XGomeu e ;ulietaY, no qual um camin2ão cavalo-mec@nico traciona um semi-reboque canavieiro) e o XFremin2ãoY, no qual um camin2ão canavieiro traciona dois reboques CH7TAFB et al, 5..9D$ Bs tipos de reboques e1ou semi-reboques utili"ados variam con#orme a matéria-prima$ 6ara a cana col2ida em (reas com col2eita mecani"ada, é adequada a utili"ação de reboques1semireboques X#ec2adosY$ %estes casos di"-se que é #eito o transporte de cana picada$ ;( em casos onde a matéria-prima é origin(ria de (reas com col2eita manual, são utili"ados reboques1semi-reboques XabertosY$ *i"-se nestes casos que é reali"ado o transporte da cana inteira$
A utili"ação de camin2ões com dois ou tr!s eixos é constatada
principalmente na região %ordeste, com capacidade de carga de /. e / toneladas por viagem, respectivamente$ *evido a características de relevo, utili"a-se ainda, em algumas regiões nordestinas, o uso de animais para o transporte de cana$ B transporte da cana até a unidade processadora é um #ator de extrema import@ncia não só pelo #ato de existir perda de qualidade da matéria-prima durante tal operação, mas também no que se re#ere ao montante dos custos de produção$ %este sentido, a logística e o raio médio do transporte impactam diretamente nos custos, podendo inclusive, inviabili"ar o processo produtivo$ $5 6GB<7HHB 6GB*NFKJB K%*NHFGKAL CAOP
;( o terceiro grupo de operações #ormado pelas atividades de laboratórios, o#icinas e auxiliares são operações de suporte de materiais e serviços para as demais operações industriais$ Bs laboratórios #ornecem serviços de medicação de qualidade de matéria-prima e e#ici!ncia de processos, as o#icinas e auxiliares estão relacionadas +s atividades de reparos e adaptação de equipamentos e de suprimento de materiais e serviços de mão-de-obra para os demais processos produtivos da usina$ %essa etapa além da produção de açúcar 2( como resultado a produção de mel residual, um subproduto rico em concentração de açúcares que não #oram recuperados na #orma de cristais de açúcar$ %as con#igurações industriais brasileiras típicas, produtoras de açúcar e (lcool, o mel residual é uma segunda #onte de matéria-prima do processo de #abricação de (lcool, o último grupo de operações apresentado na parte in#erior direita da Eigura /8$ %a #abricação de (lcool além do mel residual, utili"a também o caldo concentrado vindo do processo de tratamento de caldo$ Hão dois os processos #undamentais da #abricação de (lcool, a #ermentação, ou sea, a trans#ormação de açúcares redutores em (lcool e a destilação com obetivo de separar a mistura de (lcool e (gua gerada no processo anterior$ Jale ressaltar que a #(brica de açúcar pode ser classi#icada como uma indústria de extração, uma ve" que, o açúcar é produ"ido pela nature"a, neste caso, sendo apenas concentrado no processo C*AL &7> et al$, 5..9D$ ;( a destilaria, respons(vel pela produção do (lcool, pode ser classi#icada como uma indústria de trans#ormação, pois o produto #inal ser( obtido através da #ermentação biológica C*AL &7> et al, 5..9D$ Nma apresentação mais detal2ada das operações características do processo de produção de açúcar e (lcool no &rasil é apresentada nos tópicos a seguir$ $5$/ G7<76OSB *A
pagamento de cana aos #ornecedores e para o controle e planeamento dos processos industriais subseqentes$ $5$5 6G76AGB *A
A cana limpa é então lançada em uma
esteira met(lica, na qual passa por um conunto de #acas niveladoras, picadores, sucedido por des#ibrador$ B obetivo das #acas niveladoras é de #a"er com que a alimentação da #ase subseqente sea uni#orme$ B picador e o des#ibrador aumentam a densidade da matéria prima e sua super#ície de contato e assim, aumentar a capacidade de extração do caldo$ Após o des#ibrador através de uma esteira de borrac2a a cana des#ibrada passa por um eletroímã cua #unção é retirar qualquer material #erroso ou magnético que ten2a vindo com a cana e que possa causar algum dano +s estruturas de extração$ $5$ 7ZFGAOSB *B
geralmente com 8 a 9 est(gios de prensagem denominados 2istoricamente de moagem$ 7ste processo alia a pressão mec@nica + embebição com (gua$ B resíduo #inal da moagem é o bagaço que tipicamente é direcionado para um depósito, para ser utili"ado como combustível no processo de produção de vapor$ Q relevante ressaltar que no processo de extração ocorre uma perda de açúcares que não conseguem ser removidos das células da cana de açúcar e que não são recuperados no caldo de cana, pois permanecem #ixados no bagaço$ &oa parte dessas perdas ocorre em #unção da perda de e#ici!ncia dos equipamentos que ao entrarem em contato direto com a cana, so#rem desgastes por atrito e abrasão$ Nma #orma comum de evitar a perda de e#ici!ncia de moagem é o uso de eletrodos especiais Cbase, sobre-base, laterais e picotesD para o revestimento da super#ície dos equipamentos que entram em contato com a cana$ Além disso,também é comum a ocorr!ncia de perdas devido + decomposição dos açúcares redutores por microorganismos ou eventuais va"amentos$ 7ntretanto, essas perdas são de di#ícil mensuração e geralmente são denominadas Xperdas indeterminadasY, sendo calculadas como o saldo #inal da di#erença entre os açúcares totais da cana inicialmente processada e a soma dos açúcares total dos produtos com as perdas industriais medidas$ $5$8 FGAFA>7%FB *B
di#icultam a decantação das impure"as mais leves$ B caldo segue para o decantador para separação das impure"as$ A ação #ísica de decantação é acelerada pela adição química de polímeros e (cido #os#órico que aglutinam e aumentam o peso das impure"as suspensas, precipitando-as mais rapidamente$ B caldo, agora c2amado de caldo clari#icado segue para os processos seguintes de produção de açúcar e de (lcool$ ;( as impure"as #ormam o lodo, que é posteriormente tratado em #iltros e1ou prensas para se reaver parte dos resíduos de açúcar ainda presentes nessa material$ et al, 5..9D$ $5$ 7JA6BGAOSB B caldo clari#icado, resultado do tratamento de caldo é aquecido novamente e segue para a etapa de evaporação, reali"ada por meio de conunto de evaporadores Cgeralmente a v(cuoD dimensionados para concentrar os sólidos para as etapas seguintes$ Teralmente, na produção de (lcool, o caldo clari#icado passa apenas um conunto de simples de evaporadores, austado para obtenção de uma concentração de /3? de sólidos a #im de otimi"ar a e#ici!ncia da #ermentação$ 7m alguns casos, o caldo clari#icado, pode não passar pela etapa de evaporação e ser misturado apenas com o mel residual resultante da produção do açúcar$ %este procedimento, ( é possível atingir a concentração de /3? de sólidos$ 6ara a produção de açúcar, o caldo clari#icado passa por conunto de evaporadores, geralmente , até atingir uma concentração de 9? de sólidos, ideal para o início do processo de co"imento nas #(bricas de açúcar$ %a #ase de evaporação, é comum a ocorr!ncia de perdas de açúcar por arraste na evaporação e a decomposição dos açúcares redutores devido a altas temperaturas$ 6or essas perdas serem de di#ícil determinação elas também são classi#icadas como perdas indeterminadas$ Após o processo de evaporação, o caldo passa a ser c2amado de xarope, Xnome usado para o caldo concentrado na saída da evaporação destinado a #(brica de açúcarY C*AL &7> et
al, 5..9D$ 6ara a obtenção do açúcar, ainda é necess(rio se passar pelas #ases de co"imento, centri#ugação e secagem$ $5$9 EI&GK
gerar economias na evaporação e concentração de caldo para a #ermentação$ %as con#igurações industriais ainda típicas do %ordeste brasileiro, que possui incentivos comerciais de cotas de exportação de açúcar, ainda é mais comum a utili"ação de tr!s massas de co"imento$ B mel da massa & ainda volta para um terceiro co"imento e repetição das operações de cristali"ação e centri#ugação para então se separar o mel residual dos cristais de açúcar$ 7sse mel é esgotado até praticamente o limite de recuperação de açúcares na #(brica de açúcar, para só então ser destinado + #(brica de (lcool$ Bs produtos #inais desse processo são, portanto, os cristais de açúcar e o mel residual$ Bs cristais de açúcar são produtos com alta umidade e temperatura$ 7%FAOSB A #ermentação é a operação mais complexa e importante da #abricação do (lcool$ %esse processo ocorre a trans#ormação do AGF caldo de cana em (lcool, por meio de leveduras, as quais reali"am a trans#ormação química das moléculas de açúcar em moléculas de (lcool$ A primeira etapa necess(ria na operação de #ermentação consiste na preparação da matéria-prima, ou preparo do mosto, resultante da mistura de caldo concentrado vindo do tratamento de caldo, do mel residual vindo da #(brica de açúcar e eventualmente de (gua$ 7sta mistura é reali"ada de #orma que seam proporcionadas boas condições de controle de contaminação biológica, temperatura e concentração de açúcares para a #ermentação$ Além do preparo da matéria-prima, é necess(rio o preparo do agente de #ermentação, na operação c2amada de preparo do #ermento$ %o processo mais comumente utili"ado na indústria sucroalcooleira do &rasil, a levedura, antes de ser adicionada ao mosto, recebe um tratamento com o obetivo de inibir a contaminação bacteriana Ccompetidores por açúcarD no #ermento e criar condições de produção mais e#icientes +s leveduras$ 7ste tratamento consiste em uma diluição
com
(gua,
adição
de
(cido
sul#úrico
e1ou
de
tratamento
bactericidaCantibióticosD$ 7sta suspensão de #ermento diluído e acidi#icada é con2ecida popularmente como pé-de-cuba e permanece em agitação de uma 2ora a tr!s 2oras$ B mosto e o pé-de-cuba são então condu"idos +s dornas CtanquesD de #ermentação, onde
são misturados na proporção 5'/$ *epois de aproximadamente sete 2oras de processo de #ermentação, a mistura inicial trans#orma-se em uma mistura de vin2o, com solução líquida de concentração volumétrica entre :? e /.? de (lcool, e leveduras$ 7ssa mistura de vin2o e leveduras é então levada +s centrí#ugas que separam o vin2o das leveduras, que são então recuperadas e condu"idas ao preparo do #ermento para serem reaproveitadas nos ciclos de #ermentação subseqentes$ Gecentemente, o excesso de leveduras é retirado e processado para ser usado como #onte de proteína para ração animal$ ;( o vin2o resultante, composto basicamente por (lcool e (gua, é bombeamento para as colunas de destilação onde ocorrer( a separação do (lcool etílico, (gua, além de outros compostos, gases e impure"as$ %o processo de #ermentação ocorre a maior perda industrial da produção de (lcool$ A e#ici!ncia típica da reação de trans#ormação de AGF em (lcool na indústria brasileira situa-se na #aixa de 3? a 0.?$ Bu sea, aproximadamente /.? a /? do total de AGF que potencialmente poderia ser trans#ormado em (lcool, não é recuperado$
$5$3 *7HFKLAOSB B processo #ísico de destilação possui a #inalidade de reali"ar a separação de misturas 2omog!neas composta por líquidos com di#erentes pontos de ebulição$ %o caso da destilação para separação dos elementos do vin2o, o (lcool possui o ponto de ebulição in#erior aos demais componentes da mistura aquosa, evaporando, portanto, com mais #acilidade$
usinas que após a destilação é condensado em trocadores de calor para voltar + #orma líquida, sendo então arma"enado em tanques para a venda como combustível$ ;( a vin2aça é um mistura de (gua, sais e resíduos de alcoóis extraídos do vin2o e que na saída das colunas de destilação é condensado para ser aproveitado como #ertili"ante no campo, uma ve" que é rico em pot(ssio$ A vin2aça é também uma importante #onte de perdas na produção de (lcool, ( que carrega consigo uma pequena quantidade de teores de (lcool$ 7m geral, para cada litro de A7U< produ"ido se produ" quase /. litros de vin2aça, sendo que a proporção exata entre (lcool e vin2aça produ"ida varia con#orme a concentração alcoólica inicial do vin2o que c2ega a destilaria$ Butro produto importante no &rasil é o (lcool etílico anidro carburante CA7A7TD, c2amados de desidratantes$ 7sses produtos possuem a capacidade alterar os pontos de ebulição da mistura #inal, permitindo a separação do (lcool da mistura de (gua e desidratante em uma nova coluna de destilação, a c2amada coluna de desidratação$ Após a separação do A7A< a mistura é enviada a uma coluna de destilação de recuperação em que se separada o desidratante da (gua, sendo o primeiro reaproveitado em outro ciclo de desidratação alcoólica$ Butra tecnologia de desidratação que tem sido utili"ada no &rasil é a separação #ísica das moléculas de (gua das moléculas de (lcool, através de uma peneira molecular$ %esse processo o (lcool é vapori"ado e enviado +s colunas de desidratação, que contém em seu interior uma série de pequenos elementos revestidos por uma resina denominada "eolita, que contém uma rede de micro-poros, que reali"am o processo #ísico semel2ante ao peneiramento$ Bs micro-poros da "eolita permitem a passagem das moléculas de (gua Cmenores que o micro-poroD para a parte da interna da resina, enquanto as moléculas de (lcool Cmaiores que omicro-poroD seguem seu #luxo #ora da resina$ *essa #orma, os vapores de (lcool separados dos de (gua são retirados da coluna de desidratação e posteriormente condensados na #orma de (lcool anidro$ Após a retirada do (lcool é reali"ada a regeneração da "eolita, que
consiste na aplicação de v(cuo para remoção dos vapores de (gua da parte interna dos micro-poros das resinas e sua conseqente retirada da coluna de desidratação$ B A7A< ( na sua #orma líquida é levado aos tanques de arma"enamento$ B produto destinado a comerciali"ação no mercado brasileiro, na #inali"ação do seu processo de produção, por questões de legislação, deve ter adicionado na sua composição um corante de cor larana$ A #unção desse corante é di#erenciar o A7A< do A7U<, de #orma a #acilitar a #iscali"ação tribut(ria dos dois produtos$ $5$0 7HFAOSB *7 FGAFA>7%FB *7 ITNA %a estação de tratamento de (gua da indústria sucroalcooleira é #eita a captação da (gua dos rios, tratamento para eliminação de impure"as mais simples e desminerali"ação para uso de (gua em caldeiras$ Após a captação da (gua, o tratamento geralmente inicia- se com a remoção dos metais presentes na (gua = principalmente mangan!s e #erro = ao se adicionar cloro ou material semel2ante, que tornam os metais insolúveis na (gua$ A próxima #ase consiste na coagulação na qual ser( adicionando dosagem de sul#ato de alumínio ou cloreto #érrico, que irão aglomerar a sueira, #ormando #locos$ Adiciona-se também cal, com intuito de manter o pU da (gua neutro$ %a #loculação, que é a etapa seguinte, a (gua é movimentada, aumentando de volume, peso e consist!ncia$ Assim sendo, na próxima #ase = a decantação = os #locos #ormados anteriormente separam-se da (gua, sedimentando-se nos #undo dos tanques$ %o entanto, algumas impure"as ainda permanecem na (gua, #a"endo com que sea necess(rio a passagem da (gua por #iltros constituídos por camadas de areia ou areia suportada por cascal2os$ 7m geral, esse tratamento é su#iciente para o uso da (gua na maior parte dos processos industriais da usina$ 6ara o caso especí#ico de uso em caldeiras, 2( a necessidade de remoção dos sais minerais presentes na (gua, o que é #eito por meio da desminerali"ação que é a passagem da (gua por um sistema de membranas, que retém os minerais$
$5$/. T7GAOSB *7 JA6BG 7 7L7FGK
A etapa de geração de vapor consiste no aproveitamento do bagaço como combustível b(sico da usina para o aquecimento da (gua obtida do tratamento de (gua e sua trans#ormação em vapor$ 7ste processo é #eito com a utili"ação de caldeiras, equipamentos onde o calor gerado na combustão CqueimaD do bagaço é transmitido + (gua trans#ormando-a em vapor$ %as caldeiras o vapor é gerado em alta pressão, que variam de / 4g#1cm[ a 9 4g#1cm[$ 7sses vapores são então utili"ados para o acionamento de turbinas, onde existe a trans#ormação de energia térmica em mec@nica$ %as usinas, as turbinas a vapor geralmente são respons(veis pelo acionamento de picadores, des#ibradores, moendas, bombas de captação de (gua assim como o acionamento de geradores para a produção de eletricidade necess(ria no processo de #abricação de (lcool e açúcar$ %a trans#ormação da energia térmica em mec@nica o vapor de alta pressão transmite parte de sua energia aos acionamentos mec@nicos da turbina e outra parte d( origem a um vapor com menor energia térmica, ou sea, menor pressão e temperatura$ 7sse vapor, também c2amado vapor de escape ou de processo, que possui pressão de aproximadamente /, 4g#1cm[, é usado nos processos de evaporação de caldo, co"imento de massas e destilação da usina de açúcar e (lcool$ B sistema de geração de energia térmica e mec@nica a partir do vapor produ"ido da queima do bagaço de cana #a" com que o rendimento energético das usinas alcance valores da ordem de 0.?$ Nma tend!ncia tecnológica recente para o mel2or aproveitamento energético tem sido a substituição dos acionamentos reali"ados por turbinas por acionamentos via motores elétricos, que podem trabal2ar com mel2ores níveis de consumo de energia$ B aumento da demanda de eletricidade dos motores elétricos, também contribui para o aumento dos geradores de eletricidade, os quais conseguem, em #unção da escala, trabal2ar em #aixas de maior e#ici!ncia$ Adicionalmente, a menor utili"ação de turbinas pode contribuir para a simpli#icação do circuito de recirculação de (gua e vapor nas caldeiras$ Butra tend!ncia temsido a adoção de turbinas de condensação, em que a trans#ormação da energia térmica em mec@nica é mais e#iciente$ A geração de eletricidade das unidades industriais brasileiras típicas possui pot!ncia de geração de eletricidade variando entre e / >\$ 6ara suprir o consumo industrial, são necess(rios aproximadamente /5 4\2 por tonelada de cana moída C>A<7*B, 5../D$ Assim sendo, tem sido comum o aproveitamento energético do bagaço de cana para a geração de excedente de eletricidade, que é destinado para as
(reas agrícolas das usinas, principalmente para operação de sistemas de irrigação e, ou para a comerciali"ação no mercado de energia elétrica$ $5$// LA&BGAF]GKBH %o laboratório da usina são #eitas as an(lises das amostras que determinam todas as e#ici!ncias dos processos industriais, iniciando-se pela qualidade da matéria-prima, que in#lui diretamente na composição dos custos industriais$ Habe-se que o pagamento da cana é #eito de acordo com a qualidade, que pode ser mensurada por meio de alguns par@metros, entre os quais se destacam' o teor de sacarose na cana C6BLD, pure"a da cana, teor de #ibra da cana, açúcares redutores CAGD presentes na cana e açúcares redutores totais da cana CAGFD$ As de#inições desses par@metros são' •
6BL ou 6< da
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considerado na avaliação da qualidade da cana para seu pagamento$ A 6BL da cana signi#ica a quantidade de açúcares da cana que podem ser diretamente cristali"ados para se tornarem o produto açúcar$ A época de col2eita, variedade de cana e condições clim(ticas inter#erem diretamente na qualidade da
•
cana, principalmente devido + relação entre 6BL e AG$ 6ure"a da cana' Q a porcentagem de sacarose contida nos sólidos solúveis totais da cana, sendo que quanto maior a pure"a Cporcentagem de sacaroseD, mel2or é a
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qualidade da matéria-prima$ Eibra' Eração dos colmos de cana insolúvel em (gua$ A #ibra da cana inter#ere na e#ici!ncia da extração pela moenda, sendo que quanto maior a quantidade de
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#ibra, menor a e#ici!ncia de extração$ AG = Açúcares Gedutores' são basicamente glicoses e #rutoses, sendo também c2amados de açúcares invertidos$ %a produção de açúcar não são aproveitados sendo inclusive preudiciais ( que a#etam diretamente na pure"a e em reações que alteram a cor do produto$ ;( na produção de (lcool são matérias-primas que compõem o grupo de sólidos solúveis da cana #ermentescíveis, logo podem ser trans#ormados em etanol$ Muando ocorrem em teores elevados, os açúcares redutores evidenciam um est(gio de menor maturação da matéria-prima ou Xcana verdeY$ A quanti#icação de AG na cana geralmente é estimada nos laboratórios em #unção das equações de correlação desse par@metro com a 6BL
•
e a #ibra da cana$ AGF = Açúcares Gedutores Fotais' Gepresenta a quantidade total de açúcares da cana Csacarose, glicose e #rutoseD$ B con2ecimento do AGF é importante para
avaliação da qualidade da matéria-prima, principalmente aquela destinada + produção de (lcool$ %o laboratório é reali"ada ainda outra importante #unção' controle de e#ici!ncia produtiva re#erente + mensuração e gerenciamento das perdas industriais$ Bs principais pontos de perdas ocorrem nas c2amadas perdas industriais comuns Cperdas ocorridas nas operações de produção comum ao açúcar e ao (lcoolDe nas perdas ocorridas na #abricação do (lcool$ ;( as perdas na #abricação de açúcar são pouco signi#icantes se comparadas +s anteriores, uma ve" que o, o mel #inal, que se constitui na maior perda, é totalmente reaproveitado como matéria-prima na destilaria$ As perdas industriais comuns são geralmente medidas nas unidades industriais na lavagem da cana, extração de caldo, torta de #iltro e as perdas indeterminadas do processo industrial$ Além disso, coletam-se in#ormações sobre as perdas na #ermentação e destilação as quais são determinadas indiretamente via as e#ici!ncias industriais desses dois processos$ As perdas de lavagem de cana, bagaço e torta geralmente são medidas nos laboratórios via mensuração do total de resíduos resultantes C(gua de lavagem, bagaço e tortaD e seus respectivos teores médios de açúcar, os quais são estimados pela porcentagem de 6BL, em algumas amostras$
As perdas indeterminadas são calculadas a partir de um #ec2amento de contas, ou sea, um valor que leve a igualdade entre o valor inicial de AGF da cana e a soma dos valores do AGF dos produtos e o AGF das perdas industriais$ 7m geral, as perdas indeterminadas se re#erem a erros de amostragens e medições, assim como perdas não medidas nos processos industriais$ %a etapa industrial de produção de açúcar, (lcool e subprodutos, podemos ter uma visão geral de todas as atividades diretas de produção descritas nesta seção dos processos de recepção de cana, lavagem da cana, preparo da cana, extração do caldo Cem moendasD, geração de vapor, tratamento de caldo, #abricação de açúcar e #abricação de (lcool$ 6odemos perceber também outras atividades peri#éricas, como o tratamento de (gua para as caldeiras, o res#riamento de (gua de processo, o arma"enamento dos produtos e de tipo de transporte utili"ado para movimentar os produto e subprodutos$
Prod%ção de &lcool et'lico da Cana!de!aç"car B (lcool etílico é um dos combustíveis mais utili"ados atualmente$ >as até c2egar aos postos de abastecimento, o camin2o a ser percorrido é bastante longo e envolve muitos custos, tecnologia e pessoal quali#icado$ A cana-de-açúcar é a matéria prima para a produção do (lcool no &rasil$ 7la é muito cultivada no &rasil tanto para a obtenção do combustível, quanto para a produção de açúcar$ Após a col2eita da cana madura, rica em açúcares e com pouca (gua, é reali"ado um processo de pesagem e posterior limpe"a, retirando impure"as, como a terra aderida e até mesmo insetos$ %o passo seguinte, a cana ser( picada e moída v(rias ve"es, obtendo-se assim o maior volume do conteúdo tecidual CcaldoD da planta, constituído em grande parte de líquido adocicado, com partes sólidas suspensas no meio$ B que sobra da cana resultante deste ciclo é denominado bagaço, o qual tem v(rias utilidades$ Nma das aplicações atuais do bagaço é a queima em caldeiras, gerando vapor que aciona geradores, produ"indo energia elétrica utili"ada nas próprias usinas para o #uncionamento das m(quinas Cexemplo' para triturar e moer a cana, entre outrasD$ A energia que sobra da queima do bagaço é muitas ve"es vendida para abastecer o mercado de energia$ B bagaço pode também retornar ao campo como cobertura do solo ou servir para alimentação animal$ A partir da coleta do caldo ocorrem v(rias etapas' aquecimento Cpara eliminar parte dos microrganismos presentes e dar início +concentração do açúcarD, decantação Cpara a
retirada dos sólidos em suspensãoD, evaporação Caté atingir a concentração ideal de açúcar ou &GKZ que a levedura precisa para produ"ir etanolD, #ermentação Cadição da levedura ao caldo e trans#ormação do açúcar em (lcool, que agora se c2ama mostoD e centri#ugação Cpara separar as células das leveduras do caldo #ermentadoD$ As células da levedura serão aproveitadas para nova #ermentação CrecicloD e o caldo #ermentado livre de células e contendo (lcool passa pelo processo de destilação para a obtenção do etanol$ Q na #ermentação que se obtém o etanol a partir do açúcar, tare#a reali"ada por uma levedura do g!nero Hacc2aromRces$ 6ara ser considerada uma boa levedura desse processo, ela deve apresentar algumas características' capacidade de resistir aos outros micro-organismos competidores que invadem o processo #ermentativo) estabilidade de rendimento) velocidade de #ermentação Cmedida através da quantidade de açúcares #ermentados por certa quantidade de leveduras em um determinado tempoD e toler@ncia ao (lcool que elas mesmas produ"em$ 6ara cada tonelada de cana utili"ada na produção de (lcool são gerados cerca de 53. 4g de bagaço, o qual pode ser utili"ado de v(rias maneiras, con#orme descrito acima$ Atualmente, existem v(rias pesquisas em andamento que buscam produ"ir mais (lcool a partir do bagaço$6rocessos de #abricação do (lcool
5$/$/ Gecepção *e acordo com 6A^%7 C/030D na recepção a cana é pesada, em seguida é retirada uma amostra para veri#icação do teor de açúcar$ 5$/$5 Limpe"a da cana 6A^%7 C/030D também in#orma que as etapas essenciais na limpe"a e#etiva da cana col2ida manualmente são' /- Abertura do #eixe' 7st( ação é geralmente e#etuada para #acilitar a limpe"a$ 5- Gemoção de pedras, seixos e areia' A limpe"a da cana para retirada dessas impure"as é #eita através de ban2o 2idr(ulico$ - Lavagem' %esse processo a cana é lavada em uma esteira por um #luxo turbulento de (gua eliminando a terra pelas ran2uras da rampa) 8- Gemoção de impure"as #ibrosas' A redução de ponteiros, #ol2as e raí"es é #eita por meio de rolos eliminadores de impure"as$ A cana col2ida mecanicamente segue diretamente para o picador$ 5$/$ 6reparo para moagem ou di#usão Hegundo
através dos picadores e rompimento da estrutura da cana através dos des#ibradores, #acilitando a extração do caldo e moagem$ 5$/$8 7xtração do caldo Hegundo ALg, _, %aD e modi#icar o pU$ 7xistem cinco métodos utili"ados no processo de clari#icação do caldo de cana$ 7les são os seguintes' /$
evaporação é cerca de 3.? em peso do caldo ou aproximadamente :. = 3.? do peso da cana$ 5$/$:
5$/$// Eermentação AL
separando-as$ A operação é reali"ada com auxílio de sete colunas distribuídas em quatro troncos$ %a primeira parte do processo são utili"adas tr!s colunas superpostas, onde o etanol é separado do vin2o inicialmente com : a /.`TL$ 7ste tronco de destilação elimina também as impure"as Césteres e aldeídosD$ B vin2o é alimentado no topo da primeira coluna e desce pelas bandeas sobre epuração, sendo a #legma retirada e enviada para outra coluna$ Bs vol(teis, principalmente ésteres e aldeídos, são concentrados em outra coluna e também condensados através de condensadores, passando por outra coluna e saindo como (lcool de segunda com graduação de aproximadamente 05`TL$ Nma coluna tem por #inalidade esgotar a maior quantidade possível de (lcool do seu produto de #undo, que é denominado vin2aça$ A vin2aça, retirada em uma proporção aproximada de / litros para cada litro de (lcool produ"ido$
Nma das colunas concentra a #legma a uma graduação de
aproximadamente 09TL e puri#ica-a retirando as impure"as que a acompan2am, como (lcoois 2omólogos superiores, aldeídos, ésteres, aminas, (cidos e bases$ A #legma é alimentada nessa coluna, onde é concentrada e puri#icada, sendo retirada, sob a #orma de (lcool 2idratado, duas bandeas abaixo do topo da coluna$ Bs vol(teis retirados no topo da segunda coluna passam por uma seq!ncia de condensadores onde parte do calor é recuperado pelo vin2o, uma #ração do condensado é reciclada e outra retirada como (lcool de 5$ *o #undo da coluna & é retirada uma solução aquosa c2amada #legmaça, que #oi esgotada e que pode ser reciclada no processo ou eliminada$ Bs (lcoois 2omólogos superiores, denominados óleos #úsel e alto, são retirados de bandeas próximas + entrada da #legma$ B óleo alto retorna + dorna volante e o óleo #úsel é res#riado, lavado, decantado e arma"enado para posterior comerciali"ação$ B (lcool 2idratado resultante desses processos é uma mistura bin(ria (lcool-(gua que atinge um teor da ordem de 09`TL, podendo ser comerciali"ado desta #orma ou passar por desidratação' 5$/$/ Arma"enagem Fanto o (lcool 2idratado, como o (lcool anidro são res#riados na saída das colunas, e são enviados para o tanque de medição e posteriormente bombeados para os tanques de arma"enamento, onde aguardam sua comerciali"ação e posterior remoção por camin2ões$ 5$5 Fipos de Ilcool *e acordo com LB67 C5..0D existem cinco tipos de (lcool'
-Ilcool 2idratado carburante' Q o (lcool a 05. TL C05? de (lcool 3? de (guaD utili"ado como combustível direto nos veículos com motores movidos + (lcool$ -Ilcool anidro' Q o (lcool a 00$9. TL C00$9? de (lcool .$8? de (guaD utili"ado como aditivo aos combustíveis$ Atualmente a gasolina brasileira possui 58? de (lcool anidro$ -Ilcool anidro especial' Q o mesmo (lcool do item anterior, porém isento de contaminantes Cben"eno e ciclo-2exanoD, produ"ido através do processo de peneira molecular$ -Ilcool re#inado e neutro' Q o (lcool neutro de impure"as, com pouco odor$ 6or ser mais barato que o (lcool extra neutro, é utili"ado pelas indústrias de bebidas e cosméticos populares$ -Ilcool extra neutro' Q o mais puro (lcool, não inter#ere em aromas ou sabores, é utili"ado na elaboração de bebidas, cosméticos e produtos #armac!uticos$ 5$ Gesíduos resultantes do sistema de produção do (lcool Hegundo LB67 C5..0D e AL
pot(ssio, c(lcio, magnésio e enxo#reD e matéria org@nica, principalmente proteínas e lipídios$ 5$8 Aspectos microbiológicos Hegundo ALétodo do densímetro de vidro$ bD *eterminação do teor de resíduo por evaporação$ cD *eterminação da acide" total$ dD *eterminação da concentração de sódio - >étodo da #otometria de c2ama$ eD *eterminação da condutividade elétrica$ #D *eterminação do pU - >étodo potenciométrico$ gD *eterminação da concentração de cloreto e sul#ato - >étodo da cromatogra#ia de íons$ 2D *eterminação da concentração de #erro e cobre - >étodo da espectro#otometria de absorção atômica$ iD *eterminação do teor de gasolina$
D *eterminação do teor de (gua - >étodo volumétrico de _arl Eisc2er 4D *eterminação da massa especí#ica e do teor alcoólico - >étodo da densimetria eletrônica$ 7 ainda para o etanol anidro combustível e do etanol 2idratado combustível, destinados + utili"ação como re#er!ncias nos ensaios de avaliação de consumo de combustível e emissões veiculares para 2omologação de veículos automotores existem os seguintes par@metros previstos pelo 7AG e pelo 7UG$ aD assa especí#ica a 5.<' B m(ximo deve :0/, 4g1m$ eD Feor alcoólico' ? mínima por volume de 00,9 ou por massa de 00,$ #D 6otencial 2idrogeniônico CpUD a 5.<' 9,. a 3,.$ gD Feor de aldeídos' %o m(ximo 9.mg1L, o teste é #eito por
A cadeia prod%ti$a do aç"car
B processo de #abricação de açúcar visa, de #orma resumida, + extração do caldo contido na cana, seu preparo e XconcentraçãoY, culminando com os v(rios tipos de açúcares con2ecidos, como' demerara, mascavo, cristal, re#inado, líquido, JU6, etc$ *entro desse processo de #abricação, podemos classi#icar uma usina de açúcar como uma indústria de extração, uma ve" que o açúcar ( é produ"ido pela nature"a, através da cana, sendo somente concentrado no processo, nas suas v(rias modalidades$ A produção est( inserida em (rea agrícola e industrial, estando sueita +s condições ambientais, em primeiro lugar, que in#luenciam de #orma dram(tica a qualidade da matéria-prima, provocando ampla variação de seus par@metros técnicos e de #ornecimento$ 7m segundo lugar, a produção apresenta elevado grau de complexidade, pois envolve equipamentos dos mais variados tipos e taman2os, geração de energia e processos químicos e #ísicos$ 7sse ambiente, somado + variação do mercado, exige dos pro#issionais constantes ações de inter#er!ncia no processo que, não tendo o con2ecimento r(pido e preciso do seu e#eito nos produtos #inais, incorrem em subaproveitamento de equipamentos, perda de e#ici!ncia e sub#aturamento$ %este elo de #abricação, destacam-se o açúcar destinado diretamente ao consumo 2umano, como também direcionado ao setor da indústria alimentícia$ A menor parcela do açúcar brasileiro é destinada ao mercado interno C:?D, distribuído para as indústrias de atacado e vareo$ %o caso do mercado externo, o açúcar é exportado tipo JerR Uig2t 6olari"ation CJU6D, que é utili"ado como insumo no processo de re#inação$ B mercado de açúcar atende ao comércio atacadista que, por conseguinte, distribuir( o produto para o comércio vareista e indústria de alimentos que, por #im, destinar( o produto ao consumidor #inal$ As empresas do setor agroindustrial brasileiro v!m se deparando com uma nova realidade do mercado, no qual as exig!ncias por menores custos, di#erenciação de produtos, con#iabilidade e redução dos pra"os de entrega, mel2oria no controle de qualidade e da #lexibilidade para a diversi#icação produtiva, t!m propiciado a implementação de mudanças provenientes da necessidade da inovação tecnológica e organi"acional$ Fipos de açúcar %o &rasil, os dois tipos de açúcar mais #abricados em escala industrial são o açúcar cristal branco e o açúcar demerara$
B açúcar cristal branco caracteri"a-se por ser um açúcar de alta polari"ação C00,`H a 00,0`HD$ B processo utili"ado na sua produção utili"a um sistema de clari#icação mais e#iciente do que o empregado para a produção do açúcar demerara$ A polari"ação é a porcentagem em massa da sacarose aparente contida em uma solução açucarada, determinada pelo desvio da lu" polari"ada ao atravessar esta solução$ As rotações na escala são designadas como graus sacarimétricosCHD ou desvio polarimétrico *5.$ *e acordo com a Knternational et2odso# Hugar AnalRsis CKHAD, uma solução normal de sacarose quimicamente pura corresponde a /..H, sendo a base de calibração do sacarímetro$ /..H correspondem a um desvio polarimétrico de C8,95. h .,..5D<, a 5.<, no j 30,5 nm Cl@mpada de sódioD$ B açúcar demerara se caracteri"a por apresentar cristais envoltos por uma película aderente de mel, o que l2e con#ere uma menor polari"ação C09,`H a 03,`HD$ A di#erença b(sica entre os dois processos situa-se na #ase de clari#icação do caldo$ 6ara o açúcar demerara, a clari#icação é reali"ada empregando-se apenas leite de cal, enquanto que para o açúcar cristal branco, são empregados leite de cal e anidrido sul#uroso$ B anidrido sul#uroso é obtido por meio da combustão de enxo#re mineral$ Além do açúcar cristal branco e o demerara v(rios tipos de açúcar são encontrados no mercado, tanto na #orma sólida como na #orma líquida$ B açúcar sólido é um composto org@nico cua denominação química é sacarose$ 7le pode ser produ"ido na #orma cristal ou re#inado$ B açúcar líquido trata-se de um produto com o mesmo per#il de sabor e poder adoçante do açúcar sólido comum sendo, por esses motivos, altamente requisitado pelas indústrias produtoras de bebidas carbonatadas$
ipo# de aç"care# #(lido# /- Açúcar re#inado granulado 6uro, sem corantes, baixo teor de umidade ou empedramento e com cristais bem de#inidos e granulometria 2omog!nea$ Q mais usado na indústria #armac!utica, em con#eitos, xaropes de alta transpar!ncia e em misturas secas$
- Açúcar demerara 6roduto de cor escura, que não passou pelo re#ino$ Bs cristais cont!m melaço e mel residual da própria cana-de-açúcar$
Q elaborado a partir de dois tipos de açúcares' cristal e granulado$ Q adicionado de corantes alimentícios para obtenção de di#erentes cores$ //$/ Fipos de açúcares líquidos //$5 Zarope de açúcar invertido B açúcar líquido invertido é um adoçante natural constituído pela mistura de glicose, #rutose e sacarose$ 6ode ser produ"ido a partir de inversão (cida, inversão en"im(tica e inversão catiônica CresinasD$ Apresenta-se na #orma líquida em uma solução límpida e ligeiramente amarelada, com odor e sabor característicos e com alto poder adoçante$ 7m geral, possui concentração de :9 a :3? de açúcar sólido diluído C&rixD$ 6ossui um alto grau de resist!ncia + contaminação microbiológica$ *e poder umectante e anticristali"ante, é utili"ado na indústria alimentícia, principalmente para a produção de bebidas$ //$- Zarope simples ou açúcar líquido B açúcar líquido é um adoçante natural de sacarose apresentado na #orma líquida em uma solução inodora, límpida e cristalina, obtido pela dissolução de açúcar sólido em (gua, com posterior puri#icação e descoloração, o que garante a esse produto alta transpar!ncia e limpide"$ Q usado pela indústria #armac!utica e alimentícia, aplicado onde a aus!ncia de cor é essencial, como bebidas claras, balas e outros con#eitos$
)%alidade do aç"car HAD, teor de dióxido de enxo#re, teor de umidade e teor de #erro$ •
Feor de sacarose %a an(lise deste par@metro, é veri#icada a pure"a do produto, que est( rela-
cionada + sua capacidade de adoçar$ >enor teor de sacarose indica a presença de açúcares redutores Cglicose e #rutoseD, dextrana, amido e cin"as$ A especi#icação varia de 03, a 00,3? dependendo do tipo de açúcar sólido$
•
Gesíduo mineral #ixo B ensaio de resíduo mineral #ixo ou teor de cin"as, como também é con2ecido,
veri#ica o teor de impure"as Cterra, areia, etc$D existentes na composição do produto que, geralmente são provenientes da col2eita da cana-de-açúcar$ A não con#ormidade neste ensaio, no caso de serem encontrados valores acima do limite da legislação, pode representar alteração das características sensoriais do produto, con#erindo-l2e uma coloração mais escura e aspecto arenoso$ A especi#icação varia de .,.8 a .,5?$ •
*extrana Q um polissacarídeo de alto peso molecular, #ormado pela deterioração
microbiológica da cana$ Hua presença altera a pol do açúcar e alonga os cristais de açúcar$ 6rovoca o aumento da viscosidade das soluções açucaradas e redu" a taxa de #iltração, além de a#etar o empacotamento e arma"enagem do açúcar por mudança de densidade aparente$ Muando presente na produção de bebidas pode provocar turbide", e em balas altera a etapa de cristali"ação, enquanto em geléias pode alterar a consist!ncia$ •
Vndice de cor CKHAD 7sta an(lise veri#ica se a coloração do produto est( de acordo com a classi#ica-
ção utili"ada pelo #abricante no rótulo do produto$ B termo KHA re#ere-se + étodos Nni#ormes de An(lise de Açúcar$ Muanto mais baixo esse índice, mais claro, ou mais branco, é o açúcar$ k medida que esse índice aumenta, o açúcar vai adquirindo uma coloração mais escura$ A coloração do açúcar est( diretamente relacionada' ao número de partículas carboni"adas presentes, o que representa #al2a na 2igieni"ação do equipamento que entra em contato com o produto, uma ve" que tais partículas são arrastadas durante o processo de #abricação) e ao taman2o dessas partículas, ou sea, quanto menores as partículas, mais branco é o açúcar e vice-versa$ Nm açúcar de cor mais escura na produção de alimentos pode alterar além da cor, o sabor e o aroma dos produtos$ A especi#icação varia de in#erior a 8 a in#erior a /5.$ •
Feor de dióxido de enxo#re 7sse ensaio veri#ica a exist!ncia de resíduos de dióxido de enxo#re CHB5D no
açúcar re#inado$ B dióxido de enxo#re é adicionado durante a etapa de clari#icação do
açúcar$ 7ste método é utili"ado para o branqueamento do melado da cana, de coloração escura$ 7ntretanto, esse aditivo deve ser eliminado, dentro de limites toler(veis, até o #inal do processo, pois, traços residuais de enxo#re podem ocasionar alterações sensoriais do produto, principalmente, de sabor e odor, além de reações alérgicas e dores de cabeça, no caso de concentrações maiores$
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Feor de umidade B ensaio de teor de umidade veri#ica a quantidade de (gua presente no produto$
B açúcar, dada a sua baixíssima atividade de (gua, é classi#icado como produto est(vel microbiologicamente$ *a presença de (gua neste produto decorre o empedramento, ocasionado pela aglomeração dos cristais, o que di#iculta o seu uso$ A especi#icação varia de .,.8 a .,8?$ •
Feor de #erro 7ste ensaio veri#ica a presença deste elemento na composição do produto$ B
#erro é considerado como contaminante natural de produtos de origem vegetal, dada a sua presença no solo onde a matéria-prima é plantada$ 7ntretanto, sua presença também pode estar relacionada + m( conservação dos equipamentos C#errugemD, podendo contaminar o produto através do contato, sea durante a col2eita, sea durante o processamento da cana$ A contaminação por #erro em grandes concentrações é #acilmente perceptível, pois altera o sabor do produto$ Além disso, pode causar reações g(stricas como, por exemplo, acide" estomacal$ A especi#icação é de no m(ximo /. mg14g para açúcar extra, especial ou superior$
Caracter'#tica# micro*iol(+ica# As an(lises avaliam a con#ormidade do produto em relação a contagem de bolores e leveduras' m(ximo de /. NET1g e salmonela' aus!ncia em 5 g$ B açúcar re#inado é classi#icado como produto alimentício microbiologicamente est(vel, ou sea, a incid!ncia de contaminação dessa nature"a neste tipo de alimento é muito pequena por se tratar de produto com baixíssima atividade de (gua, o que inibe a proli#eração de microrganismos$ 7m relação +s possíveis contaminações microbiológicas que o produto pode vir a so#rer, a mais preocupante é a que se re#ere + contaminação por salmonela$ A
contaminação por bactérias desta classe pode ocorrer através de manipulação inadequada do produto ou através da matéria-prima utili"ada e que, mesmo em pequenas quantidades, pode causar, principalmente, problemas gastrointestinais e dores de cabeça, seguidas de vômito, diarreia e #ebre$ *ependendo da concentração ingerida, pode levar a morte do indivíduo$
Prod%ção da rapad%ra A rapadura, algumas ve"es também c2amada de raspadura Cpalavra provinda do verbo rasparD, origina-se da crosta de açúcar presa +s paredes das tac2as, retirada pela raspagem e moldada como tiolos$ A #abricação da rapadura iniciou-se nas
matéria-prima de qualidade$ 7ssas rapaduras, que imitam as tradicionais #eitas com cana, saem bem mais rent(veis porque não precisam de tanta gente para produ"i-las, além de consumir menor tempo que as de cana$ 6ara se produ"ir rapadura em escala comercial é necess(rio + adoção de um conunto de procedimentos re#erentes + 2igiene e também o planeamento no que se re#ere + matéria- prima e pessoal$
E,%ipamento# %#ado# na prod%ção da rapad%ra /$ 7ngen2o ou moenda con#orme dimensões do produtor) 5$ Nm motor elétrico tri#(sico) $ Nma #ornal2a artesanal) 8$ Nm tanque de alvenaria a"uleado com (gua encanada) $ Nma bomba para bombeamento da garapa CcaldoD, opcional) 9$ Fac2os CcaldeirasD de cobre ou #erro batido con#orme a região, o número e o taman2o dependem do produtor) :$ Tamela grande de madeira, taman2o de acordo com o engen2o) 3$ Tamelas pequenas Cpara batidaD) 0$ Eormas de madeira Ctaman2o e #ôrmas de#inidas pelo produtorD) /.$ >esas de madeira, grande Ctaman2o e altura de#inidosD) //$ 7sp(tulas de madeira de v(rios taman2os) /5$ 6assador Ccuia ou bacia #urada presa numa varaD) /$ 6eneiras) /8$
De#crição da# etapa# de prod%ção da rapad%ra 67A' retirar a parte superior da cana que servir( para o replantio ou alimentação para o gado$ Getirar as pal2as secas e lavar com bastante (gua corrente para retirar as sueiras nela contidas$ FGA%H6BGF7' reali"ado em carros-de-boi, mulas, tratores ou camin2ões, dependendo da região$ 7ZFGAOSB *B
