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Boletim Diário do Laboratório
O boletim diário do laboratório é lançado todos os dias com as principais
analises realizadas na moagem, extração, fermentação/destilação,fábrica de
açúcar, rendimentos, produção, paralisação e insumos. Todos esses dados
gerados são lançados e arquivados para controle de produção,qualidade e
gastos. Certas ações de correção são tomadas mediante lançamentos no
RENDIMENTOS ESTEQUIOMÉTRICOS
RENDIMENTOS ESTEQUIOMÉTRICOS
Os cálculos estequiométricos são realizados para se ter uma base de produção da
usina, ou seja, o quanto se produz de álcool hidratado e açúcar por tonelada de cana-
de-açúcar que entra na usina. Assim podemos ter um controle mais preciso sobre as
condições da cana no campo, se ela tem um bom ou mal rendimento e o que se
precisa fazer para melhorá-la.

TRANSFORMAÇÃO DA SACAROSE EM AÇÚCARES REDUTORES
Na presença de certas enzimas ou sob ação ácida e temperatura adequada, a
sacarose agrega a uma molécula de água e desdobra-se, por hidrólise ou inversão,
em uma molécula de glicose e outra de frutose (açúcares invertidos).

C12H22O11   +   H2O        C6H12O6 + C6H12O6
mm- 342g        mm-18g       mm-180g     mm-180g
sacarose          água          glicose    frutose

                                  =               = 0,95


Então o ART, ou seja, a sacarose pode ser transformada em açúcar invertido
dividindo-se a massa da sacarose (SAC) por 0,95.
A quantidade de sacarose é obtida utilizando-se de um aparelho denominado
sacarímetro. É retirada uma amostra de cana diretamente de um caminhão. Essa
amostra é processada com intuito de recolher o caldo filtrado e passar pelo
equipamento. A quantidade obtida em 100 ml de caldo nós dá a média de sacarose
que está entrando por lote de cana.

Exemplo:
Em 500g de colmo (cana) 0,5 kg ______________ 350 mL de caldo = 0,35 L
Em 120.000 kg de colmos (cana) _______________ X L de caldo
X = 84.000 L de caldo

Em 100 mL = 0,1 L de caldo ___________________ 17 g = 0, 017 kg de sacarose
Em 84.000 L de caldo ________________________ X kg de sacarose aparente
X = 14.280 kg de sacarose

14,2 t de sacarose aparente / ha
Logo, a produção de 14.280 kg de sacarose corresponde a:

ARTsac =                     = 15.031,58 kg de ART
RENDIMENTO ESTEQUIOMÉTRICO DA FERMENTAÇÃO
 Definido como o volume de álcool (litros) a ser produzido com eficiência de 100% por
kg de ART, ou seja, admitindo-se que todas as moléculas de açúcar transformam-se
em etanol, tem-se:

C6H12O6            2x   CH3CH2OH     +     2x CO2
mm – 180g                mm – 2x 46g         mm – 2x 44g
    AR                      álcool             dióxido de carbono

Seguindo o exemplo:
Para o álcool hidratado de graduação máxima de 93,2 % INPM, o rendimento
estequiométrico é de:

Rendeq = 1.000 x                                 1.000 x                = 0, 6776 L/kg
ART


Assim, com 15.031,58 kg de ART, obtém-se no máximo, 10.185,40 litros de álcool
hidratado 93,2° INPM.

EFICIÊNCIA DA FERMENTAÇÃO
A eficiência da fermentação é dada pela divisão do rendimento obtido pelo
rendimento estequiométrico:

EFf = x 100                              x 100
Seguindo o exemplo:
Utilizando um ART no valor de 15.031,58 kg, podem-se obter, no máximo, 10.185,40
litros de álcool hidratado e sabe-se que 100% de eficiência é praticamente impossível
levando em conta as perdas que acontecem durante todo o processo. Considera-se
então, que houve uma produção de 8.800 litros de álcool hidratado.
Utilizou-se 15031,58 kg de ART, então o rendimento global da destilaria será de:

RDg =                             = 0,5854 litros por kg ART

Então a eficiência da usina se dá por:

EFf =                              x 100          = 86,4% de eficiência da usina


A sacarose obtida, considerando eficiência da fábrica de açúcar em 100 %, irá
produzir 1:1 de sacarose, ou seja, em 15.031,58 kg de sacarose teremos a produção
de açúcar em mesma quantidade.
CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS
CÁLCULOS DA CANA PCTS:

Brix % Cana........................................................................: A x (1 – 0,01 x B) x (1, 0313 – 0,
00575 x B)
Pol % Cana......................: ((0, 2605 – (0, 0009882 x A)) x D) x (1 - (0,01 x B) x (1, 0313 –
(0, 00575 x B)
Pol % CE......................................................................................: (0, 2605 – (0,
0009882 x A)) x D)
Pureza % Cana...................................................................................................................: (E
/ F) x 100
Fibra % Cana...............................................................................................................: (0,08 x
C) + 0, 87
ART % Cana..............: (E / 0,95) + ((3, 641 – (0, 0343 x G)) x ((1 – 0,01 x B) x (1, 0313 – 0,
00575 x B)))
AR %CE......................................................................................................: (3, 641 –
(0,0343 x G )

Onde:
A – Brix % caldo extraído                                                      B – Fibra % cana
C – PBU (peso do bolo úmido)                                                   D – Leitura sacarimétrica
E – Pol % cana                                                                   F – Brix % cana
G – Pureza % cana

Defina a partir dos dados: Brix % caldo extraído = 18,5; Leitura sacarimétrica
CANA MOÍDA AÇÚCAR:

((A x B) – ((C x D) x (A / (A + E – C)))     x G
((A x B) + (E x F) – (C x D))

Onde:
A – Vazão do caldo para açúcar                      B – Brix do caleado do
açúcar
C – Vazão do caldo filtrado                        D – Brix do caldo filtrado
E – Vazão do caldo para álcool                      F – Brix do dosado do
álcool
G – Cana moída total

Defina a partir dos dados: Vazão do caldo para açúcar = 1.700; Vazão do caldo
para álcool = 4.200; Vazão do caldo filtrado = 980; Brix caleado açúcar = 13,5;
Brix dosado álcool = 9,0; Brix do caldo filtrado = 11 e Cana moída total = 7.500
ton.

- Cana moída para açúcar. (Resp. 2.885,51 ton)
- Cana moída para álcool. (Resp. 4.614,49 ton)
ÁLCOOL DIRETO LITROS:

(A x B)           .        xE
(A x B) + (C x D)

Onde:
A – Cana moída para álcool                                     B – Art cana moída
C – Mel consumido                                              D – Art mel consumido
E – Álcool produzido total

ÁLCOOL RESIDUAL LITROS:

(álcool total produzido – álcool direto produzido)

Defina a partir dos dados: Cana moída para álcool = 4.614,49 ton; Art % cana =
14,91; Mel consumido = 150 ton; Art do mel consumido = 65,0; Álcool hidratado
produzido = 280.000 litros; Álcool anidro produzido = 127.500 litros.

- Álcool hidratado direto e residual. (Resp. 245.245,97/ Resp. 34.754,03)
- Álcool anidro direto e residual. (Resp. 111.674,51 / Resp. 15.825,49)
ART TOTAL RECUPERADO:

((A x B x 0,01 x 1, 0526) + (C x 1, 0526) + (D x 0,01 x E x F x 1, 9565) + (G x 0,01 x
H x I x 1, 9565) + (J x 1, 9565 x 0, 7893) + (K x 2 ) + ( L x ART x 0,01 )) / 1000

Onde:
A – Açúcar VHP produzido                         B – Pol açúcar VHP
C – Diferença no processo do açúcar
         (açúcar em processo hoje – açúcar em processo ontem)
D – Álcool anidro produzido                     E – INPM álcool anidro
F – ME° anidro                                     G – Álcool hidratado
produzido
H – INPM álcool hidratado                       I – ME° hidratado
J – Diferença no processo do álcool
         (álcool em processo hoje – álcool em processo ontem)
K – Levedura produzida
L – Diferença do mel em estoque
         (Art mel em estoque hoje – Art mel em estoque ontem)
Art mel = (((57, 415 x altura do tanque x densidade do mel x Art do mel) / 100) x
1000)
Defina a partir dos dados das questões 1, 2, 3, 4, Pol Açúcar = 99,04; Levedura
produzida = 3.500 kg; Diferença do estoque de mel final = 50 ton.

- ART total recuperado. (Resp. 984,50)

1- Dados: Cana moída para álcool = 4.614,49 ton; Art % cana = 14,91; Art do mel
consumido = 65,0; Álcool hidratado produzido = 280.000 litros; Álcool anidro produzido =
127.500 litros.

2- Dados: Espaço vazio nas dornas = 2,5; GLº vinho = 6,8; Espaço vazio da volante = 1;
GLº volante = 6,8.

Álcool em proc. =
(Ton art dornas + Ton art volante) x 0,6475) x 1000
Ton art dornas:
 (1981,56 – (Espaço vazio das dornas x 264)) x ((GL° vinho / 100) / 0, 6475)
1981,56 = volume total das dornas; 264 = base das dornas
0, 6475 = constante de transformação do vinho em álcool absoluto
 Ton art volante:
(301, 132 – (Espaço vazio (volante) x 40, 1516)) x ((GL° vinho / 100) / 0, 6475)
301, 132 = volume total da volante; 40,1516 = base da volante
0, 6475 = constante de transformação do vinho em álcool absoluto
3- Dados: Açúcar produzido = 350.000 kg; Açúcar em processo hoje = 450.000
kg; Açúcar em processo ontem = 450.000 kg; Cana moída para açúcar =
2.885,51 ton.

4- Dados: INPM anidro = 99,5; INPM hidratado = 93,1; Processo de álcool ontem
= 92.300 litros;

ME°: (((-0,027441 x (INPM)^2))+(( 2,369 x INPM)+(826,849 ))) x 0,001
Curso: Laboratório
Realizado por : Leandro Aparecido Cândido

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  • 1.
  • 2. Boletim Diário do Laboratório O boletim diário do laboratório é lançado todos os dias com as principais analises realizadas na moagem, extração, fermentação/destilação,fábrica de açúcar, rendimentos, produção, paralisação e insumos. Todos esses dados gerados são lançados e arquivados para controle de produção,qualidade e gastos. Certas ações de correção são tomadas mediante lançamentos no
  • 3. RENDIMENTOS ESTEQUIOMÉTRICOS RENDIMENTOS ESTEQUIOMÉTRICOS Os cálculos estequiométricos são realizados para se ter uma base de produção da usina, ou seja, o quanto se produz de álcool hidratado e açúcar por tonelada de cana- de-açúcar que entra na usina. Assim podemos ter um controle mais preciso sobre as condições da cana no campo, se ela tem um bom ou mal rendimento e o que se precisa fazer para melhorá-la. TRANSFORMAÇÃO DA SACAROSE EM AÇÚCARES REDUTORES Na presença de certas enzimas ou sob ação ácida e temperatura adequada, a sacarose agrega a uma molécula de água e desdobra-se, por hidrólise ou inversão, em uma molécula de glicose e outra de frutose (açúcares invertidos). C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 mm- 342g mm-18g mm-180g mm-180g sacarose água glicose frutose = = 0,95 Então o ART, ou seja, a sacarose pode ser transformada em açúcar invertido dividindo-se a massa da sacarose (SAC) por 0,95.
  • 4. A quantidade de sacarose é obtida utilizando-se de um aparelho denominado sacarímetro. É retirada uma amostra de cana diretamente de um caminhão. Essa amostra é processada com intuito de recolher o caldo filtrado e passar pelo equipamento. A quantidade obtida em 100 ml de caldo nós dá a média de sacarose que está entrando por lote de cana. Exemplo: Em 500g de colmo (cana) 0,5 kg ______________ 350 mL de caldo = 0,35 L Em 120.000 kg de colmos (cana) _______________ X L de caldo X = 84.000 L de caldo Em 100 mL = 0,1 L de caldo ___________________ 17 g = 0, 017 kg de sacarose Em 84.000 L de caldo ________________________ X kg de sacarose aparente X = 14.280 kg de sacarose 14,2 t de sacarose aparente / ha Logo, a produção de 14.280 kg de sacarose corresponde a: ARTsac = = 15.031,58 kg de ART
  • 5. RENDIMENTO ESTEQUIOMÉTRICO DA FERMENTAÇÃO Definido como o volume de álcool (litros) a ser produzido com eficiência de 100% por kg de ART, ou seja, admitindo-se que todas as moléculas de açúcar transformam-se em etanol, tem-se: C6H12O6 2x CH3CH2OH + 2x CO2 mm – 180g mm – 2x 46g mm – 2x 44g AR álcool dióxido de carbono Seguindo o exemplo: Para o álcool hidratado de graduação máxima de 93,2 % INPM, o rendimento estequiométrico é de: Rendeq = 1.000 x 1.000 x = 0, 6776 L/kg ART Assim, com 15.031,58 kg de ART, obtém-se no máximo, 10.185,40 litros de álcool hidratado 93,2° INPM. EFICIÊNCIA DA FERMENTAÇÃO A eficiência da fermentação é dada pela divisão do rendimento obtido pelo rendimento estequiométrico: EFf = x 100 x 100
  • 6. Seguindo o exemplo: Utilizando um ART no valor de 15.031,58 kg, podem-se obter, no máximo, 10.185,40 litros de álcool hidratado e sabe-se que 100% de eficiência é praticamente impossível levando em conta as perdas que acontecem durante todo o processo. Considera-se então, que houve uma produção de 8.800 litros de álcool hidratado. Utilizou-se 15031,58 kg de ART, então o rendimento global da destilaria será de: RDg = = 0,5854 litros por kg ART Então a eficiência da usina se dá por: EFf = x 100 = 86,4% de eficiência da usina A sacarose obtida, considerando eficiência da fábrica de açúcar em 100 %, irá produzir 1:1 de sacarose, ou seja, em 15.031,58 kg de sacarose teremos a produção de açúcar em mesma quantidade.
  • 7. CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS CÁLCULOS DA CANA PCTS: Brix % Cana........................................................................: A x (1 – 0,01 x B) x (1, 0313 – 0, 00575 x B) Pol % Cana......................: ((0, 2605 – (0, 0009882 x A)) x D) x (1 - (0,01 x B) x (1, 0313 – (0, 00575 x B) Pol % CE......................................................................................: (0, 2605 – (0, 0009882 x A)) x D) Pureza % Cana...................................................................................................................: (E / F) x 100 Fibra % Cana...............................................................................................................: (0,08 x C) + 0, 87 ART % Cana..............: (E / 0,95) + ((3, 641 – (0, 0343 x G)) x ((1 – 0,01 x B) x (1, 0313 – 0, 00575 x B))) AR %CE......................................................................................................: (3, 641 – (0,0343 x G ) Onde: A – Brix % caldo extraído B – Fibra % cana C – PBU (peso do bolo úmido) D – Leitura sacarimétrica E – Pol % cana F – Brix % cana G – Pureza % cana Defina a partir dos dados: Brix % caldo extraído = 18,5; Leitura sacarimétrica
  • 8. CANA MOÍDA AÇÚCAR: ((A x B) – ((C x D) x (A / (A + E – C))) x G ((A x B) + (E x F) – (C x D)) Onde: A – Vazão do caldo para açúcar B – Brix do caleado do açúcar C – Vazão do caldo filtrado D – Brix do caldo filtrado E – Vazão do caldo para álcool F – Brix do dosado do álcool G – Cana moída total Defina a partir dos dados: Vazão do caldo para açúcar = 1.700; Vazão do caldo para álcool = 4.200; Vazão do caldo filtrado = 980; Brix caleado açúcar = 13,5; Brix dosado álcool = 9,0; Brix do caldo filtrado = 11 e Cana moída total = 7.500 ton. - Cana moída para açúcar. (Resp. 2.885,51 ton) - Cana moída para álcool. (Resp. 4.614,49 ton)
  • 9. ÁLCOOL DIRETO LITROS: (A x B) . xE (A x B) + (C x D) Onde: A – Cana moída para álcool B – Art cana moída C – Mel consumido D – Art mel consumido E – Álcool produzido total ÁLCOOL RESIDUAL LITROS: (álcool total produzido – álcool direto produzido) Defina a partir dos dados: Cana moída para álcool = 4.614,49 ton; Art % cana = 14,91; Mel consumido = 150 ton; Art do mel consumido = 65,0; Álcool hidratado produzido = 280.000 litros; Álcool anidro produzido = 127.500 litros. - Álcool hidratado direto e residual. (Resp. 245.245,97/ Resp. 34.754,03) - Álcool anidro direto e residual. (Resp. 111.674,51 / Resp. 15.825,49)
  • 10. ART TOTAL RECUPERADO: ((A x B x 0,01 x 1, 0526) + (C x 1, 0526) + (D x 0,01 x E x F x 1, 9565) + (G x 0,01 x H x I x 1, 9565) + (J x 1, 9565 x 0, 7893) + (K x 2 ) + ( L x ART x 0,01 )) / 1000 Onde: A – Açúcar VHP produzido B – Pol açúcar VHP C – Diferença no processo do açúcar (açúcar em processo hoje – açúcar em processo ontem) D – Álcool anidro produzido E – INPM álcool anidro F – ME° anidro G – Álcool hidratado produzido H – INPM álcool hidratado I – ME° hidratado J – Diferença no processo do álcool (álcool em processo hoje – álcool em processo ontem) K – Levedura produzida L – Diferença do mel em estoque (Art mel em estoque hoje – Art mel em estoque ontem) Art mel = (((57, 415 x altura do tanque x densidade do mel x Art do mel) / 100) x 1000)
  • 11. Defina a partir dos dados das questões 1, 2, 3, 4, Pol Açúcar = 99,04; Levedura produzida = 3.500 kg; Diferença do estoque de mel final = 50 ton. - ART total recuperado. (Resp. 984,50) 1- Dados: Cana moída para álcool = 4.614,49 ton; Art % cana = 14,91; Art do mel consumido = 65,0; Álcool hidratado produzido = 280.000 litros; Álcool anidro produzido = 127.500 litros. 2- Dados: Espaço vazio nas dornas = 2,5; GLº vinho = 6,8; Espaço vazio da volante = 1; GLº volante = 6,8. Álcool em proc. = (Ton art dornas + Ton art volante) x 0,6475) x 1000 Ton art dornas: (1981,56 – (Espaço vazio das dornas x 264)) x ((GL° vinho / 100) / 0, 6475) 1981,56 = volume total das dornas; 264 = base das dornas 0, 6475 = constante de transformação do vinho em álcool absoluto Ton art volante: (301, 132 – (Espaço vazio (volante) x 40, 1516)) x ((GL° vinho / 100) / 0, 6475) 301, 132 = volume total da volante; 40,1516 = base da volante 0, 6475 = constante de transformação do vinho em álcool absoluto
  • 12. 3- Dados: Açúcar produzido = 350.000 kg; Açúcar em processo hoje = 450.000 kg; Açúcar em processo ontem = 450.000 kg; Cana moída para açúcar = 2.885,51 ton. 4- Dados: INPM anidro = 99,5; INPM hidratado = 93,1; Processo de álcool ontem = 92.300 litros; ME°: (((-0,027441 x (INPM)^2))+(( 2,369 x INPM)+(826,849 ))) x 0,001
  • 13. Curso: Laboratório Realizado por : Leandro Aparecido Cândido