PROCESSO CANA DE ACUCAR E ETANOL

Introdução

Cana de açúcar

A cana-de-açúcar é uma planta que pertence ao gênero Saccharum L. Há pelo menos seis espécies do gênero, sendo a cana-de-açúcar cultivada um híbrido multiespecífico, recebendo a designação Saccharum spp. As espécies de cana-de-açúcar são provenientes do Sudeste Asiático. A planta é a principal matéria-prima para a fabricação do açúcar e álcool (etanol).

É uma planta da família Poaceae, representada pelo milho, sorgo, arroz e muitas outras gramas. As principais características dessa família são a forma da inflorescência (espiga), o crescimento do caule em colmos, e as folhas com lâminas de sílica em suas bordas e bainha aberta.

A composição química da cana de açúcar é muito variável em função das condições climáticas, das propriedades físicas, químicas e microbiológicas do solo, do tipo de cultivo, da variedade. Da idade, do estágio de maturação, do estado sanitário, entre outros fatores.Da sua composição, 99% são devido aos elementos hidrogênio, oxigênio e carbono.A distribuição destes elementos no colmo, em média é de 75% em água, 25% de matéria orgânica.As duas frações principais da cana de açúcar para processamento são a fibra e o caldo, sendo esta a rigor, em nosso caso, a matéria prima a fabricação de açúcar e álcool.

O Caldo, definido como uma solução impura de sacarose, glicose e frutose, é constituído de água (82%) e sólidos solúveis ou Brix* (18%), sendo estes agrupados em açucares orgânicos, não açucares e inorgânicos.

*Equivale a aproximadamente 1 grama de sólidos dissolvido em 100 gramas de suco da fruta.

Os açucares são representados pela sacarose, glicose e frutose. A sacarose, como o componente mais importante, tem um valor médio de 14%, enquanto os demais, dependendo do estado de maturação, 0,2 e 0,4%, respectivamente para a frutose e glicose. Estes carboidratos que constituem o açúcar total, quando expressos em glicose ou açúcar invertido, apresentam um teor de cerca de 15 – 16%. Os açúcares redutores – glicose e frutose – quando em teores elevados mostram um estágio pouco adiantado de maturação da cana, além da presença de outras substâncias indesejáveis ao processamento.

No entanto, em cana madura, os açucares redutores contribuem, embora com uma pequena porcentagem, para o aumento do teor de açúcar total. Os compostos orgânicos não açucares são constituídos de substâncias nitrogenadas (proteínas, aminoácidos, etc.), ácidos orgânicos.

As substâncias inorgânicas, representadas pelas cinzas, têm como componentes principais: sílica, fósforo, cálcio, sódio, magnésio, enxofre, ferro e alumínio.

Álcool

O Etanol pertence à classe dos álcoois, isto significa que é um composto orgânico que apresenta o grupo funcional hidroxila (-OH) preso a um ou mais carbonos saturados.

A produção de etanol é feita a partir da cana-de-açúcar.

Figura 1- Fórmula estrutural do etanol

Fabricação de cana de açúcar

1- Recepção e descarregamento de cana

A matéria prima é recebida na Usina, pelas balanças rodoviárias, as quais tem tolerâncias de  0,25%. Onde são classificadas estatisticamente para análise. A cana pode ser basicamente de três tipos:

• Cana inteira queimada, por corte manual;

• Cana picada queimada, colhida por máquinas;

• Cana picada crua, colhida por máquinas.

A cana classificada para análise passa pelo laboratório de Pagamento de Cana por Teor de Sacarose, onde é amostrada por sonda nos pontos específicos determinados para a carga.

Em seguida, é descarregada por equipamentos hilos diretamente na mesa alimentadora de 45º, a qual tem a função de prover a alimentação da moenda, dando continuidade a moagem.

A cana inteira também pode ser descarregada por hilos localizados em pátios onde a matéria prima é estrategicamente armazenada para alimentação da moenda em caso de falta ou deficiência de matéria prima, através da mesa alimentadora 15º.

A cana picada é descarregada diretamente na mesa alimentadora 45º, não podendo ser descarregada ou armazenada no pátio, pois a sua deterioração é mais rápida, uma vez que neste tipo de matéria prima a sacarose encontra-se mais exposta aos agentes fermentadores.

2 – Preparo da cana

2.1 – Nivelador:

Na Usina usa-se um nivelador colocado através do condutor de cana, girando de maneira que a ponta dos braços, passando perto do estrado do condutor, trabalha em sentido oposto a este.

O nivelador tem a finalidade de regularizar a distribuição da cana no condutor e nivelar a camada a uma medida certa e uniforme, evitando enganos nas facas.

Logo após o nivelador há uma instalação para promover a lavagem da cana, pois devido ao seu carregamento mecânico na lavoura, esta pode vir suja de terra, palha, cinza, etc.

É inconveniente a lavagem da cana picada, pois tendo ela muitas partes expostas, estas ocasionarão uma perda muito grande de açúcar.

2.2 – Picadores de Cana:

Sobre a esteira condutora de cana são instalados 2 conjuntos de picadores, pelos quais a cana passa, dividindo-se em pedaços pequenos e curtos, iniciando o processo de desintegração, de suma importância, porque permite maior extração do caldo, fornecendo à moenda um material finalmente dividido, assegurando uma regular alimentação à mesma.

Os picadores podem ser acionados por três tipos de motores:

• Máquina a vapor;

• Turbina a vapor;

• Motor elétrico.

2.3 – Desfibrador:

Têm como objetivas a preparação e a desintegração da cana, retalhando-a e fazendo-a em fragmentos, facilitando a extração pelas moendas.

2.4 – Separador Magnético:

É instalado ocupando toda a largura do condutor e tem a finalidade de atrair e reter os pedaços de ferro que passam pelo seu campo de ação.