Boletim Diário do LaboratórioO boletim diário do laboratório é lançado todos os dias com as principais analises realizadas na moagem, extração, fermentação/destilação,fábrica de açúcar, rendimentos, produção, paralisação e insumos. Todos esses dados gerados são lançados e arquivados para controle de produção,qualidade e gastos. Certas ações de correção são tomadas mediante lançamentos no boletim.

RENDIMENTOS ESTEQUIOMÉTRICOSRENDIMENTOS ESTEQUIOMÉTRICOSOs cálculos estequiométricos são realizados para se ter uma base de produção da usina, ou seja, o quanto se produz de álcool hidratado e açúcar por tonelada de cana-de-açúcar que entra na usina. Assim podemos ter um controle mais preciso sobre as condições da cana no campo, se ela tem um bom ou mal rendimento e o que se precisa fazer para melhorá-la.

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 glicose e outra de frutose (açúcares invertidos).

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

mm- 342g mm-18g mm-180g mm-180gsacarose água glicose frutose  = = 0,95

Então o ART, ou seja, a sacarose pode ser transformada em açúcar invertido dividindo-se a massa da sacarose (SAC) por 0,95.

A quantidade de sacarose é obtida utilizando-se de um aparelho denominado sacarímetro. É retirada uma amostra de cana diretamente de um caminhão. Essa amostra é processada com intuito de recolher o caldo filtrado e passar pelo equipamento. A quantidade obtida em 100 ml de caldo nós dá a média de sacarose que está entrando por lote de cana.

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 14,2 t de sacarose aparente / haLogo, a produção de 14.280 kg de sacarose corresponde a: 

ARTsac = = 15.031,58 kg de ART 

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:

 C6H12O6 2x CH3CH2OH + 2x CO2

mm – 180g mm – 2x 46g mm – 2x 44g AR álcool dióxido de carbono Seguindo o exemplo:Para o álcool hidratado de graduação máxima de 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, obtém-se no máximo, 10.185,40 litros de álcool hidratado 93,2° INPM.

EFICIÊNCIA DA FERMENTAÇÃO A eficiência da fermentação é dada pela divisão do rendimento obtido pelo rendimento estequiométrico: EFf = x 100 x 100 

Seguindo o exemplo:Utilizando um ART no valor de 15.031,58 kg, podem-se obter, no máximo, 10.185,40 litros de álcool hidratado e sabe-se que 100% de eficiência é praticamente impossível levando em conta as perdas que acontecem durante todo o processo. Considera-se então, que houve uma produção de 8.800 litros de álcool hidratado.Utilizou-se 15031,58 kg de ART, então o rendimento global da destilaria será de: RDg = = 0,5854 litros por kg ART Então a eficiência da usina se dá por: EFf = x 100 = 86,4% de eficiência da usina

A sacarose obtida, considerando eficiência da fábrica de açúcar em 100 %, irá produzir 1:1 de sacarose, ou seja, em 15.031,58 kg de sacarose teremos a produção de açúcar em mesma quantidade.

CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOSCÁLCULOS DA CANA PCTS:

Brix % Cana........................................................................: A x (1 – 0,01 x B) x (1, 0313 – 0, 00575 x B) Pol % Cana......................: ((0, 2605 – (0, 0009882 x A)) x D) x (1 - (0,01 x B) x (1, 0313 – (0, 00575 x B)Pol % CE......................................................................................: (0, 2605 – (0, 0009882 x A)) x D)Pureza % Cana...................................................................................................................: (E / F) x 100Fibra % Cana...............................................................................................................: (0,08 x C) + 0, 87ART % Cana..............: (E / 0,95) + ((3, 641 – (0, 0343 x G)) x ((1 – 0,01 x B) x (1, 0313 – 0, 00575 x B)))AR %CE......................................................................................................: (3, 641 – (0,0343 x G ) Onde:A – Brix % caldo extraído B – Fibra % canaC – PBU (peso do bolo úmido) D – Leitura sacarimétricaE – Pol % cana F – Brix % canaG – Pureza % cana

Defina a partir dos dados: Brix % caldo extraído = 18,5; Leitura sacarimétrica = 68,5 e PBU = 155.

- Brix % cana. (Resp. 15,32) - Pol % cana. (Resp. 13,74)

- Pureza % cana. (Resp. 89,69) - Fibra % cana. (Resp. 13,28)

- Art % cana. (Resp. 14,93)

CANA MOÍDA AÇÚCAR: ((A x B) – ((C x D) x (A / (A + E – C))) x G((A x B) + (E x F) – (C x D)) Onde:A – Vazão do caldo para açúcar B – Brix do caleado do açúcarC – Vazão do caldo filtrado D – Brix do caldo filtradoE – Vazão do caldo para álcool F – Brix do dosado do álcoolG – Cana moída total Defina a partir dos dados: Vazão do caldo para açúcar = 1.700; Vazão do caldo para álcool = 4.200; Vazão do caldo filtrado = 980; Brix caleado açúcar = 13,5; Brix dosado álcool = 9,0; Brix do caldo filtrado = 11 e Cana moída total = 7.500 ton.

- Cana moída para açúcar. (Resp. 2.885,51 ton)

- Cana moída para álcool. (Resp. 4.614,49 ton)

ÁLCOOL DIRETO LITROS:

(A x B) . x E (A x B) + (C x D)

Onde:A – Cana moída para álcool B – Art cana moídaC – Mel consumido D – Art mel consumidoE – Álcool produzido total

ÁLCOOL RESIDUAL LITROS:  (álcool total produzido – álcool direto produzido)

Defina a partir dos dados: Cana moída para álcool = 4.614,49 ton; Art % cana = 14,91; Mel consumido = 150 ton; Art do mel consumido = 65,0; Álcool hidratado produzido = 280.000 litros; Álcool anidro produzido = 127.500 litros.

- Álcool hidratado direto e residual. (Resp. 245.245,97/ Resp. 34.754,03)

- Álcool anidro direto e residual. (Resp. 111.674,51 / Resp. 15.825,49)

ART TOTAL RECUPERADO:

((A x B x 0,01 x 1, 0526) + (C x 1, 0526) + (D x 0,01 x E x F x 1, 9565) + (G x 0,01 x H x I x 1, 9565) + (J x 1, 9565 x 0, 7893) + (K x 2 ) + ( L x ART x 0,01 )) / 1000

Onde:A – Açúcar VHP produzido B – Pol açúcar VHPC – Diferença no processo do açúcar

(açúcar em processo hoje – açúcar em processo ontem)D – Álcool anidro produzido E – INPM álcool anidroF – ME° anidro G – Álcool hidratado produzidoH – INPM álcool hidratado I – ME° hidratadoJ – Diferença no processo do álcool

(álcool em processo hoje – álcool em processo ontem)K – Levedura produzidaL – Diferença do mel em estoque

(Art mel em estoque hoje – Art mel em estoque ontem)Art mel = (((57, 415 x altura do tanque x densidade do mel x Art do mel) / 100) x 1000)

Defina a partir dos dados das questões 1, 2, 3, 4, Pol Açúcar = 99,04; Levedura produzida = 3.500 kg; Diferença do estoque de mel final = 50 ton. - ART total recuperado. (Resp. 984,50)

1- Dados: Cana moída para álcool = 4.614,49 ton; Art % cana = 14,91; Art do mel consumido = 65,0; Álcool hidratado produzido = 280.000 litros; Álcool anidro produzido = 127.500 litros.

2- Dados: Espaço vazio nas dornas = 2,5; GLº vinho = 6,8; Espaço vazio da volante = 1; GLº volante = 6,8. 

Álcool em proc. = (Ton art dornas + Ton art volante) x 0,6475) x 1000Ton art dornas: (1981,56 – (Espaço vazio das dornas x 264)) x ((GL° vinho / 100) / 0, 6475)1981,56 = volume total das dornas; 264 = base das dornas 0, 6475 = constante de transformação do vinho em álcool absoluto Ton art volante:(301, 132 – (Espaço vazio (volante) x 40, 1516)) x ((GL° vinho / 100) / 0, 6475)301, 132 = volume total da volante; 40,1516 = base da volante 0, 6475 = constante de transformação do vinho em álcool absoluto

3- Dados: Açúcar produzido = 350.000 kg; Açúcar em processo hoje = 450.000 kg; Açúcar em processo ontem = 450.000 kg; Cana moída para açúcar = 2.885,51 ton.

4- Dados: INPM anidro = 99,5; INPM hidratado = 93,1; Processo de álcool ontem = 92.300 litros;

ME°: (((-0,027441 x (INPM)^2))+(( 2,369 x INPM)+(826,849 ))) x 0,001

Curso: Laboratório

Realizado por : Leandro Aparecido Cândido