Processo Produtivo do Etanol Hidratado

...

3.2 Controle de qualidade da matéria prima:

De acordo com a CONSECANA-SP (2006), entende-se por qualidade da cana-de-açúcar a concentração total de açúcares (sacarose, glicose e frutose) recuperáveis no processo industrial, expressa em kg por tonelada de cana. A amostra a ser analisada deverá ser preparada em aparelhos desintegradores com as suas características originais.

No laboratório serão analisados o brix (teor de sólidos solúveis por cento, em peso, de caldo), o pol (PC), a leitura sacarimétrica do caldo, a pureza aparente do caldo (Q), os açúcares redutores da cana (ARC). Conhecendo-se a pol da cana e os açúcares redutores da cana (ARC), é possível determinar o ATR (açúcar total recuperável).

3.3 Limpeza

Segundo Tsunoda et al. (2003), a cana de açúcar chega na usina, em sua forma natural e é colocada em esteira rolante, onde ela passa por uma lavagem, no qual são retiradas impurezas advindas da colheita. O efluente gerado da lavagem da cana é tratado, de forma que são retiradas todas as impurezas podendo ser reutilizada no processo.

Porém com o decorrer dos tempos, muitas usinas vêm utilizando o método de lavagem a seco, que acaba reduzindo a utilização de água, ou mesmo retirando o caldo da cana sem efetuar uma limpeza (RODRIGUES; GARCEZ, 2015).

3.4 Extração do Caldo

Existem duas formas de se extrair o caldo da cana de açúcar, por meio da moagem ou da difusão.

Os processos de moagem e de difusão geram como resíduo o bagaço da cana, de acordo com Chieppe Júnior (2012) o bagaço é utilizado para cogeração de energia e quando utilizado como matéria-prima pode ser utilizado na produção de celulose, chapas de aglomerado e ração animal. A quantidade de bagaço obtida varia de 240 kg a 280 kg por tonelada de cana processada.

3.4.1 Moagem

Segundo Chieppe Júnior (2012), após a lavagem, a cana ao ser preparada para moagem passa por picadores que trituram os colmos. Nesse processo as células da cana são abertas sem perda do caldo. Após o preparo, a cana é enviada à moenda para extrair o caldo. Na moenda, a cana desfibrada é exposta entre rolos submetidos a uma pressão de aproximadamente 250 kg/cm², expulsando o caldo do interior das células. Este processo é repetido por seis vezes. Adiciona-se água numa proporção de 30%, processo chamado de embebição composta, cuja função é embeber o interior das células da cana, diluindo o açúcar existente e, com isso, aumentando a eficiência da extração, conseguindo-se extrair cerca de 96% do açúcar contido na cana. O caldo extraído vai para o processo de tratamento, e o bagaço para as caldeiras.

Alcarde (sd), diz que a eficiência da moenda pode ser medida por dois parâmetros, capacidade e eficiência de extração. Entende-se por capacidade de um terno de moagem a quantidade de cana moída por unidade de tempo. Já o termo eficiência de extração refere-se à quantidade de sacarose extraída da cana pelas moendas. Alguns fatores que afetam a capacidade de moagem são: preparo da cana; eficiência de alimentação da moenda; tamanho e tipo dos cilindros da moenda e regulagem da bagaceira.

3.4.2 Difusão

A difusão, de acordo com Alcarde (sd) consiste na condução da cana em aparelhos conhecidos como difusores, a fim de que a sacarose adsorvida ao material fibroso seja diluída e removida por lixiviação ou lavagem num processo de contra-corrente. Visando reduzir a quantidade de água necessária, é feita uma operação de retorno do caldo diluído extraído. Assim, ao final da operação, quando o bagaço se apresenta exaurido ao máximo, faz-se a lavagem com água fresca. O líquido obtido dessa lavagem, contendo alguma sacarose que se conseguiu extrair do bagaço, é usado na lavagem anterior por ser um pouco mais rico e, assim sucessivamente. Esse retorno pode ser efetuado de cinco a 20 vezes, dependendo do grau de esgotamento desejado.

O difusor apresenta uma eficiência de extração de 98%, contra os 96% conseguidos com a extração por moendas.

O uso de difusores apresentam algumas vantagens como: baixo custo de manutenção, baixo consumo de energia, obtenção de caldos mais puros, alta extração de sacarose, menor desgaste. Já a desvantagem do uso de difusores é que estes carregam mais impurezas com o bagaço para as caldeiras, exigindo maior limpeza das mesmas devido à pior qualidade do bagaço.

3.5 Tratamento do caldo

Segundo Alcarde (sd), Castro e Andrada (2006) o tratamento do caldo, tem como obetivo eliminar as impurezas grosseiras e as partículas coloidais, preservar os nutrientes, vitaminas, açúcares, fosfatos, sais minerais e aminoácidos livres e minimizar os contaminantes microbianos. A etapa de purificação do caldo é uma das mais importante para se obter resultados satisfatórios na fabricação do etanol, sendo assim, a cal representa o papel de principal agente clarificante, razão por que sua qualidade é importante e deve ser controlada com todo o rigor.

O tratamento do caldo para produção do etanol envolve: peneiramento, calagem, aquecimento, decantação, concentração e resfriamento.

- Peneiramento: Visa a redução das partículas leves (bagacilho) e pesadas (areia, terra). Os equipamentos utilizados são peneiras e hidrociclones, os quais conseguem eficiência de 70 a 85%, dependendo do teor de sólidos na alimentação, condições de operação, abertura de telas.

- Caleação: O tratamento de caldo com leite de cal não somente provoca a floculação e favorece a decantação das impurezas. O pH do caldo decantado é ideal quando atinge a faixa entre 5,6 e 5,8, pois não provoca remoção significativa de nutrientes, além de favorecer a redução do número de microrganismos contaminantes.

- Aquecimento: consiste em elevar a temperatura do caldo entre 103 e 105º C. O aquecimento em si pouco reduz a contaminação microbiana devido ao baixo tempo de residência à elevada temperatura. Para aquecer o caldo, utiliza-se normalmente aquecedores verticais, horizontais, tubulares.

- Decantação: Visando a separação (por meio da gravidade) de impurezas com mínima remoção de nutrientes – ( ALCARDE, sd).

Na decantação é utilizado um filtro, com a finalidade de realizar a separação do caldo e das impurezas contidas nele, o caldo segue