Com boa qualidade a matéria prima é processada rapidamente e resulta em alto rendimento industrial. O produto de alta qualidade normalmente reduz o custo por unidade de produto, enquanto que a má qualidade provoca perdas de tempo no processamento, maior consumo de utilidades e produtos químicos, resultando em menor rendimento industrial e produto de qualidade inferior.

MATÉRIA PRIMA

•A parte sólida desses colmos é constituída por celulose, lignina e pentosanas (conhecida como fibra). •A parte líquida é formada pelo caldo, uma solução aquosa com uma variedade de substâncias orgânicas. 91% do caldo é constituído de: 78% a 86% de água, 10% a 20% de sacarose, 0,1% a 2,0% de açúcares redutores, 0,3% a 0,5% de cinza, 0,5% a 1,0% de compostos nitrogenados e pH entre 5,2 a 6,8 (LIMA et al., 2001). •Em média, uma tonelada de cana rende aproximadamente 80 litros de etanol e 130 kg de açúcar VHP (very high polarization), em um processo sem perdas corriqueiras de uma produção industrial.

MATÉRIA PRIMA

1. Epiderme

2. Células espessas da casca

3. e 4. Feixes vasculares de diferentes tamanhos (xilema)

5. Esclerênquima (sustentação)

6. Parênquima (estocagem)

Brix % CE: indica a porcentagem, em peso, de sólidos solúveis no caldo, o qual, por sua vez, nos possibilitará a determinação dos sólidos na cana-de-açúcar. O ideal é de no mínimo 15 chegando a 20 ° Brix.

Teor de Sacarose (leitura sacarimétrica): indica a quantidade de sacarose na cana. O ideal, com um brix 18 seria de 66 ou mais o que deve gerar uma Pureza % Cana acima de 88%.

Pol % CA: é a porcentagem, em peso, de sacarose aparente encontrada na solução(13 - 18 %).

AR: açúcar, não sacarose existente no caldo. Além da quantidade normal existente eles se formam, durante a degradação no campo, pelo desdobramento da molécula de sacarose. Seu teor ideal deve ficar abaixo de 0,8% (glicose e frutose).

PBU(peso do bolo úmido): Utilizado no cálculo da Fibra da Cana que por sua vez entra no cálculo do ART % Cana, Brix % Cana, Pol % Cana e AR % Cana.

DEFINIÇÕES

Fibra % CA : teor de fibra na cana analisada ( 11 - 15 % ) A porcentagem de fibra da cana reflete na eficiência da extração da moenda, ou seja, quanto mais alta a porcentagem de fibra da cana, menor será a eficiência de extração.

pH e acidez: Uma cana muito ácida indica deficiência na adubagem (calagem inadequada), cana velha ou tempo de queima muito alto propiciando um ambiente melhor para o desenvolvimento de bactérias. A sacarose, sob condições ácidas ou ação de enzimas (invertase), desdobra-se em duas moléculas de monossacarídeos (glicose e frutose) diminuindo o teor de sacarose e aumentando o teor de glicose e frutose, açúcares estes que não cristalizam. O pH ideal fica entre 5,2 - 5,5.

ART – Açúcares Redutores Totais. Utilizado para se conhecer o total de açúcares (sacarose + frutose + glicose) presentes e que serão recuperados em forma de etanol e/ou açúcar cristalizado. Seu teor varia de 13 a 17,5 %, podendo ter teores maiores dependendo do cultivo.

ATR - Açúcares Totais Recuperáveis, em peso, em solução (sacarose, glicose e frutose) utilizado para pagamento de cana do fornecedor.

DEFINIÇÕES

TRANSFORMAÇÃO DA SACAROSE EM AÇÚCARES REDUTORES Na presença de certas enzimas ou sob ação ácida e temperatura adequada, a sacarose agrega a uma molécula de água e desdobra-se, por hidrólise ou inversão, em uma molécula de glucose e outra de frutose (açúcares invertidos) (Fernandes, 2000).

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

mm- 342g mm-18g mm-180g mm-180gsacarose água glucose frutose Então o ART, ou seja, a sacarose pode ser transformada em açúcar invertido dividindo-se a massa da sacarose por 0,95.

= = 0,95

Exemplo:

Em 500g de colmo (cana) 0,5 kg ______________ 350 mL de caldo = 0,35 LEm 120.000 kg de colmos (cana) _______________ X L de caldoX = 84.000 L de caldo Em 100 mL = 0,1 L de caldo ___________________ 17 g = 0, 017 kg de sacaroseEm 84.000 L de caldo ________________________ X kg de sacarose aparenteX = 14.280 kg de sacarose 14,28 t de sacarose aparente / haLogo, a produção de 14.280 kg de sacarose corresponde a:

ARTsac = = 15.031,58 kg de ART (Fernandes, 2000). 

RENDIMENTO ESTEQUIOMÉTRICO DA FERMENTAÇÃO Definido como o volume de álcool (litros) a ser produzido com eficiência de 100% por kg de ART, ou seja, admitindo-se que todas as moléculas de açúcar transformam-se em etanol, tem-se (Fernandes, 2000): 

C6H12O6 2x CH3CH2OH + 2x CO2

mm – 180g mm – 2x 46g mm – 2x 44gglicose álcool dióxido de carbono

 Exemplo:

Para o álcool hidratado de graduação 93,2 % INPM, o rendimento estequiométrico é de: Rendeq = 1.000 x 1.000 x = 0, 6776 L/kg ART Assim, com 15.031,58 kg de ART, obtem-se no máximo, 10.185,40 litros de álcool hidratado 93,2° INPM (Fernandes, 2000).

MATURAÇÃO DA CANA

O processo de maturação:

Botânico: com a emissão de flores.Fisiológico: armazenamento de sacarose.Econômico: teor mínimo de sacarose em peso ( 13 % )

MATURAÇÃO DA CANA

CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO DA MATURAÇÃO

1º - Pontos de Maturação:Atribuídos aos valores de Brix (Pbr); Pol (Ppo); Pureza (Ppu); AR (Par):

P = Pbr + Ppo + Ppu + Par onde: Pbr = brix % cana – 13,0 Ppo = pol % cana – 11,0 Ppu = (pureza – 70,0 ) / 5 Par = 3 x (2,2 – Ar % cana)

O mínimo de pontos para corte = 9,0 a 11,0

2º - Índice de Maturação:Realizado da base do colmo ao seu ápice.

IM = Brix ponta do colmo Brix base do colmo

Valores de IM: menor que 0,6 para cana verde entre 0,6 e 0,85 para cana em processo de maturação entre 0,85 e 1,0 para cana madura maior que 1,0 para cana em processo de declínio de

sacarose

MATURAÇÃO DA CANA

Matéria estranha

Impurezas 5 – 14 %

Orgânico Vegetal – 3 – 7% : Pontas, folhas, chupões (babeiros), raízes (arrancadas), pedaços de madeira.

Minerais – 5 – 8% : solo aderido as raízes, pedras, areia , pedaços de metal.

IMPUREZAS

Deteriorização:

Fisiológica – respiração, ressecamento, brotamento e florescimento.

Respiração:Colmo cortado → respiração → consumo de energia

DETERIORIZAÇÕES

Ressecamento: transpiração do colmo:Perda de peso: 11% em 8 dias e 17% em 10 dias.Aumento do teor de fibra.

Consequências: Dificuldades de moagem.

< extração de sacarose. > perdas de sacarose no bagaço.

Brotamento e florescimento:Induz a isoporização da cana.

DETERIORIZAÇÕES

Tecnológicas:

Manejo e condições de cultivo.Causadas durante o manejo de cana : favorece a

deteriorização microbiológica associada a condições climáticas e operações unitárias.

Consequências: alto teor de fibra; desgaste de equipamento; problemas na condução do processo de fabricação.

DETERIORIZAÇÕES

Microbiológica – microrganismos, bactérias e leveduras.

Crescimento e atividade de microrganismos. Produto resultante: ácidos.

DETERIORIZAÇÕES

Principais:Leuconostoc mesenteroides: produz substância (goma) dextrana (lembra gelatina no caldo).

Problemas no processo:Contaminação no processo de fermentação.Perda de 3 kg açúcar por tonelada de cana.

Produção de álcool: perdas de rendimento e inibição da levedura; reduz a viabilidade do fermento; aumenta a floculação.

Produção de açúcar:queda na velocidade de cristalização, perda na qualidade, granulometria ruim, incrustações nos equipamentos de aquecimento.

DETERIORIZAÇÕES

DETERIORIZAÇÕES

CampoA matéria prima é queimada para efeito de limpeza e cortada manualmente para ser carregada através de guinchos em caminhões, para ser transportada até a indústria.

AMOSTRAGEM PARA ANÁLISE

AMOSTRAGEM PARA ANÁLISE

AMOSTRAGEM PARA ANÁLISE

AMOSTRAGEM PARA ANÁLISE

Clique no ícone para adicionar uma imagem

Análise de Sonda e Impurezas da CanaUm sistema informatizado determina em quais cargas deverão ser coletadas as amostras para análises. O setor balança fornece um ticket com todos os dados referentes à procedência da cana.

LaboratórioO laboratório (PCTS) é de suma importância para indústria, tendo em vista que as decisões e controles para queima e colheita da cana estão a cargo das análises realizadas.

Impurezas: sólidos encontrados na cana tais como minerais.(peso residual - o menor peso da PB x 10) / 0,25

Fibra % CA (pré –colheita): teor de fibra na cana analisada ( 11 - 15 % ) A porcentagem de fibra da cana reflete na eficiência da extração da moenda, ou seja, quanto mais alta a porcentagem de fibra da cana, menor será a eficiência de extração. :(0,08 x PBU) + 0,8760

Brix% Cana: indica a porcentagem, em peso, de sólidos dissolvidos na canaBrix%CE x (1 – 0,01 x Fibra) x (1,0313 – 0,00575 x Fibra)

CÁLCULOS UTILIZADOS (CONSECANA)

Pol % CE: é a porcentagem, em peso, de sacarose aparente encontrada na solução((0,2605-(0,0009882 x Brix%CE)) x Leitura Sacarimétrica)

Pureza % CA – porcentagem de sacarose encontrada no brix, isto é, porcentagem de sacarose existente nos sólidos totais dissolvidos. (ideal deve ser > 88%)(Pol % CA x 100) / Brix% CA

Pol % CA: é a porcentagem, em peso, de sacarose encontrada na solução(11,7 – 16,5 %)( Pol%CE x (1-0,01 x Fibra%) x (1,0313-0,00575 x Fibra%)

FC: fator de correção do cálculo1,0313 – (0,00575 x Fibra)

ART % CA: açúcares redutores totais utilizados nos cálculos de eficiência (13 % a 17,5 %).(Pol %CA/0,95)+ AR

AR: açúcar, não sacarose, existente no caldo que tem a propriedade de reduzir o cobre.Além da quantidade normal existente, eles se formam no curso da fabricação pelo desdobramento da molécula de sacarose.Seu teor ideal deve ficar abaixo de 0,8% (glicose e frutose).(3,641 – 0,0343 x Pureza % CE) x (1 – 0,01 x Fibra) x (FC)

ATR - açúcares totais recuperáveis, utilizado no pagamento de cana do fornecedor. Seu teor varia de 13 a 17,5 %, podendo ter tores maiores dependendo do cultivo.(9,5263 x Pol % CA) + (9,05 x AR)

ATR - açúcares totais recuperáveis, utilizado no pagamento de cana do fornecedor. Seu teor varia de 13 a 17,5 %, podendo ter tores maiores dependendo do cultivo.

ATR (kg / ton) = 10 x PC x 1,05263 x 0,905 + 10 x ARC x 0,905

Onde:

10 x PC = pol por tonelada de cana1,05263 = coeficiente estequiométrico para a conversão da sacarose em açúcares redutores0,905 = coeficiente de recuperação, para uma perda industrial de 9,5% (nove e meio por cento)10 x ARC = açúcares redutores por tonelada de cana

Transformação dos produtos em ATR:

Açúcar VHP com 99,3º Z1 kg de açúcar VHP = 0,993 x 1,05263 = 1,0453 kg de ATR

Álcool hidratado em ATRComo 1 kg de ATR produz 0,59126 litro de álcool hidratado, parase obter 1 litro deste álcool necessita-se de:1 ÷ 0,59126 = 1,6913 kg de ATR.

Curso: Laboratório

Realizado por :Leandro Aparecido Cândido