O documento discute os impactos das impurezas minerais e vegetais no processo industrial de produção de açúcar e álcool. As impurezas podem reduzir a capacidade, extração e eficiência da caldeira, além da recuperação de açúcar e fermentação alcoólica. O texto também fornece estratégias para quantificar e controlar as impurezas através de análises de laboratório e ajustes nos sistemas de corte e transporte da cana.

1. ETEC – DR FRANCISCO NOGUEIRA LIMA
TÉCNICO EM AÇUCAR E ÁLCOOL - 2º MÓDULO
Agronomia
Prof. Daniel
Impureza mineral e vegetal impacto na
indústria e porcentagem tolerável
03 /12 /2010
ALUNO(S):
Ivail Américo – Nº16
Maria Josilania Gomes Azevedo – Nº26
Regina Ap. de Oliveira – Nº41
Alex de Souza P. – Nº02
Lucas Henrique Pinheiro – Nº23

2. "O génio vê a resposta, antes da pergunta."

3. Matéria estranha mineral
Impactos da matéria estranha:
 Capacidade e extração;
 Eficiência da caldeira;
 Recuperação de açúcar;
 Fermentação alcoólica.
Matéria estranha mineral
Quantidade é função de:
 Condições de terreno e climáticas
 Praga: cupins
 Sistema de corte
 Sistema de carregamento
Porcentagem de perda
 Até 1% da extração média da moenda durante a safra devido ao desgaste de seus componentes,
calcula o gestor de P&D do Centro de Tecnologia Canavieira, Paulo de Tarso Delfini.

4. Perdas
 Corte mecanizado: De 4% a 6%
 Corte manual: De 0,4% a 0,7%
Efeito no processo
 Menor extração;
 Torta (quantidade e perdas)
 Incrustações
 Qualidade do produto
 Caldeiras (Pci, corrosão e abrasão)
Aumento de desgaste na esteira de cana, picadores, desfibradores, moendas, bombas,
tubulações, regeneradores de calor, aquecedores, partes internas da caldeira, além de
ocasionar limpezas mais intensas da fornalha e de outros pontos de coleta de impurezas na
caldeira. Interferem no processo de tratamento de caldo acúmulos de terra em caixas de
caldo e prejudica sistemas de clarificação e filtragem de lodo. Diminui o poder calorífico do
bagaço gerado. O desgaste prematuro do sistema de preparo de cana, trás um prejuízo
significativo para a operação industrial pelas paradas obrigatórias para manutenção. Os
únicos equipamentos de parada periódica para manutenção nas usinas são justamente os
picadores e os desfibradores. Estima-se que as impurezas minerais geram um acréscimo
de custos de manutenção da ordem de R$ 0,50 a R$ 0,70 por tonelada de cana moída.
As presenças destas impurezas contribuem diretamente para a contaminação dos caldos
com microrganismos indesejáveis ao processo de fermentação, aumentando as perdas
microbiológicas e assim, comprometendo a eficiência e o rendimento industrial (HUGOT,
1977)

5. Dados Influência nos processos
• Caldeira
PCIkcal/kg =4361 – 49,4 x umidade – 43,6 x Cinzas – 7,4 x Brix
• Poder calorifico do bagaço (Pci) kcal/kg
Pci = 4361 – 49,4 x Umidade – 43,6 x cinzas – 7,4 x Brix
• Impureza mineral
Moenda = 15 kg t de bagaço ( 20)
Difusor = 30 kg t de bagaço (40)
Exemplo:
Umidade do bagaço = 50,0 %
Brix do bagaço = 3,0
Pci moenda = 1803
Pci difusor = 1738
Matéria estranha vegetal

6. Quantidade em função de:
 Processo de despalha
 Sistema de corte
Porcentagem de perda
Colheita manual
 Queimada – 1 a 3%
 Cana crua – 5 a 7%
Colheita mecânica
 5 a 8% em cana ereta,
 10 a 20% em condições adversas (cana crua e tombada).
 Perda de capacidade da fabrica (preparo) (3 – 15 %)
 Perda de extração (1 – 4 %)
Efeitos no processo:
 Perda de capacidade
 Perda de extração Aumento da quantidade de bagaço (qualidade?)
 Componentes indesejáveis (polissacarídeos, amido, ácido
aconítico...)
 Consumo maior de produtos no processo. – cal, acido fosfórico
enxofre, polímeros.
Aumentando-se a quantidade de bagaço produzido devido ao aumento da fibra, com
qualidade comprometida, além da incorporação de componentes indesejáveis.
Para se obtiver um produto final com qualidade é necessário purificar o caldo após a
extração. A operação necessita de um caldo claro, transparente e brilhante que é obtido
após a eliminação das impurezas dissolvidas e em suspensão no mesmo, sem afetar a
quantidade de açúcar. Sendo assim a decantação é diretamente prejudicada quando se
processa a cana que está submetida a longos intervalos de tempo entre a queima e o corte.
Além de propiciar a formação de elevados números de substâncias que dificultam a
clarificação. Ainda é de suma importância salientar que o aumento de tempo na decantação
resulta em maior tempo de retenção do caldo no decantador, provocando ainda destruição
de açúcares devido a função e condições operacionais de pH e temperatura do caldo dentro
do equipamento. (MUTTON, 2008) Hugot (1977) afirma que no processo de fermentação

7. alcoólica quando não se tem os cuidados mínimos ao observar a qualidade da
matéria-prima, podem ocorrer à formação de outros microrganismos, principalmente
bactérias, que produzem fermentações indesejáveis, resultando em produtos estranhos à
fermentação alcoólica normal. O autor ainda afirma que as bactérias contaminantes
produzem ácidos orgânicos que por sua vez provocam fermentações paralelas, que
reduzem o rendimento fermentativo, além de modificar as características do vinho
diminuindo o teor alcoólico, que quando ocorrem as perdas são mais elevados,
caracterizando as perdas de açúcares no processo de deterioração microbiana. A
destilação do álcool corresponde à separação das diversas frações do vinho através de
evaporação e sucessiva condensação do vapor após a fermentação, assim como de outras
impurezas que estejam presentes no vinho. Quanto maior a concentração destas
substâncias indesejáveis (impureza), mais rigorosa deverá ser a destilação.
Considerando-se que o álcool (hidratado ou anidro) deve atender especificações quanto
aos teores máximos de componentes, verifica-se que estas operações de purificação do
destilado sempre são acompanhadas de perdas, que resultam em reduções das eficiências
do processo (FERNANDES, 2003).
Capacidade de processo e extração
• Capacidade
Perda de densidade
Difusores

8. - Bucha d’água
- Perda de extração
Capacidade e extração
• Açúcar
As impurezas vegetais aumentam a cor do caldo extraído;
As impurezas vegetais diminui o teor de fosfatos (clarificação)
Em geral, caldos contendo menos de 0,03% de fosfatos são considerados deficientes. A
adição de fosfatos até este nível assegura maior formação de flocos de fosfato de cálcio,
mas teores de fosfato da ordem de 0,09% podem implicar em aumento do volume de lodo e
mais baixa velocidade decantação.
- O teor de amido aumenta, comprometendo a recuperação de açúcar e a qualidade do
açúcar.
Controle da matéria estranha
Matéria estranha mineral
No laboratório PCTS é separado uma pequena amostra de bagaço de cada frente exemplo
frente 3 4 e 5 cana picada, e uma porção de cada frente de cana inteira exemplo frente 1 2
e 6 cana inteira queimada ou não e uma porção dos guinchos exemplo 4432 ou 2743.

9. No fim de cada turno as amostras são homogeneizadas e pesadas 30 gramas em cadinho e
enviadas ao laboratório industrial onde elas são queimas dentro da mufra a uma
temperatura de 60 c° por 12 horas e pesados às impurezas minerais, os dados são
passados para o setor da agrícola.
Forno para queima dos cadinhos
 Caso haja excesso de impureza nas maquinas (colhedeiras) serão avisados os
encarregado das frentes que resolvem os problemas ajustam as maquinas para
diminuir a quantidade de argila ou terra, mas isso tem influencia também do tipo de
terreno e como as canas estão plantas tudo influencia um pouco.

10.  Se for dos guinchos são avisados os responsáveis pela frente que resolve o
problema com o operador do guincho que pode estar pegando muita terra com a
garra.
Matéria estranha vegetal
Na sondagem de amostra do laboratório PCTS e coletado uma porção de cana de cada
frente, onde elas são pesadas, em seguida é limpo o colmo e separada da palha ponteiro
folhas e palmito e pesado onde os dados são passados para o laboratório industrial o
mesmo faz-se os cálculos e passa para o agrícola caso haja excesso de impureza vegetal.
Separação das impurezas vegetal
Na frente de maquina (ou cana picada)
O encarregado da frente é notificado do problema, olha se a maquina esta limpando
corretamente a cana (exaustores estão ajustados de forma correta).
Cana inteira
Avisa o encarregado da frente, que observa se os trabalhadores estão limpando a cana
corretamente assim como estão cortando as pontas no tamanho exigido.

11. Análise e Quantificação das Perdas no Processo Industrial (perdas na Fermentação)
A quantificação e mensuração das perdas no processo produtivo é sem dúvida uma
ferramenta de grande valia para a gerência industrial, pois a mesma serve como apoio,
podendo auxiliar o processo de análise e melhorias da eficiência do processo industrial,
sendo assim a redução das perdas esta diretamente ligada ao faturamento da empresa.
Com base nos boletins de informações industrial da safra de 2008, e com base nos estudos
realizados por Fernandes (2003), podemos identificar onde ocorrem as perdas no decorrer
do processo industrial, mediante a esta quantificação poderemos mostrar onde a empresa
deverá iniciar a redução e correção do processo.
TABELA 1- base para a conversão em reais (R$) das perdas de açúcar e álcool
A Tabela 1 mostra todos os dados necessários para o desenvolvimento
Matemático e a quantificação e mensuração em reais (R$) do açúcar e álcool perdidos. Os
dados foram retirados dos boletins de informações da empresa em estudo conforme o
modelo em anexo, o preço da saca de açúcar e litro de álcool foi estabelecido conforme os
dados disponíveis em no site www.udop.com.br (dia 11-05-09) às 19h30min.
TABELA 2 – Quantificação de Perdas no processo

12. O Gráfico 1 deixa evidente que 60% das perdas, estão na fermentação, sendo assim é
indicado e viável que este ponto seja o primeiro a efetuar as correções para minimização
das perdas. Como foi descrito nos estudos acima, a perda na fermentação esta diretamente
ligada à qualidade da matéria-prima, ficando evidente que o tratamento de caldo não
efetuou o seu papel, que é eliminar as impurezas tanto minerais, vegetais e
microbiológicas, outro ponto que tem grande influência é a limpeza (assepsia) da moenda.
O segundo ponto a ser atacado é o bagaço onde se concentra 23% das perdas decorrentes
do processo. Como foram citados acima os pontos que interferem diretamente na perda do

13. bagaço são: regulagem da moenda, a quantidade elevada de impurezas minerais e
vegetais, a qualidade da limpeza da moenda (para evitar a perda microbiológica) e o
volume e temperatura da água de embebição. O terceiro ponto a ser analisado e
monitorado são as perdas indeterminadas que corresponde cerca de 7% das perdas, de
acordo com os estudos realizados os fatores que aumenta as perdas indeterminadas são
transbordamento, vazamento (bombas, tubos, caixa), destruição de sacarose nos
evaporadores e cozedores. O quarto e quinto ponto de correção devem ser realizados,
respectivamente, nos procedimentos de lavagens de cana e destilação onde ambos
correspondem a 4 % das perdas. O último ponto onde deve ser efetuado as correções é na
torta de filtro, esta corresponde a 2% das perdas decorrentes do processo.
Outros dados sobre impureza
Tabela – Valores médios de Pol Cana com variação do teor de matéria estranha (solo argiloso)
S= Solo FS = Folha Seca FV = Folha Verde
Tipos 2% 4% 6% 8%
Cana limpa 12,59 12,76 12,88 12,88
Cana + S 12,36 12,03 11,70 11,46
Cana + FS 12,36 12,00 11,56 11,19
Cana + FV 12,47 12,33 12,08 11,83
Cana + FS + S 12,30 11,71 11,51 11,16
Cana + FV + S 12,34 12,36 11,92 11,42
Cana + FV + FS 12,55 12,26 11,81 11,54
Cana + FV +FS + S 12,48 12,32 11,90 11,59
Como incrementar o ganho energético industrial utilizando o
sistema limpeza a seco
Estimamos que o investimento necessário para se implantar um sistema de limpeza de
cana a seco composto por duas instalações sendo, uma em uma mesa de 12 m com
capacidade para 8.000 tcd para atender cana inteira ou picada e outra para atender
somente cana picada com capacidade de 12.000 tcd instalada na transferência de
transportadores, seja da ordem de R$ 1.800.000,00.

14.  Todos os equipamentos se baseiam em separar as impurezas através de
ventilação.
 Alguns sistemas usam a ventilação por baixo da mesa e outros frontais a mesa.
 Alguns sistemas usam água para separar a terra da palha e após a separação
transferem o palhiço de volta para a esteira de cana.
 A maioria das instalações atuais tira o palhiço e a terra e os transportam para o
processo de compostagem ou diretamente a lavoura.
 Praticamente todos os sistemas ainda se encontram no estágio de
desenvolvimento e aperfeiçoamento.
 O sistema Empral separa a palha e a terra em conjunto e a transferem para uma
câmara inercial com o objetivo de retirar o máximo de impurezas minerais e vegetais
no fundo da câmara. A câmara inercial foi projetada para que o ar atinja velocidade
suficientemente baixa para que ocorra a precipitação das impurezas minerais e
vegetais. Esse sistema já está com pedido de patente em nome da Empral.
 Dependendo da região de instalação onde ocorre muita argila fina tipo talco, se faz
necessário um sistema de lavagem de gases para evitar a poluição atmosférica por
particulados.
 O sistema Empral prevê a lavagem de pó operando em conjunto com o sistema de
coleta úmida de pó da chaminé da caldeira e do sistema de decantação de fuligem,
através da transferência dos fluídos por tubulações de pequeno porte.
 A eficiência de remoção das impurezas varia em função das condições da cana
entre 70 e 80%.
 O sistema Empral prevê a instalação de um picador de palhiço e seu recalque para
o transportador de bagaço da caldeira via pneumática.
 A terra será separada do palhiço por um sistema de peneira e transferido para uma
moega para ser encaminhada a compostagem ou devolvida para a lavoura.

20. Índice tolerável matéria estranha
Referencias:
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE FORMIGA – UNIFOR – MG
COORDENAÇÃO GERAL DE GRADUAÇÃO titulo: UM ESTUDO DETALHADO DAS PERDAS NO
PROCESSO SUCROALCOOLEIRO: PLANEJAMENTO E CONTROLE DE PRODUÇÃO Por
AUGUSTO SEVERINO BERNARDES DA SILVA

21. AVELLAR, Hélio de Alcântara. História administrativa e econômica do Brasil 2. ed.
Rio de Janeiro: FENAME, 1976.
BARROS, Aidil de Jesus Paes de; LEHFELD, Neide Aparecida de Souza. Projeto
de Pesquisa: Propostas Metodológicas. 2. ed. Rio de Janeiro: Vozes, 1999.
BURNQUINST, H.L. Panorama da Safra Sucroalcooleira na Região Centro-Sul.
Revista Preços Agrícolas, dezembro, 1999, p. 7-10.
CORRÊA, Henrique Luiz; CORRÊA, Carlos A. Administração de produção e
Operações. Manufatura e serviços: uma abordagem estratégica. 2 ed. São Paulo:
Atlas, 2008.
CORRÊA, Henrique Luiz; GIANESI, Irineu Gustavo Nogueira; CAON, Mauro.
Planejamento, programação e controle da produção: MRP II /ERP. 5. ed. São
Paulo: Atlas, 2008.
Entrevista: A medida das perdas industriais. Revista eletrônica manutenção y
Qualidade, 1 julho 2008. Disponível em:
<http://www.myq.com.br/html/informativo/noticias_27/info27_02.htm>. Acesso em: 5
maio 2009.
FERNANDES, Antonio Carlos. Cálculos na agroindústria da cana-de-açúcar. 2.
Ed. Piracicaba: Stab, 2003.
GIL, Antonio Carlos. Métodos e Técnicas de Pesquisa Social. 5. ed. São Paulo:
Atlas, 1999.
GIL, Antonio Carlos. Como Elaborar Projetos de Pesquisa. 4. ed. São Paulo:
Atlas, 2007.
HARDING, H.A. Administração da Produção. São Paulo: Atlas, 1981.
http://www.editoravalete.com.br/site_alcoolbras/edicoes/ed_99/ed_99.html
8º Congresso Brasileiro Agroindustrial
Titulo: Materia-prima por: José Paulo Stupiello Ribeirão Preto, novembro 2007.
Carlos A. Tambellini
Ferrari agro indústria
Titulo: Métodos de controle de impureza