O Processo de Fabricação do Açúcar e Álcool Desde a Lavoura da Cana até o Produto Acabado

Livro 272 Páginas

Edição: 1

Ano da Publicação: 2012

O Brasil é o maior produtor e exportador mundial de açúcar. A produção de álcool etanol também é significativa, tanto que o país está entre os líderes de produção e exportação de biocombustíveis como o etanol. Consequentemente, as áreas cultivadas da cana-de-açúcar se expandem a cada dia. O mercado de trabalho exige cada vez mais qualificação e especialidade técnica. Assim, este livro é dividido em vários capítulos de forma a possibilitar uma compreensão gradativa dos tópicos relacionados ao processo de plantio da cana-de-açúcar e à fabricação do açúcar e do álcool, com explicações práticas e objetivas. Entre os assuntos abordados, destacam-se as principais atividades desenvolvidas no processo de fabricação do açúcar e do álcool dados do setor sucroalcooleiro o importante papel da logística detalhes para uma cultura eficiente os tratos culturais como adubação e controle de plantas daninhas e insetos a diferença entre a colheita manual e a mecanizada o controle de qualidade na estocagem do produto o processo de destilação do caldo para a produção do biocombustível etanol, entre outros. Este livro possui um vasto conteúdo e, embora adote linguagem técnica, é de fácil compreensão, além de altamente didático. Recomendado para todos.

                                                                       SUMÁRIO

LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS .........................................17

 1. INTRODUÇÃO .............................................................................19

1.1. Por que Você Deve Investir na sua Formação ...................21

 1.2. Por que o Mercado Sucroalcooleiro está Carente de Profissionais Preparados  e Portanto Receptivo ......................22

2. HISTÓRICO DA CANA-DE-AÇÚCAR NO BRASIL ....................25

2.1. Como Surgiu o Capital Estrangeiro no Setor Sucroalcooleiro Nacional....27

2.2. O Mercado Internacional do Açúcar .......................................28

2.3. O Açúcar VHP, (Very High Polarization), o Carro Chefe no Mercado de Exportação .............28

2.4. Outros Produtos que Podem Gerar Receita para uma Usina ......................29

3. CENÁRIO DA CANA-DE-AÇÚCAR ...............................................31

3.1. O Potencial do Setor Sucroalcooleiro ....................................33

3.2. A Importância de estar em Sintonia com Tudo o que está Acontecendo ....35

4. PESQUISA E DESENVOLVIMENTO DA USINA ..........................39

4.1. A Análise da Viabilidade do Projeto ..........................................41

4.2. Estudo da Viabilidade Econômica Agrícola ............................42

4.3. A Legalidade do Uso do Solo para Implantação da Unidade Industrial ......43

4.4. A Defi nição da Área Agrícola ......................................................44

4.4.1. Topografi a...................................................................................45

4.4.2. Características Físicas .............................................................45

4.4.3. Características Químicas .........................................................46

4.5. As Variedades de Cana-de-Açúcar .............................................47

4.6. A Administração Holística na Usina de Açúcar .........................49

5. LOGÍSTICA ..........................................................................................51

5.1. A Logística, Dona de Muitas Decisões .......................................53

5.1. A Logística, Dona de Muitas Decisões ........................................53

6. A FORMAÇÃO DA ÁREA AGRÍCOLA ................................................55

6.1. A Formação da Lavoura ..................................................................57

6.1.1. A Preparação do Solo ...................................................................57

6.1.2. A Limpeza ........................................................................................57

6.1.3. A Eliminação da Soqueira em Áreas de Reforma da “Fundação” ...............58

6.1.4. A Sistematização do Terreno ........................................................58

6.1.5. A Correção do Solo .........................................................................59

6.1.6. A Aração .............................................................................................59

6.1.7. A Gradeação .....................................................................................60

6.1.8. Sistematização do Terreno e Conservação de Solo ................61

12 • O PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO AÇÚCAR E DO ÁLCOOL

7. PLANTIO ..................................................................................................65

7.1. A Sulcação ............................................................................................67

7.2. O Plantio ...............................................................................................68

7.2.1. Plantio Mecanizado ........................................................................69

8. TRATOS CULTURAIS ............................................................................71

8.1. Adubação de Cobertura ....................................................................73

8.2. Controle Químico de Plantas Daninhas ........................................73

8.3. Controle de Insetos ............................................................................74

8.3.1. Broca da Cana ..................................................................................74

8.3.2. Nematóides .......................................................................................75

8.3.3. Formigas .............................................................................................76

8.3.4. Besouro Migdolus .............................................................................77

8.3.5. Cupins .................................................................................................77

8.3.6. Cigarrinhas .........................................................................................78

8.4. Roguing e Controle de Doenças........................................................78

8.4.1. Carvão ..................................................................................................79

8.4.2. Raquitismo ..........................................................................................79

8.4.3. Escaldadura..........................................................................................80

8.4.4. Mosaico ................................................................................................80

8.4.5. Ferrugem .............................................................................................80

9. A COLHEITA ...............................................................................................83

9.1. A Colheita Manual ...................................................................................85

9.2. A Colheita Mecanizada ...........................................................................87

9.3. A Manutenção da Lavoura após a Safra .............................................88

10. PROCESSAMENTO DA CANA..................................................................91

10.1. A Efi ciência no Processo Industrial....................................................93

10.2. A Pesagem da Matéria-Prima ..............................................................93

10.3. O Laboratório de Sacarose, o PCTS ...................................................94

10.4. A Descarga com o Hilo ou Tombador .................................................96

11. PREPARO DA CANA PARA A MOAGEM .................................................101

11.1. A Limpeza Diferenciada, para a Cana Queimada ou Inteira e a Crua ou Picada .......................................................................................103

11.2. A Mesa Alimentadora ...........................................................................105

11.3. O Tambor Nivelador ............................................................................106

11.4. O Adensador .........................................................................................106

11.5. O Picador de Cana ..............................................................................107

11.6. O Desfi brador de Cana .......................................................................108

11.7. A Esteira Rápida de Borracha .............................................................109

12. ESTRUTURAS DO PROCESSAMENTO DA CANA-DE-AÇÚCAR ........111

12.1. A Caldeira, Indiscutivelmente o Coração da Usina .........................113

12.1.1. Capacidade da Caldeira ...................................................................114

  13 •O PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO AÇÚCAR E DO ÁLCOOL

12.2. A Fornalha ................................................................................................115

12.3. O Transporte do Bagaço........................................................................116

12.4. Dosadores ou Alimentadores de Bagaço .........................................117

12.5. Paredes de Água ....................................................................................117

12.6. Tubulão de Água, Balão Inferior ou Barrilete Inferior .......................118

12.7. Tubulão de Vapor, ou Balão Superior ou Barrilete Superior ...........118

12.8. Superaquecedor ......................................................................................119

12.9. Feixe de Convecção ................................................................................120

12.10. Soprador de Fuligem ............................................................................120

12.11. Válvulas de Segurança ..........................................................................120

12.12. Pré-Ar .........................................................................................................122

12.13. Economizador de Água ..........................................................................123

12.14. O Desaerador ...........................................................................................123

12.15. O Exaustor da Chaminé .........................................................................125

12.16. A Chaminé ..................................................................................................127

12.17. O Ventilador Primário ................................................................................127

12.18. O Ventilador Secundário ...........................................................................129

12.19. As Bombas de Alimentação .....................................................................130

12.20. O Lavador de Gases ..................................................................................130

12.21. Os Multiciclones ...........................................................................................131

12.22. O Precipitador Eletrostático .......................................................................132

12.23. O Lavador de Gases com Decantador ...................................................133

12.24. A Lagoa Aspersora, ou Spray ....................................................................133

12.25. As Torres de Resfriamento .......................................................................134

13. POLÍTICA DE USO, REUSO E TRATAMENTO DAS ÁGUAS ........................137

13.1. A Água Tratada com o Respeito que ela Merece ....................................139

13.2. A Captação ......................................................................................................140

13.3. A Adutora ...........................................................................................................142

13.4. A Lagoa de Água Bruta ..................................................................................143

13.5. A “ETA” Estação de Tratamento de Água ...................................................144

13.6. A Água Dura .....................................................................................................146

13.6.1. Dureza das Águas .......................................................................................146

13.6.2. Classifi cação da Água Quanto a Sua Dureza .......................................147

13.7. Abrandamento e Desmineração da Água com Resinas de Troca Iônica ....147

13.8. Abrandamento e Desmineralização da Água por Membranas de Osmose Reversa ......................................................................................148

13.9. A Tecnologia Antiga é mais Segura para a Maioria das Águas Brutas Brasileiras ................................................................................................149

13.10. O Circuito Fechado para Tratamento e Reuso da Água de Lavagem da Cana ..................................................................................................149

13.11. O Circuito Fechado para Tratamento e Reuso da Água de Fuligem .........151

14 • O PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO AÇÚCAR E DO ÁLCOOL

14. ALIMENTAÇÃO DO SISTEMA .............................................................153

14.1. A Calha Alimentadora ou Chute Donnelly ....................................155

14.2. A Embebição ......................................................................................156

15. MOAGEM DA CANA-DE-AÇÚCAR E EXTRAÇÃO DO CALDO ........159

15.1. A Moenda .............................................................................................161

15.1.1. Controle da Rotação .....................................................................161

15.1.2. Controle de Aberturas ...................................................................162

15.1.3. Bagaceiras ......................................................................................162

15.1.4. Ajuste de Pentes .............................................................................163

15.1.5. Sistema Hidráulico .........................................................................163

15.2. As Esteiras Metálicas ........................................................................165

15.3. Tipo de Produtos Obtidos Após a Extração do Caldo .................166

15.3.1. Tipos de Açúcar ...............................................................................166

15.4. Variáveis que Interferem na Qualidade e na Cor do Açúcar ......167

15.5. A Normatização da Cor ......................................................................168

15.6. A Extração por Difusão .......................................................................168

15.7. Uma Questão Polêmica, Moenda ou Difusor? .............................170

16. PREPARO DO CALDO .............................................................................173

16.1. O Tratamento Primário do Caldo .......................................................175

16.2. A Pesagem da Massa e a Medição da sua Acidez ..........................176

16.2.1. A Pesagem ou Medição da Massa ..................................................176

16.2.2. O PH de uma Substância ..................................................................177

16.3. O Tratamento Químico da Sulfi tação .................................................177

16.4. A Preparação do Leite de Cal ...............................................................178

16.5. A Calagem .................................................................................................178

16.6. O Aquecimento do Caldo Através de Trocadores de Calor ..............180

16.7. O Balão de Flash .......................................................................................182

16.8. A Decantação ..............................................................................................183

16.9. A Filtragem ...................................................................................................185

17. EXTRAINDO A ÁGUA DO CALDO ................................................................189

17.1. A Evaporação ...............................................................................................191

17.2. Cuidados na Evaporação .........................................................................193

17.2.1. Possíveis Causas de Anormalidades na Evaporação .....................194

18. COZIMENTO DO INDUSTRIALIZADO E EXTRAÇÃO DA MASSA .............197

18.1. O Cozimento das Massas ........................................................................199

18.1.1. Recapitulando a Concentração do Caldo ..........................................199

18.1.2. O Cozimento .............................................................................................199

18.1.3. Os Cozedores, ou Tachos ......................................................................201

18.2. A Centrifugação da Massa A ........................................................................202

18.3. A Centrifugação da Massa B ........................................................................202

18.4. Segunda Extração da Massa........................................................................203

15  •  O PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO AÇÚCAR E DO ÁLCOOL

18.4.1. Processo com Centrífuga Contínua na Massa B .................................203

18.4.2. O Cozimento da Massa A ............................................................................203

18.4.3. A Centrifugação da Massa A ........................................................................204

19. CRISTALIZAÇÃO ...................................................................................................207

19.1. A Produção da Semente ..................................................................................209

19.1.1. De Onde Surgiram os Nódulos de Cristal que foram Introduzidos? ...209

19.2. A Granagem ou Cristalização .........................................................................209

20. TRATAMENTO DO AÇÚCAR ................................................................................213

20.1. A Secagem do Açúcar .......................................................................................215

20.2. Os Diferentes Modelos de Secadores ..........................................................215

21. PREPARO PARA COMERCIALIZAÇÃO ..............................................................219

21.1. A Pesagem e Ensacamento ............................................................................221

21.1.1. Balança Integradora para Materiais a Granel ...........................................221

21.1.2. Balança de Fluxo Contínuo por Bateladas, Automáticas e Intermitentes..221

21.1.3. Balança Ensacadora .......................................................................................221

21.1.4. Balança Especial para Big Bags ...................................................................222

21.1.5. Balança Rodoviaria ...........................................................................................222

21.2. A Qualidade e o Armazenamento do Açúcar .....................................................223

22. DESTILANDO O CALDO PARA OBTENÇÃO DO ETANOL ...................................227

22.1. A Separação dos Caldos e a Destilaria de Etanol .........................................229

22.2. O Resfriamento do Caldo para Iniciar o Processo de Fermentação .........230

22.3. Transformando Açúcares em Álcool .................................................................230

22.4. A Fermentação do Mosto ......................................................................................231

22.5. A Centrifugação do Vinho .....................................................................................232

22.6. Em Busca de Nova Tecnologia ..........................................................................233

22.7. A Destilação como Método de Separação entre dois Componentes de uma Mistura ......................................................................................233

22.7.1. A Destilação Fracionada ................................................................................234

22.7.2. Destilando o Etanol .........................................................................................235

22.8. O Álcool Anidro ....................................................................................................237

22.8.1. A Obtenção do Álcool Anidro com Ciclohexano .........................................238

22.9. A Desidratação Extrativa ...................................................................................239

22.10. A Desidratação por Adsorção .......................................................................240

22.11. O Armazenamento do Álcool ........................................................................240

23. APROVEITANDO O BAGAÇO DA CANA ...........................................................243

23.1. Produzindo Eletricidade, Dando Fim a um Problema! .............................245

23.2. Produzir 40% a Mais de Álcool, Com a Mesma Tonelada de Cana .........247

24. CUIDADOS NECESSÁRIOS DA USINA ...........................................................249

24.1. A Manutenção na Planta .................................................................................251

24.2. O Departamento Técnico da Usina ..............................................................251

24.3. Os Diferentes Tipos de Manutenção (Corretiva Preventiva e Preditiva) ..254

16 • O PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO AÇÚCAR E DO ÁLCOOL

24.3.1. A Corretiva .......................................................................................................254

24.3.2. A Preventiva .....................................................................................................254

24.3.2.1. A Parada Mensal Obrigatória ...................................................................255

24.3.3. A Preditiva ........................................................................................................258

24.4. As Técnicas de Análise ou Inspeção ............................................................259

24.4.1. Análise de Vibração .....................................................................................260

24.4.2. Termografía ou Inspeção Termográfica ...................................................261

24.4.3. Espectrometria dos Óleos Lubrifi cantes ...............................................262

24.4.4. Ultrassonografi a ..........................................................................................263

24.4.5. Líquido Penetrante .......................................................................................263

GLOSSÁRIO .................................................................................................................267

REFERÊNCIAS ...............................................................................................................271