Caldo Misto Caldo obtido no processo de extração e enviado para a fabricação

Caldo Clarificado Caldo da cana de açúcar resultante do processo de clarificação.

Caldo Filtrado Caldo obtido nos filtros como resultado da filtração do lodo.

Conteúdo de cristais % Massa Cozida Porcentagem em peso de açúcar cristalizada presente em uma massa cozida.

Lodo Fração pesada obtida da decantação do lodo, constituída de material insolúvel sedimentado.

Massa Cozida Produto resultante da concentração do xarope ou do mel constituído de cristais de açúcar envoltos no mel-mãe.

Magma Mistura de açúcar com xarope, caldo clarificado, água ou mel, para ser usada como pé de cozimento.

Mel Solução resultante da centrifugação da massa cozida

  Mel Final ou Melaço Mel obtido da massa cozida final e do qual não seria retida mais açúcar.

  Semente para granagem Suspensão em álcool de partículas de açúcar moído, utilizada para a granagem.

  Torta Resíduo obtido da filtração do lodo dos decantadores

Xarope Material resultante da evaporação parcial do caldo de cana clarificado de consistência aproximadamente de 65° Brix.

Açúcar Sólido cristalino, orgânico, constituído basicamente por cristais de sacarose envolvidos, ou não, por película de mel de alta ou baixa pureza.

Brix Porcentagem em massa de sólidos solúveis contidas em uma solução de sacarose quimicamente pura.

 Pol Porcentagem de sacarose contida numa solução açucarada de peso normal.

Pureza É a relação entre POL e BRIX

Pureza (%) = POL x 100 BRIX

Exemplo

O aquecimento é feito em trocador de calor, geralmente do tipo casco e tubos, do tipo vertical ou horizontal

Tem como funções:

Acelerar as reações químicas. Facilitar as reações do caldo. Promover a coagulação das proteínas. Diminuir a densidade e viscosidade. Provocar a floculação. Elimina e impede o desenvolvimento de bactérias.

Sulfitação

Consiste em promover o contato do caldo com o gás sulforoso (SO2) para sua absorção, tem por finalidade a:

Redução do pH Auxilia a precipitação e remoção de proteínas do caldo.

Diminuição da viscosidade do caldo Conseqüentemente do xarope, massas cozidas e méis.

Formação de complexos com açúcares redutores Impede a sua decomposição e controlando a formação de compostos coloridos em alcalinidade alta;

Preservação do caldo Contra alguns microorganismos;

Prevenção do amarelamento do açúcar (cristal Branco)

x 100 POLBRIX

75,0

89,0x 100 = 84,26

Por algum tempo, durante o armazenamento.

Manter o pH estipulado dos caldos da saída das colunasDistribua o caldo nas colunas.

Controle a alimentação do enxofre.

Regule a entrada de ar após o forno.

Verifique a entrada de gases nas colunas.

Controle a temperatura da água de resfriamento da câmara de gases.

P2O5 (ácido Fosfórico)

VANTAGENSP205 (ácido fosfórico)

Caldo mais Claro; Alta taxa de sedimentação; Iodo mais Concentrado; Melhor Filtrabilidade do lodo; Menor cor no açúcar; Açúcar de melhor qualidade.

APLICAÇÃO

Varia de acordo com a quantidade de P205 presente no caldo. Dosagem ideal normalmente entre 200 e 300 ppm. Nunca superior a 600 ppm à Formação de flocos leves que decantam lentamente, além de causar incrustações.

Polímeros

Definição

São compostos de alto peso molecular, apresenta-se como cadeias longas sendo que sua atividade máxima coincide com a máxima linealirização das cadeias, são empregados na decantação do caldo.

Função

Promove a aglomeração dos flocos O aumento da velocidade de sedimentação

A compactação e redução do volume do lodo A diminuição da turbidez do caldo clarificado. Menor perda de sacarose na torta.

Característica – para seu bom desempenho

Peso molecular quanto maior PM maior será a velocidade de sedimentação.Dosagemgeralmente de 1 a 5 ppm em relação ao caldo a ser tratado.Dosagens elevadaspodem levar a efeitos opostos, ao invés de ocorrer a aglomeração das partículas a repulsão estabilizando colóides e dificultado a floculação.

Pode-se utilizar água condensada com temperatura < 50°C, para evitar rompimento da cadeia

BALÃO DE FLASH

Função

Eliminar microbolhas de ar existentes no caldo e diminuir a velocidade do fluxo de entrada de caldo nos decantadores, fatores este que prejudicam uma boa decantação.

DECANTAÇÃO

Função

Consiste na remoção de impurezas, das quais deverão ser separadas do caldo pelo processo de decantação.

Peneira do Caldo

FunçãoGarantir a remoção da maior parte dos insolúveis presentes no caldo.

FILTRO ROTATIVO

Função

Defini-se filtração como a separação de sólidos suspensos em um liquido pela passagem através de um meio permeável (meio de filtragem).

Componentes

Tambor rotativo

É um cilindro construído em aço carbono ou inox, onde é fixado na parte externa o meio filtrante e, na interna a tubulação de sucção.

Contra Tela

 Tem por finalidade a circulação do fluxo de caldo filtrado pela superfície externa do tambor

Tela

Finalidade, é permitir a passagem do fluxo de filtrado retendo sobre a mesma uma camada denominada torta.

Canaletas de fixação

Tem formato de “u” soldado á parte externa do tambor rotativo onde são encaixadas as laterais da tela e com pressão dos fixadores.Tubulação de sucçãoTem por conduzir o fluxo de caldo filtrado até o cabeçote, posteriormente ao separador de arraste e caixa de caldo filtrado.CabeçoteÉ proporcionar ao equipamento duas ou três seções de vácuo na superfície filtrante, ou seja, baixo vácuo e alto vácuo

Coxo

Sua finalidade é de armazenar de forma continua o lodo a ser processado pelo filtro rotativo.

Agitador de LodoAgitar o lodo dentro do cocho para que não haja decantação de sólidos (bagacilho, areia etc...).

Mangote

Sua função a fazer a correção entre o cabeçote e a tubulação de caldo.

Raspa

É retirar a camada de torta do filtro, permitindo o trabalho continuo.

Sistema de Lavagem da Torta

São tubulações de água quente instaladas sobre o tambor do filtro providas de furos, ou bicos que tem como objetivo efetuar lavagem uniforme sobre toda a camada de torta do meio filtrante

Bomba de vácuo

Como o trabalho dos filtros é possível através de pressão negativa é necessário que cada equipamento tenha sua própria bomba vácuo.

tenha sua própria bomba vácuo.

Trata-se de um condensador barométrico, provido em seu interior de um espelho perfurado na parte superior do condensador, temos uma entrada de água fornecida pela torre de resfriamento de água.

Objetivo do filtro rotativo

É processar todo o lodo, obtendo uma torta com pol menor que 1% sendo esse parâmetro para avaliação do desempenho da extração de filtração.

Para se atingir este objetivo são necessários

1) A temperatura do lodo não menor que 80°C, que diminui a viscosidade e impede a solidificação de gomas e ceras.

2) O pH devera ser corrigido para valores entre 7,5 e 8,5, para facilitar a manutenção dos flocos e melhorar a filtrabilidade.

3) A água para lavagem da torta; deve ser filtrada, para evitar o entupimento dos bicos, e quente, com temperatura superior a 80°C.

4) Acompanhamento das pressões de operaçãoBaixo vácuo 7 a 10 HgAlto vácuo 20 a 22 Hg

5)   Os vacuômetros instalados nos filtros devem realmente funcionar, sendo calibrados e aferidos, permitindo a verificação das pressões aplicadas.

6) Rotação do tambor de 10 a 15 rpm, velocidade mais baixas melhoram a eficiência de redução de Pol da torta.

7) Espessura da torta; de 7 a 10 mm permitem resultados favoráveis. Esta relacionada à velocidade de rotação do filtro.

8) Quantidade de bagacilho adicionada 2,5 a 3,0% de bagacilho seco em relação ao lodo de alimentação, ou 3,0 a 5,0 Kg por tonelada de cana moída.

Bagacilho

Em excesso eleva demais a espessura da torta, aumentando a pol da torta. A falta de bagacilho reduz a filtrabilidade, permite obstrução de telas e entupimento de tubulações devidas a maior quantidade de sólidos do lodo passando com caldo.

Fatores que afetam a retenção

   Concentração do lodo·        Qualidade e quantidade do bagacilho adicionado·        Faixa de vácuo durante a pega·        Tempo de formação da torta

6) Rotação do tambor de 10 a 15 rpm, velocidade mais baixas melhoram a eficiência de redução de Pol da torta.

7) Espessura da torta; de 7 a 10 mm permitem resultados favoráveis. Esta relacionada à velocidade de rotação do filtro.

8) Quantidade de bagacilho adicionada 2,5 a 3,0% de bagacilho seco em relação ao lodo de alimentação, ou 3,0 a 5,0 Kg por tonelada de cana moída.

AÇÚCAR SÓLIDO CRISTALINO, ORGÂNICO, CONSTITUÍDO BASICAMENTE POR

CRISTAIS DE SACAROSE, ENVOLVIDOS OU NÃO POR UMA PELÍCULA DE MEL

SACAROSE SUBSTÂNCIA QUIMICAMENTE PURA DE FÓRMULA C12H22O11.

AÇÚCARES REDUTORES Açúcares que tem a propriedade de reduzir o Licor de Fehling. São principalmente a

Glicose e a Frutose BRIX

% em massa de sólidos solúveis contida numa solução de sacarose Pol

% em massa de sacarose aparente contida em uma solução açucarada de peso normal (26g em 100 ml de água), determinada pelo desvio provocado pela solução no plano de vibração da luz polarizada

Pureza aparente Relação entre a Pol e o Brix

MASSA COZIDA Produto constituído de uma mistura de cristais de açúcar e mel

MEL Parte líquida da massa cozida separada por centrifugação da mesma

MELAÇO OU MEL FINAL O mel obtido na centrifugação da última massa cozida e do qual não se pretende tirar

mais açúcar MAGMA

Mistura de açúcar com xarope, caldo, água ou mel utilizada como pé de cozimento

QUALIDADE DO AÇÚCAR

A qualidade do açúcar comercial é baseada em medidas objetivas, resultado de análises físico-químicas e em medidas subjetivas, dadas pelas características organolépticas avaliadas pelo consumidor.

ITENS AVALIADOS NA QUALIDADE DO AÇÚCAR

Cor ICUMSA Pontos Pretos Resíduos insolúveis Polarização Cinzas condutimétricas Umidade Reflectância Sulfito Granulometria Cor aparente Partículas magnetizáveis Açúcares redutores

Cor ICUMSA. Medida internacional, analisada por espectrofotometria (transmitância da luz através de uma solução padronizada do açúcar a ser analisado). Dada em unidades de cor.

Umidade. Teor de água no açúcar. Dada em % m/m. Altas umidades causam a deterioração do açúcar (ganho de cor e empedramento)

Cinzas condutimétricas. Uma medida indireta dos sais minerais presentes no açúcar. Dada em % m/m.

Açúcares redutores. Medida dos açucares redutores (principalmente glicose e frutose) presente no açúcar. O nome vem do método de análise (redução do chamado licor de Fehling). Alteram as condições de armazenamento (aumento da higroscopicidade e desenvolvimento de cor). Dados em % m/m.

Sulfito. Medida dos compostos de enxofre na forma de íons sulfito (SO3--). Dados em mg/kg. O Codex alimentarius proíbe sua presença além de 20 mg/kg.

Pontos Pretos. É uma medida objetiva da quantidade de partículas visíveis a olho nu presentes no açúcar. Dados em Quantidade/ 100 g. Para o consumidor é um dos itens mais importantes.

Refletância. É a medida da capacidade do açúcar refletir a luz. Medida através de um fotômetro e dada em % de reflectância. Para o consumidor refere-se ao brilho do açúcar.

Cor aparente. É um medida comparativa da cor do açúcar comparativamente a padrões pré estabelecidos. Permite uma rápida verificação logo após a produção da qualidade do açúcar produzido.

Resíduos insolúveis. É a parcela de sólidos que é retida em papel filtro após dissolução total de uma amostra de açúcar seguida de filtração. É uma medida comparativa com padrões pré estabelecidos. Dados em níveis de 1 a 10.

Partículas magnetizáveis. É a quantidade de partículas retidas em um imã após passagem de uma amostra padronizada de açúcar. Indica a presença de ferro magnético.

Granulometria. Medida do tamanho e da uniformidade dos cristais. AM e CV Afeta a aparência visual (densidade, cor , cinzas, umidade).

Dextrana. Influencia o refino.

Floco ácido. Turva bebidas gaseificadas.

Densidade aparente. Influência o empacotamento.

Contaminantes: Bolores e leveduras. Bactérias. Arsênio. Cobre. Chumbo. Ferro.

TIPOS DE AÇÚCAR BRUTOS

DEMERARA VHP E VVHP

BRANCO DIRETO CRISTAL

REFINADOS

GRANULADO REFINADO AMORFO LÍQUIDO

CALDA DE SACAROSE INVERTIDO

OBJETIVO

O OBJETIVO DAS OPERAÇÕES DE COZIMENTO E CRISTALIZAÇÃO É A PRODUÇÃO DE UM AÇÚCAR QUE ATENDA, OU EXCEDA, OS REQUISITOS DE QUALIDADE CONSIDERADOS

DEFINIÇÕES

• Solução é um líquido que contém uma ou mais substâncias dissolvidas, formando uma só fase.

SATURAÇÃO

Ao prepararmos uma solução de açúcar, só conseguiremos dissolver uma certa quantidade de açúcar, sendo que a partir daí todo o açúcar que adicionarmos irá direto para o fundo do recipiente. Nesse instante diremos que a solução está saturada.

SOLUBILIDADE

É a medida da quantidade de uma determinada substância que pode ser dissolvida por outra substância. As impurezas afetam a solubilidade dependendo de sua natureza :

sais minerais aumentam a solubilidade da sacarose;

açúcares redutores (AR) diminuem a solubilidade da sacarose.

SUPERSATURAÇÃO Se a solução contiver mais açúcar do que a quantidade possível de dissolver, ela será

chamada de solução supersaturada. Esta é uma condição instável quimicamente. SOLUÇÃO INSATURADA

Se a solução ainda pode dissolver mais açúcar ela é chamada de solução insaturada. Cristalizar é fazer com que os cristais de açúcar apareçam e cresçam nas soluções em que

estamos trabalhando.

Como os cristais só aparecem e crescem em soluções supersaturadas, por isso precisamos ferver e concentrar as soluções de trabalho, para torná-las supersaturadas.

As soluções supersaturadas são instáveis e, para se tornarem estáveis, são obrigadas pela natureza a cederem o excesso de açúcar nelas contido, tornando-se saturadas. Este açúcar cedido pode, espontaneamente, dar origem a cristais ou se depositar em cristais adicionados à solução, fazendo-os crescer.

Esses cristais adicionados à solução, para receber a sacarose, são chamados de sementes de nucleação.

Chamamos de COZIMENTO às operações desenvolvidas na fábrica de açúcar para obtenção do cristal de sacarose com valor comercial. O cozimento propriamente dito é feito sob vácuo, por evaporação, a baixa temperatura, para que não ocorra a modificação da sacarose a caramelo, nem a sua destruição por queima. Além disso o caramelo, ou a sacarose queimada, é um produto muito colorido que acabará conferindo cor elevada ao açúcar cristal.

Cozimento No cozimento, durante a ebulição, estaremos evaporando a água e, portanto,

concentrando e supersaturando a solução fazendo com que o açúcar se deposite nas sementes ou nos cristais já existentes, fazendo-os crescer.

Em nossas usinas o cozimento é feito nos cozedores a vácuo, que trabalham a baixa pressão ( sob vácuo - daí o seu nome ), o que permite a operação a baixa temperatura

A finalidade do cozimento é obter uma massa cozida de boa fluidez, com cristais de boa qualidade, com tamanho esperado, boa uniformidade e de fácil centrifugação.

Para obtenção dos cristais, como vimos acima, precisaremos trabalhar nossas soluções, concentrando-as e supersaturando-as, para que a sacarose então apareça ou se deposite.

Existem vários níveis de supersaturação, sendo que faixas destes níveis delimitam zonas de supersaturação : (transparência Gráfico de Zonas de Saturação)

T ºC 92 90 88 86 84 82 80 78 7661 75,4 75,7 76,0 76,3 76,6 76,8 77,1 77,5 77,862 75,6 75,9 76,2 76,5 76,7 77,0 77,3 77,6 78,063 75,8 76,1 76,4 76,6 76,9 77,2 77,5 77,8 78,264 76,0 76,3 76,5 76,8 77,1 77,4 77,7 78,0 78,465 76,2 76,5 76,7 77,0 77,3 77,6 77,9 78,2 78,666 76,4 76,6 77,0 77,2 77,5 77,8 78,1 78,4 78,767 76,6 76,9 77,1 77,4 77,7 78,0 78,3 78,6 78,968 76,8 77,1 77,3 77,6 77,9 78,2 78,5 78,8 79,169 77,0 77,3 77,5 77,8 78,1 78,4 78,7 79,0 79,370 77,2 77,5 77,7 78,0 78,3 78,6 78,9 79,2 79,5

tabela 1

PUREZA

CONCENTRAÇÃO DE ACORDO COM A PUREZA E TEMPERATURA PARA SOLUÇÕES SATURADAS DE PRODUTOS DE AÇÚCAR DE CANA

Temp ºC 74 72 70 68 66 64 62 60 5861 78,2 78,5 78,9 79,2 79,6 79,9 80,3 80,6 80,962 78,3 78,7 79,0 79,3 79,7 80,1 80,4 80,8 81,163 78,5 78,9 79,2 79,6 79,9 80,3 80,6 81,0 81,364 78,7 79,0 79,4 79,7 80,1 80,4 80,8 81,1 81,465 78,9 79,3 79,6 79,9 80,2 80,6 80,9 81,3 81,666 79,1 79,4 79,7 80,1 80,4 80,8 81,1 81,4 81,767 79,3 79,6 79,9 80,3 80,6 80,9 81,3 81,6 81,968 79,4 79,8 80,1 80,4 80,8 81,1 81,5 81,8 82,169 79,6 79,9 80,3 80,6 80,9 81,3 81,6 81,9 82,270 79,8 80,1 80,5 80,8 81,1 81,4 81,7 82,1 82,4

tabela 2

PUREZA

CONCENTRAÇÃO DE ACORDO COM A PUREZA E TEMPERATURA PARA SOLUÇÕES SATURADAS DE PRODUTOS DE AÇÚCAR DE CANA

Temp ºC 92 90 88 86 84 82 80 78 7661 78,6 78,9 79,1 79,4 79,7 79,9 80,2 80,5 80,862 78,8 79,1 79,3 79,6 79,8 80,1 80,4 80,7 81,063 79,0 79,2 79,5 79,8 80,0 80,3 80,5 80,8 81,164 79,2 79,4 79,7 79,9 80,2 80,4 80,7 81,0 81,365 79,4 79,6 79,8 80,1 80,4 80,6 80,9 81,2 81,566 79,5 79 ,8 80,0 80,3 80,5 80,7 81,0 81,3 81,667 79,7 79,9 80,2 80,5 80,8 81,0 81,2 81,5 81,868 79,9 80,1 80,4 80,6 80,9 81,1 81,4 81,7 82,069 80,1 80,3 80,5 80,8 81,0 81,3 81,5 81,8 82,170 80,2 80,5 80,7 81,0 81,2 81,5 81,7 82,0 82,3

tabela 3

PUREZA

CONCENTRAÇÃO DE ACORDO COM A PUREZA E TEMPERATURA PARA SUPERSATURAÇÃO DE 1,20

Temp ºC 74 72 70 68 66 64 62 60 5861 81,1 81,4 81,7 82,0 82,4 82,7 83,0 83,3 83,662 81,3 81,6 81,9 82,2 82,5 82,8 83,2 83,5 83,863 81,4 81,7 82,0 82,4 82,7 83,0 83,3 83,6 83,964 81,6 81,9 82,2 82,5 82,8 83,2 83,5 83,8 84,065 81,8 82,1 82,4 82,7 83,0 83,3 83,6 83,9 84,266 81,9 82,2 82,5 82,8 83,1 83,5 83,8 84,1 84,467 82,1 82,4 82,7 83,0 83,3 83,6 83,9 84,2 84,568 82,3 82,6 82,9 83,2 83,5 83,8 84,0 84,3 84,669 82,4 82,7 83,0 83,3 83,6 83,9 84,2 84,5 84,870 82,6 82,9 83,2 83,5 83,8 84,1 84,4 84,6 84,9

tabela 4

PUREZA

CONCENTRAÇÃO DE ACORDO COM A PUREZA E TEMPERATURA PARA SUPERSATURAÇÃO DE 1,20

zona não saturada : nenhum cristal se forma e qualquer um existente irá se dissolver. zona metaestável (saturada): aqui não aparecem cristais, mas crescem os existentes. zona intermediária: aqui nascem cristais e os existentes crescem. Portanto, aqui há a

possibilidade de formação de falsos grãos (poeira) e também de conglomerados.

Os conglomerados podem se formar na parte superior da zona metaestável, antes da formação do falso grão, então, quando houver formação de falso grão é quase certeza que encontraremos conglomerados.

zona lábil (supersaturada): aqui os cristais se formam espontaneamente, mesmo sem a presença de outros na massa. Aqui o crescimento é desordenado, dando origem a conglomerados, geminados, cristais diferentes etc.

Vemos, portanto, que os cristais devem ser obtidos e o cozimento deve ser conduzido até o final na ZONA METAESTÁVEL, para que haja controle sobre o crescimento dos cristais.

Se a concentração cair, cristais se dissolverão, levando, inclusive, a acréscimos de cor, quando voltarem a crescer.

Se a concentração subir, ela pode invadir a zona intermediária, ocasionando o aparecimento de falsos grãos.

Exemplo de cozimento de duas massas sem separação de méis (cristal branco):

Massa A Mel A Massa B Mel B Magma

Brix: 92,83 80,52 91,44 85,48 90,71

Pol: 80,31 63,13 71,61 49,76 82,89

Pureza: 86,51 78,41 78,31 58,21 91,38

Queda de pureza: 8,10 20,1

Pureza do xarope: 85,32

Recuperação: 76,3 %

Com os valores das purezas da massa e do mel pode-se calcular o conteúdo de cristais na massa e o esgotamento da massa :

Cristal%Massa varia de 40 a 50%

Esgotamento da massa (Hugot -1) :

Recuperação da fábrica - Fórmula SJM R = Recuperação S = Pureza do Açúcar J = Pureza do Caldo

M = Pureza do Mel Final

Deve-se buscar um esgotamento de cerca de 55 % para todas as massas. A recuperação da fábrica é função da política de esgotamento do melaço, podendo variar de

60% até 90% Os valores de Brix, Pol e Pureza das massas cozidas e dos méis, devem retornar aos

cozinhadores para comparação dos resultados obtidos em função das ações praticadas no cozimento.

É interessante afixar uma lousa no setor de cozimento para registro e apresentação destes resultados.

Para garantia da qualidade do açúcar e atendimento constante das especificações é necessário que as operações no cozimento sejam razoavelmente padronizadas.

É preciso definir precisamente o sistema de trabalho a ser empregado e garantir a sua aplicação continuada. Desta forma se uniformiza os procedimentos nos turnos.

Sem dúvida, as situações que se apresentam no dia a dia poderão levar a procedimentos diferentes do estabelecido, em função de alguma particularidade ou situação de momento que deverá ser administrada pelo operador/encarregado, sem, no entanto, perder de vista a linha definida.