produção do açucar brasileiro

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MATÉRIA-PRIMA

O açúcar é essencialmente constituído por uma substância chamada sacarose, presente em plantas como a cana-de-açúcar e a beterraba. No Brasil, o açúcar é produzido a partir da cana-de-açúcar. Já na Europa, utiliza-se a beterraba como matéria-prima. Também a partir da cana-de-açúcar, é possível produzir álcool, sendo sua produção normalmente anexada à produção do açúcar.

Para obter o açúcar em sua forma comercial, é necessário que se extraia a sacarose, separando-a dos demais componentes da planta. A cana-de-açúcar é constituída basicamente de água (65 – 75%), sólidos (11 – 18%), fibras (8 – 14%) e pequenas quantidades de ácidos orgânicos e inorgânicos, proteínas, amido, ceras, graxas e corantes. Nos sólidos incluem-se: sacarose, glicose, frutose e sais.

A colheita da cana pode ser feita manual ou mecanicamente. No primeiro caso, a cana é obtida inteira e no segundo caso, obtém-se toletes de 20 a 25 cm.

TRANSPORTE, PESAGEM, DESCARREGAMENTO E ESTOCAGEM DE CANA

A cana é transportada às indústrias através de caminhões adaptados para o serviço. Os caminhões são pesados antes e após o descarregamento para se obter o peso de cana recebida. O objetivo de se pesar a cana é permitir o controle agrícola, o controle da moagem e o cálculo de rendimento industrial. Além de pesada, a cana é também analisada para que se possa definir características como a quantidade de açúcares, de água e de fibra nela contida, a partir das quais o pagamento da cana é efetuado.

O descarregamento da cana pode ser feito diretamente nas mesas alimentadoras da moenda através de guindastes do tipo hilo ou no pátio de estocagem para posterior alimentação no caso de falhas de transporte ou como “pulmão” para moagem no período noturno. A cana colhida mecanicamente não deve ser estocada, sendo assim alimentada de forma direta. De maneira a evitar a decomposição bacteriológica, recomenda-se a renovação diária do estoque. O tempo médio após a queima da cana até seu descarregamento éde 40 horas.

EXTRAÇÃO DO CALDO DA CANA

Alimentação e Lavagem

A cana descarregada nas mesas alimentadoras pode ser lavada ou não dependendo da usina. Esta lavagem tem o intuito de retirar parte de matérias estranhas, como terra e areia, de modo a obter um caldo de melhor qualidade e evitar o desgaste excessivo dos equipamentos. A cana colhida mecanicamente não é lavada pois, devido a sua forma de toletes, o arraste de sacarose pela água seria muito grande.

Preparo da cana

Logo após a lavagem, a cana é conduzida através de esteiras rolantes para um jogo de facas niveladoras, seguido do picador, do desfibrador e do eletroimã . Esta etapa éconhecida como preparo da cana. O nivelador proporciona uma alimentação uniforme. O picador e o desfibrador têm como objetivo aumentar a densidade, aumentando a capacidade de moagem, e romper ao máximo as células para forçar uma maior eficiência de extração do açúcar. Já o eletroimã visa retirar possíveis materiais ferrosos que possam vir com a cana para evitar a quebra dos rolos das moendas.

Moagem

A extração dos sólidos da cana é feita pelo esmagamento nos rolos das moendas que exercem forte pressão. As moendas  separam água e sólidos da fibra que formará o bagaço. A sacarose está dissolvida no caldo, portanto, o objetivo da moagem é extrair a maior quantidade possível de sólidos da cana. Na prática, extrai-se 94 – 96% do caldo da cana, que é utilizado para produzir açúcar ou álcool.

Um segundo objetivo da moagem, porém de extrema importância, é a produção de um bagaço final com baixa umidade para ser queimado nas caldeiras visando a produção de energia mecânica na forma de vapor de água a alta pressão.

Embebição

No intuito de diluir os sólidos remanescentes no bagaço para aumentar a extração, adiciona-se água ao bagaço antes de passar pelos últimos rolos, constituindo o processo denominado embebição. A embebição utilizada é do tipo composta, que consiste em adicionar água entre os últimos ternos e fazer retornar o caldo extraído deste último para o anterior e assim sucessivamente até o segundo terno (conjunto de três rolos da moenda).

GERAÇÃO DE ENERGIA

Como citado anteriormente, a moagem separa o caldo do bagaço. Este bagaço é conduzido, através de esteiras , à caldeira onde é queimado para a produção de vapor d’água, com pressão média de 21 kgf/cm2 e temperatura de 300ºC. Este vapor é utilizado no acionamento de turbinas a vapor, transformando energia térmica em energia mecânica. Essas turbinas movimentam os picadores, os desfibradores, as moendas, etc, bem como geradores de energia elétrica, necessária em vários setores da indústria. O vapor liberado nas turbinas, denominado vapor de escape, é um vapor de baixa pressão (1,5 kgf/cm2) e é utilizado como fonte básica de energia ao longo do processo de fabricação do açúcar e do álcool.

TRATAMENTO DO CALDO

O caldo resultante da extração pelas moendas passa por algumas etapas de tratamento antes de ser encaminhado à produção de açúcar e/ou álcool. Este caldo é peneirado, para remoção das impurezas mais grosseiras. No entanto, impurezas menores (solúveis, insolúveis ou coloidais) não são removidas apenas com a utilização de peneiras. No caso desse tipo de impurezas, uma seqüência de procedimentos é adotado, no intuito de coagulá-las, de maneira que a decantação possa separá-las. Após essa seqüência de tratamento, descrita a seguir, o caldo é enviado àprodução de açúcar e/ou álcool, sendo que, para o caso da produção de álcool, o procedimento de sulfitação não é necessário.

Sulfitação

A sulfitação consiste na absorção de SO2 pelo caldo, inibindo reações que causam a formação de cor, coagulando matérias coloidais, auxiliando na formação de precipitados que farão o arraste de impurezas durante a sedimentação, diminuindo a viscosidade do caldo e desinfetando o meio.

Calagem

A calagem é feita através da adição de leite de cal (Ca(OH)2) que também coagula material coloidal, auxilia na precipitação e arraste de impurezas solúveis e insolúveis e eleva o pH para valores neutros.

Aquecimento

O caldo é então aquecido até aproximadamente 105ºC para acelerar e facilitar as reações de coagulação e floculação dos colóides e não-açúcares protéicos e emulsificar graxas e ceras. O aquecimento nesta etapa do processo visa essencialmente aumentar a eficiência do processo de decantação e promover a posterior retirada de ar.

Flasheamento

No balão de flash, uma diminuição brusca de pressão provoca uma ebulição espontânea do caldo eliminando assim o ar nele dissolvido que, quando presente, dificulta a decantação das impurezas mais leves.

Decantação

A decantação, também chamada de clarificação, é a etapa de purificação do caldo pela remoção das impurezas floculadas nos tratamentos anteriores. O caldo, livre das impurezas, é chamado caldo decantado e segue para a etapa de evaporação. As impurezas constituem o que é chamado de lodo. O lodo é enviado à etapa de filtragem, descrita a seguir.

Filtragem

Para recuperar o açúcar contido no lodo, procede-se com a sua filtragem. Dessa forma separa-se o caldo filtrado do que é retido no filtro: a torta, formada basicamente pelos resíduos retirados na decantação. O caldo retorna ao processo e a torta é utilizada como adubo na lavoura.

FABRICAÇÃO DO AÇÚCAR

Evaporação

Constitui o primeiro estágio de concentração do caldo proveniente da etapa de tratamento. O caldo clarificado contém cerca de 85% de água. A evaporação tem como objetivo reduzir essa porcentagem para aproximadamente 40%. O caldo concentrado é chamado de xarope.

Esta evaporação é feita em evaporadores de múltiplo efeito concorrente, isto é, o vapor gerado pela evaporação da água do caldo (vapor vegetal) presente na caixa de evaporação anterior é utilizado como fonte de aquecimento para a caixa posterior.

Cozimento

Saindo da etapa de evaporação, o xarope é enviado ao cozimento que é uma nova etapa de concentração só que agora com a formação de cristais em virtude da precipitação da sacarose dissolvida na água. Os cozedores são equipamentos semelhantes aos evaporadores e seu produto final, cristais de açúcar envolvidos em mel (solução açucarada), é chamado de massa cozida. Nessa etapa atinge-se uma concentração entre 90 e 95 ºBrix (porcentagem em peso de sólidos) à temperatura entre 58 a 65 oC.

Cristalização

A massa cozida é então enviada a cristalizadores que a resfriam lentamente com o auxílio de água. Dessa maneira, consegue-se recuperar parte da sacarose que ainda estava contida no mel por sua deposição nos cristais já existentes gerando o conseqüente aumento dos mesmos.

Centrifugação

Dos cristalizadores, a massa cozida segue às centrifugas. A força centrífuga promove a separação do açúcar. O mel removido écoletado e retorna aos cozedores para um maior esgotamento. O açúcar descarregado das centrífugas apresenta alto teor de umidade (0,5 a 2%) e temperatura elevada (65 a 95ºC).

Secagem

Por meio de um elevador de canecas, os cristais de açúcar seguem para a secagem em tambores rotativos, levemente inclinados em relação à horizontal, e usando ar quente em contracorrente com o açúcar a ser seco. Este açúcar pode ser comercializado desta forma como açúcar cristal, ou então, utilizado para a fabricação de outros produtos como o açúcar invertido, o açúcar refinado ou o açúcar líquido.

Armazenagem

Atualmente, dois tipos de armazenagem e manipulação de açúcar apresentam aceitação generalizada: armazenagem em sacaria e a granel. O sistema de armazenagem em sacaria, predominante atéalguns anos atrás, vem lentamente cedendo lugar ao sistema a granel. A armazenagem a granel trás uma série de vantagens econômicas sendo a principal delas o fato de assegurar uma deterioração mais lenta que a do açúcar ensacado, podendo ocorrer o fenômeno ou a umidificação porém restringindo-se à superfície da pilha de estocagem sem maiores conseqüências em seu interior.

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