Produção de Açúcar de Beterraba

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Profa. Andréa Aquino 
 Plantas sacarinas – alto teor de sacarose 
 Palmáceas, gramíneas (sorgo e milho sacarino, cana-de-açúcar), 
herbácea (beterraba) 
 
 A sacarose é um dissacarídeo formado pela união de 
dois monossacarídeos 
 Glicose + frutose = sacarose (C12H22O11) 
 
 
 
 
 
 Formação do açúcar na planta: 
 Fotossíntese 
 
 Formação da sacarose: 
 A sacarose é formada nas folhas por ação das enzimas 
sintase de sacarose e sintase de sacarose fosfato 
 
 A migração da sacarose para os órgãos de reserva e 
sua utilização para as atividades fisiológicas da 
planta são realizadas por reações presididas pelas as 
invertases, que quebram a sacarose em partes 
iguais de glicose e frutose 
 
 As atividades fisiológicas da planta são: 
 Respiração 
 Crescimento 
 Síntese de proteínas 
 Síntese de lipídeos 
 A sacarose pode ser hidrolisada em laboratório e 
recebe o nome de açúcar invertido 
 
 O processo de fabricação do açúcar invertido na 
indústria ocorre: 
 Aquecimento da sacarose na presença de ácidos orgânicos 
(cítrico, lático ou acético) 
 Incubação da sacarose na presença da invertase 
 
 Os dois processo geram glicose e frutose (açúcar 
invertido) em quantidades iguais 
 
 Usado em indústrias de doces, bolos e biscoitos 
 
 A sacarose tem um sabor mais adocicado que a glicose, 
assim com sua hidrólise gasta-se menos açúcar 
 
 O açúcar invertido é menos solúvel na água do que a 
sacarose, tornando o recheio dos doces líquidos mais 
estável 
 A sacarose contém 4 cal/g 
 
 Edulcorantes artificiais mais utilizados 
 Acessulfame-K (derivado do potássio) 
▪ Livre de caloria – 200 vezes mais doce que a sacarose 
 
 Aspartame (combinação de fenilalanina e ácido aspártico): 
▪ Baixo valor calórico (4 cal/g) – 180 a 200 vezes mais doce que a sacarose 
 
 Sacarina de sódio (derivada do petróleo): 
▪ Livre de caloria – 300 vezes mais doce que a sacarose 
 
 Ciclamato de sódio (derivada do petróleo): 
▪ Livre de caloria – 30 a 60 vezes mais doce que a sacarose 
 Edulcorantes naturais mais utilizados 
 Esteviosídeo (extraído da planta Stevia rebaudiamv): 
▪ Livre de caloria – 300 vezes mais doce que a sacarose 
 
 Sucralose (molécula modificada da sacarose): 
▪ Livre de caloria – 600 vezes mais doce que a sacarose 
 
 Manitol (forma alcoólica da manose é extraído de várias frutas): 
▪ Baixa caloria (2,1 cal cal/g) - 90% mais doce que a sacarose 
 
 Sorbitol (forma alcoólica da sacarose é extraído de várias frutas): 
▪ Valor calórico equivalente ao da sacarose 
 
 
 
 O consumo brasileiro de açúcar é de 52 kg per capita, e a 
média mundial está em torno de 22 kg per capita 
 Aplicações do açúcar para fins não 
edulcorantes: 
 Produção de adesivos 
 Plásticos 
 Plastificantes 
 Cosméticos 
 Explosivos 
 A beterraba tornou-se matéria-prima para a fabricação 
de açúcar no século XVIII 
 
 Em 1747 – Alemanha – Andréas Margraaf descobriu um 
açúcar cristalizável nas raízes de beterraba 
 
 Em 1796 – Alemanha – Franz Karl Achard desenvolveu 
um processo industrial para extrair açúcar de beterraba 
 
 Somente 150 anos depois a cultura da beterraba foi 
implantada em países da Europa e EUA 
 
 
 A indústria do açúcar de beterraba nasceu na Alemanha, 
passando para a França e Bélgica 
 
 Napoleão foi um grande incentivador do cultivo de beterraba 
açucareira na França - século XVIII - minimizar prejuízos 
causados pelo bloqueio inglês à importação de açúcar 
 
 Primeiras fábricas francesas – 1812 
 
 Em 1825 essas fábricas começaram a prosperar 
 
 Maiores produtores de açúcar de beterraba: Ucrânia, Rússia, 
EUA, França, Polônia e Alemanha 
 
 O maior produtor de açúcar de beterraba é a Rússia 
 
 EUA produzem açúcar: 50% da cana e 50% da beterraba 
açucareira 
 
 No Brasil essa prática não prosperou 
 
 Comparado com a cana-de-açúcar: 
 A purificação do caldo de beterraba é mais difícil 
 A safra da beterraba é mais curta 
 A beterraba não oferece resíduo celulósico 
 Um hectare de beterraba produz menos sacarose com maior custo 
(mão de obra mais cara) 
 
 
 Nome científico: Beta vulgaris, L. 
 
 Variedades de Beta vulgaris: 
 Beterraba vermelha 
▪ Hortaliça – Origem Brasil – rica em ferro e cálcio 
 
 Beterraba forrageira: 
▪ Cor amarela – ração para gado leiteiro (Europa e EUA) 
 
 Beterraba açucareira: 
▪ Cor branca – origem Europa – rica em sacarose 
 
 
 A sacarose formada nas folhas se acumula na raiz em células 
protegidas por uma membrana resistente semipermeável 
 
 Sua maior concentração é encontrada na região central e em 
direção à ponta 
 
 
 
 
 
 O teor de sacarose varia com: 
 Variedade 
 Clima 
 Qualidade do solo 
 Preparo do solo 
 Estádio de maturação 
 
 
 
 
 Teor de sacarose na beterraba: 11 a 18% 
 
 Estudos relatam que existem variedades que contém 
até 27% 
 
 Melhoramento ao longo dos anos com variedades mais 
resistentes a doenças e com menor quantidade de 
cinzas 
 
 O teor de sólidos solúveis totais varia entre 21,5 a 
23,5 °Brix 
 
 A produção agrícola varia de 30 a 35 t/ha 
 
 A beterraba se adapta a amplas condições de 
clima 
 
 Na Rússia, Alemanha, França, Países Baixos e 
EUA a beterraba é cultivada entre 30 e 60° de 
latitude norte 
 
 Melhores condições de crescimento: em dias 
ensolarados (18 a 26°C) e durante a noite (5 a 
10°C) 
 A beterraba se adapta a vários tipos de solos, 
de arenosos aos ricos em matéria orgânica e 
calcária 
 
 Reação mais adequada: neutralidade ou 
ligeiramente alcalina (pH 7 a 7,5) 
 
 Quando as folhas ficam amareladas indicam o 
momento adequado para a extração da sacarose 
 
 As raízes são arrancadas manualmente ou 
mecanicamente e estocadas para a industrialização 
 
 As raízes colhidas são amontoadas no campo e depois 
conduzidas a um lugar de distribuição, carregamento e 
transporte para a usina 
 
 Chegando na usina são descarregadas e armazenadas a 
céu aberto ou em setor de lavagem 
 
 Durante o armazenamento as raízes continuam a respirar e 
podem fermentar ou se deteriorar se não houver circulação 
de ar 
 
 Do armazenamento, as raízes são enviadas para a fabricação 
por meio de canais conduzidas por água que se encarrega de 
lavá-las 
 
 A lavagem das beterrabas é essencial para a eliminação de 
impurezas (terras, pedras, lama) 
 
 Depois de limpas, estão prontas para a etapa de extração do 
suco 
 Histórico: 
 Origem: Sudeste da Ásia – difundida para o Oriente e Ocidente 
 
 América Central – Colombo 
 
 Brasil – 1532 – Capitania de São Vicente 
 
 Fabricação do açúcar – Egito – Séculos IX e X 
 
 Em 1640, com a invasão Holandesa no Nordeste, o Brasil 
tornou-se o maior produtor e exportador 
 
 Queda da nossa supremacia – Corrida Ouro – 1693 - MG 
 Produção brasileira: 
 Época da exploração Holandesa - 45.000 ton/ano (1654) 
 Início Século XVIII – 20.000 ton/ano 
 
 O Brasil é o maior produtor de açúcar 
 
 A India atingiu a supremacia no início década 
90 até 95 
 
 
 
 Ranking: 
 1° lugar – Brasil 
 2° lugar – India 
 3° lugar – Austrália 
 
 Produção do Brasil 
 Safra 2009/2010: 33.000.000 ton 
 Safra 2011/2012: 38.700.000 ton 
 A produção brasileira de açúcar corresponde a 
aproximadamente 20% da produção mundial 
 
 Sendo 66% destinado a exportação: Rússia, África e Oriente 
Médio 
 Forma do produto: demerara 
 Exportação safra 09/10: 20.000.000 ton 
 
 Custode Produção do açúcar: 
 Brasil – us$ 165/ton 
 Austrália – us$ 335/ton 
 França – us$ 600/ton 
 
 
 Custo médio de produção de açúcar no mundo: 
 Cana-de-açúcar: us$ 320 - 364/ton 
 Beterraba: us$ 612 - 737/ton 
 
 
 Açúcar produzido no mundo: 
 Cana – 60% 
 Beterraba – 40% 
 
 
 Na safra 2010/2011, a moagem foi de 625 milhões 
de tonelada de cana, produzindo 38,7 milhões de 
toneladas de açúcar 
 
 
 Classificação das usinas segundo a capacidade: 
 Pequeno porte – moem até 10.000 TCD 
 Médio porte – moem 10.000 – 20.000 TCD 
 Grande porte – moem acima de 20.000 TCD 
 
 
 
 As agroindústrias açucareiras do Brasil 
distribuem-se em duas grandes regiões 
açucareiras: 
 
 Região Nordeste e Região Sudeste 
▪ Região Sudeste: São Paulo localizam-se os maiores 
polos açucareiros 
 
▪ Usinas do país: Usina São Martinho e Usina da Barra 
 
 
 A cana-de-açúcar é uma gramínea pertencente ao gênero 
Saccharum próprias de climas tropicais e subtropicais 
 
 A planta é constituída por rizoma, colmo e folhas 
 
 A gema é parte responsável pela multiplicação 
 
 O rolete (duas ou três gemas) é plantado e emite raízes de 
onde vem o broto 
 
 A parte aérea é o colmo e a parte subterrânea é o rizoma 
 Variedades 
 1° Variedade – “Saccharum officinarum, L.” 
 
 Características: 
▪ Cana nobre macia 
▪ Alto rendimento 
▪ Alto teor de sacarose 
▪ Susceptíveis moléstias 
 
 Moléstia mosaico (vírus) – destrói plantações 
dessa variedade de cana 
 Um grande surto entre os anos de 1922 a 1925 em 
Minas Gerais, São Paulo e Rio de Janeiro levou ao 
estudo do cruzamento entre as espécies 
 
 Estações experimentais realizaram melhoramento 
genético, gerando novas e recomendáveis 
variedades 
 Centro de Tecnologia canavieira de Piracicaba 
 Instituto Agronômico de Campinas 
 Ao longo dos anos as novas variedades vão 
perdendo suas características 
 
 As variedades cultivadas tem existência limitada 
dentro de períodos variáveis e há exigências da 
produção continuada de outras, sendo 
constantemente produzidas 
 Percentual componentes varia com: 
 Condições de climáticas 
 Variedades 
 Solo 
 Classe de fertilizante 
 Sistema de cultivo 
Composição química da cana-de-açúcar madura, normal e 
sadia (%) 
Água 74,5 
Açúcares 14,0 
Sacarose 12,5 
Glicose 0,9 
Frutose 0,6 
Fibras 10,0 
Cinzas 0,5 
Matérias Nitrogenadas 0,4 
Gorduras e Ceras 0,2 
Substâncias Pécticas 0,2 
Ácidos 0,2 
Matérias corantes - 
Cana 
inteira 
 
 
 
 
Sólidos 
 
 
 
Caldo 
 
 Fibra: 
 Bagaço usado como combustível 
 Rendimento similar ao da sacarose: 
▪ Fibra – 10% 
▪ Sacarose – 12,5% 
 
 Bagaço usado na fornalha para gerar vapor: 
▪ Acionamento de máquinas (moendas) 
▪ Turbogeradores (energia elétrica) 
▪ Acionamento de motores elétricos 
▪ Iluminação da usina 
 
 
 Localiza-se na casca, próximo aos nós e a 
quantidade no colmo depende da variedade 
 
 Similar a cera de carnaúba 
 
 Rendimento: 1 kg/tonelada de colmo 
 Fatores que influem na riqueza da cana: 
 Variedade 
 Clima 
 Solo 
 Tratos culturais 
 
 Cana verde: contém baixo teor de sacarose e alto teor de 
glicose e frutose 
 
 Com o amadurecimento: teor de sacarose aumenta e o teor 
de glicose e frutose reduz 
 
 Cana madura: teor máximo de sacarose e teor mínimo de 
glicose e frutose (13 a 17% ) 
 Aspecto: 
 Canavial amadurecendo apresenta folhas secas e 
amareladas 
 Pequeno produtores usam esse processo 
 Processo falho 
 
 Idade: 
 Variedades: 
▪ Precoce (início da safra) / Média / Tardia (fim da safra) 
 Safra: julho a dezembro 
 Processo falho: solo e clima podem afetar 
 Aparelho que faz a leitura da matéria seca no caldo 
 
 Como a quantidade de sacarose aumenta o teor de 
matéria seca, esse aparelho estima a maturidade 
com regular precisão 
 A maturação ocorre da base para o ápice do colmo 
 
 A cana imatura apresenta valores bastantes distintos nesses 
seguimentos, os quais vão se aproximando com o avanço da 
maturação 
 
 Um dos critérios largamente utilizado para estimar a 
maturação é por meio do índice de maturação (IM) 
Estágio de maturação Índice de maturação (IM) 
Cana verde < 0,60 
Cana em maturação 0,60 – 0,85 
Cana madura 0,85 – 1,00 
Cana em declínio de maturação > 1,00 
 Determinações tecnológicas de laboratório 
podem fornecer dados mais precisos da 
maturação da cana e confirmar os resultados 
obtidos no campo: 
 °Brix 
 Polarimetria 
 Açúcares redutores 
 Pureza 
 °Brix: 
 Areômetro ou refratômetro 
▪ Mede matéria seca 
 
 Polarização 
 Polarímetro 
▪ Estima a quantidade de sacarose 
 Pureza: 
 Pureza = Pol x 100 /°Brix 
 
 Açúcares redutores: 
 Determinação dos teores de glicose e frutose 
 
 Resultados satisfatórios: 
 Sacarose: 12,5% 
 Glicose: 0,9% 
 Frutose: 0,6% 
 
 O critério utilizado varia com o país, região e usina 
 Java: Pol > 13°; açúcares redutores < 1,5 
 Havaí: pureza > 80% 
 Brasil: pureza = 85% ou açúcares redutores < 1% 
 
Critérios de qualidade da cana-de-açúcar no Brasil 
Matéria seca 18°Brix 
Pol 15,3° 
Pureza 85 % 
Açúcares redutores 1% 
 Uma vez determinada a maturação 
adequada, a cana deve ser cortada, 
transportada até a usina para ser pesada e 
conduzida para as moendas 
 
 
 O corte deve ser rente ao solo, desprezando a ponta 
ou palmito 
 
 Raízes e palmitos contém impurezas, alto teor de 
açúcares redutores e baixo teor de sacarose 
 
 A cana não pode ser cortada acima da capacidade 
de processamento da usina, pois após seu corte 
ocorre rápida inversão da sacarose, causando 
prejuízo 
 
 A queima da cana é uma operação generalizada em 
várias regiões do globo 
 
 Objetivo da queima: eliminar folhas e palhas, facilita 
e aumenta o rendimento do corte manual, facilita o 
corte mecânico, carregamento e transporte 
 
 A queima altera o caldo de cana com perda de 
sacarose 
 Corte: manual 50% 
 Feito com facão 
 O pagamento é feito por toneladas/ dia 
 Geralmente o trabalhador corta: 
▪ Cana crua: 1 a 2,5 toneladas 
▪ Cana queimada: 3,7 a 5 toneladas 
 Corte: mecânico 50% 
 Cortadora mecânica 
 Acima de 200 toneladas/dia 
 Até 800 toneladas/dia 
 Carregamento mecânico: 
 Guindaste montado sobre trator 
 Pilhas de cana de 1 a 2 toneladas 
 Cana cortada deve ser moída rapidamente 
para evitar a inversão da sacarose e perda de 
peso 
 Utiliza-se caminhões e tratores que puxam 
de 3 a 4 carretas (capacidade 16 ton/carreta) 
 Realizada antes do descarregamento no 
próprio caminhão ou em balanças rodoviárias 
de grande porte 
 
 Descarregamento - casa da balança 
 
 Pagamento da cana aos fornecedores: 
 Brasil e Cuba: peso 
 EUA: sacarose 
 
 Instalações devem ser grandes e ventiladas 
para evitar: 
 Paradas de corte 
 Empilhamento da cana do campo 
 Armazenagem em local seco e quente 
 Nas condições brasileiras o máximo de espera 
recomendável do corte à moagem é de três dias 
 
 As alterações são mínimas até a morte celular, após 
isso, a decomposição ocorre rapidamente 
 
 O frio intenso mata as células 
 
 A incidência de doenças e infestação de pragas 
afetam a qualidade da cana 
 Feito com guindaste 
 Descarga em mesa inclinada 
 A mesa é acoplada a uma esteira que leva a cana para as 
moendas 
 Na mesa ocorre lavagem da cana com águaclorada para 
remover as impurezas 
 Condutor ou esteira recebe a cana lavada e 
encaminha aos equipamentos preparadores 
para a moagem