Apostila LAN1458 - 2023 parte 1

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ” 
DEPARTAMENTO DE AGROINDÚSTRIA, ALIMENTOS E NUTRIÇÃO 
 
 
 
 
FUNDAMENTOS DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA SUCROALCOOLEIRA 
 
 
 
 
Apostila da disciplina LAN 1458 – Açúcar e Álcool 
 
 
 
 
 
 
Giovanni Casagrande Silvello 
Mariana Costa de Castro 
André Ricardo Alcarde 
 
 
 
 
 
 
Piracicaba 
2020 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 
No Brasil, a cana-de-açúcar é importante fator socioeconômico, constituindo-se como 
base de três importantes agroindústrias, a do açúcar, a do álcool e a da aguardente. 
Sob o ponto de vista industrial, da constituição morfológica da cana de açúcar (rizomas, 
raízes, colmo, flores e folhas), apenas o colmo apresenta valor econômico, por ser o local de 
armazenamento dos carboidratos de reserva da planta, dos quais o principal é a sacarose. Esses 
carboidratos serão fermentados por leveduras para a produção de álcool ou então destinados à 
produção de açúcar pela cristalização da sacarose. A aguardente sempre teve sua produção 
independente da produção de açúcar e álcool, sendo obtida nos engenhos ou destilarias de 
aguardente. 
 O açúcar representou a primeira grande riqueza agrícola e industrial do Brasil e, durante 
muito tempo, foi a base da economia colonial. A cana-de-açúcar foi introduzida no Brasil em 
1516, provavelmente na ilha de Itamaracá, litoral de Pernambuco. Com a criação das capitanias 
hereditárias, Pernambuco e São Vicente despontaram na produção açucareira. Durante os séculos 
XVI e XVII o Brasil foi o maior produtor de açúcar do mundo. Na época as principais regiões 
açucareiras eram Pernambuco, Bahia, São Paulo, Rio de Janeiro e Paraíba. Atualmente o Brasil é 
o maior produtor mundial de cana-de-açúcar e de açúcar e o segundo maior produtor de etanol, 
atrás dos Estados Unidos. 
Por ocasião da criação de PROÁLCOOL (Programa Nacional do Álcool) em 1975 em 
decorrência da crise mundial do petróleo e a queda do preço internacional do açúcar, devido à 
grande oferta mundial do produto, houve grande fomento à produção de álcool a partir da cana-
de-açúcar, sendo responsável por considerável aumento na produção nacional. Até então, o 
álcool era apenas um derivado obtido a partir do resíduo da produção de açúcar (melaço) nas 
destilarias anexas às usinas. 
Na primeira etapa do PROÁLCOOL, foi produzido o álcool anidro para ser misturado à 
gasolina; na segunda etapa, iniciou-se também a produção de álcool hidratado, visando a sua 
utilização em motores exclusivamente movidos a álcool. Paralelamente a este aumento de 
produção, também foi observado o crescimento científico no desenvolvimento de tecnologia 
apropriada às nossas condições, atualmente responsável pela manutenção de elevados 
rendimentos industriais durante todo o decorrer da safra. 
Até 1990, o grande propulsor da produção de etanol a partir da cana-de-açúcar era a 
substituição do petróleo por um combustível alternativo mais barato. A partir de 1990, o grande 
motivo incentivador da produção de etanol passou a ser o aspecto ambiental, devido ao álcool ser 
 
um combustível de fonte renovável e menos poluidor. A partir do início do século XXI a 
produção nacional de carros Flex deu novo impulso à produção de etanol carburante no Brasil. 
Atualmente os carros Flex respondem por 96% dos veículos leves produzidos no Brasil e a frota 
de veículos Flex em circulação é de 79%. Da frota restante, 20% são de veículos exclusivos a 
etanol. 
A cultura da cana-de-açúcar é: 
- é uma cultura autossustentável energicamente, pois a energia utilizada para o seu 
processamento advém da queima do bagaço nas caldeiras; 
- é uma fonte de energia renovável; 
- realiza a reciclagem do carbono, com a produção do etanol, contribuindo para diminuição do 
Efeito estufa; 
- diminui a emissão de gases poluentes (SO2, Pb, CO2, CO), devido a substituição da gasolina 
pelo álcool hidratado (que move motores exclusivos à álcool) ou pelo álcool anidro, que é 
adicionado de 18 a 27% na gasolina. Atualmente (agosto de 2020) o percentual de etanol anidro 
é de 27% para as gasolinas comum e aditivada e de 25% para a gasolina premium. 
 
A produção de cana-de-açúcar e de seus produtos ocupa duas regiões distintas no Brasil: 
região Centro-Sul e região Norte-Nordeste (Figura 1). A região Centro-Sul engloba 
principalmente os Estados de SP, GO, MG, MS, PR e MT. A região Norte-Nordeste engloba 
principalmente os Estados de AL, PE, PB, RN, SE e CE. Devidos a condições climáticas (época 
seca do ano), na região Centro-Sul a safra de cana-de-açúcar se estende de abril a novembro. Na 
região Norte-Nordeste a safra de cana ocorre entre os meses de dezembro e março. 
Atualmente, a região Centro-Sul é responsável por 90-92% da produção nacional de cana 
e seus derivados (Tabela 1). O Estado de São Paulo responde por 53% do total de cana colhida, 
63% do açúcar e 46% do etanol produzidos no Brasil. 
 
Tabela 1. Produções de cana-de-açúcar e seus produtos na safra 2019/2020 no Brasil. 
Safra 2019/2020 (10,2 milhões ha) Brasil Região Centro-Sul 
Cana-de-açúcar (milhões t) 643 590 
Açúcar (milhões t) 30 27 
Álcool anidro (bilhões L) 11 10 
Álcool hidratado (bilhões L) 25 23 
Álcool total (bilhões L) 36 33 
 
 
Na safra 2019/2020 o Brasil exportou 19 milhões de toneladas de açúcar (63% da 
produção) e 1,9 bilhões de litros de etanol (5% da produção). 
 
 
Figura 1. Regiões produtoras de cana-de-açúcar no Brasil. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. FLUXOGRAMAS INDUSTRIAIS 
 
2.1. PRODUÇÃO DE AÇÚCAR DE CANA (Figura 2) 
 
Chegando à usina, os veículos com cana são pesados, são retiradas amostras da carga de 
cana para fins de pagamento de cana pela qualidade e é feito o descarregamento da cana nas 
mesas laterais para limpeza via úmida (lavagem com água) ou via seca, visando a redução das 
impurezas minerais e vegetais que acompanham a matéria-prima. A seguir a cana é desintegrada 
pela ação das facas rotativas e dos desfibradores, visando a aumentar a capacidade e extração, e 
conduzidas para extração por moagem (compressão) ou difusão (lixiviação). Da extração 
resultam o caldo misto e o bagaço. O bagaço é queimado nas caldeiras com a finalidade de gerar 
vapor e energia para a usina. 
O caldo misto é encaminhado à purificação: peneiragem para separar impurezas 
grosseiras (palha, bagacilho, ..), caleagem, sulfitação e aquecimento, visando a provocar uma 
mudança de reação do meio e consequente floculação dos colóides. Após o aquecimento, faz-se 
a decantação do caldo para precipitar os colóides floculados, visando à separação das impurezas 
no resíduo decantado (lodo). O caldo claro segue para a fase de concentração, realizada em duas 
etapas: evaporação (concentração até 55-65o Brix) para obtenção do xarope, e posterior 
cozimento até estado de supersaturação para cristalização da sacarose. Ao final do cozimento, 
tem-se a massa cozida (mistura de cristais de sacarose e mel), que é colocada em um 
cristalizador em movimento para completar o crescimento dos cristais. 
A seguir a massa cozida é centrifugada, onde se separa o mel dos cristais. O açúcar 
resultante (cristal) é encaminhado para secagem, classificação e acondicionamento, e o mel 
retorna ao processo para esgotamento da sacarose. O mel esgotado em sacarose, chamado 
melaço ou mel final, é encaminhado à destilaria para a produção de etanol. 
 Por meio do refino do açúcar cristal são produzidos o açúcar refinado e o açúcar refinado 
granulado. As etapas da fabricação do açúcar refinado são: dissolução de açúcar cristal e 
purificação, evaporação e solidificação, secagem e resfriamento, e peneiramento. As etapas da 
fabricação do açúcar refinado granulado são: evaporação e cristalização, centrifugação e 
secagem, e peneiramento. 
 
2.2. FLUXOGRAMA DA PRODUÇÃO DE ÁLCOOL DE CANA (Figura 3) 
 
O caldo misto é obtido da mesma maneira e o seu tratamento de purificação é semelhanteao de fabricação de açúcar, porém a caleagem é mais branda e não há sulfitação. 
 
Parte do caldo clarificado pode ser concentrado a xarope e armazenado como reserva de 
matéria-prima para a fermentação. O caldo diluído, que pode ser enriquecido com melaço ou 
xarope, passa a se denominar mosto e é encaminhado às dornas de fermentação. Adiciona-se 
fermento (leveduras) nas dornas e se processa a fermentação. 
Ao final da fermentação, todo o conteúdo da dorna é centrifugado, separando-se o 
fermento (leite de levedura) do vinho (mosto fermentado). O fermento passa por um tratamento 
ácido e é reutilizado no processo. O vinho delevedurado é encaminhado à destilação. 
A destilação se processa inicialmente na coluna de destilação, de onde se obtém uma 
mistura hidroalcoólica impura (flegma) e um resíduo (vinhaça). O flegma é enviado à coluna de 
retificação, onde é concentrado e purificado, resultando o álcool hidratado (93,2o INPM) e um 
resíduo (flegmaça). 
Para a produção de álcool anidro, utiliza-se uma coluna de desidratação, onde o álcool 
hidratado é misturado com ciclohexano, produto que retira a água do álcool retificado, resultando 
o álcool anidro (99,3 a 99,9o INPM). Como resíduo tem-se apenas água, pois o ciclohexano é 
recuperado e reutilizado no processo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2: Fluxograma da produção de açúcar cristal branco. 
 
 
Recepção da CANA-
DE-AÇÚCAR nas 
mesas laterais 
 
 
 
 
Lavagem com 
água a pH 9 - 
11 
 
 
 
Preparo da cana 
com facas 
rotativas e 
desintegradores 
 
 
 
Extração do 
caldo por 
moagem ou 
difusão 
 
 
 
Bagaço 
 
 
 
Caldeira para 
produção de 
vapor e 
energia 
  
 
Aquecimento 
a 105o C 
 
 
 
 
 
Caleagem 
[Ca(OH) 2], 
pH 7,0 – 7,2 
 
 
 
 
Sulfitação (SO2), 
pH 3,8 – 4,6 
 
 
 
Caldo misto 
(pH 5,0 – 5,5) 
 
 
 
Decantação 
 
 
 
 
 
Caldo 
clarificado (13o 
Brix) 
 
 
 
Evaporação em 
múltiplo-efeito 
 
 
 
Xarope 
(60o Brix) 
 
 
 
Coziment
o 
 
 
 
Massa cozida 
(90o Brix) 
  
 
Lodo 
 
 
Cristalização 
complementar 
 
  
 
Filtração 
 
 
 
 
 
Torta de filtro 
 
Classificação e 
embalagem 
 
 
 
Resfriamento e 
secagem 
 
 
 
AÇÚCAR 
BRANCO 
 
 
 
Centrifugação 
   
 
Caldo filtrado 
 
 
Armazenamento 
 
Mel 
 
 
 
- Caleagem branda 
[Ca(OH) 2], 
 
Xarope ou 
mel final 
 
 
Fermento 
(leveduras) 
 
 pH 6,0 – 6,5   
 
Extração do caldo 
da CANA-DE-
AÇÚCAR 
 
 
 
 
Caldo misto 
(pH 5,0 – 5,5) 
 
 
- Aquecimento 
(103-105o C) 
- Decantação rápida 
- Filtração do lodo 
 
 
 
 
Mosto 
 
 
 
 
Fermentação 
  
 
Flegma 
(45 % de álcool) 
 
 
 
 
 
Destilação 
 
 
 
 
Vinho 
delevedurado 
(9% de álcool) 
 
 
 
 
 
 
Centrifugação 
 
 
 
 
Vinho bruto 
(vinho + fermento) 
   
 
Retificação 
 
 
 
 
Vinhaça 
Leite de 
levedura 
 
 
 
Tratamento ácido com 
H2SO4 (pH 2,5 / 2 h) 
 
Flegmaça 
Óleo de fúsel 
 
 
ÁLCOOL 
HIDRATADO 
(96oGL ou 93,8oINPM) 
 
 
 
 
 
Desidratação 
 
 
 
 
ÁLCOOL ANIDRO 
(99,8oGL ou 99,3oINPM) 
 
 
 
 
 
Figura 3: Fluxograma da produção de álcool. 
 
 
3. A CANA DE AÇÚCAR COMO MATÉRIA-PRIMA PARA A INDÚSTRIA 
SUCROALCOOLEIRA 
 
 A cana de açúcar, em nosso País, constitui a principal matéria-prima para a indústria 
sucroalcooleira, sendo a produção de álcool a partir de outros vegetais, como o milho e a 
mandioca, inexpressivos. Os principais motivos pelos quais a se adotou a cana de açúcar para a 
produção de açúcar e de álcool no Brasil são: 
 a) Alta produtividade (cerca de 100 ton.ha-1), que supera com larga vantagem a 
produtividade de outras culturas passíveis de serem exploradas, como a do milho (de 2,0 e 10 
ton.ha-1); 
 b) Constituição do caldo, cujo carboidrato de reserva predominante e mais abundante é a 
sacarose (cerca de 17% (p.p-1) do caldo), a qual pode ser cristalizada pela evaporação do caldo 
no processo de produção de açúcar ou fermentada para a produção de álcool em conjunto com os 
demais açúcares prontamente fermentescíveis que a compõem, glicose e frutose principalmente.; 
 c) Geração de bagaço, que constitui importante fonte de energia, dada pela sua queima 
nas caldeiras para a produção de vapor, necessário a várias operações do processo e à produção 
de energia elétrica; 
 d) Clima e solo favoráveis à instalação da cultura, permitindo que a cana vegete durante 
os meses de primavera e verão, e passe a acumular sacarose nas estações de outono e inverno; 
 e) Facilidade de cultivo e de colheita; 
 f) Tradição na cultura da cana. 
 
 A cana-de-açúcar é originária da Nova Guiné, na Oceania, de onde difundiu-se para a 
China e Índia. A espécie básica foi a Saccharum spontaneum que, através de hibridação e 
poliploidia, originou outras espécies, tais como a S. robustum. A espécie S. officinarum, que 
engloba as “canas nobres” ou “canas tropicais”, originou-se da S. robustum. 
 A cana-de-açúcar é predominantemente cultivada em regiões subtropicais, entre 15 e 35o 
de latitude. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A cana-de-açúcar é normalmente classificada botanicamente através da nomenclatura de 
ENGLER (1954). No entanto, atualmente tem sido utilizada também a de CRONQUIST (1981). 
Segundo estas nomenclaturas, a cana é assim classificada: 
 
 ENGLER CRONQUIST 
Divisão Angiospermae Magnoliophyta 
Classe Monocotyledoneae Liliopsida 
Sub Classe - Commelinidae 
Ordem Graminales Cyperales 
Família Gramineae Poaceae 
Tribo Andropogonae Andropogonae 
Sub Tribo Saccharininae Saccharininae 
Gênero Saccharum Saccharum 
 
 
 A propagação da cana-de-açúcar é normalmente realizada através de rebolos, que são 
pedaços de colmos. Dos primórdios radiculares do rebolo plantado desenvolvem-se as primeiras 
raízes, denominadas raízes de fixação. Nos primeiros 30 dias, a planta sobrevive das reservas 
nutricionais do rebolo e de água e sais minerais absorvidos pelas raízes de fixação. 
Posteriormente, há o desenvolvimento das raízes dos perfilhos que, 3 meses após o plantio, têm 
condição de assumir completamente a nutrição da cana-planta, fazendo com que as raízes de 
fixação percam sua função. 
 Os perfilhos apresentam sistema radicular próprio. Após o corte da cana-planta, o sistema 
radicular mantém-se em atividade por determinado período de tempo e posteriormente ocorre a 
sua substituição pelas raízes da soqueira, também denominadas rizoma. O sistema radicular da 
soqueira é mais superficial que o da cana-planta e, igualmente, o sistema radicular da segunda 
soqueira é mais superficial que o da primeira, e assim sucessivamente. Assim, quanto maior o 
número de cortes, mais superficial fica o sistema radicular das soqueiras e, por conseguinte, pode 
ocorrer um adiantamento da maturação da planta e uma redução do crescimento e do acúmulo de 
sacarose. 
 O colmo é constituído de nós e entrenós (internódios, meristalos ou gomos). Em cada nó 
existe uma gema, geralmente protegida por escamas. As gemas estão dispostas alternadamente 
em torno do colmo. 
A casca é formada por várias camadas de células lignificadas, sendo que as células da 
epiderme podem conter pigmentos que conferem coloração avermelhada ao colmo de certas 
 
variedades. A polpa interna, mais macia, que envolve os feixes vasculares é composta de células 
parenquimatosas, as quais armazenam o caldo que contém a sacarose. As fibras são feixes 
fibrovasculares ramificados. 
 
3.1. COMPOSIÇÃO TECNOLÓGICA DA CANA DE AÇÚCAR 
 
 A matéria-prima para a indústria sucroalcooleira é caracterizada comosendo colmos de 
cana de açúcar em adequado estádio de maturação, pois no colmo são armazenados os 
carboidratos de reserva. 
 A composição química da cana é muito variável, em função das condições climáticas, das 
propriedades físicas, químicas e microbiológicas do solo, do tipo de cultivo, da variedade, do 
estádio de maturação e da idade, etc. Em média a cana apresenta 74,5% de água, 25% de matéria 
orgânica e 0,5% em matéria mineral, com a ressalva de que estes constituintes não se encontram 
nas mesmas proporções nas diferentes partes do colmo. 
 Para o tecnologista, a cana é representada pelo colmo, que é constituído de fibra e caldo 
absoluto (Figura 4), o qual possui sacarose dissolvida, que é o açúcar que será cristalizado ou 
convertido em álcool pelas leveduras. O colmo é cilíndrico, ereto, fibroso e rico em açúcar, pois 
é onde a sacarose se acumula. 
 A fibra, definida como o conjunto de substâncias insolúveis em água, é constituída 
principalmente de celulose, hemicelulose, lignina e pentosanas. O seu teor depende, entre muitos 
fatores, da variedade e da idade da planta, variando na faixa de 10 a 16%, com uma média de 
13%. O caldo absoluto representa, portanto, de 84 a 90% do colmo, com média de 87%. 
 O caldo absoluto, definido como uma solução impura e diluída de sacarose, é constituído 
de água (75 a 82%, média 80%) e de sólidos solúveis (18 a 25%, média 20%). Os sólidos 
solúveis (Brix) são agrupados em açúcares (15,5 a 23,5%, média 18%) e não-açúcares (1,5 a 
2,5%, média 2%). Os açúcares são representados principalmente pela sacarose (14,5 a 22%), 
glicose (0,3 a 1,1%) e frutose (0,0 a 0,7%). A sacarose (Pol), que é o componente mais 
importante, tem um valor médio de 17%, enquanto que os demais, dependendo do estádio de 
maturação, 0,7% e 0,3%, respectivamente, para a frutose e glicose. Os não açúcares são 
classificados em orgânicos e inorgânicos. Os não-açúcares orgânicos são constituídos de 
substâncias nitrogenadas (proteínas, aminoácidos, etc), gorduras, ceras, ácidos (málico, 
succínico, aconítico, etc) e pigmentos (clorofila, sacaretina e antocianina). Os não-açúcares 
inorgânicos, representados pelos sais minerais, têm como componentes principais: sílica, 
potássio, fósforo, cálcio, sódio, magnésio, ferro, cloro, alumínio, enxofre e outros. 
 
 A cana pode ainda ser dividida em partes moles (75%) e partes duras (25%). As partes 
moles constituem-se de 8% de fibra e 92% de caldo, armazenando 80% do caldo do colmo. As 
partes duras constituem-se de 25% de fibra e 75% de caldo, armazenando 20% do caldo do 
colmo. 
 
 
 
Figura 4. Composição tecnológica do colmo de cana-de-açúcar. 
 
3.2. QUALIDADE DA MATÉRIA-PRIMA 
 
 A qualidade da cana para a indústria não deve ser avaliada apenas pelo seu teor de 
sacarose, embora seja o parâmetro mais importante. Outros fatores são também importantes para 
a indústria. Quanto à fibra, altos teores dificultam a extração do caldo, exigindo um melhor 
preparo de cana. Baixos teores de fibra diminuem a quantidade de bagaço, ocasionando um 
desequilíbrio térmico da fábrica. No princípio, as variedades de cana eram pobres em fibra, 
gerando pouco bagaço, porém, com o melhoramento genético, foram selecionadas canas com 
maiores teores de fibra visando a produção de energia. 
 O florescimento causa o “chochamento” do colmo, resultando em um aumento 
proporcional do teor de fibra, diminuindo capacidade de moagem e extração, devido ao maior 
volume do material fibroso em processo. 
 
 No caldo, cuja composição depende da cana, interessa ao tecnologista o teor de sacarose, 
de açúcares redutores e de cinzas. A quantidade de sacarose presente no caldo é fundamental 
para um bom processamento e rendimento na indústria. O teor de açúcares redutores (glicose e 
frutose) varia de 0,2 a 1,0% na cana madura. Teores mais elevados mostram um estágio de cana 
imatura, ou, por outro lado, estágio avançado de deterioração. Os açúcares redutores diminuem a 
solubilização da sacarose, facilitando assim a cristalização. Os componentes das cinzas do caldo, 
com exceção do fósforo, comportam-se como fatores negativos de recuperação da sacarose, 
especialmente no processo de cristalização. Estes componentes também são responsáveis pelas 
incrustações nos aparelhos. As substâncias proteicas e gelatinosas aumentam a viscosidade do 
caldo, dificultando as etapas do processo de fabricação de açúcar e álcool 
 Uma vez que o rendimento industrial está diretamente relacionado com o teor de sacarose 
da cana, a avaliação do estágio de maturação da cana é a análise mais importante dentre as 
operações preliminares da fabricação do açúcar ou do álcool. 
 O período no qual a cana se encontra em condições adequadas de maturação para o 
processamento determina a safra da cana. Com o decorrer dos anos foram sendo selecionadas 
variedades visando a ampliação da safra que inicialmente era de 60 dias, e atualmente é de cerca 
de 7 meses, de maio a novembro. 
 Durante o seu ciclo, a cana-de-açúcar atravessa dois períodos distintos com relação ao 
teor de sacarose da planta. No primeiro, ocorre intenso crescimento vegetativo acompanhado por 
uma gradual formação e acúmulo de sacarose; no segundo, ocorre um predominante acúmulo de 
sacarose, motivado pela escassez dos principais fatores de desenvolvimento vegetativo. 
 Para caracterizar o período em que uma cana pode ser processada, foi estabelecido o 
“Período Útil de Industrialização” (PUI). Com base neste critério, estabelece-se o mínimo de 
13% para a Pol da cana como sendo satisfatório para a industrialização das diferentes variedades 
(Figura 5). 
Quanto ao teor de sacarose, as variedades podem ser agrupadas em ricas (Brix > 22), 
médias (Brix 18-22) e pobres (Brix < 18). Quanto à época do pico de maturação, as variedades se 
classificam em precoces (maio-junho), médias (julho-setembro) e tardias (outubro-dezembro). 
Quanto ao PUI podem ser divididas em curto (60 dias), médio (90 dias) e longo (120 dias). 
 
 
 
Figura 5. Comportamento das variedades de cana com relação ao Período Útil de 
Industrialização (PUI). 
 
 Via de regra, observa-se que as variedades precoces atingem a linha de base (Pol = 13%) 
logo no início da safra, por volta de abril-maio e a sua riqueza em sacarose continua a crescer até 
atingir um máximo em agosto-setembro, para depois iniciar o declínio, demonstrando possuir um 
PUI longo, acima de 150 dias. As variedades médias irão alcançar o valor de Pol igual a 13% 
somente mais tarde, ao redor do mês de julho, atingindo o máximo de maturação em setembro, 
sem, contudo, ultrapassar a curva das precoces, e logo entram em declínio, mostrando PUI de 
120 a 150 dias. As canas tardias alcançam o valor mínimo para industrialização por volta de 
agosto e setembro. O seu PUI é curto, entre 70 a 120 dias e, de um modo geral, a sua riqueza em 
sacarose é inferior ao das variedades precoces, de PUI longo. Desta forma, as variedades tardias 
têm um menor interesse industrial. 
A associação da broca-da-cana (cupim subterrâneo, larva do lepidóptero Diatreae 
saccharalis) com a podridão vermelha, causada pelo fungo Colletotrichum falcatum, ocasiona 
quedas na produtividade agrícola e no rendimento industrial, pois são formados ácidos 
orgânicos, gomas e toxinas (inibidores de fermentação) na matéria-prima. 
 A associação broca-podridão causa diminuição da Pol e aumentos de açúcares redutores, 
fibras e gomas. As galerias abertas no colmo pela broca são portas de entrada para os 
microrganismos deterioradores. 
 
 A qualidade da cana industrial também é influenciada pela quantidade de matéria 
estranha (impurezas mineral e orgânica) carregada para a indústria juntamente com a cana. A 
quantidade de impurezas é afetada pelas condições edafo-climáticas, aumentando em períodos 
chuvosos pelas condições deficientes de queima e carregamento. 
 Devido às impurezas na matéria-prima, a cana inteira deve serlavada na indústria, 
operação que acarreta uma perda de sacarose da ordem de 1 a 2%. Além de afetarem a 
quantidade e qualidade da cana, as impurezas causam o desgaste dos equipamentos, prejudicam 
o processamento e afetam a qualidade do produto final. 
A cana picada não deve ser lavada, pois a perda de sacarose seria muito grande devido ao 
aumento da área de exposição de colmo. Este tipo de cana carrega maior quantidade de 
impurezas à fábrica, da ordem de 5 a 7%, constituídas por impurezas orgânicas (folhas e palha), 
reduzindo a capacidade de moagem e a extração. 
 A deterioração da cana-de-açúcar pode ser fisiológica, tecnológica ou microbiológica, 
sendo esta última é mais importante por ser a que mais problemas ocasiona nos processos de 
fabricação de açúcar, álcool e aguardente. 
 
 FISIOLÓGICA: a respiração e a transpiração do colmo continuam mesmo após o corte, 
ocasionando um aumento no teor de açúcares redutores e uma concentração do caldo em 
açúcares devido à perda de umidade do colmo. Este aumento relativo do teor de açúcar da cana 
ocorre paralelamente a um aumento relativo também do teor de fibra da cana, o que dificulta a 
moagem e provoca uma maior retenção de sacarose no bagaço. 
 O florescimento também caracteriza uma deterioração fisiológica da cana, pois desvia 
açúcar do colmo para a formação da panícula, causando assim o chochamento dos colmos. 
 O brotamento lateral, causado por morte da gema apical, florescimento, tombamento do 
colmo, seca, geada ou doenças, também provoca o desvio de açúcar do colmo, caracterizando 
também uma deterioração fisiológica da planta. 
 
 TECNOLÓGICA: a senescência de variedades e o período de tempo entre a queima/corte 
e a industrialização da matéria-prima podem afetar as características da cana, quanto a teor de 
sacarose, teor de açúcares redutores, quantidade de microrganismos deterioradores, etc. A 
quantidade de matéria estranha que acompanha a cana também pode ser caracterizada como uma 
alteração tecnológica da matéria-prima. 
 
 MICROBIOLÓGICA: é decorrente da atividade dos microrganismos que contaminam o 
colmo após a queima/corte, resultando no consumo de açúcares e na formação de substâncias 
 
como gomas (dextrana e levanas), ácidos orgânicos (láctico e acético) e toxinas, além da 
presença do próprio microrganismo. As gomas, por exemplo, constituem um problema para as 
operações de clarificação, cristalização e centrifugação, tendo também uma participação na 
qualidade do açúcar durante o armazenamento. Os ácidos orgânicos e toxinas são inibidores do 
processo fermentativo. Este tipo de deterioração é consequência principalmente do tempo 
decorrido entre a queima/corte e o processamento. 
 Com relação à cana picada (colhida através de colhedoras combinadas), o processo de 
deterioração pode ser agravado devido à maior área de exposição de colmo, que favorece a 
contaminação com microrganismos pelo próprio equipamento de colheita e obriga que o 
processamento seja efetuado o mais rápido possível após o corte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. MATURAÇÃO DA CANA-DE-AÇÚCAR 
 
 Tendo em vista que o rendimento industrial é função do teor de sacarose da matéria-
prima, a avaliação do estágio de maturação da planta e o processamento de canas em estágio 
ideal de maturação resultarão em um maior rendimento industrial. 
 A maturação é um processo fisiológico da planta, governado por diversos fatores. A 
maturação ocorre quando os fatores de crescimento vegetativo, principalmente temperatura, 
umidade e fotoperíodo, se tornam limitantes. Assim, a maturação necessita ser avaliada para que 
se possa ser aproveitado o máximo do potencial de acúmulo de sacarose das variedades de cana. 
 Na maturação, a sacarose é produzida através do processo de fotossíntese realizado pelas 
folhas e se acumula nos colmos da planta (Figura 6). 
 
 
Figura 6. Formação da sacarose pela fotossíntese em cana-de-açúcar. 
 
 A cana-de-açúcar é uma planta com metabolismo C4, sendo que o primeiro composto 
formado na fixação do CO2 durante a fotossíntese é o ácido oxalacético. 
 As folhas da cana-de-açúcar possuem dois tipos distintos de cloroplastos, os localizados 
nas células do mesófilo foliar e os localizados nas células da bainha vascular. 
 O CO2 fixado nas células do mesófilo, como oxalacetato, é reduzido a malato, que por 
sua vez é transportado para as células da bainha do feixe vascular, onde é descarboxilado pela 
enzima malato-desidrogenase. O CO2 assim transformado entra no ciclo de Calvin e é convertido 
em hexose (glicose e frutose). 
 
 A glicose, por ação da hexoquinase, é transformada em glicose-6-fosfato, que por sua vez 
é transformada em glicose-1-fosfato pela ação da fosfoglucomutase. A glicose-1-fosfato é então 
transformada em UDP-glicose pela uridil transferase. A frutose, pela ação da fosfofrutoquinase, 
é transformada em frutose-6-fosfato, a qual reage com a UDP-glicose, na presença de sacarose-
fosfato-sintetase, produzindo sacarose-6-fosfato, que é transformada em sacarose pela ação da 
sacarose-fosfatase. 
 A sacarose se armazena principalmente nos entrenós mais velhos, aumentando, portanto, 
em acúmulo, do topo para a base da planta. Com a glicose é o inverso, o seu teor decresce em 
direção à base da planta. Atualmente, são utilizados reguladores vegetais e produtos químicos 
para o controle do florescimento e da maturação da cana-de-açúcar. 
 
4.1. DETERMINAÇÃO DA MATURAÇÃO DA CANA 
 
 Tendo em vista que o rendimento industrial é função do teor de sacarose na matéria-
prima, o processamento efetuado com canas em adiantado estágio de maturação resultará em 
maior rendimento. A maturação, sendo um processo fisiológico governado por fatores diversos, 
necessita ser controlada para que se aproveite o máximo do potencial de sacarose das variedades 
de cana. 
 Os critérios para a determinação da maturação podem ser empíricos ou técnicos. Os 
empíricos são: aparência e a idade do canavial; e os critérios técnicos são: análise de cana no 
campo através do refratômetro de campo e análises tecnológicas laboratoriais. 
 
Os critérios empíricos baseiam-se no histórico do canavial (variedade plantada, época de 
plantio, tipo de solo etc.). São critérios falhos porque a maturação, sendo uma condição 
fisiológica da planta, pode ser afetada por vários fatores, particularmente por umidade e 
temperatura, que nem sempre tem distribuição regular nos diversos anos agrícolas. 
 
A análise da cana no campo restringe-se à determinação de Brix do caldo, o qual 
expressa a porcentagem em massa de sólidos solúveis. Esta determinação é feita com o auxílio 
de um aparelho denominado refratômetro de campo, o qual mede o Brix do caldo em função de 
seu índice de refração. Como o teor de sacarose aumenta com o aumento do teor de sólidos 
solúveis e dada a correlação existente entre ambos, especialmente em canas maduras, o Brix 
refratométrico se apresenta como uma forma simples e correta de determinação do estágio de 
maturação da planta. 
 
 Esta análise deve ser feita um mês antes da colheita do talhão. Amostras de caldo são 
retiradas do meio do gomo central do terço médio da planta e são colocadas no refratômetro de 
campo, o qual fornece a leitura do Brix. A amostragem deve ser representativa de todo o talhão e 
devem ser tomadas leituras de, no mínimo, 10 pontos. O Brix refratométrico médio do talhão 
deve ser maior ou igual a 18% para que este talhão possa ser liberado para as análises 
tecnológicas laboratoriais de confirmação da maturação. 
 No decorrer do processo de maturação, o acúmulo de sacarose se processa da base para a 
ponta do colmo de cana. Inicialmente a base possui um teor de sacarose maior, que com o 
decorrer do processo de maturação é igualado pelo teor no meio do colmo. No final da 
maturação o acúmulo de sólidos na ponta tende a se igualar ao do meio do colmo, entretanto,neste momento, o teor da base declina, normalmente devido à planta entrar em novo período 
vegetativo motivado pelo restabelecimento dos fatores de crescimento. Assim, admite-se que a 
cana está madura quando o teor da base e do meio são praticamente iguais e o da ponta é 
ligeiramente inferior. Baseado nisso, também pode-se empregar um outro método de avaliação 
da maturação, chamado Índice da Maturação (IM). O IM é a relação do Brix da base com o Brix 
da ponta do colmo. Quanto mais próxima for esta relação, mais madura está a cana. Assim: 
 
 IM = 85 a 100 %  cana madura 
 IM = 70 a 85 %  cana com média maturidade 
 IM = 60 a 70 %  cana com baixa maturidade 
 IM =  60 %  cana verde 
 
 Quando o Brix refratométrico médio do talhão for igual ou superior a 18% ou o Índice de 
Maturação for maior que 85%, amostras de cana deste talhão são encaminhadas para as 
determinações tecnológicas laboratoriais, as quais fornecem dados mais precisos do estágio de 
maturação da planta, sendo a rigor uma confirmação dos resultados do refratômetro de campo. 
 A amostragem de cana, que deve ser representativa do talhão, é feita através da coleta de 
10 colmos seguidos na linha de cana, os quais são enfeixados, etiquetados e enviados ao 
laboratório logo após serem coletados. Este sistema coleta colmos de diferentes idades (1o, 2o e 
3o perfilhos) e é o sistema que melhor representa o talhão, pois evita a escolha de colmos. 
 As canas do feixe são desintegradas em forrageira, homogeneizadas, quarteadas e uma 
amostra de 500 g é colocada em uma prensa hidráulica onde, sob a ação de uma pressão de 250 
Kgf/cm2 durante um minuto, o seu caldo é extraído e, posteriormente, encaminhado às análises 
laboratoriais. 
 
No laboratório são realizadas as determinações de Brix através de refratômetro; de Pol 
(porcentagem de sacarose aparente, em massa) através de sacarímetro; de açúcares redutores 
(expresso em % de açúcar invertido, em massa por volume) através de sacarimetria química 
(Método de Lane-Eynon), e é calculada a pureza do caldo, segundo a fórmula: 
 
P
Pol
brix
x(%)  100 
 
 Os resultados dessas análises indicam o grau de maturação da cana, o qual, juntamente 
com características das variedades (Figura 7), governa o corte da cana. 
 
 
Figura 7. Evolução dos parâmetros tecnológicos da cana ao longo do período de maturação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. OPERAÇÕES PRELIMINARES DO PROCESSO INDUSTRIAL 
 
 As operações preliminares do processo agroindustrial são aquelas que antecedem a 
entrada da matéria prima na indústria, tais como: colheita, carregamento, transporte, pesagem, 
amostragem e descarregamento. Tais operações devem constar de um programa de 
abastecimento sincronizado com as operações industriais, para que proporcione abastecimento 
contínuo de cana para a extração o caldo. 
 A prática agrícola da despalha manual da cana com o auxílio de um podão, que é uma 
operação demorada, de baixo rendimento de corte e de alta demanda de mão-de-obra, somente é 
realizada ainda, eventualmente, em pequenas unidades produtoras de aguardente ou para a 
formação de mudas. 
 A prática da queima como operação de despalha foi adotada para melhorar as condições 
de trabalho dos cortadores, aumentar o rendimento de corte, diminuir a quantidade de impurezas 
vegetais que acompanham a cana enviada à indústria e diminuir a necessidade de mão-de-obra. 
Essa prática elimina grande parte das pragas e plantas daninhas do canavial, porém também 
elimina parte dos microrganismos do solo, responsáveis pela decomposição da matéria orgânica. 
 As consequências da queima da cana são: 
- devido às perdas de sacarose por exsudação, o corte deve ser obrigatoriamente o mais 
rápido possível e a extração do caldo até 24 horas após a queima, para não causar perda 
significativa da qualidade. 
- impede que a matéria orgânica seja incorporada ao solo, o que melhoraria as características 
físicas e químicas do solo; 
- quanto ao solo, a queima não causa danos porque a formação da corrente de convecção de ar 
de baixo para cima durante a queima impede um maior aquecimento do solo; 
- devido à maior quantidade de impureza mineral que é arrastada junto com a cana para a 
indústria, o caldo da cana queimada exige maior quantidade de cal na clarificação, produz maior 
quantidade de lodo na decantação, produz mais incrustações nos vasos evaporadores e, por serem 
incrustações com sílica, são de difícil remoção. 
- a cana queimada, devido à perda de umidade, apresenta um maior teor relativo de fibra, o que 
dificulta o processo de extração; 
- a cana queimada e deixada em pé deteriora-se mais rapidamente que a queimada e cortada 
porque a exsudação na cana em pé é maior, aumentando a perda de açúcar e a contaminação 
microbiana; 
- a queima da cana facilita as operações agrícolas de aração, gradagem e cultivo de soqueiras. 
 
 
Após a determinação do estágio de maturação da planta, procede-se o corte dos talhões 
liberados em função dos níveis de sacarose da cana. A colheita é governada pela capacidade 
diária de extração para que não haja falta ou excesso de matéria-prima na indústria, à qual 
interessa trabalhar com sua capacidade máxima de extração, com elevada eficiência e com cana 
fresca e de melhor qualidade possível. A colheita pode ser manual ou mecânica. 
Na colheita manual, o corte deve ser bem próximo da base, evitando-se assim, além da 
perda de cana, deixar focos de crescimento de pragas e microrganismos. Além disso, o corte 
próximo à base impede que a soqueira se forme a partir de gemas do colmo, o que resultaria em 
soqueiras facilmente tombáveis. A soqueira deve se formar a partir de gemas do rizoma. 
A colheita mecânica é feita com máquinas que cortam a cana na base e no ápice e, ainda, 
em toletes. A cana cortada mecanicamente em toletes deve ser processada rapidamente, pois são 
mais susceptíveis à deterioração devido à maior área de exposição. Esta cana não deve ser lavada 
porque a perda de sacarose pela área exposta seria muito grande. 
 A colheita mecânica de cana em toletes (Figura 8) possui as seguintes vantagens: 
- a cana não entra em contato com o solo, chegando à indústria mais limpa e com menor carga 
microbiana contaminante, dispensando a lavagem; 
- melhor aproveitamento da capacidade útil do veículo, pois a carga de cana possui maior 
densidade; 
- perde-se menos cana no transporte; 
- a cana é de melhor qualidade tecnológica, pois está menos deteriorada e com menor 
quantidade de impurezas; 
- no caso de paradas imprevistas da indústria, não sobra cana queimada no campo; 
- se for instalado um sistema de limpeza da cana com grades e ventiladores, arrasta menor 
quantidade de impurezas fibrosas a indústria. 
 
O transporte de cana deve prover a demanda diária de trabalho da usina ou destilaria. As 
máquinas que efetuam o transporte de cana são muito diversas, em função do tipo e 
pavimentação do terreno. O sistema de transporte de cana que predomina no Brasil é por 
caminhões, com carroceira dotada de fueiros ou, para o caso das canas em toletes, de telados. Em 
condições de terreno acidentado, são utilizadas carretas tracionadas por tratores. 
A pesagem de cana nas unidades produtoras tem por objetivos principais o controle da 
produtividade agrícola, o pagamento dos fornecedores de cana e o controle do rendimento 
industrial. É efetuada por balanças situadas na entrada da indústria, em todos os caminhões que 
nela entrarem. Pesa-se o caminhão na entrada e na saída e, por diferença, determina-se a massa 
de cana da carga. 
 
 
 
Figura 8. Colheitadeira de cana. 
 
Após a pesagem, faz-se a amostragem da cana de cada caminhão para fins de pagamento 
da cana entregue. A remuneração da cana entregue nas indústrias atualmente é feita com base na 
qualidade da matéria-prima. O descarregamento é feito mecanicamente, através de guindastes e 
basculantes. 
 
5.1. PAGAMENTO DA CANAPELA QUALIDADE 
 
Com a liberação dos preços do setor sucroalcooleiro em 1999, foi adotado um sistema 
para remunerar a matéria-prima com base no Açúcar Total Recuperável (ATR). A sequência das 
etapas do processo de análise de cana, para fins de pagamento baseado no ATR, está mostrada na 
Figura 9. Após o caminhão carregado com cana passar pela pesagem na entrada da usina, é feita 
uma amostragem da sua carga, que consiste na retirada de 3 amostras em diferentes pontos da 
carga do veículo quando se utiliza sonda horizontal. Tais pontos situam-se em 3 diferentes 
alturas e 3 diferentes distâncias longitudinais da carga, procurando assim que a amostra seja 
representativa da carga de cana. Sondas oblíquas retiram uma única amostra representativa da 
carga do caminhão. Em cargas de cana colhida mecanicamente e picada, a amostra pode ser 
retirada de um único ponto qualquer da carga. 
As amostras retiradas são enviadas ao laboratório para serem analisadas 
tecnologicamente. O preparo da amostra retirada consiste na reunião das amostras obtidas em 
cada uma das perfurações, se for o caso, com posterior desintegração e homogeneização. 
 
 A extração do caldo da amostra é realizada pela prensagem de 500g da amostra, as quais 
refletem as condições de operação da moenda. Da extração resultam o caldo extraído e o resíduo 
fibroso, denominado bagaço-prensa ou bolo úmido, que é utilizado no cálculo indireto do teor de 
fibra da cana. O caldo extraído é enviado às determinações de Brix por refratometria, de Pol por 
sacarimetria e de açúcares redutores (AR) por fórmula. Através do teor de fibra e de coeficientes, 
os dados de caldo são convertidos em cana. Estas determinações tecnológicas também podem ser 
realizadas por Espectrometria de Infravermelho Próximo (NIRS - Near Infra-Red System) após a 
definição das curvas de calibração para as condições locais. Este sistema apresenta vantagens 
quanto à velocidade de análise, ao número de determinações e à economia de reagentes e mão-
de-obra. 
 
 
 
 
Figura 9. Sequência das etapas do processo de análise de cana para fins de pagamento. 
 
 O valor da tonelada de cana é estipulado em função do ATR: ATR (kg/t) = (9,5263 x PC) 
+ (9,05 x AR), onde PC = Pol da cana e AR = teor de açúcares redutores da cana. 
 
 
 
 
 
6. RECEPÇÃO DA CANA 
 
 As canas são descarregadas diretamente nas mesas laterais a fim de alimentar o processo. 
Estes receptores se destinam a alimentar a esteira principal que conduz aos equipamentos de 
preparo e, posteriormente, à moenda ou ao difusor. 
 A cana-de-açúcar é recebida na indústria nas chamadas mesas laterais (Figura 10), 
constituídas de um tablado fixo de chapas de ferro ou de lona de borracha, sustentado por um 
pedestal de ferro e com inclinação de 15 a 45o e largura e comprimento de 8 a 10 m. 
 
 
Figura 10. Guindaste Hilo para descarregamento da cana nas mesas laterais. 
 
 A cana não é descarregada diretamente na esteira condutora de cana porque há uma 
diferença entre a capacidade de extração e o volume de cana descarregado, portanto, a mesa 
lateral faz o sincronismo do processo. Ademais, na mesa lateral é onde se processa a lavagem da 
cana. 
 As canas inteiras que são descarregadas nas mesas laterais para entrarem no 
processamento passam inicialmente por uma lavagem com água para eliminar parte das 
impurezas minerais e orgânicas grosseiras que ficaram aderidas à superfície dos colmos durante 
o corte e o carregamento. Na realidade esta operação é a primeira etapa do processo de preparo 
da cana para a extração do seu caldo. A lavagem evita um desgaste excessivo dos equipamentos 
e melhora as condições tecnológicas da cana porque remove parte das impurezas, notadamente 
as grosseiras. 
 A lavagem é realizada com água aplicada diretamente nas canas inteiras nas mesas 
laterais inclinadas, o que permite maior eficiência do processo e menor consumo de água, pois há 
uma melhor distribuição e exposição da cana à água de lavagem. Este processo implica perdas de 
 
açúcar variáveis de 1 a 2%. Por conter açúcar, a água residual da lavagem é altamente poluidora 
e deve ser tratada e/ou reciclada. A cana picada não deve ser lavada, pois apresenta maior área 
exposta à lixiviação de caldo pela água de lavagem, representando grandes perdas de sacarose. 
 Canas colhidas mecanicamente normalmente não são lavadas, pois o arraste de açúcar 
das partes expostas seria muito elevado. A limpeza da cana crua pode ser realizada por via seca 
(Figura 11), que corresponde ao uso de ventilação forçada (exaustores) para eliminação de 
impurezas vegetais (palha e folhas) principalmente. A via seca deve ser aplicada na massa de 
cana descarregada na mesa lateral quando se observa baixa quantidade de impurezas minerais 
(areia e terra), dispensando o uso de água no processo de limpeza, minimizando perdas de açúcar 
por lixiviação. 
 
Figura 11. Limpeza da cana via seca. 
 
 Das mesas laterais a cana é conduzida para a esteira principal, pela qual, após sofrer 
intensa desintegração por aparelhos preparadores, chega ao sistema de extração. A esteira 
principal de cana é constituída por partes fixas (colunas, vigas, chapas e trilhos) e por partes 
móveis (lonas de borracha, correntes com taliscas e engrenagens), possuindo comprimento de 35 
a 40 m. A parte fixa, que tem por função suportar o lençol de borracha ou talisca e o peso da 
cana. A parte móvel é constituída pelo tapete rolante, de lona ou com correntes e taliscas de 
ferro. 
 
7. PREPARO DA CANA PARA A EXTRAÇÃO DO CALDO 
 
 O preparo da cana-de-açúcar objetiva o aumento da capacidade e da eficiência de 
extração do caldo da cana, através: 
 
- da destruição da resistência das partes duras (casca e nós), exigindo menor pressão das 
moendas para a extração desejada e, consequentemente, menor desgaste; 
- do rompimento dos vasos celulares, para uma maior exposição das células parenquimatosas à 
ação das moendas ou dos difusores (índice de open-cell); 
- da produção de uma massa fibrosa, densa e homogênea, diminuindo espaços vazios nas 
esteiras e no colchão de cana desfibrada, aumentando assim a capacidade de extração. 
 
 Com a utilização das facas rotativas e dos desfibradores (Figura 12), tem-se as seguintes 
consequências do preparo da cana para extração: 
 
a) aumento da eficiência das moendas (Tabela 2): 
- capacidade: 10 a 30% a mais na massa de cana moída em toneladas por hora 
- extração: 0,5 a 10% a mais na porcentagem de Pol extraída em relação à Pol da cana 
b) aumento da densidade do colchão de cana (de 150-180 kg/m3 para 350 kg/m3), o que 
representa aumento da capacidade pela diminuição de espaços vazios no colchão de cana 
desfibrada. 
c) permite a utilização de menores pressões hidráulicas na moenda, uma vez que o caldo está 
exposto pelo rompimento das células. Assim, o desgaste do equipamento é menor. 
d) contribui para uma melhor homogeneização do colchão de cana. 
e) ocasiona a melhoria das condições absortivas do bagaço em função da diminuição do tamanho 
das fibras e, consequentemente, do aumento da superfície de absorção, melhorando o processo 
de embebição durante a moagem. 
f) permite um menor desgaste das moendas. 
g) permite aumentar a velocidade das moendas. 
h) uniformiza o teor de fibra no colchão de cana preparada para extração. 
i) melhora a extração por difusão. 
j) regulariza a alimentação da moenda. 
k) consome menos energia na extração. 
l) aumenta o rendimento da usina, pois aumenta extração e capacidade. 
 
 
 
Tabela 2: Ganho em capacidade e extração com a utilização das facas rotativas e dos 
desfibradores no preparo da cana para moagem. 
 Aumento de Capacidade Aumento de Extração 
Facas rotativas 10 a 25 % 0,5 a 5 % 
Facas + desfibrador 25 a 30 % 5 a 10 % 
 
 
 
Figura 12. Sistema de preparo da cana para extração. 
 
 As facas rotativas começaram a ser usadas em 1854. É o meio mais econômico de sepreparar a cana, pois são mais baratas que os desfibradores. O preparo da cana pelas facas 
rotativas influi mais em capacidade que em extração. As facas rotativas podem ser acionadas por 
motores a vapor, turbina a vapor, ou motores elétricos. Como manutenção das facas, na entre-
safra todo o conjunto é desmontado e revisado. As facas ainda boas podem ser reutilizadas após 
recuperação com eletrodo de enchimento e eletrodo duro de revestimento. 
 O conjunto de facas niveladoras tem por função regularizar e uniformizar o fluxo da 
carga de cana que cai desordenadamente na esteira, composto por um menor número de facas, as 
quais ficam com suas pontas mais distantes do fundo da esteira, cortando a cana em pedaços 
menores. O conjunto de facas cortadoras (Figura 13) têm a função de cortar com mais 
intensidade os toletes de cana, transformando aquela massa grosseira em uma camada densa e 
uniforme de pequenos pedaços da matéria-prima. As facas cortadoras estão presentes em maior 
número e apresentam a ponta mais próxima do fundo da esteira. 
Durante a safra, nas paradas pré-determinadas, verifica-se as facas e a manutenção 
adequada é aplicada (viragem ou substituição). Quanto maior o teor de impureza da cana, maior 
 
o desgaste das facas. No caso de cana bem lavada, as facas trabalham apresentam durabilidade 
aproximadamente duas vezes maior que cana mal lavada. 
 
 
Figura 13. Eixo central com conjuntos de facas cortadoras. 
 
 Os desfibradores utilizam martelos ao invés de facas, o que aumenta a eficiência de 
rompimento das células (Figura 14). Um conjunto desfibrador eleva a eficiência de extração em 
cerca de 5%, o que equivale a um terno de moenda a mais. Estes equipamentos são compostos de 
um rotor central, constituído de eixo de aço, suportes e martelos, de um tambor alimentador e de 
uma placa desfibradora. 
 O conjunto desfibrador é assentado na parte inclinada do esteirão, após o jogo de facas 
rotativas. Este equipamento promove o rompimento das células, conseguindo até 94% de células 
abertas, expondo assim o caldo à extração, por estar agora apenas adsorvido às fibras e não mais 
encerrado dentro das células de armazenamento do parênquima. A eficiência do desfibrador é 
mais importante no processo de extração por difusão do que por moagem. 
 
 
 
Figura 14. Desfibrador de cana. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. EXTRAÇÃO DO CALDO POR MOAGEM 
 
 A extração consiste no processo físico de obtenção do caldo separado da fibra da cana 
(bagaço), sendo efetuado basicamente por dois tipos de processo: moagem ou difusão. Na 
extração por moagem, a separação é feita por pressão mecânica dos rolos da moenda sobre o 
colchão de cana desfibrada e na difusão, pela movimentação da sacarose de uma área de maior 
para uma área de menor concentração. 
 As moendas são constituídas de 3 cilindros (Figura 15) posicionados de forma triangular 
(triângulo escaleno). Os cilindros inferiores são fixos em suas posições, enquanto que o superior 
trabalha sob o controle de uma pressão hidráulica. O conjunto de ternos recebe o nome de 
tandem de moagem de 4, 5 ou 6 ternos (Figura 16). As dimensões das moendas são 
caracterizadas por diâmetro e por comprimento dos rolos. Assim, uma moenda 24x48” possui 
rolos de 24” de diâmetro e 48” de comprimento. 
 
 
Figura 15. Cilindros de uma moenda de cana. 
 
 
 
 
Figura 16. Tandem de moagem, com esteiras intermediárias de bagaço. 
 
 
 A cana-de-açúcar intensamente picada e desfibrada, chega às moendas por meio de um 
alimentador vertical, chamado Chut-Donelly (Figura 17) que corresponde a uma barreira física 
que impede que a cana desfibrada sobreponha o rolo superior da moenda e permite melhoria da 
embebição nas esteiras intermediárias, e passa por um rolo de pressão, chamado press-roller, 
cuja finalidade é a de manter constante o fluxo de alimentação do terno de moenda. 
 
 
Figura 17. Alimentação da moenda pelo Chut-Donelly. 
 
A cana desfibrada chega à primeira moenda, recebendo uma primeira compressão entre o 
cilindro anterior e superior e uma segunda compressão entre o cilindro posterior e o superior. 
Tem-se, assim, o caldo conhecido como “primário”, que é aquele que sai da primeira moenda e 
não recebe embebição, e que deve corresponder a cerca de 70% de todo caldo extraído pelo 
conjunto de moagem para uma boa eficiência do processo. O bagaço resultante da primeira 
moagem segue pela esteira intermediária, onde passa pelo processo de embebição (Figura 18), 
que corresponde à adição de água ou caldo diluído visando a uma maior extração do caldo 
residual, e é direcionado para o 2º terno de moagem, recebendo novamente as duas pressões, 
como mencionado anteriormente. Os esmagamentos se sucedem para os ternos seguintes. O 
bagaço final, que possui uma umidade em torno de 50%, segue para as caldeiras de produção de 
vapor que será utilizado nas etapas do processamento e no acionamento das próprias moendas. 
A partir do segundo terno, o teor relativo de fibra da cana aumenta devido ao caldo 
extraído no primeiro terno. Assim, a embebição permite aumentar a umidade do bagaço entre os 
ternos, possibilitando que com a pressão das moendas, mais caldo possa ser extraído. Como um 
 
aumento de 1% no teor de fibra da cana acarreta uma diminuição de cerca de 1,5% na extração, 
se não houvesse a embebição, extrair-se-ia no máximo 90% do caldo da cana, pois o bagaço, 
passando de uma moenda para a outra, tem o seu teor de fibra aumentado e, consequentemente, a 
extração diminuída. Com a embebição chega-se a 94-96% de extração. 
 
 
 
Figura 18. Sistema de embebição composta no bagaço entre os ternos de moenda. 
 
As esteiras condutoras de bagaço têm a finalidade de conduzir o bagaço final às caldeiras. 
São normalmente esteiras de lona de borracha ou esteira raspadora tipo rastelo. Estas esteiras 
possuem inicialmente uma parte inclinada que recebe o bagaço para ser peneirado objetivando a 
obtenção do bagacinho, que é o elemento filtrante da operação de filtração do lodo resultante do 
processo de decantação do caldo. Uma parte final, horizontal, libera o bagaço nas caldeiras. 
 Turbinas a vapor é o sistema mais usual para o acionamento das moendas, necessitando 
serem acopladas a redutores de velocidade para movimentarem o rolo superior a uma velocidade 
de 5 a 7 rpm. O rolo superior flutua e emprega uma pressão de trabalho ditada pelos reguladores 
hidráulicos ou aero hidráulicos. 
 A eficiência de um terno de moenda pode ser medida por dois parâmetros: capacidade e 
eficiência de extração. Entende-se por capacidade de um terno de moagem a quantidade de cana 
moída por unidade de tempo. Ela pode ser expressa em TCH (tonelada de cana por hora) ou TFH 
(tonelada de fibra por hora). Entende-se por eficiência de extração, a quantidade de sacarose 
extraída da cana pelas moendas. Normalmente utiliza-se a relação entre sacarose extraída no 
caldo misto e sacarose da cana: 
Ef
Pol caldo xmassa caldo
Pol cana xmassa cana
x(%)
( ) ( )
( ) ( )
 100 
 
 
9. EXTRAÇÃO DO CALDO POR DIFUSÃO 
 
 Mesmo utilizando todos os artifícios técnicos e econômicos disponíveis (melhor preparo 
da cana, maior número de ternos, melhor embebição, maior pressão nos cilindros), o grau de 
extração do caldo da cana por moendas tem um limite superior em torno de 96%. 
Difusão é definida como o fenômeno pelo qual duas soluções de diferentes 
concentrações, separadas por uma membrana permeável ou porosa, depois de algum tempo se 
misturam e adquirem a mesma concentração. As células do parênquima da cana postas em 
contato com a água funcionam como paredes semipermeáveis e a sacarose, nelas contida, é 
extraída por um processo que consiste, basicamente, no escoamento de um fluído (água e caldo 
diluído) através de um leito poroso de cana desfibrada. 
 Esta extração sólido-líquido ocorre de duas maneiras diferentes: a maior partedo caldo é 
extraída por meio de um processo de lavagem, tecnicamente chamado de lixiviação; e a parte 
restante do caldo, contida nem células não fragmentadas e em pequenos capilares no interior das 
partículas, é extraída por meio de um processo de troca físico-química causada por pressão 
osmótica e difusão molecular entre o caldo dentro das células e o líquido de extração. Portanto, a 
extração do caldo da cana pelos difusores é realizada pelo efeito combinado da osmose e da 
lixiviação, embora a participação da osmose seja considerada pequena e restrita aos tecidos 
fechados. 
 O processo de difusão consiste, então, em conduzir a cana em aparelhos, conhecidos 
como difusores, a fim de que a sacarose adsorvida ao material fibroso seja diluída e removida 
por lixiviação ou lavagem num processo contracorrente, que favorece a passagem do soluto 
(sacarose) de uma região de maior para outra de menor concentração (Figura 19). 
 A fim de reduzir a quantidade de água quente necessária, procede-se uma operação de 
retorno. Assim, ao final da operação, quando o bagaço se apresenta exaurido ao máximo, faz-se a 
lavagem com água. O líquido obtido desta lavagem, contendo alguma sacarose que se conseguiu 
extrair do bagaço, é usado na lavagem do bagaço anterior, que é um pouco mais rico em sacarose 
e, assim, sucessivamente. Esse retorno pode ser efetuado de 5 a 20 vezes, dependendo do grau de 
esgotamento desejado. 
 Com a utilização dos difusores, obtém-se uma eficiência de extração da ordem de 98%, 
contra os 94% conseguidos com a extração por moendas. O difusor opera com água e caldo 
extraído na temperatura de 70-75oC, o que aumenta a velocidade de difusão e auxilia na 
diminuição do número de microrganismos contaminantes. Uma caleagem deve ser efetuada 
juntamente com a difusão, o que aumenta o pH do caldo para 6,0-6,5 e, consequentemente, 
 
diminui a sua agressividade sobre os equipamentos e evita a inversão da sacarose, a qual se 
processa somente em pH ácido. 
 
 
 
Figura 19. Difusor de cana. 
 
Vantagens do difusor são: 
- baixo custo de manutenção (57 % do custo de manutenção de moendas); 
- obtenção de um bagaço com Pol entre 1 a 2%; 
- baixo consumo de energia (45 % da energia consumida pela moagem), sobrando vapor para a 
produção de energia elétrica; 
- obtenção de caldos mais puros e claros, pois o colchão de cana funciona como um elemento 
filtrante; 
- menor desgaste; 
- menor custo de instalação (70 % do custo de instalação de moendas); 
- processo automatizado, com menor necessidade de mão-de-obra; 
- mais fácil de se trabalhar com cana colhida mecanicamente; 
- caldo extraído de maior pureza. 
 
 
 
 
 
 
10. PURIFICAÇÃO DO CALDO DE CANA: PENEIRAGEM E CLARIFICAÇÃO 
 
 O caldo misto é uma solução diluída de sacarose que contém impurezas dissolvidas e em 
suspensão, representadas pelas impurezas sólidas (resíduos finos de bagaço) e impurezas 
coloidais (sais minerais e não açúcares orgânicos, como proteínas, ceras, etc.). O objetivo da 
purificação é obter um líquido claro e límpido, por meio da eliminação das impurezas em 
suspensão, dos sais solubilizados e das substâncias solúveis de origem orgânica, sem, no entanto, 
afetar o teor de sacarose e dos açúcares redutores. 
 A purificação do caldo consta de duas operações: peneiragem e clarificação. A primeira 
visa retirar as impurezas grosseiras do caldo e a segunda, especialmente a eliminação das 
impurezas coloidais. A clarificação engloba as operações de sulfitação, caleagem, aquecimento e 
decantação do caldo, e filtração do lodo decantado. A intensidade da clarificação depende do 
produto final a ser produzido (açúcar branco, açúcar bruto - VHP ou álcool). 
 O princípio empregado na clarificação do caldo em processamento fundamenta-se na 
coagulação máxima de seus coloides e na formação de um precipitado insolúvel que adsorva e 
arraste, por decantação, as impurezas responsáveis pela sua natureza turva e opalescente. A 
clarificação considera dois pontos importantes: a mudança de reação do meio, visando 
coagulação; e a temperatura, visando floculação. 
 
10.1. PENEIRAGEM 
 
 O caldo misto extraído pelas moendas, possuindo entre 13 e 16o Brix, começa a ser 
purificado já na saída da moenda, por meio de uma peneiragem, em equipamento denominado 
Cush-Cush, que tem a finalidade de remover as impurezas mais grosseiras contidas no caldo, 
como pedaços de cana e bagaço. O material retido nesta peneira retorna à extração. 
 Em seguida, o caldo é enviado por bombas até as peneiras rotativas, vibratórias ou 
estáticas (DMS), de malhas mais finas, com a finalidade de remover as impurezas grosseiras que 
passaram pela primeira peneiragem, como por exemplo bagacilho. O caldo misto peneirado 
segue para os outros tratamentos do processo de clarificação. 
 O bagacilho, se não retirado do processo, pode causar entupimento de canalizações, 
bombas e registros, além de prejudicar a qualidade final do açúcar, por causar problemas na 
cristalização. 
 
 
 
 
10.2. CLARIFICAÇÃO 
 
 No Brasil são utilizados dois processos de clarificação do caldo, segundo o tipo de açúcar 
que se deseja produzir: a defecação simples e a sulfo-defecação. A defecação simples é utilizada 
na produção de açúcar demerara (bruto) e na produção do açúcar VHP (“Very High Polarization" 
- açúcar de polarização muito alta). A sulfo-defecação é utilizada na fabricação de açúcar cristal 
branco. 
 
10.2.1. Defecação simples ou caleagem 
 
 Este processo é usado para a obtenção do açúcar cristal bruto (VHP). O método baseia-se 
no emprego do hidróxido de cálcio [Ca(OH)2], chamado de leite de cal [CaO + H2O  
Ca(OH)2,] visando à mudança da reação do meio (pH passando de 5,2 para 7,5-8,3), com 
posterior aquecimento. O íon de cálcio (Ca2+) reage com os compostos fosfatados do caldo 
produzindo o fosfato de cálcio, que é o agente agregador e precipitador das impurezas coloidais 
do caldo. Assim, com a adição do hidróxido de cálcio e com o aquecimento ocorre a floculação 
dos coloides, os quais se adsorvem ao fosfato de cálcio, precipitam e são retirados do processo. 
A seguir, o caldo caleado é enviado aos aquecedores, onde atingirá temperatura de 103-105ºC. 
 
Esquema do processo de caleagem: 
 
 caldo misto ( pH 4,8 a 5,3) 
  
 peneiragem 
  
 caleagem [Ca (OH)2] ( pH 7,2 a 8,2) 
  
 aquecimento (103-105º C) 
  
 decantação 
   
 borra ou lodo caldo clarificado (pH 6,9 a 7,6) 
   
 filtração EVAPORAÇÃO 
   
 caldo turvo caldo claro 
 
 
 
 
 
10.2.2. Sulfo-defecação 
 
 Este processo baseia-se na utilização do enxofre na forma de anidrido sulfuroso (gás SO2) 
como elemento acidificante, e da cal na forma de leite de cal (cal hidratada Ca(OH)2) como 
agente de neutralização da reação do meio, visando a produção do açúcar cristal branco. 
 A clarificação pela sulfitação baseia-se na formação do sulfito de cálcio, que é um sal 
pouco solúvel, que se precipita e arrasta consigo o material coloidal adsorvido. 
 O anidrido sulfuroso (gás SO2) exerce as seguintes influências sobre o caldo: 
 
- ação precipitante (purificante): abaixamento do pH do caldo, favorecendo a coagulação e a 
floculação das impurezas; e formação de sulfito de cálcio, favorecendo a precipitação; 
- fluidificante: elimina coloides e substâncias viscosas, diminuindo a viscosidade do caldo, o 
que facilita a decantação e as etapas de cozimento e cristalização da sacarose; 
- descorante: o abaixamento do pH causa a redução dos sais férricos para sais ferrosos; 
- preservativa: devido à ação antisséptica do SO2; 
-inversiva: o pH baixo pode induzir a inversão de sacarose, o que é indesejável na fabricação 
de açúcar; 
 
 O processo de sulfo-defecação consiste na passagem contínua do caldo misto peneirado 
por uma coluna cilíndrica, em sentido contracorrente com o gás SO2, conferindo ao caldo um pH 
entre 3,8 a 4,3. O caldo sulfitado é enviado aos tanques de caleagem, onde recebe o leite de cal, 
elevando o seu pH para 7,2 a 8,2, da mesma forma como descrito no processo de defecação 
simples. 
 A obtenção do gás sulfuroso nas usinas é feita pela combustão do enxofre na presença do 
ar em fornos queimadores rotativos, constituídos de um tambor rotativo, da câmara de 
combustão e de um refrigerador (Figura 20). 
 Na parte superior da coluna entra o caldo peneirado, que desce pela coluna, encontrando 
bandejas que o turbilhonam e aumentam a interação caldo/SO2. A sulfitação assim ocorre, 
diminuindo o pH do caldo de 4,8–5,3 para 3,8–4,3. Na parte inferior da coluna de sulfitação sai o 
caldo sulfitado, que é enviado à caleagem. O gás SO2 entra pela base da coluna e é retirado no 
topo. 
 
 
 
 
Figura 20. Conjunto de sulfitação do caldo peneirado: forno rotativo e coluna de sulfitação. 
 
Esquema do processo de sulfo-defecação: 
 
 caldo misto ( pH 4,8 a 5,3) 
  
 peneiragem 
  
 sulfitação [SO2] ( pH 3,8 a 4,3) 
  
 caleagem [Ca (OH)2] ( pH 7,2 a 8,2) 
  
 aquecimento (103-105º C) 
  
 decantação 
   
 borra ou lodo caldo clarificado (pH 6,9 a 7,6) 
   
 filtração EVAPORAÇÃO 
   
 caldo turvo caldo claro 
 
 
 
 
10.2.3. Aquecimento do caldo 
 
 A operação de aquecimento consiste em elevar a temperatura do caldo a 103-105ºC, a 
fim de acelerar a floculação dos seus coloides devido ao aumento do movimento browniano das 
partículas. Portanto, o calor é um fator complementar da operação de clarificação do caldo, após 
o tratamento químico (SO2 + CaO). Temperaturas mais altas de aquecimento não devem ser 
utilizadas porque aumentam a turbidez do caldo devido à emulsão de ceras. 
 O aquecimento, além de catalisar a floculação, também visa a: 
 
- desnaturar proteínas, expondo suas cargas negativas; 
- expulsar gases dissolvidos; 
- diminuir a viscosidade do meio, aumentando assim a velocidade de decantação; 
- eliminar parte dos microrganismos contaminantes. 
 
 O efeito do tamanho do floco e da viscosidade do caldo na velocidade de decantação 
(sedimentação) pode ser observado pela Lei de Stokes: 
 
 
Onde: Vs = velocidade de sedimentação; 
  = diâmetro da partícula; 
 s e c = peso específico da partícula e do meio, respectivamente; 
 c = viscosidade do meio; 
 g = aceleração da gravidade. 
 
10.2.4. Decantação do caldo 
 
 Após sofrer os tratamentos químico e térmico, o caldo de cana é deixado em repouso por 
certo tempo, para se realizar a remoção das impurezas por coagulação, floculação e posterior 
sedimentação das mais densas e flotação das menos densas que o caldo. 
 O objetivo da decantação é permitir a separação gravimétrica dos coloides, os quais 
separam-se em 3 fases: 
- fase superior: compreende as impurezas menos densas que o caldo, as quais sofrem flotação; 
- fase intermediária: é o caldo clarificado; 
xg
x
V
c
cs
s


18
)(2 

 
- fase inferior: compreende as impurezas mais densas que o caldo, que sofrem decantação. 
 
 O decantador (Figura 21) é dividido em compartimentos para aumentar a superfície de 
decantação. O decantador DORR é o mais usual e se constitui de um corpo cilíndrico com teto e 
fundo cônicos, com bandejas internas também cônicas anguladas em 16o e sobrepostas. O caldo 
tratado e aquecido (103-105ºC) é enviado sob pressão ao decantador, passando antes pelo balão 
de “flash”. No balão de “flash” ocorre uma expansão à pressão atmosférica (auto-ebulição), o 
que provoca a liberação de gases presentes no caldo e a diminuição da sua velocidade e da sua 
temperatura. Do balão de “flash” o caldo flui lentamente para o decantador, entrando através de 
uma tubulação na câmara de coagulação. 
 
 
Figura 21. Decantador de caldo tratado. 
 
 As impurezas, que apresentam menor densidade que o caldo, sobrenadam e são 
conduzidas pelos raspadores horizontais até a calha de descarga e depois para a caixa de borras. 
As impurezas de maior densidade depositam-se sobre as bandejas, sendo retiradas pelos 
raspadores. As borras, que são mais densas que o caldo, descem pelo canal central e depositam-
se na câmara de borras, sendo bombeadas ou conduzidas por vasos comunicantes até a caixa de 
 
borras, onde reúnem-se com as de menor densidade já separadas e são enviadas ao depósito. As 
borras arrastam volume de caldo bruto, que será posteriormente removido por filtração à vácuo. 
 O caldo claro decantado sai logo abaixo de cada bandeja e vai para a caixa de prova, 
também pelo princípio de vasos comunicantes. Este sistema de decantação contínua permite que 
se tenha o controle de entrada do caldo, saída de caldo clarificado e de borras. 
 A Figura 22 ilustra o processo completo de purificação do caldo para produção de açúcar 
cristal branco. 
 
 
Figura 22. Esquema geral do tratamento de caldo misto para produção de açúcar cristal branco. 
 
 
10.2.5. Filtração do lodo (borras) 
 
 A operação de filtração do lodo visa recuperar o caldo arrastado junto com as borras, que 
encerram de 10 a 15% de caldo e representam cerca de 2% da sacarose da cana moída. 
 Antigamente a filtração era feita em filtros prensa, nos quais as borras eram forçadas 
através de um conjunto de superfícies filtrantes, ficando as borras retidas e o caldo claro filtrado 
fluía. Atualmente esta operação é feita em filtros rotativos à vácuo (Oliver-Campbell) (Figura 
23). 
 
 
 
 
 
Figura 23. Esquema de funcionamento de um filtro rotativo contínuo à vácuo. 
 
O filtro rotativo é um tambor cilíndrico, acionado por motor elétrico, que gira em torno 
do seu eixo horizontal a uma velocidade de rotação de 6 a 20 rph. Este tambor possui paredes 
duplas perfuradas, a interna com malha de 2,5 a 3,0 mm de diâmetro e a externa com malha de 
0,5 mm de diâmetro. Na parte inferior está a calha de mistura de lodo e bagacinho, que é o 
elemento filtrante, pois as borras são gelatinosas e não têm condição de serem filtradas sozinhas. 
A quantidade de bagacinho empregada é de 4 a 6 kg/tonelada de cana. 
A mistura lodo e bagacinho é admitida na calha e liga-se o vácuo, iniciando a rotação do 
filtro. Quando a primeira seção entra no líquido (lodo + bagacinho), o baixo vácuo inicia sua 
ação a fim de formar uma camada filtrante uniforme. Logo que a seção emerge do líquido é 
lavada duas vezes com água pulverizada aquecida a 60-70o C. A água, juntamente com o vácuo, 
farão a extração do caldo do lodo em filtração. Após a segunda lavagem, é feita a secagem do 
lodo pela ação do alto vácuo. 
O caldo filtrado pelo baixo vácuo, que representa de 30 a 60% do total, é turvo, pois 
ainda não está propriamente formada a camada filtrante. Com a camada filtrante formada, o 
vácuo é aumentado e obtém-se o caldo claro, que representa de 40 a 70 % do total. O aumento do 
vácuo é necessário porque o lodo se espessa, as partículas vão se achatando e a porosidade 
diminui, com crescente resistência à filtração. Assim, há uma diferença de 10 a 15% entre o Brix 
do caldo turvo e do caldo claro. 
O caldo claro é retornado ao processo de clarificação e o caldo turvo é retornado ao lodo. 
A torta produzida, aproximadamente 40 kg por tonelada de cana, é enviada ao campo como 
adubo orgânico. A torta possui uma umidade entre 65 e 85% e de 0,5a 1,5 % de açúcar, o que 
representa uma perda de açúcar da ordem de 0,1 a 0,4% do total. 
 
 
11. CONCENTRAÇÃO DO CALDO 
 
 O caldo clarificado que flui para os evaporadores é uma solução diluída de sacarose de 13 
a 16o Brix e que apresenta uma temperatura variável entre 95 e 98ºC. Por razões de ordem 
econômica e técnica, a concentração do caldo clarificado até a fase da cristalização da sacarose 
dissolvida é realizada em dois estágios: 
 
 a) 1º estágio: compreende a concentração do caldo clarificado em evaporadores de 
múltiplos-efeitos, até a obtenção de um líquido denso, de cor marrom, denominado xarope, e que 
não mostra nenhum sinal de sacarose cristalizada. Sua concentração é variável de 55 a 65o Brix. 
Este primeiro estágio é conhecido por EVAPORAÇÃO. 
 
 b) 2º estágio: compreende a concentração do xarope em evaporador de simples efeito 
(cozedor), até a condição de massa cozida, produto constituído de cristais de sacarose e mel, 
possuindo de 90 a 95o Brix. Este segundo estágio é denominado COZIMENTO. 
 
 A concentração do caldo, tanto nos evaporadores quanto no cozedor, baseia-se na 
evaporação da água do caldo ou xarope por meio de seu aquecimento advindo da transferência 
de calor latente do vapor. 
 
11.1. EVAPORAÇÃO 
 
 As bases da evaporação do caldo clarificado em aparelhos de múltiplos-efeitos, lançados 
por Rillieux, estão alicerçados em três princípios básicos, dos quais se destaca em importância o 
primeiro: 
 
PRIMEIRO PRINCÍPIO: “em um múltiplo-efeito, cada quilograma de vapor usado no 
aquecimento do primeiro vaso, evaporará tantos quilogramas de água quantos forem os vasos”. 
 Deste princípio, pode-se inferir que: num simples-efeito, um quilograma de vapor 
evaporará um quilograma de água; num duplo-efeito: um quilograma de vapor evaporará dois 
quilogramas de água; e assim por diante. Portanto, um quilograma de vapor evaporará n 
quilogramas de água, onde n é o número de vasos evaporadores do múltiplo-efeito. Por questões 
de ordem econômica e técnica, a evaporação se restringe à utilização de 3 a 5 vasos (quanto 
maior o número de vasos, maior o custo dos equipamentos e maiores as dificuldades de controle 
do processo). 
 
 
SEGUNDO PRINCÍPIO: “a extração de vapor de qualquer unidade do múltiplo-efeito para ser 
usado em outros setores da fábrica representa uma economia equivalente ao número de 
quilogramas de vapor extraído, dividido pelo número de vasos do conjunto evaporador e 
multiplicado pelo número de ordem que o corpo ocupa”. 
 
TERCEIRO PRINCÍPIO: “em todo aparelho no qual se condensa vapor, é necessário extrair 
continuamente o acúmulo de gases não condensáveis (principalmente gases amoniacais) que, por 
via de regra, ficam internamente próximos à superfície superior da calandra”. 
 
 Os vasos do múltiplo-efeito são essencialmente iguais em construção, especialmente, em 
relação a altura, diâmetro e superfície tubular. Constituem-se de uma calandra ou calandra e uma 
câmara de evaporação, revestidas por um corpo cilíndrico de aço-carbono de altura igual a duas 
vezes seu diâmetro. O vaso é fechado na parte superior pelo domo e pelo vaso de segurança e na 
parte inferior por um fundo cônico. Possui como acessórios: manômetros, termômetros, lunetas e 
quebra-vácuo (Figura 24). 
 
 
Figura 24. Detalhes de um vaso evaporador. 
 
CALANDRA: é o elemento de aquecimento do caldo, situado logo acima do fundo do 
evaporador. É constituído de duas chapas perfuradas (espelhos) interligadas por tubos. Na parte 
central existe um tubo, de maior diâmetro, destinado à circulação do caldo. 
 
CÂMARA DE CALDO: é o espaço compreendido entre o fundo e o espelho inferior da 
calandra, bem como o interior dos tubos. 
 
CÂMARA DE EVAPORAÇÃO: é o espaço entre o espelho superior da calandra e o domo. É 
ocupado por vapores provenientes da ebulição do caldo, os quais saem pelo domo e vão para a 
calandra do próximo vaso. Para evitar que os vapores arrastem caldo para o vaso seguinte, a 
altura desta câmara equivale a 1,5 a 2 vezes a altura dos tubos da calandra, que varia de 2 e 3 m. 
 
VASO DE SEGURANÇA: é a parte superior do vaso e tem a finalidade de impedir a passagem 
de gotículas de caldo juntamente com os vapores da câmara de evaporação de um vaso para a 
calandra do vaso seguinte. É formado por placas defletoras e chicanas que impedem a passagem 
de gotas de caldo e não impedem a passagem do vapor. 
 
CONDENSADORES: são corpos cilíndricos, compridos e fechados, cuja finalidade é de 
condensar os gases resultantes da evaporação do caldo do último vaso, produzindo uma condição 
de vácuo no sistema. Os condensadores podem ser de contra corrente, de corrente paralela ou 
multijatos. A condensação dos gases ocorre por meio da troca de calor entre a água fria injetada 
e os vapores. 
 
As águas condensadas são retiradas e servem à embebição, à lavagem da cana ou são 
enviadas à caldeira. Os gases não condensáveis (amoníacos, aldeídos, oxigênio) que se 
acumulam na parte superior da calandra a partir do segundo vaso são retirados pelos tubos 
amoniacais e levados ao condensador. Os gases não condensáveis do primeiro vaso são liberados 
para a atmosfera. 
 
 O primeiro vaso de evaporação é diferenciado dos demais pelo seu tamanho maior. 
Denomina-se pré-evaporador. O caldo entra no pré-evaporador com cerca de 15o Brix 
aproximadamente e sai com 20-25o Brix, seguindo daí para o primeiro vaso propriamente dito do 
quádruplo-efeito. Na realidade, este conjunto funciona como um quíntuplo-efeito (Figura 25). 
 O funcionamento deste conjunto obedece ao seguinte esquema: o caldo clarificado flui do 
decantador e é encaminhado a uma caixa alimentadora do pré-evaporador. O aquecimento deste 
 
vaso é feito com vapor de escape das turbinas e os vapores resultantes do pré-evaporador seguem 
para a alimentação do primeiro vaso do quádruplo-efeito, dos cozedores e dos aquecedores. Os 
vapores originados pelo aquecimento deste primeiro vaso do quádruplo-efeito vão, através de um 
tubo de grosso diâmetro, para à calandra do segundo vaso, fazendo ferver o caldo nele contido. 
Os vapores deste segundo vaso são encaminhados à calandra do terceiro vaso, fervendo o caldo 
nele contido. Os vapores originados neste terceiro vaso são aquecer e evaporar o caldo do quarto 
vaso. Os vapores deste último vaso vão para os condensadores para serem transformados em 
água aquecida a 50-55 °C. Da mesma forma que os vapores, porém por tubulações inferiores, o 
caldo passa de um vaso para o outro, tendo a sua concentração de açúcar aumentada 
progressivamente. 
 
 
 
Figura 25. Esquema simplificado do sistema de evaporação em múltiplos-efeitos com pré-
evaporador. 
 
Os gases do último vaso, sendo condensados, criam uma condição de vácuo neste vaso e, 
consequentemente, no sistema. No primeiro vaso não se tem vácuo, pois é fervido com vapor de 
escape. Assim, percebe-se que o conjunto trabalha sob condições crescentes de vácuo e, 
 
consequentemente, decrescentes de pressão, considerando-se do primeiro ao último vaso (Figura 
26). Com esta diminuição da pressão, consegue-se a diminuição da temperatura de ebulição do 
caldo em evaporação, permitindo assim a utilização do vapor vegetal, que possui temperatura 
igual ou inferior à 100oC, e ainda permite a menor formação de substâncias corantes. O caldo 
passa de um vaso para o outro devido a estas diferenças de pressão, até sair na condição de 
xarope no último vaso. 
 
 
Figura 26. Conjunto evaporador. 
 
 Da mesma forma que ocorre nos aquecedores, nos evaporadores também ocorrem as 
incrustações que, por um lado são favoráveis porque retiram impurezas do caldo e melhoram a 
purificação e a qualidade final do açúcar, mas por outro lado são desfavoráveis porque diminuem 
a transferência de calor. As incrustações nos evaporadores são decorrência de duas condições: 
- a condição de saturação do caldo em açúcar precipita os elementos