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QUALIDADE DA MATÉRIA PRIMA ENTREGUE NAS UNIDADES
INDUSTRIAIS
QUALIDADE DA MATÉRIA PRIMA
• Antes exclusivamente pela POL (sacarose
aparente).
• Atualmente, há uma definição mais completa,
que engloba as características físico-químicas e
microbiológicas dessa matéria-prima, que
podem afetar, significativamente, a recuperação
deste açúcar na fábrica e a qualidade do
produto final.
Indicadores de Qualidade
índice de Honig-Bogstra, que é um indicador
da performance da decantação do caldo
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QUALIDADE DA MATÉRIA PRIMA • 2 tipos de fatores afetam a qualidade da matéria-prima destinada à
indústria:
Composição da cana (teores de sacarose, açúcares
redutores, fibras, compostos fenólicos, amido, ácido
aconítico e minerais
afetados de acordo com a variedade da cana, variações de clima (temperatura, umidade relativa do ar, chuva), solo e tratos culturais
Fatores Intrínsecos
Materiais estranhos ao colmo (terra, pedra, restos de cultura, plantas invasoras) ou compostos produzidos por microrganismos devido à sua ação sobre os açúcares do colmo.
Fatores Extrínsecos
FATORES que interferem na Matéria Prima
• Variedade de cana
•O principal fator, não pode ter sua qualidade
definida apenas pela pol
• Conteúdo de pontas e palha
•Não contém sacarose
• Estágio de maturação
• Predomina a formação de sacarose sobre o
crescimento vegetativo
• Bom fator que influencia no rendimento
industrial.
FATORES que interferem na Matéria Prima
• Clima (umidade e temperatura)
• Tem alta influência sobre a maturação.
• Alta umidade no solo e alta temperatura
atmosféricas → tem seu crescimento intensificado.
• Baixa umidade no solo e baixa temperatura
atmosféricas → aumenta concentração de
sacarose e diminui o teor de açúcares redutores.
• Pragas e Doenças
•Tem importante participação na qualidade
•Complexo broca-podridões (infecção de
moendas e compromete fermentação)
FATORES que interferem na Matéria Prima
• Solo e Adubação
•solos porosos e secos→ maturação é mais rápida
•solos compactos e úmidos→ maturação mais lenta
•adubação pode retardar a maturação por aumentar
o crescimento
• Excesso de fertilizantes visando a aumentar a
produção retarda a maturação
• O excesso de nitrogênio disponível na colheita, é a
primeira causa do baixo conteúdo de sacarose.
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FATORES que interferem na Matéria Prima
• Planejamento agrícola
•O controle da maturação, de queima, da
colheita e da deterioração é fundamental para o
bom desempenho da unidade agroindustrial
• Tipo de Colheita
•Manual
•mecanizada
Queima
Objetivo: necessidade de limpeza parcial da matéria
prima, facilitando as operações de corte (manual e mecânico)
Queima
-Importante: queima → presença de altas temperaturas → exsudação de caldo ► possibilidade de aderência de matéria estranha ► perda de sacarose durante a lavagem na indústria ► substrato para a proliferação de microrganismos
OBS.: após queima → corte, carregamento e
transporte, no máximo até 24 a 36 horas. Ocorrência de chuvas, agrava o problema de perda de qualidade
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FATORES QUE INFLUENCIAM A QUALIDADE TECNOLÓGICA DA CANA
• Considera-se uma cana madura quando esta
atinge seu máximo teor de sacarose.
• É verificado através de análises laboratoriais de
amostras retiradas da lavoura, que é
periodicamente monitorada.
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
- O acúmulo máximo de sacarose só ocorre,
quando a planta encontra condições restritivas ao
seu crescimento, sendo o processo de acúmulo
total de açúcares, comumente descrito como amadurecimento.
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
• Maturação é a última fase dos processos fisiológicos da planta.
• A primeira fase, a síntese de açúcares e sua translocação, termina na ocasião em que ocorre queda da folha;
• A segunda, envolve todos os processos relacionados com o acúmulo de açúcares nos entrenós expandidos.
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
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• Assim que a planta deixa o estágio vegetativo, iniciando o processo de maturação, o teor de sacarose na planta aumenta progressivamente até determinado valor (ponto máximo).
• Em seguida, inicia-se um processo de hidrólise ou inversão da sacarose por enzimas da própria planta, fazendo com que o teor total do açúcar na planta decresça progressivamente (curva de maturação).
• Cada cultivar ao alcançar a maturação máxima deve ser colhida, caso contrário seu teor de sacarose declinará.
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
- Brasil: 2 regiões canavieiras:
- Centro Sul (PR, SP, MG, RJ, MS, MT, GO)
- Nordeste: AL, PE e SE
- Autorização para o início de corte:
- NE (1º de setembro para fabricação do açúcar);
- Centro Sul (1º de maio para fabricação do álcool e 1º
de junho para fabricação do açúcar)
- Datas podem ser antecipadas ou retardadas em
função das condições climáticas e demanda por
açúcar e/ou álcool.
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
- Estabelecimento dessas épocas é função
direta da maturação da cana-de-açúcar.
- Matéria prima ideal: cana madura, com
elevado teor de sacarose e rendimento
agrícola e industrial
- Importante: a sacarose é sintetizada no
campo: a indústria apenas recupera (extrai) a
quantidade de sacarose presente no colmo da
cana-de-açúcar.
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
- Fatores que influenciam na maturação:
- Variedade: função do ciclo (mesmo local) e
das condições climáticas (mesma variedade e
locais diferentes)
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
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• Devido aos diferentes comportamentos de maturação, as cultivares de cana-de-açúcar são agrupadas em (teor de Pol acima de 13%, ou Brix > 18º):
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
- Ciclo: - Precoces (para colheita em maio,
junho e julho)
- Médias (para colheita em junho,
julho, agosto e setembro)
- Tardias (para colheita em outubro e
novembro)
- Fatores que influenciam na maturação:
- Curvas de maturação: mostram o
comportamento da variedade (teor de
sacarose) em função do tempo.
- É específico de cada variedade e pode sofrer
influência das condições climáticas, manejo
fitossanitário e utilização de regulador de
crescimento.
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
- Fatores que influenciam na maturação:
- Curvas de maturação:
- PUI: perído útil de industrialização (período em
que a matéria prima apresenta características
ideais para industrialização – pol% cana acima
de 13%.
- Longo: mais de 150 dias
- Médio: de 120 a 150 dias
- Curto: 70 a 100 dias
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
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- Fatores que influenciam na maturação:
- Clima: época do ano com temperaturas mais amenas
e menor disponibilidade hídrica → há paralisação do
desenvolvimento vegetativo, aumento do teor de
sacarose e redução do teor de açúcares redutores →
maturação
- Na fase de maturação, a cana-de-açúcar é exigente
em temperaturas baixas (abaixo de 20º C) e/ou déficit
hídrico para que haja repouso fisiológico e acúmulo de
sacarose nos colmos.
- Região centro-sul: essas condições são
características do período de maio a setembro
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
- Fatores que influenciam na maturação:
- Outros fatores: tratos culturais, idade da
cultura, sanidade, fertilidade do solo e
adubação, exposição do terreno e presença de
umidade.
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
DETERMINAÇÃO DO ESTÁGIO DE MATURAÇÃO
• A maturação ocorre da base para o ápice.
IM = brix da ponta do colmo / brix da base do colmo
IM 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
• Conhecendo-se essa curva e definindo-se os
teores mínimos de sacarose, que permitam às
canas serem industrializadas, é possível definir-
se a época da safra e a duração do período em
que as mesmas podem ser cortadas.
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
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• Esse período varia para as diferentes variedades e é definido como Período Útil de Industrialização (PUI).
• Variedades podem ser classificadas em:
• PUI curto: (70 a 110 dias)
• PUI médio: (110 a 150 dias)
• PUI longo: (>150 dias)
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR
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IMPUREZAS são elementos indesejáveis ao processo de origem
mineral ou vegetal.
Mineral
Causam prejuízos à industria por provocarem desgastes em
equipamentos (Bombas, tubulações, desgaste de moendas).
Geralmente removida na mesa de Alimentação (lavagem de cana).
Vegetal
São fibras que não contém sacarose. Geralmente palha
resultante de mal queima da cana devido umidade do canavial ou do
desponte alto.
Aumenta o volume de cana reduzindo o rendimento da extração.
Consome potencia desnecessária das turbinas e motores.
Matéria Prima
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Fator determinante: Tempo entre corte e processamento,
HORA QUEIMA.
Ocorre inversão de Sacarose para Glicose e Frutose.
Causada pela ação de Fungos e Bactérias.
Perdas consideráreis de produção (sacarose).
DETERIORAÇÃO
Fermentação – colheita extração
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CONTAMINAÇÕES MICROBIOLÓGICAS - IMPACTOS
• Produção de Álcool (metabólicos produzidos)
• • Perdas de rendimento e inibição da levedura;
• • Reduz a viabilidade do fermento (diminui a % fermento no vinho);
• • Floculação do fermento → relação cél. levedura/célula de
bactérias
• Produção de Açúcar
• • velocidade de cristalização;
• • qualidade do açúcar;
• • granulometria do açúcar (agulha);
• • maiores perdas de açúcar;
• • incrustações de elementos de aquecimento.
• • clarificação do caldo (temp. 100 a 105°C) elimina células
vegetativas, esporuladas e bactérias formadoras de dextrana (50%
remoção).
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DEXTRANA - Qual o impacto da dextrana no processo?
• Redução do rendimento na fábrica de
açúcar
• Aumento da viscosidade do caldo
• Afeta a cristalização do açúcar
• Prejudica a qualidade do açúcar
• Eleva as perdas industriais
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AMIDO
• Tamanho médio dos grãos: 5 m a 1 m
• Concentração (Cana): 2000 ppm a 50 ppm
• Gelatinização no aquecimento e caleagem
• Recristalização durante a evaporação
O QUE FAZER SE O PROBLEMA PERSISTE?
• Prevenção: AMIDO ; Através de manutenção de
baixos índices de Impurezas vegetais (pontas e
folhas) Dextrana ; Manter baixa a infecção da
cana ( Bastonetes no PCTS abaixo de
10e4/mL), emprego de Bactericidas ou Anti-
septicos no caldo da moenda .
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O QUE FAZER SE O PROBLEMA PERSISTE?
• Aplicação de enzimas ( Curativo):
•Alfa-amilase: aplicar no último e penúltimo
corpo da evaporação
•Dextranase: difícil aplicação, é cara
CONTAMINAÇÃO = PERDAS
• Sacarose
• Glicose + Frutose
• Bactérias sequestram Glicose
• Produzem ácido lático
• Consequência direta: queda do pH
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OPERAÇÕES DE PREPARO DA MATÉRIA PRIMA
OPERAÇÕES DE PREPARO DA MATÉRIA PRIMA
Operações importantes entre a liberação para o
corte e a industrialização da matéria prima
(produção de açúcar e álcool) → objetivo: matéria
prima de melhor qualidade e melhor rendimento industrial. 1. Determinação da maturação
2. Liberação ou autorização (cana madura e alta produtividade)
OPERAÇÕES DE PREPARO DA MATÉRIA PRIMA
3. Queima?
Objetivo: necessidade de limpeza parcial da matéria
prima, facilitando as operações de corte (manual e mecânico).
OPERAÇÕES DE PREPARO DA MATÉRIA PRIMA
3. Queima?
► presença de fuligem ►emissão de CO2 e gases de S e N (chuva ácida) ► necessidade de equipes especializadas
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OPERAÇÕES DE PREPARO DA MATÉRIA PRIMA
3. Queima?
- Conceito de cana integral ou cana crua ou cana
energia – possibilidade de aproveitamento da biomassa produzida.
-Lei de regulamentação de queimadas em canaviais.
OPERAÇÕES DE PREPARO DA MATÉRIA PRIMA
4. Corte: manual (necessidade de cana queimada) e
mecânico (necessidade de cana e área adequada
para a operação)
5. Carregamento - Operação distinta do corte – operação de
importância quanto a quantidade de matéria estranha na carga
- Operação simultânea ao corte – colheita
mecanizada
OPERAÇÕES DE PREPARO DA MATÉRIA PRIMA
4. Transporte: rodoviário, ferroviário, hidroviário e animal
5. Sistema de recepção
Caminhão → balança → laboratório → descarga
Descarga → páteo de estoque ou direto na
Mesa de alimentação
OPERAÇÕES DE PREPARO DA MATÉRIA PRIMA
5. Sistema de recepção
Balança – registra a quantidade de matéria prima (kg ou t) que a indústria está recebendo.
Importante: ficha de identificação da carga (local de
origem da carga, número do caminhão e da carreta,
nome do carregador, horário de carregamento, etc.)
Laboratório: avalia a qualidade da matéria prima
recebida (avaliar etapas entre a liberação e a
recepção da matéria prima e pagamento da matéria prima em termos de qualidade)