Eng° Celso Caldas, D.Sc Central Analítica

Controle de Qualidade da Cana para sua Industrialização

O que vamos avaliar?

Parâmetros tecnológicos

Impurezas mineral e vegetal

Tempo de queima

Índice de infestação de brocas

Interferência da dextrana – No sistema de pagamento de cana

– Nos cálculos das eficiências das fábricas

Uso do HPLC no CQ da cana

Parâmetros Tecnológicos

Análises de pré-colheita

Estágio de maturação

CONSECANA

Amostragem

Retira-se uma amostra com 10 (dez) canas a cada 10

(dez) hectares, sendo estas coletadas em seqüência

na linha e ao acaso no interior da área estabelecida

Análises de Pré-colheita

PERIGO

COMPARAÇÃO

Análises de Pré-colheita

Comparação com dados das amostras de

cana dos caminhões

– Ausência de impurezas

– TQ zero

– Fórmulas CUIDADO

Estágio de Maturação

Amostragem

– Idem estabelecida para pré-colheita

Análises

– Separar as bases e as pontas dos colmos das

canas selacionadas

– Proceder cortes nestas partes de tal forma a

obter uma quantidade de caldo suficiente para

determinação do Brix

Estágio de Maturação

Estágio de Maturação

Cálculos

– Índice de maturação = Brix do ápice do colmo / Brix da base do colmo

Resultados

Índice de Maturação Estágio de Maturação

< 0,60 Cana verde

0,60 – 0,85 Cana em maturação

0,85 – 1,00 Cana madura

> 1,00 Cana em declínio de maturação

CONSECANA

Percentual de cana analisada

Sonda – Peso das amostras

Preparação das amostras – IP das forrageiras

– Betoneira

Obtenção do caldo – Célula de carga

Análises químicas – Qualidade dos eqipamentos

– Calibração dos equipamentos

Fórmulas – Fibra

– AR

– ATR

Técnicas

– Interferências no PCTS

– Interferências nas fábricas

Econômicas

– Premiação a fornecedores de cana

– Premiação a colaboradores

Impurezas Mineral e Vegetal

Impurezas Interferências no PCTS

Palha

– Aumento do PBU

– Aumento da Fibra

Areia

– Dificulta passagem da luz no sacarímetro

– Diminuição da Pol no caldo PC

Impurezas Interferências nas Fábricas

Palha

– Dificulta a extração do caldo (+ Perdas)

– Aumento da cor do caldo

– Aumento da cor do açúcar

Antocianinas

Melaninas (escurecimento enzimático PPO)

Melanoidinas (escurecimento não enzimático: AR + N)

Caramelização

– Maior consumo de produto químico

Impurezas Interferências nas Fábricas

Areia

– Abrasão dos rolos da moenda e demais

equipamentos (+ Perdas)

– Sobrecarga no decantador

– Compromete a cristalização da sacarose

– Aumento de cinzas no açúcar e mel final

– Perdas de fermento

Metodologias para IM

Método do peneiramento

Método da calcinação

Método específico por calcinação

– Análises de solos

– Análises das canas limpas

kg IM / ton cana = ( % CCS - % CCL ) . [ 1 - ( % MOV /100 )] . 10

IM O Grande Problema

Confiabilidade dos resultados

– Falta de padrão

– Dificuldades de amostragem

Representatividade da amostra

– Método gravimétrico

Quantidade da amostra

Temperatura da mufla

IM – Validação do Método O Estudo Realizado

Local: Usina localizada em MG

Determinações de IM nos materiais

– Cana PCTS

– Cana da Esteira

– Bagaço

– Torta de Filtro

Período do levantamento dos dados:

– 16 de abril a 09 de novembro de 2007

– Totais de determinações:

Cana PCTS 209

Cana Esteira 74

Bagaço 204

Torta 144

TOTAL 631

IM – Validação do Método O Estudo Realizado

Correlações entre dados de IM nos vários materiais da fábrica

Interferências – Amostragens

– Percentual de cana picada

– Sistema de lavagem de cana

– Chuvas

– Ausência de referência para cana da esteira

IM – Validação do Método O Estudo Realizado

Metodologia Utilizada – Amostras compostas por turno (08 horas)

– Quantidade de amostra calcinada: 30g

– Temperatura de calcinação: 800oC

– Tempo de calcinação: 3h

OBS:

Na cana PCTS o método usado é o Específico por calcinação (com análises de solos e “branco”

IM – Validação do Método O Estudo Realizado

Comparação entre IM na Cana PCTS

e IM no Bagaço + Torta

R2 = 0,73

IM PCTS X IM Bag + Tor

-

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

Kg/

TC Imp Min PCTS

Imp Min Bag + Tor

Dados

IM – Validação do Método O Estudo Realizado

A metodologia para análises de IM na cana

é VÁLIDA e os resultados representam com

boa margem de segurança os teores de

impurezas minerais existentes nas cargas de

cana

IM – Validação do Método O Estudo Realizado

TQ / ÍNDICE DE INFESTAÇÃO DE BROCAS / DEXTRANA

Principais Açúcares na Cana (carboidratos)

– Sacarose Dissacarídeo

– Glicose Monossacarídeo

– Frutose Monossacarídeo

Reações Químicas

Sacarose Glicose + Frutose

Álcool Ácidos

Causas

– Menos sacarose, menor PC (ATR) , menor valor (R$)

– BAIXOS rendimentos e eficiências

Tempo de Queima

Reações Químicas

Sacarose Glicose + Frutose

Dextrana

Causas

– Menos sacarose, maior PC (ATR) , maior valor (R$) FALSO AÇÚCAR

– PIORES rendimentos e eficiências

Tempo de Queima

Nível de Infestação de Brocas

Amostragem

– Definir a área da fazenda a ser amostrada em

hectare e marcar 02 (dois) pontos para cada

hectare até que sejam atingidos 30% (trinta por

cento) da área total da fazenda

Técnica

– Estabelecer o talhão a ser amostrado, em hectare

– Proceder ao caminhamento de 50m a partir do vértice

do talhão, sendo o primeiro ponto após 25m e o

segundo ao final dos 50m

– Contar o número de brocas (N)

Nível de Infestação de Brocas

Cálculos

– Brocas / ha = B / A

Onde

B Números de brocas contadas

A Total de hectares amostrados

Nível de Infestação de Brocas

Dextrana - Histórico

1889 – Sugar Cane Handbook (fermentação viscosa)

1916 – Sugar Cane Handbook (citada como goma,

produzida pelo Leuconostoc mesenteroides que segundo

Browne é um material insolúvel em álcool que inclui

ainda polissacarídeos)

Anos 50 Austrália (colheita mecanizada)

– Perda de açúcar

– Investir em frotas e alternativas de transporte

Dextrana – Formação Leuconostoc mesenteroides

População microbiana

Temperatura e umidade ambientes

Chuva e lama

Intensidade da queima

Tamanho das pilhas de cana (oxigenação)

Estoque de cana

Integridade dos colmos e toletes de cana

Paradas industriais

Dextrana – Fatores que Afetam Sua Formação

Dextrana – Fatores que Afetam Sua Formação

Tamanho dos toletes de

cana / Exposição dos

Colmos

Teores de Dextrana (ppm em Brix)

Demora entre corte-moagem 12h 24

Toletes Longos (>250cm) 0 740

Toletes Curtos (<250cm) 170 1740

Dextrana Fatores que Afetam Sua Formação

Demora entre queima e corte

Demora entre corte e moagem

Variedade

Maturadores

Idade

Teores de Dextrana (ppm em Brix) Após 48h - Cana Picada

Cana Toletes Médios e

Curtos

Toletes Longos

Crua 770 603

Queimada 2952 1442

Dextrana Fatores que Afetam Sua Formação

Fonte: CHEN & CHOU, 1993

O Pb (subacetato) remove entre 80 a 90% da dextrana

de alto PM não afetando a pol

Em caldo “in natura” (sem clarificação e sem

interferência dos AR)

1000 ppm/Brix de dextrana ERRO 1% na POL

– J. ASSCT (U.S), 1985, 4, pp 80-85

– CHEN, J. C. P. & CHOU. P. Cane Sugar Handbook. New

York: John Wiley & Sons INC, 1993.

Dextrana – Interferência no Pgto da Cana (POL)

Polarização da Luz

Sacarose

Sacarose

Sacarose Polarização

A Inversão da Sacarose

PODER ROTATÓRIO:

– Sacarose + 66,53º

– Glicose + 52,70º

– Frutose - 92,40º

– Sacarose Invertida - 37,70º

OBS

– Dextrana + 195º a + 205º

Um caso real, outubro de 2010, PE

– Total de cana fornecedor = 1.078,38 t

– Dextrana (ppm/Brix) = 2.527

– ATR = 123,3529 kg/t cana (R$ 0,5603 / kg ATR)

– R$ 74.531,83

– Descontando a dextrana

PC: 15,29% 14,90%

ATR: 123,3529 kg/t 119,5527 kg/t

R$ 2.296,14 (3,08 %)

Dextrana – Interferência no Pgto da Cana (POL)

Utilização do HPLC

Dextrana – Interferência na Eficiência da Fábrica

Falsa Sacarose (POL)

Falso AR

Falso ATR

MENOS

AÇÚCAR E

ÁLCOOL

Perdas indeterminadas

Um caso real, outubro de 2010, PE

– Total de cana moída = 3.317 t

– Dextrana (ppm/Brix) = 5.055

– Eficiência global (% ART) = 84,45

– Descontando a dextrana

PC: 15,21% 14,44% Diferença 0,6071%

Considerando 94% Ef Extração e 85% SJM 320 sacos

Eficiência global: 84,45 % 86,98 % (2,53 pp 3,00 %)

Dextrana – Interferência na Eficiência da Fábrica

Tomar AÇÕES Metas

Formatar procedimentos de amostragens para canas de pré-colheita (índice de maturação)

Utilizar rigorosamente os dados dos Índices de Maturação na definição das áreas a ser queimada e cortada

Realizar um eficiente controle de Brocas

Formatar procedimento para quantificação do TQ

Estabelecer como meta o TQ máx 40h

Estabelecer uma boa logística de transporte

Implantar determinações de dextrana, pH e acidez no caldo do PCTS

Implantar e Auditar as análises de IM e IV

Estabelecer metas para Impureza Total (Mineral e Vegetal)

Promover treinamentos para todos os colaboradores envolvidos nestas ações

Utilizar novas técnicas analíticas no CQ da cana

Para saber a Qualidade da MP

É PRECISO TER

LABORATÓRIO

Lançamento Congresso Nacional STAB – Goiania Set/11

OBRIGADO Celso Caldas

celso@centralanalitica.com.br