O documento aborda a importância da qualidade da matéria-prima na produção de açúcar e etanol, destacando como a composição e características da cana-de-açúcar afetam o rendimento industrial e custos. Também são apresentados parâmetros e definições essenciais like brix, sacarose e teor de impurezas, além de explicar o processo de maturação da cana e as deteriorizações que impactam sua qualidade. Por fim, são discutidos cálculos utilizados na análise dos açúcares e na eficiência da extração e produção do álcool.

2. MATÉRIA PRIMA
Com boa qualidade a matéria prima é processada rapidamente e resulta em alto
rendimento industrial. O produto de alta qualidade normalmente reduz o custo por
unidade de produto, enquanto que a má qualidade provoca perdas de tempo no
processamento, maior consumo de utilidades e produtos químicos, resultando em
menor rendimento industrial e produto de qualidade inferior.

3. MATÉRIA PRIMA
•A parte sólida desses colmos é constituída por celulose, lignina e pentosanas
(conhecida como fibra).
•A parte líquida é formada pelo caldo, uma solução aquosa com uma variedade de
substâncias orgânicas. 91% do caldo é constituído de: 78% a 86% de água, 10% a
20% de sacarose, 0,1% a 2,0% de açúcares redutores, 0,3% a 0,5% de cinza, 0,5%
a 1,0% de compostos nitrogenados e pH entre 5,2 a 6,8 (LIMA et al., 2001).
•Em média, uma tonelada de cana rende aproximadamente 80 litros de etanol e 130
kg de açúcar VHP (very high polarization), em um processo sem perdas corriqueiras
de uma produção industrial.
1. Epiderme
2. Células espessas da casca
3. e 4. Feixes vasculares de
diferentes tamanhos (xilema)
5. Esclerênquima (sustentação)
6. Parênquima (estocagem)

4. DEFINIÇÕES
Brix % CE: indica a porcentagem, em peso, de sólidos solúveis no caldo, o qual,
por sua vez, nos possibilitará a determinação dos sólidos na cana-de-açúcar. O ideal
é de no mínimo 15 chegando a 20 ° Brix.
Teor de Sacarose (leitura sacarimétrica): indica a quantidade de sacarose na
cana. O ideal, com um brix 18 seria de 66 ou mais o que deve gerar uma Pureza %
Cana acima de 88%.
Pol % CA: é a porcentagem, em peso, de sacarose aparente encontrada na
solução(13 - 18 %).
AR: açúcar, não sacarose existente no caldo. Além da quantidade normal existente
eles se formam, durante a degradação no campo, pelo desdobramento da molécula
de sacarose. Seu teor ideal deve ficar abaixo de 0,8% (glicose e frutose).
PBU(peso do bolo úmido): Utilizado no cálculo da Fibra da Cana que por sua vez
entra no cálculo do ART % Cana, Brix % Cana, Pol % Cana e AR % Cana.

5. DEFINIÇÕES
Fibra % CA : teor de fibra na cana analisada ( 11 - 15 % ) A porcentagem de fibra
da cana reflete na eficiência da extração da moenda, ou seja, quanto mais alta a
porcentagem de fibra da cana, menor será a eficiência de extração.
pH e acidez: Uma cana muito ácida indica deficiência na adubagem (calagem
inadequada), cana velha ou tempo de queima muito alto propiciando um ambiente
melhor para o desenvolvimento de bactérias. A sacarose, sob condições ácidas ou
ação de enzimas (invertase), desdobra-se em duas moléculas de monossacarídeos
(glicose e frutose) diminuindo o teor de sacarose e aumentando o teor de glicose e
frutose, açúcares estes que não cristalizam. O pH ideal fica entre 5,2 - 5,5.
ART – Açúcares Redutores Totais. Utilizado para se conhecer o total de açúcares
(sacarose + frutose + glicose) presentes e que serão recuperados em forma de
etanol e/ou açúcar cristalizado. Seu teor varia de 13 a 17,5 %, podendo ter teores
maiores dependendo do cultivo.
ATR - Açúcares Totais Recuperáveis, em peso, em solução (sacarose, glicose e
frutose) utilizado para pagamento de cana do fornecedor.

8. 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 glucose e outra de frutose (açúcares invertidos)
(Fernandes, 2000).
C12H22O11 + H2O  C6H12O6 + C6H12O6
mm- 342g mm-18g mm-180g mm-180g
sacarose água glucose frutose
Então o ART, ou seja, a sacarose pode ser transformada em açúcar invertido
dividindo-se a massa da sacarose por 0,95.
= = 0,95

9. 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
14,28 t de sacarose aparente / ha
Logo, a produção de 14.280 kg de sacarose corresponde a:
ARTsac =  = 15.031,58 kg de ART (Fernandes, 2000).

10. 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 (Fernandes, 2000):
C6H12O6  2x CH3CH2OH + 2x CO2
mm – 180g mm – 2x 46g mm – 2x 44g
glicose álcool dióxido de carbono
Exemplo:
Para o álcool hidratado de graduação 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, obtem-se no máximo, 10.185,40 litros de
álcool hidratado 93,2° INPM (Fernandes, 2000).

11. MATURAÇÃO DA CANA
O processo de maturação:
Botânico: com a emissão de flores.
Fisiológico: armazenamento de sacarose.
Econômico: teor mínimo de sacarose em peso ( 13 % )

12. MATURAÇÃO DA CANA

13. CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO DA
MATURAÇÃO
1º - Pontos de Maturação:
Atribuídos aos valores de Brix (Pbr); Pol (Ppo); Pureza (Ppu); AR (Par):
P = Pbr + Ppo + Ppu + Par onde: Pbr = brix % cana – 13,0
Ppo = pol % cana – 11,0
Ppu = (pureza – 70,0 ) / 5
Par = 3 x (2,2 – Ar % cana)
O mínimo de pontos para corte = 9,0 a 11,0

14. MATURAÇÃO DA CANA
2º - Índice de Maturação:
Realizado da base do colmo ao seu ápice.
IM = Brix ponta do colmo
Brix base do colmo
Valores de IM: menor que 0,6 para cana verde
entre 0,6 e 0,85 para cana em processo de maturação
entre 0,85 e 1,0 para cana madura
maior que 1,0 para cana em processo de declínio de sacarose

15. IMPUREZAS
Matéria estranha
 Impurezas 5 – 14 %
Orgânico Vegetal – 3 – 7% : Pontas, folhas, chupões (babeiros), raízes
(arrancadas), pedaços de madeira.
Minerais – 5 – 8% : solo aderido as raízes, pedras, areia , pedaços de
metal.

16. DETERIORIZAÇÕES
Deteriorização:
 Fisiológica – respiração, ressecamento, brotamento e florescimento.
Respiração:
Colmo cortado → respiração → consumo de energia

17. DETERIORIZAÇÕES
Ressecamento: transpiração do colmo:
Perda de peso: 11% em 8 dias e 17% em 10 dias.
Aumento do teor de fibra.
Consequências:
Dificuldades de moagem.
< extração de sacarose.
> perdas de sacarose no bagaço.
Brotamento e florescimento:
Induz a isoporização da cana.

18. DETERIORIZAÇÕES
 Tecnológicas:
Manejo e condições de cultivo.
Causadas durante o manejo de cana : favorece a deteriorização
microbiológica associada a condições climáticas e operações unitárias.
Consequências: alto teor de fibra; desgaste de equipamento;
problemas na condução do processo de fabricação.

19. DETERIORIZAÇÕES
 Microbiológica – microrganismos, bactérias e leveduras.
Crescimento e atividade de microrganismos.
Produto resultante: ácidos.

20. DETERIORIZAÇÕES
Principais:
Leuconostoc mesenteroides: produz substância (goma) dextrana (lembra
gelatina no caldo).
Problemas no processo:
Contaminação no processo de fermentação.
Perda de 3 kg açúcar por tonelada de cana.
Produção de álcool: perdas de rendimento e inibição da levedura; reduz a
viabilidade do fermento; aumenta a floculação.
Produção de açúcar:queda na velocidade de cristalização, perda na qualidade,
granulometria ruim, incrustações nos equipamentos de
aquecimento.

21. DETERIORIZAÇÕES

22. Campo
A matéria prima é queimada para efeito de limpeza e cortada manualmente
para ser carregada através de guinchos em caminhões, para ser transportada
até a indústria.

23. AMOSTRAGEM PARA ANÁLISE

24. AMOSTRAGEM PARA ANÁLISE

25. AMOSTRAGEM PARA ANÁLISE

26. AMOSTRAGEM PARA ANÁLISE

28. Análise de Sonda e Impurezas da Cana
Um sistema informatizado determina em quais cargas deverão ser coletadas as
amostras para análises. O setor balança fornece um ticket com todos os dados
referentes à procedência da cana.

29. Laboratório
O laboratório (PCTS) é de suma importância para indústria, tendo em vista que
as decisões e controles para queima e colheita da cana estão a cargo das
análises realizadas.

30. CÁLCULOS UTILIZADOS (CONSECANA)
Impurezas: sólidos encontrados na cana tais como minerais.
(peso residual - o menor peso da PB x 10) / 0,25
Fibra % CA (pré –colheita): teor de fibra na cana analisada ( 11 - 15 % ) A
porcentagem de fibra da cana reflete na eficiência da extração da moenda, ou seja,
quanto mais alta a porcentagem de fibra da cana, menor será a eficiência de
extração. :
(0,08 x PBU) + 0,8760
Brix% Cana: indica a porcentagem, em peso, de sólidos dissolvidos na cana
Brix%CE x (1 – 0,01 x Fibra) x (1,0313 – 0,00575 x Fibra)

31. Pol % CE: é a porcentagem, em peso, de sacarose aparente encontrada na solução
((0,2605-(0,0009882 x Brix%CE)) x Leitura Sacarimétrica)
Pureza % CA – porcentagem de sacarose encontrada no brix, isto é, porcentagem
de sacarose existente nos sólidos totais dissolvidos. (ideal deve ser > 88%)
(Pol % CA x 100) / Brix% CA
Pol % CA: é a porcentagem, em peso, de sacarose encontrada na solução(11,7 –
16,5 %)
( Pol%CE x (1-0,01 x Fibra%) x (1,0313-0,00575 x Fibra%)
FC: fator de correção do cálculo
1,0313 – (0,00575 x Fibra)

32. ART % CA: açúcares redutores totais utilizados nos cálculos de eficiência (13 % a
17,5 %).
(Pol %CA/0,95)+ AR
AR: açúcar, não sacarose, existente no caldo que tem a propriedade de reduzir o
cobre.Além da quantidade normal existente, eles se formam no curso da fabricação
pelo desdobramento da molécula de sacarose.Seu teor ideal deve ficar abaixo de
0,8% (glicose e frutose).
(3,641 – 0,0343 x Pureza % CE) x (1 – 0,01 x Fibra) x (FC)
ATR - açúcares totais recuperáveis, utilizado no pagamento de cana do fornecedor.
Seu teor varia de 13 a 17,5 %, podendo ter tores maiores dependendo do cultivo.
(9,5263 x Pol % CA) + (9,05 x AR)

37. ATR - açúcares totais recuperáveis, utilizado no pagamento de cana do fornecedor.
Seu teor varia de 13 a 17,5 %, podendo ter tores maiores dependendo do cultivo.

38. ATR (kg / ton) = 10 x PC x 1,05263 x 0,905 + 10 x ARC x 0,905
Onde:
10 x PC = pol por tonelada de cana
1,05263 = coeficiente estequiométrico para a conversão da sacarose em açúcares
redutores
0,905 = coeficiente de recuperação, para uma perda industrial de 9,5% (nove e meio
por cento)
10 x ARC = açúcares redutores por tonelada de cana
Transformação dos produtos em ATR:
Açúcar VHP com 99,3º Z
1 kg de açúcar VHP = 0,993 x 1,05263 = 1,0453 kg de ATR
Álcool hidratado em ATR
Como 1 kg de ATR produz 0,59126 litro de álcool hidratado, para
se obter 1 litro deste álcool necessita-se de:
1 ÷ 0,59126 = 1,6913 kg de ATR.

40. Curso: Laboratório
Realizado por :Leandro Aparecido Cândido