aula-qualidade-materia-prima-1-daniela

Prévia do material em texto

16/11/2015 
1 
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 
16/11/2015 
2 
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. 
16/11/2015 
3 
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 
16/11/2015 
4 
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 
16/11/2015 
5 
• 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 
16/11/2015 
6 
• 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 
16/11/2015 
7 
- 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-seos 
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 
16/11/2015 
8 
• 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 
 
16/11/2015 
9 
 
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 
16/11/2015 
10 
 
 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 
16/11/2015 
11 
16/11/2015 
12 
16/11/2015 
13 
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). 
16/11/2015 
14 
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 
16/11/2015 
15 
16/11/2015 
16 
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 . 
16/11/2015 
17 
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 
16/11/2015 
18 
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 
16/11/2015 
19 
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)