Processos produtivos do açúcar e do etanol – Qual a diferença entre eles?

No Brasil, a cana-de-açúcar se destaca por ser a matéria-prima com maior rendimento para produção de açúcar e etanol, sendo responsável por 43% da exportação de açúcar mundial. E será que existem muitas diferenças entre os processos produtivos do açúcar e do etanol?

Como funcionam os processos produtivos do açúcar e do etanol?

O processo de fabricação de açúcar e etanol é simples, porém possui etapas críticas.

Além disso, a tecnologia dos processos produtivos de açúcar e etanol é muito semelhante em todas as usinas brasileiras. Há variações nos tipos e qualidades dos equipamentos, controles operacionais e, principalmente, nos níveis gerenciais.

A unidade industrial pode ser dividida nas seguintes seções:

No Brasil, a cana-de-açúcar se destaca por ser a matéria prima com maior rendimento para produção de açúcar e etanol, sendo responsável por 43% da exportação de açúcar mundial. E será que existem muitas diferenças entre os processos produtivos do açúcar e do etanol?

Recepção, preparo e moagem da cana na usina

É nessa parte da usina que ocorrem a limpeza e a abertura das células da cana. Os objetivos são: extrair o caldo da cana com perda mínima de açúcares e reduzir a umidade final do bagaço.

A cana colhida inteira, através do corte manual, é lavada para diminuir a quantidade de impurezas que afetam de forma negativa o processamento da cana.

Se a cana for picada, através do corte mecanizado, não pode ser lavada, pois as perdas de sacarose seriam muito elevadas.

Algumas usinas estão começando a utilizar a limpeza a seco, baseada em jatos de ar sobre a cana.

Logo após, a cana é transportada por esteiras até os equipamentos de preparo. Normalmente existe um ou dois conjuntos de facas rotativas, que servem para picar a cana, se ela estiver inteira, ou nivelar a camada de cana na esteira, facilitando o trabalho do desfibrador.

Este equipamento, composto de um rotor com martelos oscilantes e uma placa desfibradora, pulveriza a cana e abre as células em que estão os açúcares, facilitando o processo de extração deles pela moenda.

A extração dos açúcares da cana pode ser feita por dois processos: moagem e difusão. O processo de difusão é pouco utilizado no Brasil, por isso não terá foco aqui.

A moagem é um processo de extração do caldo em que a cana passa por dois rolos. A moenda deve extrair o caldo e produzir bagaço que possua um grau de umidade suficiente para ele ser utilizado como combustível nas caldeiras ao fim do processo.

Tratamento do caldo

O caldo de cana, após o processo de extração, contém uma quantidade de impurezas que precisa ser reduzida para deixá-lo com qualidade adequada. A primeira fase do tratamento serve para a remoção, por meio de peneiras, de sólidos insolúveis, como a areia, argila, bagacilho etc.

A segunda fase é o tratamento químico, que serve para remover as impurezas insolúveis que não foram eliminadas na fase anterior. É necessário, ainda, fazer a correção do pH para evitar a inversão e decomposição da sacarose.

O caldo tratado pode ser enviado à fabricação de açúcar ou de etanol. Na fabricação do açúcar, é obrigatória a etapa de sulfitação, que serve para inibir certas reações e diminuir a viscosidade do caldo, do xarope, das massas cozidas e dos méis, facilitando as operações de evaporação e cozimento.

Após passar pelo tratamento inicial, o caldo deverá passar pela pasteurização com aquecimento e resfriamento imediato. Um tratamento mais completo do caldo implica adição de cal, aquecimento e posterior decantação, tratamento semelhante ao utilizado na fabricação de açúcar.

Em geral, o resfriamento do caldo é realizado em duas etapas:

  • Passando o caldo quente por um trocador de calor regenerativo no sentido contrário do caldo misto frio, onde o caldo misto é aquecido e o caldo para destilaria é resfriado;
  • Resfriamento final, normalmente realizado em trocadores de placas, usando água como fluido de resfriamento.
Cerca de 140 kg de açúcar ou 86kg de etanol podem ser obtidos a partir de uma tonelada de cana.

Problemas com a Medição de Nível nos processo de fermentação

Durante o processo de fermentação na indústria sucroalcooleira, um dos grandes problemas é a produção de espuma. Temos um post detalhado sobre o assunto e você pode conferir clicando aqui!

Os antiespumantes utilizados para este processo são muito caros e, quando usados de forma incorreta, afetam diretamente a qualidade de produção!

E isso acontece exatamente pela escolha errada de instrumentos de Medição de Nível pontual nas dornas de fermentação. A detecção do nível alto nas dornas de fermentação é importantíssima, uma vez que elas são totalmente fechadas.

A maioria das chaves tendem a não fornecer valores corretos após um tempo de uso exatamente pela incrustação gerada pela espuma no elemento sensor da chave.
O ideal para esse este processo é o uso de chaves que sejam imunes a esse tipo de incrustação, pois toda vez que a chave é alarmada, um sistema automático de pulverização de antiespumante é acionado.

É claro que os processos internos de melhorias precisam estar alinhados, desde o plantio até o produto final.

É importante lembrar que não existe escolha certa ou errada, mas sim a que é mais benéfica para o seu processo!

Só depende de você! A otimização de custos em função da produtividade está fazendo todas as indústrias de pequeno, médio e grande porte aderirem aos instrumentos que utilizam tecnologias de Automação e Instrumentação Industrial em seus instrumentos.

Chegou o momento de dar um upgrade na operação em que você trabalha!

O próximo passo é buscar um fabricante que realmente esteja comprometido em ajudar vocês a enfrentarem o seu problemas com uma Instrumentação de má qualidade.

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FONTES

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