Apostila Açúcar Parte I

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Universidade Federal de Uberlândia 
FEQUI - Faculdade de Engenharia Química 
Tecnologia do Açúcar e do Álcool 
Prof. Dr. Eloízio Júlio Ribeiro 
Março 2011 
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Capítulo 1 
HISTÓRICO E INTRODUÇÃO 
 
A cana de açúcar teve seu cultivo iniciado na Ásia, originalmente, como planta 
ornamental, até a descoberta do seu caldo adocicado, passando assim a ser explorada 
economicamente. 
Com a descoberta da qualidade do caldo, a cultura se expandiu da Índia para a Pérsia; da 
Pérsia foi levada à Arábia e ao Egito, no vale do Nilo e daí para todas as regiões das cercanias do 
Mar Mediterrâneo e ilhas vizinhas; seguindo depois para as Ilhas da Madeira, Cabo Verde e 
Canárias, no Oceano Atlântico; em seguida, para a América Central, inicialmente na Ilha de São 
Domingos levada pro Cristóvão Colombo, chegando finalmente ao Brasil, procedente da Ilha da 
Madeira. 
Em toda a história da agricultura brasileira, desde a época colonial, com destaque às 
grandes culturas, a cana-de-açúcar tem sido considerada um dos principais produtos agrícolas do 
Brasil. Atualmente, a cana-de-açúcar é comprovadamente a principal matéria prima, 
economicamente viável, para a fabricação do álcool em grande escala e vem assumindo uma 
importância jamais sonhada por Martin Afonso de Souza, que a introduziu no Brasil por volta do 
ano de 1532. Vários fatores contribuíram para o sucesso da cana no Brasil, e dentre eles 
destacam-se o clima tropical e o solo, ambos propícios para o desenvolvimento da mesma. 
O fim do 'Ciclo do Café', encerrado com a Crise de 1929, reforçou a retomada do cultivo 
da cana para a produção de açúcar para o mercado interno, que se formava à custa de um 
incipiente processo de industrialização. São Paulo e Rio de Janeiro entraram na briga pelo 
mercado interno e começaram a abastecer o Sul do País, fazendo com que atividade entrasse em 
declínio no Nordeste. 
Para contornar a crise provocada pela multiplicação de centros produtores e refinarias, 
em 1933 foi criado no Brasil o Instituto do Açúcar e do Álcool (IAA), cuja principal função era 
controlar a produção para manter os preços em níveis adequados, ou seja, cada usina só poderia 
produzir dentro de uma quota preestabelecida. 
O combustível da cana – A dispersão do açúcar pelo mundo, a ineficácia de medidas 
que assegurassem uma posição melhor para a produção brasileira e a primeira crise do petróleo, 
em 1973, levaram, o setor sucroalcooleiro do País a uma alternativa singular. Com a experiência 
acumulada da produção e do uso de álcool combustível como alternativa para diminuir sua 
vulnerabilidade energética, em 1975, o governo criou o Programa Nacional do Álcool 
(Proálcool), que diversificou a indústria açucareira com grandes investimentos apoiados pelo 
Banco Mundial, possibilitando a ampliação da área plantada com cana-de-açúcar e a implantação 
de destilarias de álcool. 
 Com o desenvolvimento da engenharia nacional, após o segundo choque do petróleo, em 
1979, surgiram os motores especialmente desenvolvidos para funcionar com álcool hidratado. 
Em 1984, os carros a álcool respondiam por 94,4% da produção das montadoras. Desde 1986, 
no entanto, o arrefecimento da crise do petróleo e as políticas econômicas internas de contenção 
de tarifas públicas para limitar a inflação fizeram com que o governo contribuísse decisivamente 
para o início de uma curva descendente de produção de carros a álcool. Por omissão ou falha 
operacional, o governo não foi capaz de resolver problemas logísticos, o que provocou uma crise 
localizada de abastecimento em 1989. A indústria automobilística inverteu a curva de produção 
de carros a álcool, e a participação anual desses veículos na frota nacional caiu para 1,02% em 
2001. 
 
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Tecnologia nas ruas – A queda da demanda por álcool hidratado foi compensada pelo 
maior uso do álcool anidro misturado à gasolina, que acompanhou o crescimento da frota 
brasileira de veículos leves. Em mais de 25 anos de história de utilização do álcool em larga 
escala, o Brasil desenvolveu tecnologia de motores e logística de transporte e distribuição do 
produto, únicas no mundo. Uma rede de mais de 28 mil postos com bombas de álcool hidratado 
para abastecer cerca de três milhões de veículos, 20% da frota nacional. Em março de 2003, foi 
lançado o carro flex-fuel, movido a álcool, a gasolina e a qualquer mistura entre os dois, que tem 
conquistado cada vez mais consumidores. 
Espaço para crescer – O Brasil planta mais de 5 milhões de hectares de cana em menos 
de 1% das suas áreas cultiváveis. O País é o maior produtor mundial, seguido por Índia, Tailândia 
e Austrália. Planta-se cana no Centro-Sul e no Norte-Nordeste, permitindo dois períodos de 
safra. Produz-se, portanto, o ano todo, açúcar, álcool anidro (aditivo para gasolina) e álcool 
hidratado para os mercados interno e externo, com dinâmica de preços e demanda diferente. 
 Atender esses mercados requer planejamento e gestão. Por séculos, isso foi feito pelo 
governo. A partir da década de 90, em processo concluído em 1999, a responsabilidade foi 
repassada integralmente ao setor privado. Hoje, prevalece o regime de livre mercado, sem 
subsídios, com os preços de açúcar e álcool definidos conforme as oscilações de oferta e 
demanda. Os preços da cana dependem da qualidade da matéria-prima, dos preços efetivos 
obtidos pelos produtores e da sua participação porcentual no preço final dos produtos. 
 Para gerenciar e equilibrar produção e demandas setoriais, a iniciativa privada tem 
procurado criar instrumentos de mercado, como operações futuras, e desenvolver novas 
oportunidades para o açúcar e álcool, por meio da queda das barreiras protecionistas e do 
empenho em transformar o álcool numa ‘commodity’ ambiental. 
 
1.1 - A cana-de-açúcar 
 
A cana é uma gramínea rica em açúcar, razão pela qual é usada na indústria, como 
matéria-prima na produção de açúcar comercial. 
Quimicamente, o açúcar da cana é um dissacarídeo chamado sacarose, formado pela 
condensação dos monossacarídeos glicose (C6H12O6) e frutose (C6H12O6) e eliminação de uma 
molécula de água, cuja fórmula molecular é C12H22O11. 
Os carboidratos são classificados em monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e 
polissacarídeos. Os monossacarídeos são carboidratos que não podem ser hidrolisados a açúcares 
mais simples; encontram-se no caldo de cana a glicose (conhecida como dextrose) e a frutose 
(levulose), além de outros em quantidades muito pequenas. Os dissacarídeos, como o nome 
indica, são açúcares formados pela união de dois monossacarídeos, com a eliminação de água. 
Neste grupo se encontra a sacarose, ou o açúcar de cana. Os oligossacarídeos são açúcares 
formados por até dez unidades de monossacarídeos. Os polissacarídeos são os carboidratos 
formados por mais de dez unidades de monossacarídeos. Encontram-se neste grupo o amido e a 
celulose, sendo esta última um dos principais componentes das fibras da cana. 
A natureza forma o açúcar na planta por um processo bastante complexo, conhecido por 
fotossíntese, que consiste na união de carbono, retirado do ar na forma de gás carbônico (CO2), 
com água (H2O), retirada do solo pelas raízes. Esta reunião, ou reação, se processa nas folhas, na 
presença da luz solar. Preliminarmente a reação química que ocorre é a seguinte: 
 
 
 
6 CO2 + 6 H2O Ⱥ C6H12O6 + 6 O2 
 
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Forma-se assim a glicose com desprendimento de oxigênio. Aproximadamente 50% da 
glicose formada é transformada no isômero frutose. A natureza promove em seguida a união ou 
a síntese de uma molécula de glicose com uma de frutose para formar uma de sacarose, ou açúcar 
de cana propriamente dita, mostrada na equação da reação química a seguir. 
 
 
C6H12O6 + C6H12O6 Ⱥ C12H22O11 + H2O 
 
 
Resumindo, o processo de síntese de açúcar de cana é feito exclusivamentepela natureza, 
na planta e em duas fases. A primeira, nas folhas, se processa obrigatoriamente, na presença da 
luz; a segunda, em qualquer parte da planta, dispensando a presença de luz. Consta de uma união 
de gás carbônico com água, formando glicose; em seguida ocorre a isomerização da glicose a 
frutose e união das duas formando sacarose. 
A sacarose é deslocada por toda a planta, sendo utilizada na sua respiração e também na 
construção de partes novas. Durante a respiração, a sacarose se desdobra em glicose, a qual se 
decompõe em gás carbônico e água. A sacarose entra na formação de compostos como a 
celulose, que forma as fibras da cana, tendo parte ativa durante o desenvolvimento da planta. 
A sacarose não utilizada para nenhuma destas funções acima mencionadas se acumula no 
colmo, sem sofrer transformação alguma. 
Raras vezes esta sacarose se transforma em amido. Em muitas plantas a forma de 
armazenamento e de reservas é como amido como, por exemplo, na mandioca, na batata, nas 
sementes, grãos de cereais, etc. O sorgo sacarino apresenta um colmo rico em sacarose e produz 
grãos ricos em amido. Na cana-de-açúcar, raramente aparecem pequenas quantidades de amido; é 
tão raro que não se deve levar em consideração. A composição tecnológica da cana de açúcar é 
dada por: 8 a 14% de fibra e 86 a 92% de caldo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Celulose
Fibra Lignina
8-14%
Pentosana
Água(75-82%)
Sacarose(12-22%)
Açúcares Glicose(0,2-1%)
(15,5-23,5%) Frutose(0-0,5%)
Org
Caldo
Sólidos solúveis(86-92%)
(18-25%)
Não-açúcares
(impurezas)
(1,5-2,5%)
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2
2
2 5
2
2 3
3
Aminoácidos
Ácidos
ânicos Ceras
(0,8-1,8%) Corantes
Gorduras
SiO
K O
P O
CaO
Inorgânicos
MgO(0,2-0,7%)
N O
Fe O
SO
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A indústria transforma a sacarose encontrada na planta em uma forma comercializável, 
que pode ser aproveitada pelo homem, na forma de açúcar cristal ou outras formas de 
apresentação. 
Nem toda a sacarose contida na cana se destina à produção de açúcar, sendo uma parte da 
mesma fermentada pelas leveduras para a produção de álcool hidratado ou anidro, sendo que a 
quantidade de sacarose destinada para a produção de álcool varia conforme os preços do açúcar e 
do álcool no mercado. 
 
1.2 - Fatores que influem na composição da cana-de-açúcar 
 
De todos os componentes contidos na cana, o único que interessa à indústria do açúcar, 
como elemento positivo, é a sacarose, açúcar cristalizável. Os demais, incluindo os açúcares 
redutores, glicose e frutose, são negativos sob o ponto de vista industrial. 
A riqueza em sacarose, que é afetada pela variedade, clima, solos e tratos culturais, atinge 
o seu máximo na maturidade. 
A cana verde é pobre em sacarose e rica em glicose e frutose. Com o amadurecimento, 
aumenta o teor de sacarose, ao mesmo tempo em que os redutores (glicose e frutose) vão 
diminuindo. São chamados redutores porque reduzem o cobre das soluções cúpricas. Chegada à 
madureza, a sacarose atingirá o máximo, enquanto os redutores cairão ao mínimo, chegando a 
frutose a desaparecer. Daí conclui-se que é de máxima importância para o fabricante, que o corte 
se efetue em plena maturação. 
Na determinação da maturescência pequenos produtores fazem o corte levando em 
consideração apenas o aspecto. De modo geral, no canavial que está amadurecendo, as folhas vão 
secando e tornando-se amareladas. 
 
 
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O processo é muito falho, em vista de serem muitos os fatores que atuam sobre a 
maturidade, os quais não podem ser devidamente pesados pelo observador. Outro método é o 
uso do refratômetro de campo que é um aparelho que dá a porcentagem de matéria seca nos 
caldos, e como a sacarose cresce com a matéria seca durante o amadurecimento, podemos 
determinar a maturidade com regular precisão. Este método serve ainda como auxiliar do melhor 
processo, que é o da Análise Química. Para a análise da maturação pelo processo da análise 
química são feitas quatro determinações: Brix, Polarização, Pureza e Redutores. 
Brix: É feita com o areômetro Brix. Este aparelho dá a porcentagem de matéria sólida dos 
caldos e outros líquidos açucarados. 
Polarização: Também chamada sacarose aparente. É feita pela leitura, em aparelhos 
chamados polarímetros e sacarímetros, do desvio que um líquido açucarado, convenientemente 
clarificado, determina na luz polarizada. 
Como no caldo de cana, além da sacarose, existem, também, glicose e frutose, se 
calcularmos a sacarose, baseado no desvio sofrido pela luz polarizada, não será exato o resultado. 
Na prática, porém, o resultado é satisfatório, porquanto: 
 
1. A quantidade dos açúcares redutores, no caldo de cana madura, é pequena. 
2. A glicose desvia a luz polarizada para a direita, menos que a frutose para a esquerda; 
esta existe em menor quantidade do que aquela; e assim, uma quase anula o desvio 
provocado pela outra. 
 
Quando se quer determinar exatamente a sacarose, faz-se uma leitura em condições 
idênticas à descrita anteriormente, e depois outra leitura, após inverter a sacarose. As duas leituras 
aplicadas em uma fórmula própria darão a sacarose real. 
Quando se fala em polarização ou pol, trata-se da sacarose aparente e quando se diz 
sacarose, trata-se de sacarose real. Nos caldos, geralmente, só se determina pol, enquanto em 
outros produtos de usinas, como xarope, méis etc., necessita-se da sacarose, porque com o 
aquecimento, na marcha da fabricação, formam-se mais açúcares redutores. 
A Pureza pode ser determinada em função da polarização e brix: 
Pureza = (Pol / Brix) * 100 
 
Quando se quer determinar a Pureza real usa-se a fórmula: 
 
Pureza real = (Sacarose real / Sólidos totais) * 100 
 
Os sólidos totais são obtidos por dessecação do caldo em estufa. 
A determinação dos açúcares redutores é feita por vários métodos. 
Considera-se a cana madura quando satisfaz as condições da Tabela 1.2. 
 
Tabela 1.1 – Dados da cana madura 
 
Brix 18,0 No mínimo 
Pol 15,3 No mínimo 
Pureza 85 No mínimo 
Redutores 1 No máximo 
 
 
 
 
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Entretanto, no início da safra, principalmente quando se quer moer mais cedo, por haver 
muita cana, ou quando choveu até muito tarde e a cana tardará mais a amadurecer, convém que 
se tenha maior tolerância, aceitando-se as condições da Tabela 1.2. 
 
Tabela 1.2 – Dados da cana no início da safra 
 
Brix 18,0 No mínimo 
Pol 14,4 No mínimo 
Pureza 80 No mínimo 
Redutores 1,5 No máximo 
 
1.3 - Determinação do Estágio de Maturação (CTC COPERSUCAR) 
 
O ponto de maturação pode ser determinado pelo refratômetro de campo e 
complementado pela análise de laboratório. Com a adoção do sistema de pagamento pelo teor de 
sacarose, há necessidade de o produtor conciliar alta produtividade agrícola com elevado teor de 
sacarose na época da colheita. 
O refratômetro fornece diretamente a porcentagem de sólidos solúveis do caldo (Brix). O 
Brix está estreitamente correlacionado ao teor de sacarose da cana. 
A maturação ocorre da base para o ápice do colmo. A cana imatura apresenta valores 
bastante distintos nesses seguimentos, os quais vão se aproximando no processo de maturação. 
Assim, o critério mais racional de estimar a maturação pelo refratômetro de campo é pelo índice 
de maturação (IM), que fornece o quociente da relação. 
 
Brix da ponta do colmo
IM = 
Brix da base do colmo
 
 
Admitem-se para a cana-de-açúcar, os seguintes estágios de maturação: 
 
Tabela 1.3 – Valores de IM de acordo com o estágio de maturação da cana-de-açúcar 
 
IM Estágio de Maturação 
< 0,60 
0,60 - 0,85 
0,85 - 1,00 
> 1,00 
cana verde 
canaem maturação 
cana madura 
cana em declínio de maturação 
 
As determinações tecnológicas em laboratório (brix, pol, açúcares redutores e pureza) 
fornecem dados mais precisos da maturação, sendo, a rigor, uma confirmação do refratômetro de 
campo. 
 
1.4 - Maturadores Químicos 
 
São produtos químicos que tem a propriedade de paralisar o desenvolvimento da cana 
induzindo a translocação e o armazenamento dos açúcares. Vêm sendo utilizados como um 
instrumento auxiliar no planejamento da colheita e no manejo varietal. Muitos compostos 
apresentam, ainda, ação dessecante, favorecendo a queima e diminuindo, 
 
 
 
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portanto, as impurezas vegetais. Há uma ação inibidora do florescimento, em alguns casos, 
viabilizando a utilização de variedades com este comportamento. 
Dentre os produtos comerciais utilizados como maturadores, podemos citar: Ethepon, 
Polaris, Paraquat, Diquat, Glifosato e Moddus. Estudos sobre a época de aplicação e dosagens 
vêm sendo conduzidos com o objetivo de aperfeiçoar a metodologia de manejo desses produtos, 
que podem representar acréscimos superiores a 10% no teor de sacarose. 
1.5 - Colheita da cana-de-açúcar 
 
A queima da palha da cana antes do corte é uma prática normal em todas as regiões 
canavieiras. Essa operação é realizada tomando-se certas precauções para prevenir a propagação 
do fogo além do necessário. 
Os cortadores passaram a exigir que a cana seja queimada antes do corte, pois a operação 
de despalha manual, que consiste no cortador remover com auxílio do podão as palhas do colmo, 
é muito demorada e faz com que o rendimento da operação no corte seja baixo. 
O limite da área a ser queimada é normalmente estabelecido pelos carregadores e pelos 
aceiros. A queima é conduzida quando há, muito pouco ou nada de vento, pois, somente assim, 
diminuirá o risco de acidente de propagação do fogo aos talhões vizinhos. 
A cana não é prejudicada pela queima, porém se deteriora com facilidade e rapidamente, 
causando sérios prejuízos se não houver um perfeito equilíbrio entre a operação de queima, 
colheita e moagem. Segundo, Spencer-Meade, a velocidade de deterioração aumenta muito 
quando, após a queima, há incidência de chuva. 
Quando se queima a cana, apenas a palha e as impurezas são realmente consumidas, 
porém, o colmo foi submetido a uma alta temperatura, morrendo desse modo, as células de 
periferia, o que acelera a sua deterioração. Tem-se observado que certas variedades deterioram 
mais rapidamente que outras. 
Deste modo, é importante que o processamento industrial da cana queimada venha se 
realizar o mais rapidamente possível, dentro do menor espaço de tempo, desde o momento de 
queima até a moagem. 
A colheita inicia-se em maio e em algumas unidades sucroalcooleiras em abril, 
prolongando-se até novembro, período em que a planta atinge o ponto de maturação, devendo, 
sempre que possível, antecipar o fim da safra, por ser um período bastante chuvoso, que dificulta 
o transporte de matéria prima e faz cair o rendimento industrial. 
A colheita da cana-de-açúcar pode ser manual ou mecânica, de acordo com a topografia 
da plantação e dos recursos disponíveis para se investir no maquinário. 
 A colheita manual está normalmente associada à queima, que facilita o corte da planta e 
evita problemas como picadas de cobra. 
A mecânica só pode ser realizada em terrenos com menos de 12% de declive, com a 
vantagem de fornecer cobertura verde - a palha da própria cana - para manter a umidade do solo. 
“Não se recomenda a estocagem de cana, ela pode ser estocada no máximo, por 
dois dias, para evitar a perda de açúcar”. 
A operação de colheita de cana-de-açúcar envolve três sub-sistemas que devem operar no 
melhor sincronismo possível: de corte e carregamento, de transporte e de recepção da matéria-
prima para o seu processamento industrial. 
Ao lado de um bom projeto de sistematização, dizem ser importante que ocorra o devido 
treinamento de operadores de máquinas, uma vez que o Brasil carece de mão-de- 
 
 
obra especializada, fato este responsável por um dos maiores problemas para uma eficaz 
mecanização agrícola. Fabricantes dedicados ao setor sucroalcooleiro têm buscado, ao lado de 
produtores, soluções que atendem às diversas situações e cumpram os objetivos econômico-
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financeiros. Destacam, ainda, a qualificação da mão-de-obra, bem como a relativa escassez deste 
recurso como uma das dificuldades para a implantação da mecanização. 
No Brasil, a prática predominante para a colheita de cana-de-açúcar, ainda, é a tradicional 
de colheita manual após a queima prévia do canavial, na qual, os trabalhadores braçais, munidos 
de facões, executam o corte basal dos colmos, seguindo-se do corte apical, para retirada dos 
ponteiros e, por fim, a despalha. Esta operação é seguida do enleiramento dos colmos sobre o 
solo, os quais posteriormente são carregados mecanicamente. Nesta operação, quantidades de 
matéria estranha (palhas, folhas, terra, etc) acompanham a matéria-prima. Existem dois sistemas 
básicos quanto à colheita mecanizada de cana: o primeiro por meio de cortadoras caracteriza-se, 
simplesmente, pela realização dos cortes basal e apical dos colmos, deixando os colmos sobre o 
terreno, para posterior transporte e, o segundo, operando com máquinas auto-propelidas, que 
cortam, picam e limpam, parcialmente, os colmos, carregando-os diretamente em unidades 
transporte. 
Inúmeros fatores são ponderáveis para se optar pela colheita mecanizada, dentre eles as 
condições de relevo e características físicas do solo; o investimento necessário; a disponibilização 
de assistência técnica e mão-de-obra especializada. Devido aos custos de implantação da colheita 
mecanizada serem elevados, deve-se proceder a uma escolha criteriosa e um estudo cuidadoso do 
terreno, além dos tratos culturais mais adequados para tal prática. 
 
1.6 - Tipos de Açúcar no Brasil (UNICA, 2006) 
Açúcar refinado granulado - Puro, sem corantes, sem umidade ou empedramento e com 
cristais bem definidos e granulometria homogênea. Seu uso maior é na indústria farmacêutica, em 
confeitos, xaropes de transparência excepcional e mistura seca. 
Açúcar branco (tipo exportação) - Há dois tipos para exportação: o branco para consumo 
direto (humano), com baixa cor (100), produzido diretamente em usina, sem refino; e o branco 
para reprocessamento no destino, também produzido diretamente em usina, sem refino, cor 400. 
Açúcar cristal - Açúcar em forma cristalina produzido diretamente em usina, sem refino. Muito 
utilizado na indústria alimentícia na confecção de bebidas, massas, biscoitos e confeitos. 
Açúcar demerara ou bruto - Produto de cor escura, que não passou pelo refino. 
Açúcar mascavo - Úmido e de cor castanha, não passa por processo de cristalização ou refino. 
Usado na confecção de doces que não requeiram transparência. 
Açúcar orgânico - Açúcar de granulação uniforme, produzido sem qualquer aditivo químico 
tanto na fase agrícola como na industrial, disponível nas versões clara e dourada. Segue padrões 
internacionais e certificação por órgãos competentes. 
 
 
Açúcar refinado amorfo - É o mais utilizado no consumo doméstico, por sua brancura 
excelente, granulometria fina e dissolução rápida, sendo usado ainda em bolos e confeitos, caldas 
transparentes e incolores e misturas sólidas de dissolução instantânea. 
Açúcar VHP - O açúcar VHP - Very High Polarization é o tipo mais exportado pelo Brasil. Mais 
claro que o demerara, apresenta cristais amarelados. 
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Açúcar de confeiteiro - Tem grânulos bem finos, cristalinos, é produzido na refinaria e 
destinado à indústria alimentícia, sendo muito utilizado no preparo de bolos, glacês, suspiros etc. 
Xarope de açúcar invertido - Solução aquosa com 1/3 de glicose, 1/3 de sacarose e 1/3 de 
frutose, com alto grau de resistência à contaminaçãomicrobiológica. De poder umectante e 
anticristalizante, é utilizado em produtos aditivados, com microbiologia e temperatura 
controladas, além de frutas em calda, sorvetes, balas, bebidas, massa, geléias, biscoitos, licores e 
bebidas carbonatadas. 
Xarope simples ou açúcar líquido - Transparente e límpido, é uma solução aquosa usada pela 
indústria farmacêutica e aplicado onde a ausência de cor é essencial, como bebidas claras, balas e 
outros confeitos. 
1.7 - Definições referentes a análises usadas para produção de açúcar e álcool 
 
MOENDAS 
pol: Determina a % de sacarose presente na amostra. 
Brix: Determina a quantidade de sólidos solúveis presentes na amostra. 
AR: Determina a quantidade de açucares redutores, ou seja, a % de açúcar invertido, 
compreendendo glicose, frutose e demais substancias redutoras, presentes na amostra. 
ART: Determina a quantidade de açucares redutores totais presentes na amostra, por hidrólise 
total. 
Umidade: Determina a umidade da amostra, para avaliar se está havendo perda ou não de 
açúcar. 
Sulfito: Determina a presença e quantidade de sulfito na amostra. 
Turbidez: Determina a transmitância (cor) da amostra. 
 
AÇÚCAR 
Cor: Análise que classifica o tipo de açúcar. 
Resíduo insolúvel: Determina sólidos insolúveis presentes na amostra. 
Umidade: Determina se o açúcar está úmido, pois se estiver forma grumos nos cristais 
prejudicando a qualidade do açúcar. 
Dextrana: É causada por uma bactéria que quando presente leva o açúcar a formar grumos e 
goma sendo prejudicial à qualidade do açúcar. 
Pol: Determina a pureza do açúcar. 
Cinzas: Determina a quantidade de substâncias inorgânicas presentes no açúcar. 
Pontos pretos: Determina a presença de pontos pretos (sujeiras, bagaçinha, fuligem, etc...) no 
açúcar. 
 
 
Sulfito: Determina a quantidade de enxofre presente no açúcar, pois no processo de fabricação 
ele é usado para a clarificação dos caldos. 
Granulometria: Verifica se está havendo perda de açúcar e avalia a qualidade e tamanho dos 
cristais. 
Partículas magnéticas: Detecta a presença de metais no açúcar. 
 
ÁLCOOL 
INPM: Instituto Nacional de Pesos e Medidas. 
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Acidez: Determina a acidez do álcool destilado. 
Acidez sulfúrica: Determina a quantidade de miligramas de ácido presente no vinho. 
Teor alcoólico: Determina o valor do teor alcoólico do álcool. 
pH: Potencial Hidrogeniônico. 
Grau alcoólico: É a % de álcool etílico presente numa mistura hidroalcóolica. 
Grau Gay-Lussac: É a % de álcool em volume presente numa mistura hidroalcóolica. 
Grau INPM: É a % de álcool em peso presente numa mistura hidroalcóolica. 
 
CALDEIRAS 
Dureza: Determina a presença de íons polivalentes, ou seja, sais de cálcio e magnésio dissolvidos 
na água, etc. 
Alcalinidades: Determina a capacidade de neutralização de um meio, quando submetido a um 
ácido forte. 
Cloretos: Determina a presença de derivados de cloro água. 
Sulfitos: Determina a presença de sulfito na água. 
Condutividade: É a capacidade de uma solução de conduzir corrente elétrica, para isso usamos 
o aparelho condutivímetro. 
Sílica: Determina a presença de cristais grosseiros como: quartzo, ametista, e microcristais como: 
areia, arenito, etc. 
Fosfatos: Determina a presença de ortofosfatos na água, pois eles são usados no tratamento das 
águas de caldeiras. 
Açúcar: Determina se há açúcar presente na água, pois, sua presença causa corrosões nas paredes 
das tubulações. 
Ferro: Determina a quantidade de ferro na água, originado, nos próprios circuitos de recirculação 
das águas, em função da corrosividade que a água provoca nos sistemas ferrosos. 
 
VINHAÇA 
Vinhaça: Avalia a qualidade da vinhaça, pois ela é usada na irrigação do solo. 
Potássio: Determina a quantidade de potássio presente na vinhaça, pois ele é usado também na 
irrigação do solo. 
Fósforo: Determina a quantidade de fósforo presente na vinhaça, pois ele também é usado na 
irrigação do solo. 
Cal: Nesta análise avalia a qualidade da cal virgem, pois ele é usado na ETA para tratamento de 
água, e na caleação para aumentar o pH do caldo após o processo de sulfitação. 
Calcário: Avalia a qualidade do calcário, pois, ele é para corrigir o pH do solo. 
 
 
 
Mel final: Mel esgotado do qual não se extrai mais açúcar, por razões de ordem técnica ou 
econômica. 
Mosto: Líquido açucarado susceptível de sofrer fermentação. 
Pé de cuba: Suspensão de células de fermento tratada e apta a retornar à fermentação. 
Redutores residuais: Substâncias redutoras presentes no vinho após a fermentação. 
Vinho: Mosto fermentado. 
Caldo misto: Mistura dos caldos obtidos do processo de extração. 
Xarope: Caldo evaporado. 
Xarope Invertido: Caldo evaporado em que a sacarose foi transformada em açucares invertidos. 
12
 
MICROBIOLOGIA 
Fermentação: É uma reação biológica de oxido – redução produtora de energia, na qual 
compostos orgânicos servem como receptores finais. 
Infecção: É o fenômeno pelo qual o rendimento da transformação do açúcar é diminuído, 
devido às toxinas lançadas no meio por outros microorganismos que competem com as leveduras 
pelo açúcar. 
Esterilização: Processo de destruição de todas as formas de vida microscópicas. 
Leveduras: São fungos unicelulares que se reproduzem rapidamente. 
Viabilidade: É o numero de células vivas presentes na amostra. 
Meios de cultura: São meios enriquecidos para melhor propiciar o crescimento das bactérias 
 
DETERMINAÇÃO DO ÍNDICE DE COR ICUMSA 
 
Este ensaio verifica se a coloração do produto está de acordo com a classificação utilizada 
pelo fabricante no rótulo. O termo ICUMSA é a sigla da International Commission for Uniform 
Methods of Sugar Analysis (Comissão Internacional para Métodos Uniformes de Análise de 
Açúcar). 
Quanto mais baixo esse índice, mais claro ou mais branco, é o açúcar. À medida que esse 
índice aumenta, o açúcar vai adquirindo uma coloração mais escura. A coloração do açúcar está 
diretamente relacionada: 
x Ao número de partículas carbonizadas presentes, o que representa falha na 
higienização do equipamento que entra em contato com o produto, uma vez que tais 
partículas são arrastadas durante o processo de fabricação; x Ao tamanho dessas partículas, ou seja, quanto menores as partículas, mais branco 
é o açúcar e vice-versa. 
Resumo do método: Uma amostra de açúcar é dissolvida em igual quantidade de solução TEA 
(trietanolamina), com ajuste de pH em 7,00 ± 0,02. Filtra-se em membrana, e no filtrado são 
feitas medidas de °Brix e Transmitância/Absorbância (em 420nm) para o cálculo de cor. 
Cálculo: 
 
 
Onde: 
Abs = Leitura de absorbância da solução (pode-se usar, também, –log (T)). 
 
b = Comprimento interno da cubeta (cm). 
 
c = Concentração de sacarose açucarada (g/L) em função do Brix a 20°C (dependendo do tipo 
de açúcar o valor do Brix dever ser corrigido por um fator). 
 
Para esta determinação alguns equipamentos de laboratório são necessários, tais como 
espectrofotômetro, phmetro, refratômetro e balança analítica. 
13
Capítulo 2 
FABRICAÇÃO DE AÇÚCAR 
 
2.1 - Operações preliminares à moagem 
Na Figura 2.1, está representado esquematicamente um fluxograma geral do processo de 
produção de açúcar e álcool, que será discutido com mais detalhe nos itens a seguir. Existem 
várias alternativas diferentes de processos, com as mais variadas mudanças. 
 
 
Figura 2.1 – Fluxograma do processo de produção de álcool e açúcar. 
2.2 - Transporte e descarregamento da cana 
A cana madura é colhida na lavoura manualmente, o que resulta na cana inteira, ou 
mecanicamente, o que resulta na cana em pedaços. O transporte é realizado em caminhões que 
possuem uma carroceria já adaptada para facilitar o carregamento e descarregamento da cana. 
A cana é transportada então até o local de descarregamento, onde um sistema de cabos, 
ganchos e guinchos a despejamem uma mesa inclinada. Na chegada à Usina, os caminhões são 
pesados para determinação da massa de cana e realizadas amostragens aleatórias de alguns para 
análise do teor de açúcar na cana, para realização de balanços de massa e análise econômica do 
processo. Este controle é feito em laboratório através de análises, que irão determinar a 
porcentagem em peso de sacarose aparente (Polaridade), a porcentagem em peso, de sólidos 
solúveis contidos no caldo (Brix), a porcentagem de fibras presentes na cana e açúcar redutor 
total (ART) para se saber o rendimento da cana através do qual podemos determinar a 
quantidade de açúcar por tonelada de cana. 
 Parte da cana, que chega à usina, é descarregada dentro do galpão ao invés de ir para a 
esteira, de modo a se formar um pequeno estoque. Esse estoque de cana será usado quando 
nenhum caminhão estiver chegando com cana nova, para que a produção não seja interrompida 
 
 
por falta de cana. Este estoque, relativamente pequeno, permite que a usina opere por algumas 
horas sem entrada de nova cana. 
A descarga e armazenagem da cana devem ser consideradas levando-se em conta que a 
14
usina deverá receber cana inteira e cana picada, e como prática, recomenda-se não armazenar 
cana picada. 
A descarga da cana pode ser feita através de guindastes (Hillos Mecânicos), ponte rolante 
com cabos de aço, carroceria autobasculante, mesa basculadora lateral, conforme Figuras 2.2, 2.3 
e 2.4 e tem como finalidade, retirar a cana do caminhão o mais rápido possível. 
Figura 2.2 – Descarregamento por guindaste tipo Hilo. 
Figura 2.3 – Descarregamento por carroceria autobasculante 
 
 
 
 
2.3 - Armazenamento 
 
Serve para abastecer a mesa alimentadora na falta de caminhões através de ponte rolante, 
Figura 2.4. 
15
A quantidade de cana tem que ser controlada para que não haja ressecamento dos colmos 
e menor extração do caldo, perdas de açúcar por respiração, possível fermentações e 
desenvolvimento de microrganismos prejudiciais a fermentação alcoólica. 
O galpão de armazenamento deve ser de preferência coberto, para que a matéria prima 
fique ao abrigo do sol e das chuvas, possuindo piso de cimento para que estas não fiquem em 
contato direto com a terra evitando-se assim, maiores impurezas. 
 
2.4 – Alimentação 
A cana recém-chegada à usina ou a cana armazenada no galpão é alimentada à mesa 
inclinada, cuja função é controlar a quantidade de cana que entra na esteira, conforme Figura 2.5, 
por meio do tombador, que derruba a carga dos caminhões na mesa, ou pela garra, que pega a 
cana armazenada no galpão. Na mesa inclinada acontece, caso necessário, a primeira lavagem da 
cana, cuja função é retirar algumas das impurezas que podem vir com a cana, como terra e restos 
de palha. A lavagem, embora importante, retira um pouco da sacarose que acompanha a cana, 
portanto deve ser feito um balanço para ser ver se realmente a lavagem é válida. A cana cortada 
mecanicamente é sujeita a maiores perdas durante a lavagem, por isto deve ser lavada com uma 
moderada quantidade de água, se necessário (normalmente é lavada cana picada para fabricar 
açúcar orgânico). 
Quando a cana é queimada, as partículas de solo e fuligem, aderem ao colmo o que pode 
acarretar sérios problemas na clarificação do caldo e nas fases subseqüentes. Para evitar esta 
ocorrência danosa na industrialização da cana a lavagem antes da moagem torna-se obrigatória, 
como mostrado na Figura 2.5. 
 
 
 
Figura 2.4 – Alimentação através da ponte rolante 
 
A espessura do colchão de cana é de fundamental importância, pois se muito grande, as 
impurezas ao serem removidas pela lavagem das partes superiores irão se acumular nas mais 
baixas. Disso decorre um menor rendimento da operação. 
A lavagem pode ser feita a quente ou a frio. Á quente utiliza-se, geralmente, a água 
proveniente dos condensadores. 
16
 
 
 
 
Figura 2.5 – lavagem com sistema de uniformização da alimentação 
 
 
 
 
 
Figura 2.6 - Mesa inclinada 
 
Após percorrer a mesa inclinada, a cana cai na esteira metálica de taliscas, que a conduz à 
preparação da mesma para a moagem. 
O trabalho do operador de mesa deve ser o mais uniforme possível, pois as 
irregularidades de alimentação causam uma significativa perda de capacidade e de extração, de 
difícil quantificação por ser variável o grau de irregularidade que determinará essas perdas. 
Devido à altura das mesas convencionais (15º ou 18º de inclinação) de alimentação da esteira e as 
dificuldades de fracionamento da carga não ocorre uma satisfatória alimentação, causando uma 
irregularidade quase que constante com sucessivos embuchamentos. O mais usual são as mesas 
17
de 45º de inclinação (existem com 35º, 48° e outras inclinações), melhorando a eficiência de 
lavagem da cana e melhorando a alimentação. 
Quanto à lavagem de cana, sabe-se que a necessidade da água foi reduzida de 50 a 60%, 
com uma eficiência na operação mais que o dobro, comparando com a convencional. A 
alimentação do esteirão de cana, neste caso, é realizada de modo gradual, dando uniformidade na 
carga, e com isso há um ganho significativo em termos de capacidade de moagem e extração do 
açúcar. 
 
Exemplo: USINA CAETÉ (Volta Grande) 
 
 
Após a colheita da cana-de-açúcar, existem três entradas de cana para a moagem: 
 
1. Cana-de-açúcar inteira estocada, que será utilizada no caso em que se tenha problemas no 
tombamento de cana, ou até mesmo quando se deseja moer uma maior quantidade. 
2. Cana-de-açúcar inteira tombada diretamente na mesa, onde as mesmas serão lavadas. 
 
3. Cana-de-açúcar picada que é transportada através de esteiras de borracha e direcionada 
até a esteira metálica, não sofrendo lavagem. 
 
 
A cana-de-açúcar inteira é descarregada na mesa alimentadora de 35º com ajuda de um 
guindaste móvel (hilo-tombador). Ao cair nesta mesa, a cana começa a passar por um processo 
de lavagem que tem como finalidade, a retirada de terra e outras matérias estranhas, para diminuir 
as impurezas e o desgaste dos equipamentos. Logo após esta etapa a cana é direcionada à mesa de 
45º que também passará pelo mesmo processo de lavagem da mesa de 35º. 
A cana-de-açúcar inteira estocada é descarregada na mesa de 45º com o auxílio de uma garra 
suspensa através de uma ponte móvel e passará pelo mesmo processo de lavagem da cana inteira 
tombada. A cana-de-açúcar picada é tombada em uma esteira de borracha e direcionada à esteira 
metálica, aonde irá se juntar com a cana proveniente das mesas sem sofrer o processo de 
lavagem. 
2.5 - Extração do caldo 
 A Figura 2.7 esquematiza um fluxograma para um dado processo de extração de caldo 
por moagem. Na prática ocorrem muitas variantes deste processo, mas a ordem das operações 
envolvidas normalmente é a mesma. No que diz respeito à embebição, esta pode ser de várias 
maneiras, como será discutido mais tarde. 
 
 
 
18
 
Figura 2.7 – Extração do caldo (Usina Caeté, Volta Grande). 
 
2.6 - Preparação da cana para a moagem 
A cana-de-açúcar pode oferecer maior ou menor resistência à recuperação da sacarose, 
em função existente entre partes moles e duras no colmo. Quando a proporção de partes duras 
cresce a recuperação da sacarose decresce, pois ela contém um maior teor de fibras, a qual 
oferecer uma maior resistência ao preparo da cana, afetando diretamente a extração da sacarose. 
 
Os principais objetivos do preparo da cana para a moagem são: 
 
- aumentar a capacidade das moendas pelo aumento da densidade da massa de 
alimentação, tornando-a compacta e homogênea; 
- romper a estrutura da cana, fazendo com que a extração do caldo pela moagem seja 
mais fácil e efetiva; 
- produzir um bagaço, em que a ação de embebição seja mais eficaz. Deste modo, de 
acordo com o aparelho utilizado e suas combinações, o ganhode extração em termos de pol 
extraída % da cana pode variar de 0,5 a 7,0% e por outro lado, o aumento da capacidade é da 
ordem de 10 a 30%; 
 
- redução do desgaste e da quebra das moendas; 
- homogeneização do teor de fibra nas canas. 
 
Estas operações são realizadas através das facas rotativas, que produzem uma 
fragmentação da cana e dos desfibradores. 
A fragmentação da é feita pelas facas rotativas, ou picador, cuja função é cortar e 
fragmentar a cana sem, contudo, extrair seu caldo. Nesta etapa, a cana é transformada em 
pequenos pedaços. O conjunto de facas tem efeito de cortar e nivelar a camada de cana na 
esteira. 
 
 
Existem dois tipos fundamentais de facas: as de corte simples que só possuem corte de 
um lado, e as de corte reversível, que possuem corte dos dois lados. 
19
As facas rotativas constam de uma base de concreto ou um pedestal de ferro fundido 
destinado à sustentação dos mancais ou dos rolamentos, os quais apóiam o eixo de aço aonde 
estão implantadas as facas; um cofre metálico, recobrindo todo o conjunto, que possui portas 
basculantes para facilitar a inspeção e a substituição das facas. 
As facas rotativas trabalham em movimentos giratórios, pois estão fixadas num eixo 
assentado em uma base de concreto. Sobre essas facas existe uma estrutura metálica de proteção, 
para evitar que pedaços de cana ou lâminas arrebentadas, soltas, sejam lançados longe, 
ocasionando acidentes. Tal estrutura impossibilita visualizar claramente as facas quando na safra, 
como mostrada na Figura 2.8. As lâminas são fabricadas com aço especial, que apresenta maior 
resistência. 
As facas rotativas são largamente difundidas nos meios produtores de aguardente por ser 
o sistema mais econômico de preparo da cana para a moagem. 
Com a instalação desses aparelhos obtém-se um colchão de cana de espessura quase 
uniforme, o que evidentemente possibilita uma melhor alimentação das moendas. O aumento de 
extração que se obtém com a instalação de facas rotativas é muito menor do que aquele que se 
obteria com a instalação de um terno de moenda a mais. Deste modo, o uso de facas rotativas 
visa muito mais o ganho de capacidade do que de extração.
Figura 2.8 – Preparação para moagem 
Podem-se distinguir segundo a força de trabalho, dois tipos de facas: as niveladoras e as 
cortadoras ou picadoras. As niveladoras têm por objetivos regularizar e uniformizar a carga de 
cana, descarregada no condutor principal, que forma uma massa volumosa e regular. Nesse 
material, as facas cortadoras irão trabalhar, reduzindo aquela massa heterogênea de cana em uma 
 
 
massa homogênea e uniforme, que se distribuirá segundo a largura e o comprimento da esteira 
transportadora. 
20
 Os desfibradores ou “shredders” (Figuras 2.9 e 2.10) são aparelhos que têm como 
objetivo destruir por completo a estrutura da cana, dando um. grande auxílio na extração, auxilio 
este que corresponde ao que se obteria se mais um terno de moendas fosse acrescentado ao 
tandem. O desfibrador é um equipamento constituído de martelos pesados, acoplados a um eixo, 
que ao girar promove um impacto entre a cana e os martelos. Este acréscimo na extração é 
influenciado pelo maior número de células abertas e pela melhora na embebição. 
 Os desfribradores foram desenvolvidos para melhorar o preparo da cana, objetivamente 
destruir por completo sua estrutura e, com isso, dar um ganho significativo na capacidade e 
extração, correspondendo o que se obteria se mais um terno da moenda fosse acrescentado. 
O desfibramento é mais bem realizado no início de um tandem de moendas. O melhor 
equipamento consiste em um desfibrador de martelos pesados. Um desfibrador de martelos de 
20 kg, girando a uma velocidade periférica de 6000 m/min fornece um índice de preparo da cana 
de 88% e necessita uma potência de 13 CV/tch. A 4500 m/min, o índice de preparo é da ordem 
de 85% e um gasto de potência de 9 CV/tch. Em geral um aumento no índice de preparo de 4%, 
resulta num aumento de 1% na extração. 
Para que um desfibrador permaneça com um índice de preparo elevado será necessário 
uma constante manutenção do tambor, placa desfibradora e martelos com solda, para que 
permaneça coma as arestas, além de se ter de conferir periodicamente as regulagens. 
Os equipamentos de preparo, por trabalharem com elevadas velocidades periféricas, 
necessitam de um balanceamento das facas, martelos e da própria máquina, para se evitar maior 
desgaste e quebra. 
 
 
Figura 2.9 – Desfibrador em manutenção 
 
 
 
 
 
 
21
 
Figura 2.10 – Esquema de um desfibrador 
 
Exemplo: USINA CAETÉ (Volta Grande) 
Ao cair na esteira metálica, a cana picada e inteira passará pelo nivelador, que tem como 
finalidade deixar toda cana alimentada à esteira metálica em um nível comum. 
Logo após esta etapa a cana-de-açúcar será enviada para o picador composto por um eixo 
móvel constituído de 75 facas com rotação de 600 rpm e tem como função cortar a cana em 
pedaços menores. Em seguida é enviada ao desfibrador que é constituído de um tambor 
alimentador que compacta a cana, precedendo de um rotor constituído de um conjunto de 75 
martelos oscilantes com rotação de 800 rpm, que giram em sentido contrário à esteira, forçando 
assim a passagem da cana através de uma pequena abertura entre os martelos e a esteira metálica, 
onde a cana será desfibrada sem a retirada do caldo. Após a desfibração da cana-de-açúcar, as 
fibras passarão pelo espalhador onde a sua função é manter uniformes as fibras da cana-de-açúcar 
na esteira rápida, que logo em seguida passará pelo eletroímã onde partículas metálicas são 
retiradas. Após a passagem através do eletroímã, a cana desfibrada, será conduzida á fase de 
moagem. 
 
2.7 - Separador magnético 
 
O número de pedaços de aço e ferro que chegam à moenda durante uma safra é grande, 
sendo mais freqüentes pedados de laminas e navalhas, pedaços de cabos de aço, porcas e 
parafusos. 
Essas partículas metálicas quando chegam à moenda podem causar um grande dano nos 
rolos. Para evitar esses danos, é utilizado um eletroímã (Figura 2.11), que é suspenso sobre a 
esteira, após o preparo da cana, antes do primeiro terno de moendas. Quando uma impureza 
metálica passa pelo campo do eletroímã, é atraída e fica presa ao cilindro do eletroímã e com a 
revolução do cilindro instantes depois, a impureza fica por baixo e fora do campo 
eletromagnético, caindo em um depósito colocado na parte inferior, retirando-se assim, pelo 
menos, as maiores partículas metálica, impedindo que cheguem às moendas. 
 
 
 
22
 
 
 
Figura 2.11 – Esquema de um separador magnético 
 
 
 
 Figura 2.12 – Separador magnético com carcaça
23
 
Capítulo 3 
EXTRAÇÃO DO CALDO DE CANA 
3.1 - Moagem 
A extração do caldo de cana constitui a primeira etapa da fabricação do açúcar. O caldo 
misto de cana é obtido pelo processo de esmagamento da cana-de-açúcar, efetuado nos ternos de 
moenda ou por lixiviação em difusores. 
 Apesar de toda tradição que se tem no Brasil na industrialização da cana-de-açúcar, ainda 
se perde açúcar produzido no campo através das diferentes fases operacionais, isto é, desde 
julgamento da maturação para colheita até que se chegue ao produto final. Uma das perdas na 
indústria é atribuída ao baixo desempenho do conjunto de extração, representados pelos 
aparelhos de preparo e moenda. 
 O desempenho da extração é função de vários fatores, dos quais se destacam: alimentação 
de esteira, preparo de cana, sistema de alimentação do primeiro terno, rolo de pressão e 
compressão, regulagem das moendas, pressão hidráulica, velocidade dos cilindros, tipos de 
ranhuras, percentagem de fibra na cana, embebição e uso de soldas nos cilindros. Entretanto, 
para se julgar a eficiência da operação de moagemdeve-se recorrer a parâmetros operacionais, 
analíticos e cálculos tecnológicos. Deste modo, os aspectos mecânicos envolvidos no transcorrer 
da moagem serão abordados sob o ponto de vista tecnológico e de controle de desempenho das 
operações. 
 
3.1.1 – Moendas 
 
As moendas são equipamentos destinados à extração do caldo de cana. A Figura 8 mostra 
uma foto de um cilindro de moenda. Para a operação de extração as moendas são dispostas em 
ternos, ou seja, por conjuntos de três cilindros, montados horizontalmente, sustentados nas 
extremidades por uma estrutura metálica denominada “castelo”. Os cilindros são dispostos de tal 
modo que a união dos centros das suas extremidades forma um triângulo isósceles. Para que o 
processo seja economicamente viável, utiliza-se de 3 a 7 ternos (três cilindros) trabalhando em 
série, formando, assim, o conjunto de moendas ou tandem, Figura 3.2. Na prática a expressão 
moenda confunde com o conjunto (tandem). 
Exemplo: Cia energética Santa Elisa 
“Moenda A”: moenda 42 x 84 in (1067 x 2134 mm), press-roller de 975 x 2134 mm, Shut-
Donnelly em todos os ternos, esteira de arraste para o 2º, 3º, 4º, 5º e 6º ternos. O acionamento é 
individual em todos os ternos por turbinas a vapor. 
 
“Moenda B”: 1º e 6º ternos de 42 x 84 in (1067 x 2134 mm),press-roller 957 x 2134 mm e 
quatro ternos de 35 x 80 in (970 x 2032 mm), com Shut-Donnelly no 1° e 2º ternos, esteira 
intermediária de borracha e nos demais ternos esteira de arraste.O acionamento no primeiro 
terno é individua por turbina. Os ternos 2º, 3º, 4º e 5º têm acionamento dois a dois por duas 
turbinas. 
24
Figura 3.1 – Foto de um cilindro de moenda 
 
De acordo com sua posição, o cilindro recebe uma denominação especial. Assim, o 
primeiro, localizado no plano inferior, é denominado cilindro anterior, alimentador ou rola cana. 
O segundo, situado no mesmo plano, é denominado cilindro posterior, rola bagaço, bagaceiro ou 
cilindro de descarga. Estes dois cilindros movem-se no mesmo sentido, que é o do fluxo de cana 
ou bagaço. Sobre esses, no plano superior, encontra-se o cilindro superior ou principal, que se 
movimenta no sentido contrário aos dois outros. 
 
 
3.1.2 - Aberturas entre as moendas 
 
 Os cilindros inferiores trabalham fixados em suas posições, enquanto o superior tem sua 
posição controlada por um regulador de pressão hidráulica. Assim, num terno de moenda, a 
abertura de entrada é maior que a de saída. A abertura de entrada visa, sobretudo, a capacidade de 
moagem, enquanto a de saída visa à extração. 
 O rolo de entrada é um equipamento de alimentação e o rolo de saída um equipamento de 
pressão. Como exemplo, em uma instalação, usando moendas com cilindros de 1 m de diâmetro, 
a distância entre o rola cana e o superior é 4,75 cm, o afastamento entre o rola bagaço e o 
superior é 2,05 cm e a distância entre os rolos inferiores é de 18,64 cm. A tendência é que essas 
aberturas diminuam do primeiro para o último terno, sendo que a abertura de saída do último 
terno é praticamente nula, ficando a saída por conta da oscilação na vertical do rolo superior, em 
função da pressão. 
25
 
Figura 3.2 – Conjunto de moendas ou tandem 
 
 3.1.3 – Castelos 
 Os cilindros são sustentados nas duas extremidades laterais por estruturas metálicas (aço ou 
ferro fundido), denominadas castelo. Em cada lado das moendas, fixado à base ou alicerce de 
concreto, assenta-se um castelo vertical que tem por finalidade suportar os eixos dos cilindros e a 
bagaceira. 
 Os castelos possuem três fendas, onde se situam os mancais, sobre os quais são assentados 
os eixos dos cilindros (ou rolos). Em relação à fenda superior, existem modelos onde a mesma 
apresenta uma inclinação em torno de 15º, fazendo com que o deslocamento desse cilindro não 
seja na vertical. Como a maior resistência se encontra no rolo posterior, a tendência é empurrar o 
cilindro superior para cima em direção inclinada em relação ao rola cana, resultando numa maior 
pressão sobre a camada de bagaço. Dessa forma tem-se menor pressão na entrada (maior 
capacidade de moagem) e uma maior pressão na abertura de saída (maior extração), otimizando 
o funcionamento do equipamento. Em outros projetos, as inclinações ocorrem nas fendas 
inferiores, o que permite o ajuste das aberturas de entrada e saída das moendas em decorrência 
do desgaste que normalmente ocorre, sem alterar o ângulo formado pelas retas que unem os 
centros do cilindro superior em direção aos centros dos cilindros inferiores. Isso significa que a 
abertura de entrada sendo maior que a de saída, pode-se estimar que 40% da pressão total é 
aplicada sobre o rola cana e 60% sobre o rola bagaço. 
 
26
 
 3.1.4 – Mancais 
 Os mancais são fixados nas fendas dos castelos e são de uma liga metálica em que 
predomina o bronze fosforado, conferindo-lhes a característica de se desgastar mais facilmente 
que o eixo do cilindro. Os mancais são lubrificados e refrigerados com água, reduzindo o atrito 
com o eixo do cilindro e mantendo a temperatura em valores seguros. 
 
 3.1.5 – Tandem 
 Atualmente se usam moendas de apenas três cilindros horizontais. O número de ternos de 
moendas recebe o nome de tandem (Figura 3.3) e, normalmente são compostos de 4 a 6 ternos 
enfileirados, conforme a capacidade de moagem e a extração desejada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.3 – Terno de moendas (Tandem) 
 
 3.1.6 – Acionamento das moendas 
 
 As moendas são movimentadas por motores elétricos, motores a vapor e turbinas a vapor, 
havendo grande predomínio das turbinas a vapor. Os motores elétricos são raros no Brasil e cada 
motor aciona um terno de moendas, são de custo alto, tanto na implantação como na 
manutenção. Os motores a vapor são acionados por vapor direto das caldeiras, podendo ser de 
baixa ou alta rotação. 
 As turbinas a vapor são predominante nas unidades industriais, devido ao baixo custo e 
elevada eficiência. São acionadas por vapor superaquecido direto das caldeiras. Normalmente 
uma turbina aciona dois ternos de moendas, havendo uma redução de velocidade até a faixa usual 
de 3 a 7 rpm, que é a faixa usual de rotação das moendas. 
 O acionamento de um terno de moenda é feito através do cilindro superior, que é ligado à 
última engrenagem motora (da turbina ou motor), sendo os movimentos transmitidos aos 
cilindros inferiores através de engrenagens denominadas rodetes. O acionamento atualmente é 
quase que apenas por turbinas a vapor. 
 
 
27
 
 3.1.7 – Cilindros das moendas 
 
 Cada cilindro ou rolo é constituído de um eixo de aço especial, que se assenta no castelo e é 
fixado através de cabeçotes. O eixo é revestido por uma camisa, construída de aço especial que 
lhe confere porosidade para facilitar a apreensão da cana, aumentando assim a capacidade de 
moagem, com ranhuras (circunferências e transversais) que além de facilitar a apreensão da cana, 
facilitam a drenagem do caldo extraído. 
 As ranhuras circunferências são constituídas de sulcos em V, cujo ângulo pode variar de 40 
a 60º. As transversais facilitam a apreensão da cana inteira ou parcialmente esmagada, estando 
presente no cilindro de entrada e superior. 
 A duração da camisa é função de várias variáveis, tais como material de fabricação, da 
qualidade da fundição, da qualidade e quantidade da cana moída, podendo durar mais de uma 
safra. Em caso de desgaste ou rupturas, deve ser trocadas, o que normalmente se faz na entre-
safra. 
 As dimensões dos cilindros (diâmetro e comprimento) seguem uma relação onde D/L seja 
próxima de 1/2. 
 
 
Exemplo (Moendas DEDINI) 
 
Dimensões: DxL (polegadas) Capacidade de moagem (TCH) 
37 x 66 400 
42 x 78 600 
46 x 84 750 
46 x 90 850 
50 x 96 1000 
 
Obs: Cilindros com L ! 2D são mais econômicos em termos de gastode potência. 
 
3.1.8 – Raspadores ou pentes 
Os raspadores ou pentes constituem-se de placas de aço ou ferro endurecido, dotadas de 
ranhuras de passo semelhante ao do rolo em que são acopladas. Sua finalidade é a de manter 
limpos os cilindros , superior e posterior, quando em funcionamento. Estes raspadores são 
mantidos justapostos aos cilindros em ângulo apropriado por meio de molas. O rola-cana 
dispensa os raspadores, pois suas ranhuras são limpas pela bagaceira. 
 
 
 3.1.9 – Bagaceira 
 Bagaceira é uma peça localizada entre o rola cana e o rola bagaço, apoiada em um pedestal 
ou fixa pelas extremidades aos castelos, por meio de dispositivos especiais. A bagaceira é 
constituída de uma chapa metálica, levemente recurvada, de comprimento igual à distância entre 
os castelos e largura tal que impeça a queda do bagaço entre os dois cilindros inferiores. Sua 
função é conduzir o bagaço que sofreu um esmagamento para outro esmagamento. 
 
 
 
28
 A parte anterior da bagaceira é dentada, engrenando com o rola cana, servindo de raspador 
para esse cilindro. A parte posterior, na mesma moenda, fica afastada de uma polegada do rola 
bagaço, distância essa que vai diminuindo aos poucos, de moenda a moenda, e serve para 
escoamento do caldo. 
 
 3.1.10 – Pressão nas moendas 
 O controle da pressão nas moendas tem por função manter constante a ação dos cilindros 
sobre a cana, independentemente da espessura da camada de cana. Os cilindros não são rígidos, 
mas apresentam uma flutuação conseguida por meio dos reguladores de pressão. Estes não só 
regulam a pressão aplicada sobre o bagaço, graduando as aberturas, mas agem também como 
fator de segurança dos rolos e da bagaceira, quando passa algum pedaço de ferro junto com o 
bagaço, ou quando a alimentação é excessiva. A pressão é exercida por meio do rolo superior, 
através de sistema hidráulico, que possibilita a flutuação. 
 Os reguladores de pressão hidráulica devem ser especificados individualmente para cada 
terno de moenda. Normalmente recomendam-se pressões hidráulicas crescentes do primeiro ao 
último terno de moenda. Hugot recomenda uma pressão hidráulica na faixa de 100 a 110 
kgf/cm2. 
 
 3.1.11 – Condutores intermediários 
 Transportam a cana de um terno a outro, em fluxo contínuo. Sua estrutura pode ser de 
borracha vulcanizada ou taliscas metálicas. A alimentação da cana ao terno de moendas se dá na 
grande maioria das vezes pelo Chute-Donnelly, o que implica em uma alimentação mais uniforme 
e aumenta a capacidade. Trata-se de um recipiente metálico, em cujo interior há o acúmulo de 
cana desintegrada, a ser moída no respectivo terno. Em condições de funcionamento o chute-
Donnelly opera com volumes pré-definidos de cana, controlados por sensores eletrônicos, que 
por sua vez, regulam a velocidade da esteira principal. Dessa forma, esse volume constante de 
cana dentro do Donnelly contribui para fazer com que a cana seja forçada a passar pela abertura 
de entrada do terno, de forma contínua e uniforme, resultando em aumento de capacidade de 
moagem. 
 Ao final da fase de extração, tem-se caldo e bagaço, com teor de água de 48 a 52% de água, 
e é produzida na ordem de 250 a 260 kg por tonelada de cana. 
 
3.2 - Alimentação do Primeiro Terno 
O primeiro terno é o que determina a capacidade de moagem, pois, o segundo terno 
trabalha com somente 70% de capacidade, e daí para os demais decrescem em pequena 
porcentagem. Sendo assim, a alimentação do primeiro terno é fundamental para um aumento da 
capacidade e extração. 
Existem três sistemas básicos de alimentação; através do bicão, da esteira forçada e do 
sistema Donnelly. A alimentação através do bicão é o sistema tradicional, cuja inclinação da 
rampa varia de 45º a 60º e altura de 2,2 a 3,5m. Esse sistema passa a ter um melhor desempenho 
se a frente for fechada, com isso se tem uma maior densidade do colchão de cana, e desta forma, 
se conseguirá um aumento de capacidade de moagem e de extração. A abertura frontal segundo 
Hugot é de 16 vezes a abertura de saída em trabalho em moendas sem rolo de pressão e 14 vezes 
para aquelas com rolo de pressão. 
 
 
 
 
 
29
A esteira de alimentação forçada é outro sistema utilizado para melhorar a alimentação do 
primeiro termo da moenda. O acionamento é feito através de correntes movimentadas pelo eixo 
do cilindro. O desempenho dessa esteira é melhorado quando se utiliza o tambor alimentador 
(rolo de compressão). 
Esse sistema visa ajudar a alimentação proporcionada pelo impulso do condutor, todavia 
esta ação é muito fraca para incrementar uma elevada moagem. 
O melhor sistema de alimentação é o Chute Donnelly, o qual é um condutor quase 
vertical, cuja diferença de inclinação entre as chapas, anterior de deslizamento e a frontal, é de 
dois graus. O posicionamento dessas chapas em relação aos rolos deve ser segundo o ângulo de 
“pega”. Esse ângulo cresce com a rugosidade com a superfície dos cilindros e pode atingir o valor 
máximo de 60º. Essa rugosidade se consegue através da aplicação de solda nas pontas e nas faces 
dos frisos. 
O sistema Donnelly favorece significativamente a capacidade e a extração. Em termos de 
capacidade pode-se dizer que a cada 50 kg/m3 que se aumenta na densidade, se eleva a moagem 
de 15 a 17%. A densidade da cana na entrada dos rolos pode variar de 400 a 600 kg/m3, em 
função da carga na calha, cujo valor maior é de 4,0 m. Assim uma moenda (30 x 54”), cuja 
densidade da cana é de 400 kg/m3, a 6 rpm tem uma capacidade de moagem de 122 TCH, 
resultando um ganho de capacidade da ordem de 79%. 
A extração do caldo do primeiro terno deve ser superior a 70% quando o sistema é bem 
operado. A performance do primeiro terno é muito importante, principalmente em tandens 
curto. 
 
3.3– Embebição 
 
Mesmo submetendo o bagaço a pressões consideráveis e repetidas, nunca é possível 
extrair a totalidade de seu caldo. Chega, a uma umidade mínima, 45 a 48%, em geral, nas 
melhores condições 40%, isto é, conserva uma parte importante de caldo, representando 
aproximadamente a metade de seu peso. 
Para extrair a maior quantidade possível do açúcar contido no bagaço, recorre-se a um 
artifício: como não é possível diminuir esta umidade, procura-se substituir o seu constituinte, o 
caldo, pela água. 
É este artifício que constitui a embebição. 
Com pressão seca, o limite de extração é alcançado muito rapidamente: após o primeiro 
terno da moenda, a umidade do bagaço já cai para cerca de 60% ou para menos. Após o segundo 
terno, está próxima a 50%. A partir do terceiro terno, já está próxima a 45%: pode-se considerar 
que se extraiu, com pressão simples, tudo o que era possível extrair por este meio. Se, neste 
momento, o bagaço é molhado com água, esta água se alastra no bagaço e dilui o caldo nele 
contido. O terno seguinte deixará de novo o bagaço com sua umidade-limite, ou seja, cerca de 
45%. Porém, esta umidade não será mais constituída pelo caldo absoluto, mas pelo caldo diluído: 
portanto, extraiu-se açúcar, e esta operação pode ser repetida. Na realidade, como as diferenças 
de umidade do bagaço são muito pequenas, é interessante iniciar a embebição a partir da saída do 
primeiro terno: o aumento será obtido mais rapidamente, porque a grande quantidade de caldo 
ainda contida no bagaço será com mais facilidade diluída e extraída. A quantidade de caldo 
extraída é, então, praticamente igual à quantidade de caldo que teria sido extraída sem adicionar 
água, acrescentada da quantidade de água de embebição. E a quantidade de açúcar extraída é 
muito superior à obtida sem adição de água, porque a quantidade de caldo ainda no bagaço, 
 
 
 
 
 
30
a qual, conforme se explicou, continua praticamente a mesma, é agora constituída pelo caldo 
diluído, em vez do caldo absoluto. 
 
3.3.1 - Embebição Simples 
O sistema mais simplesque se pode imaginar é acrescentar água ao bagaço após cada 
moenda. Este processo é denominado “embebição simples”. Acrescentando a água em um só 
ponto, por exemplo, entre as duas últimas moendas, este processo se chama embebição simples 
única. Se a água é acrescentada de duas vezes, entre a antepenúltima e a penúltima moenda e, 
depois, entre a penúltima e a última, é chamado embebição simples dupla. Da mesma maneira 
acontece para a embebição simples tripla etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.4 – Embebição Simples 
 
3.3.2 – Embebição Composta 
 
A embebição simples consome muita água, que deverá ser evaporada depois. Partindo da 
embebição simples única, observou-se que o caldo diluído da última moenda é quase como a 
água: por isso, foi utilizado para ser novamente adicionado antes da penúltima moenda. Isto se 
denomina a “embebição composta” e, neste caso, é dupla. Utilizando ainda o caldo assim obtido 
na penúltima moenda, para enviá-lo à moenda precedente, isto se torna uma embebição tripla; e 
assim por diante. 
Para se obter bons resultados será necessário o uso de embebição composta a elevadas 
taxas de água da ordem de 30% com (240% fibra) e a uma temperatura entre 60 a 80°C. 
 
 
Figura 3.5 – Embebição Composta 
 
3.4 – Rolo de Pressão e Rolo de Compressão 
31
Estes sistemas auxiliares de alimentação contribuem muito para a alimentação dos ternos 
da moenda. O ganho de capacidade devido ao rolo de pressão é considerado como sendo da 
ordem de 15% e do rolo de compressão de 5%. 
O consumo de potência devido ao press-roller é função da massa de cana ou bagaço e é 
estimado em 5 a 10% ao consumo de potência atribuída à moenda. A sua regulagem é de 5 a 6 
vezes a abertura de saída em trabalho. Para moendas que trabalham com rolo de pressão 
engrenado com o rola-cana, a distância entre o fundo do friso do primeiro para o topo do 
segundo deve ser ao redor de 15 mm. Deste modo, evita-se o encabelamento do rolo de pressão. 
O rolo de compressão é normalmente um tambor que trabalha sobre o colchão de cana 
ou bagaço, orientando e forçando a “pega” das moendas. O seu trabalho é muito importante 
quando o transporte entre moendas é feito através de esteira de talisca ou de borracha, evitando 
que o bagaço passe sobre o cilindro superior. 
 
3.5 – Regulagens das Moendas 
A regulagem da moenda se inicia com os trabalhos de manutenção de entressafra, onde 
os nivelamentos, alinhamentos e esquadrejamentos são cuidadosamente observados, partindo-se 
das turbinas de acionamento para as moendas. Esse procedimento é obedecido, pois, as 
distorções devem ser observadas e corrigidas nas moendas. O nivelamento deve ser realizado 
com níveis de precisão da ordem de 0,01 a 0,04 centésimos de mm/m linear. Nos castelos 
inclinados verificar o avanço entre o eixo da intermediária e a da moenda, onde o primeiro deve 
estar adiantado de 2,6 a 3,0 mm. 
Os cálculos relativos às aberturas das moendas e assentamento da bagaceira são de 
fundamental importância para o bom desempenho da moenda, em termos de capacidade e 
extração. 
A relação entre abertura de entrada em trabalho e abertura de saída em trabalho varia de 
acordo com o grau de preparo da cana, com o estado de conservação dos cilindros, com a 
existência de press-roller, etc. No caso da moenda possuir press-roller, a relação de abertura em 
trabalho e saída deve ser de 1,8 a 2,0 e quando não possui, varia de 2,3 a 3,0 da primeira a ultima 
moenda. 
A posição da bagaceira alta prejudica a moagem, aumentando o consumo de potência e 
implica em maior desgaste da bagaceira, por outro lado, bagaceira baixa dificulta o 
encaminhamento do bagaço e o rolo de saída tem dificuldade de “pega”, reduzindo a capacidade. 
Deste modo, a posição da bagaceira é fundamental para o processo de operação da moenda. 
 
3.6 – Pressão Hidráulica 
As moendas sem recursos técnicos não possuem controle de pressão e com isso estão 
sujeitas a uma série de riscos mecânicos. 
Atualmente esse controle é realizado com o auxílio de reguladores hidráulicos, instalados 
nos cabeçotes superiores das moendas para perfeita flutuação dos cilindros superiores. 
Para melhorar o trabalho do sistema hidráulico, as unidades industriais buscam substituir 
o cabeçote por outro, cujo pistão possua maior diâmetro, elevando a pressão hidráulica 
específica, e, conseqüentemente, a força aplicada ao colchão de bagaço. Entretanto, essa escolha 
tem que ser baseada em cálculos, pois isso acarreta um maior consumo de potência e maior 
pressão nos mancais, a qual está limitada a um máximo de 
 
 
100 kgf/cm2. Altas pressões e baixas velocidades possibilitam as mais eficientes moagens para 
extração, conquanto reduza a capacidade. Todavia, como já se mencionou, a pressão aplicável 
fica limitada pela resistência mecânica da moenda. A pressão a ser utilizada é aquela que permite 
o rolo superior flutuar para a capacidade de moagem estabelecida. 
 
32
3.7 – Velocidades dos Cilindros 
A massa de cana que passa através dos cilindros é função da abertura de regulagem do 
comprimento do cilindro e da velocidade periférica, os quais determinam basicamente a 
capacidade de moagem. 
De um modo geral, tem-se dado preferência por uma velocidade decrescente da primeira 
a ultima moenda, visando maior capacidade. O mais comum entre técnicos é mencionar a rotação 
da moenda (rpm), porém, o correto é expressar em velocidade periférica (m/min). Pode-se 
observar que, duas moendas operando à mesma rotação têm velocidades periféricas distintas, 
assim, uma moenda de 30”x54” com 6 rpm está com velocidade de 14,4 m/min ao passo que 
uma moenda de 37”x78” naquela rotação, tem uma velocidade de 17,7 m/min. No Brasil , tem-se 
estabelecido como velocidade periférica limite como 20,0 m/min, devido principalmente à 
resistência dos materiais e o efeito negativo sobre a extração de açúcar. Todavia, existem técnicos 
em outras regiões do mundo, trabalhando com velocidade periférica de até 36,0 m/min. 
Altas velocidades são sempre prejudiciais à extração, devido à reabsorção causada pelo 
deslizamento, conquanto favoreça a capacidade. 
 
3.8 – Tipos de ranhuras 
Os tipos de ranhuras utilizadas são as circufer6encias, transversais (chevrons) e canais de 
drenagem (Messchaerts). 
As ranhuras circunferências com sulcos em V são caracterizadas pelo passo, ângulo e 
altura. Os passos mais comuns são de 1 1/2”e 2”, conquanto se tenha de 1”. Tem-se adotado 
ranhuras com passo nas primeiras moendas e menores nas últimas. 
Atualmente, não se justifica utilizar frisos com passo maior que 2”, devido ao melhor 
preparo através dos desfibradores. 
A adoção deste ou daquele passo, é função do teor de fibra da cana, da moagem, e, 
principalmente, do estado de limpeza da cana, dentre outros. Quanto ao ângulo de friso, a 
tendência atual é usá-lo entre 35 e 45º. Os frisos mais agudos melhoram a “pega” de cana e a 
drenagem do caldo. Quanto menor o ângulo do friso, maior é a superfície e a altura, tornando-os 
mais suscetíveis a danos causados por pedras e pedaços de ferro. 
Hoje se tem procurado associar diferentes passos e ângulos nos diversos termos ao longo 
do tandem, visando satisfazer tanto a capacidade como a extração. Os frisos de 35º tem o atrito 
entre o bagaço e rolo aumentado de 3,3 vezes, ao passo que com 45º o aumento é de 2,6 vezes. 
As ranhuras transversais somente se justificam nos cilindros superiores e na entrada, 
quando a moenda não possui press-roller, ou, no superior, quando não se dá a devida atenção 
para o uso de solda nos frisos. 
De um modo geral, com o uso de chevrons há uma perda de superfície, com o aumento 
de bagaço no caldo, além de ser uma região de baixa pressão que prejudica a extração. 
O friso tipo messchaerts somente pode ser usado no rolo de entrada, para melhorar a 
drenagem do caldo. Esse canalde drenagem geralmente tem 6,0mm de largura por 
 
 
 
25,0mm de profundidade. O seu emprego sempre contribuiu para aumentar a quantidade de 
bagaço no caldo. 
 
3.9 – Percentagem de Fibra na Cana 
A fibra de cana é fator negativo tanto para a capacidade quanto para a extração, mas ela é 
responsável pelo balanço térmico da indústria, devendo-se ter um valor de equilíbrio entre eles. 
Quando se envia cana com muita palha se aumenta o peso do bagaço. E essa palha 
absorve caldo causando maior perda de açúcar para uma mesma pol de bagaço. 
33
Tem-se considerado que a elevação de 1,0% de fibra na cana causa uma perda de 1,5% na 
extração. A cana padrão é aquela com 12,5% de fibra, abaixo desse valor a capacidade de 
moagem cresce, e, acima, decresce. 
 
3.10 – Eletrodo de Solda nos Cilindros 
A aplicação de soldas nos frisos tem a finalidade de aumentar a alimentação das moendas, 
devido ao maior atrito causado pelo aumento do ângulo de “pega”, que pode pegar a 60º. 
São dois tipos de solda: picote e chapisco. O picote é feito na crista do friso. Quando o 
eletrodo utilizado tiver elevadas propriedades mecânicas, será necessário aplicar uma almofada, 
com eletrodo de fácil liga com o rolo de difícil soldagem. Os picotes são feitos com rolo e o 
chapisco nos flancos dos frisos deve ser aplicado a 1/2 a 2/3 de sua altura, a partir do topo. 
A deposição do material, carbetos de cromo em glóbulos, deve deixar a superfície 
altamente rugosa. Os chapiscos podem ser aplicados com o rolo parado ou em operação. 
O emprego de solda favorece a capacidade, mas também a extração à uniformidade de 
alimentação. Considera-se que a unidade do bagaço é reduzida de 2 a 3% e a pol da ordem de 
1,0% , quando essa técnica é corretamente observada. O emprego de solda reduz o desgaste dos 
cilindros tanto no diâmetro como nas faces. 
 
3.11 – Controle do Desempenho das Operações 
Para se chegar as medidas tomadas foram acertadas, será necessário adotar métodos de 
avaliação que julguem o desempenho das operações. 
No caso do julgamento do sistema de preparo da cana por desfibradores, utiliza-se o 
índice de preparo, onde se pode constatar de células que se rompem durante a operação. 
Esse índice consiste de uma relação entre as leituras polarimétricas no extrato obtido no 
aparelho de “Open clles” o do digestor a frio vezes 100. Como já foi citado, este valor deve ser 
entre 80 a 85% nos desfibradores horizontais e 90 a 92% para os verticais. 
No caso das moendas pode se recorrer à curva de Brix, à extração e aos cálculos 
tecnológicos das extrações. 
A curva de Brix ajuda na observação individual de cada terno, pois oferece uma relação 
da quantidade de sólidos extraídos em cada conjunto, se conhecendo a quantidade de entrada no 
terno e a que saiu. Essa relação dá a condição para se manter atento sobre um determinado terno 
em específico ou no conjunto deste como um todo. Este é um sistema prático e rápido para se 
julgar o desempenho das moendas. 
Outro modo, e bastante comum, é a observação da extração das moendas. As unidades 
com maior desempenho têm uma extração de até 98%. Entretanto, no Brasil, as unidades que 
conseguem obter os resultados mais satisfatórios atingem uma extração total da ordem de 96%. 
 
 
O sistema que oferece parâmetro mais seguro para a interpretação da eficiência das 
moendas é aquele que, através dos cálculos tecnológicos, dá extrações relativas, individuais e 
totais, e ainda os dados para curva de umidade de bagaço, de Brix e extração de caldo do 
primeiro terno. Esse sistema consiste em se amostrar, de modo contínuo, num intervalo de 
tempo superior a 5 min, cana, caldos e bagaço, terno a terno. 
 
3.12 – Peneiramento do Caldo 
O caldo de cana extraído pelas moendas contém certos materiais em suspensão que 
devem ser removidos pelo peneiramento, sendo esta a primeira operação de purificação do suco 
extraído. Dentre estes resíduos estão, a areia e a terra, que a lavagem da cana não conseguiu tirar, 
e o bagaço fino, conhecido como bagacilho. 
34
 Este último, geralmente em maior quantidade no caldo, se origina nos desfibradores de 
cana e passas para o caldo ao cair entre os rolos de moenda e a bagaceira. Dependendo da 
variedade de cana processada, da eficiência dos desfibradores e da regulagem das bagaceiras, a 
quantidade de bagacilho pode aumentar ou diminuir. 
 Se o bagacilho não for removido do caldo, causará sérios problemas nas etapas seguintes 
de fabricação do álcool, tais como: o entupimento de bombas, canalização e tubulações de 
aquecedores e evaporadores, incrustações nos trocadores à placa, efeitos negativos à fermentação, 
acúmulo deste material nos pratos das centrífugas e bandejas das colunas de destilação, etc. 
 As peneiras mais utilizadas em usinas são as do tipo cush-cush, vibratória e estacionária. 
Geralmente, tem-se uma peneira vibratória ou estacionária, após uma cush-cush. 
 
3.12.1 – Peneiras Cush-Cush e Rotativas 
As peneiras Cush-Cush são constituídas por uma tela fixa horizontal. Lateralmente, a 
peneira possui chapas metálicas dispostas verticalmente, guarnecendo-a. 
 Esta peneira está instalada, geralmente, junto das moendas, no lado oposto ao 
acionamento das mesmas, e recebe o caldo extraído diretamente sobre sua superfície, o qual 
escoa para ela através de calhas. O bagacilho retido é enviado de volta à moagem, geralmente na 
alimentação do primeiro ou segundo ternos da moenda. 
 Outra opção é o uso de peneiras rotativas, as quais estão cada vez mais comuns nas 
unidades industriais. 
 
3.13 – Extração do Caldo de Cana por Difusão 
O processo de extração sólido-líquido é também chamado de “difusão”, é aplicado em 
equipamentos chamados “difusores”. 
 O processo consiste na extração da sacarose contida nas células da cana-de-açúcar, 
através da lavagem em contracorrente. 
 Antes da extração pelo difusor, a cana deve ser preparada igualmente para as moendas, ou 
seja, passa pelo processo de desnaturação mecânica, no qual, por intermédio de picadores (facas) 
e desfibradores, as células contendo sacarose são abertas para facilitar a extração. 
 As células que não foram abertas pelo processo anterior passam pela desnaturação 
térmica, que, por ação do calor, torna possível a extração da sacarose. 
 Este fenômeno se dá dentro do difusor, sempre mantendo o caldo em recirculação em 
torno de 70°C. 
 
 
 
Existem os difusores de cana e os de bagaço. Os primeiros são alimentados com cana 
desfibrada com 90% de células abertas. Os segundo têm, antes, uma moenda que extrai de 60 a 
70% do caldo da cana. A seguir, na figura 3.3, é mostrado o esquema de moagem da Usina 
Jardest. 
 Os difusores de cana constituem-se de um túnel de chapa de aço; sua secção é retangular 
e sua largura, determinada pela capacidade desejada. 
 A cana preparada é aquecida a 70°C por intermédio do caldo quantidade de recirculação, 
que passou por aquecedor de caldo/vapor. Com esta temperatura não se tem quase nenhuma 
ação de bactérias. A camada de cana é transportada, dentro do difusor, sobre telas perfuradas por 
meio de corrente de barra de arraste. 
 Pouco antes do fim do processo, é adicionada água de embebição à 80°C. Esta água 
percola através da camada de cana e das perfurações da tela metálica do fundo. Durante a 
percolação, a água dissolve o açúcar e é recolhida numa tremonha abaixo da tela, sendo 
bombeada a seguir ao estágio anterior.
35
O caldo bombeado passa pelo estágio anterior e volta a percolar, e assim, sucessivamente, 
até chegar ao estágio inicial, atingindo a concentração máxima no lado da entrada do difusor. 
 No final do difusor, o bagaço com 70 a 75% de umidade deve ser passado por uma 
moenda para se obter bagaço com umidade de 50-52%. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.3 – 
Esquema de um Difusor 
36
 
 
Figura 3.4 – Difusor emOperação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.5 - Difusor (Vista interna) 
 
 
 
37
Capítulo 4 
CLARIFICAÇÃO DO CALDO DE CANA 
 
4.1 - Introdução 
O caldo de cana bruto é opaco, de cor amarela pardacenta a esverdeado, mais ou menos 
escuro e viscoso. As impurezas do caldo podem ser classificadas como impurezas em suspensão 
(terra, areia, bagacilho) e impurezas solúveis (corantes, sais minerais). A opacidade é causada 
pelos colóides, proteínas, pentosanas, pectina e compostos inorgânicos como sílica. A cor varia 
com a cana e com a energia do esmagamento e é dada pela clorofila, antocianina, sacaretina e 
substâncias cromógenas. A viscosidade do caldo é causada por gomas, pectinas, albuminas e sílica 
coloidal. 
 O pH do caldo varia de 5 a 6 A acidez aumenta nas canas queimadas, doentes, 
praguejadas, cortadas a mais de 24 horas, verdes e passadas. 
 Na clarificação visa-se separar do caldo a maior quantidade possível de impurezas 
dissolvidas e em suspensão, sem afetar a sacarose. Deve ser feita logo após a moagem para evitar 
a ação de fermentos e enzimas. 
 A clarificação pode ser realizada de várias formas segundo o tipo de açúcar a ser 
produzido, ou se o caldo vai ser usado para fermentação a etanol. A clarificação consta de vários 
processos e combinações de processos, que variam de acordo com o tipo de açúcar que se quer 
obter e com a região. A clarificação por simples decantação do caldo é impossível. Somente se 
pode consegui-la após a floculação dos colóides, pois o caldo tem que ser considerado na 
clarificação como um sistema coloidal muito complexo, no qual o meio de dispersão é a água. No 
caldo á temperatura ambiente, predominam os colóides com pontos isoelétricos entre pH 7,0 e 
7,2. Nessa faixa há a melhor floculação possível. A deposição da parte floculada arrasta quase 
todo o resto por adsorção.
4.2 – Métodos de clarificação do caldo 
 Existem 5 métodos utilizados no processo de clarificação do caldo de cana que possuem 
destaque: 
 
1. Caleação, calagem ou defecação – uso de cal virgem (CaO); 
2. Sulfitação – uso de anidrido sulfuroso (SO2); 
3. Fosfatação – uso de ácido fosfórico (P2O5); 
4. Carbonatação – anidrido carbônico (CO2); 
5. Uso de óxido de magnésio. 
 
Na prática o que realmente se usa é uma combinação de métodos. Complementando os 
métodos acima, podem ser adicionadas outras substâncias auxiliares, tais como polímeros e 
outros agentes floculantes. Além dos métodos citados outros têm surgido, tais como uso de 
ozônio, carvão ativo e outros. A clarificação do caldo se inicia com o seu peneiramento, 
conforme Figura 4.1. 
 
 
 
 
 
 
38
 
Figura 4.1 – Obtenção do caldo 
 
A clarificação tem grande influência na manufatura do açúcar, não influenciando somente 
na qualidade do produto, como também, no rendimento, na concentração e na centrifugação. 
Nos países onde somente se consome açúcar refinado, a usina produz açúcar bruto 
inferior, que vai para a refinaria, onde é transformado em açúcar próprio para o consumo. Nesse 
caso o açúcar bruto saído da usina para a refinaria é normalmente denominado de demerara. 
Nesse caso o tratamento é com cal e calor, o açúcar tem aproximadamente 96 Pol e cristais 
amarelados. 
 Nos países como o Brasil, onde se consome açúcar cristal de usina, não refinado, este 
deve ser mais puro, sendo assim, apenas a calagem e aquecimento não são suficientes, havendo 
necessidade de outros tratamentos. Atualmente, a clarificação mais usada para açúcar cristal é a 
sulfitação seguida da caleação. 
 
4.2.1 - Tratamento de caldo para fermentação em destilarias anexas x O tratamento de caldo mais recomendado para a produção de álcool para destilarias 
anexas é aquele que prevê peneiramento, caleação, aquecimento, decantação e 
resfriamento. x As peneiras mesmo quando arranjadas em cascata, com eficiência gradativa de retenção, 
não conseguem remover mais que 80% das impurezas em suspensão, passando argila e 
bagacilho para o processo. x O tratamento que permite a eliminação de argila e bagacilho, após o peneiramento e 
desaeração, é o aquecimento, seguido de decantação. Estas duas impurezas entopem os 
bicos das centrífugas impedindo uma separação eficiente do fermento. x O aquecimento do caldo a 105°C reduz a carga microbiana contaminante e o volume de 
espuma na fermentação. A reciclagem dos fundos de dorna na fermentação traz consigo 
mais impurezas quando não se realiza a decantação do caldo. 
 
 
4.2.2 - Tratamento de caldo para fermentação em destilarias autônomas 
Água de 
embebição
Água de lavagem 
de cana (saída)
Cana
Água de lavagem 
de cana (entrada)
Bagacilho 
para lodo
Bagaço para 
caldeira
Caixa de
caldo LC
Medidor de 
vazão
Caldo para 
sulfitação
CondensadoVinhaça
- Embebição
- Filtros
- Outros
Para 
lavoura
Regenerador
caldo x vinhaça
Regenerador
caldo x condensado
39
x O tratamento de caldo para produção de álcool para as destilarias autônomas é o mesmo 
das destilarias anexas, acrescido da operação de concentração do caldo. x A concentração do caldo como uma etapa a mais no tratamento do caldo permite: 
 
- A elevação do teor de açúcar total do mosto para fermentação implica em 
aumento do teor de álcool no vinho, aumentando a capacidade de produção da 
destilaria e diminuindo o consumo de vapor; 
- desnaturação de proteínas, reduzindo a viscosidade do caldo e diminuindo a 
formação de espumas; 
- menor desgaste dos bicos das centrífugas provocando menor perda de fermento 
(o que permite menor consumo de ART do mosto). 
 
4.2.3 - Tratamento de caldo para fabricação de açúcar 
Clarificação é o processo de eliminação de materiais corantes no caldo pela 
transformação de sólidos solúveis em sólidos insolúveis. 
Decantação é a separação física entre sólido e líquido por diferença de densidade. 
 
 O processo mais usado para açúcar no Brasil é o sulfo-defecação, em que primeiro é 
realizada a sulfitação e depois a caleação, embora haja muitas variantes em relação ao processo 
geral. 
 
 
Figura 4.2 – Fluxograma geral do processo de clarificação do caldo para fabricação de açúcar. 
 
 
 
 
4.3 - Caleação simples ou defecação simples 
Vapor
Aquecedores
Caldo 
filtrado
Condensado
Leite 
de cal
LC
Medidor 
de vazão
Caldo das 
Moendas
Enxofre 
sólido
Água de 
resfriamento
Balão 
Flash
Entrada 
Polímero
Multijato
Sulfitação
do caldo
Decantador 
rápido
Para
caixa de 
Lodo
Nível do caldo
Caldo para 
Evaporação
Entrada 
de AR
Entrada 
de AR
Entrada de 
água
Saída de 
água
250°C
200°C
Saída de 
água
Entrada 
de água
Gases
Polímero
40
 Este processo é utilizado exclusivamente para a fabricação de açúcar demerara ou açúcar 
cristal bruto, o qual é utilizado como matéria-prima para refinarias produtoras de açúcar cristal 
refinado. Este tipo de açúcar bruto é em grande parte exportado. 
 Basicamente esse processo consiste na aplicação de leite de cal. O caldo bruto com pH na 
faixa de 4,8 a 5,8 recebe leite de cal (5 – 10ºBe) até atingir um valor de pH entre 7,5 e 8,0, seguido 
de aquecimento até 100 – 105°C. Além do leite de cal, podem ser empregados fosfatos, 
polieletrólitos, bentonita e outros produtos que atuam como coadjuvantes no processo. 1 °Bé = 
1,83 °Brix. 
 O leite de cal é obtido pela hidratação da cal virgem, segundo a reação: 
 
CaO + H2O o Ca(OH)2 
 
 A caleação simples proporciona a ocorrência de reações químicas entre a cal hidratada e 
inúmeros componentes do caldo, entretanto a reação mais importante ocorre entre o hidróxido 
de cálcio e os fosfatos solúveis do caldo. O processo de caleação pode ser descontínuo 
(intermitente) e contínuo. 
 
Ca
2+
 + HPO 4 CaHPO4
4.4 - Sulfitação 
Consiste em promovero contato do caldo com o gás sulforoso (SO
2
) para sua absorção, 
o que resulta na: 
 x Redução do pH, auxiliando na precipitação e remoção de proteínas do caldo. x Diminuição da viscosidade do caldo, e conseqüentemente, do xarope, das massas cozidas 
e méis, facilitando a cristalização da sacarose nos cozimentos. x Formação de complexos com açúcares redutores, impedindo a sua decomposição e 
controlando a formação de compostos coloridos com alcalinidade alta. x Preservação do caldo contra alguns microrganismos. x Prevenção do amarelamento do açúcar (cristal Branco) durante o armazenamento. x Decantação mais rápida que permite, mais facilmente, a eliminação de fosfatos e ceras, e 
uma filtração melhor. x Eliminação de materiais de cor elevada do caldo, possibilitando a fabricação do açúcar 
branco. x Transformação dos sais de ferro, presentes no caldo devidos a desgastes de moendas e 
tubulações, em compostos ferrosos incolores. x Redução da cor de caldo, o SO2 é um redutor enérgico e atua sobre as substâncias 
corantes do caldo. 
 
A principal reação química ocorre com o hidróxido de cálcio usado na calagem na etapa 
seguinte, produzindo um precipitado de sulfito de cálcio que, ao ser eliminado na decantação, 
permite a obtenção de um caldo límpido e claro. 
O efeito mais importante da sulfitação, quando da clarificação do caldo de cana é sua ação 
inibidora de formação de cor, proveniente da reação entre açúcares redutores e aminoácidos 
(reação de Maillard). 
 
4.4.1 - Métodos de Sulfitação 
 
1) Sulfitação fria do caldo bruto 
41
x Sulfitar em pH na faixa de 3,8 a 4,5. x Efetuar calagem até pH 7,0. x Aquecer até 105ºC e enviar para o clarificador. 
 
2) Sulfitação quente do caldo bruto x Aquecimento entre 65 – 75ºC. x Sulfitação em pH na faixa de 3,8 a 4,5. x Efetuar calagem até pH 7,0. x Aquecer até 105ºC e enviar para o clarificador. 
 
3) Sulfitação quente do caldo bruto (Java) x Aquecimento até 50°C. x Calagem. x Sulfitação até pH 7,2. x Aquecer até 105°C e enviar ao decantador. Este processo é muito usado na Índia 
e reduz a quantidade de cal e de anidrido sulfuroso. 
 
4) Calagem fracionada e sulfitação do caldo bruto x Aquecimento até 55 ou 60°C. x Pré-calagem com 400 g de CaO por T.C. x Sulfitação com 0,4 g de SO2 por litro de caldo. x Calagem final até pH 7,4. x Aquecimento a 105°C e envio ao decantador. 
 
Obs.: Existem variantes dos processos gerais de sulfitação citados anteriormente. 
 
A sulfitação é o primeiro tratamento químico que o caldo recebe na usina, e consiste na 
passagem do gás anidrido sulfuroso (SO2) ao caldo aquecido. O caldo passa em contato direto 
com o SO2, ambos escoando em contra corrente, em colunas de absorção de gases, contendo 
bandejas perfuradas (pratos), as quais aumentam o contato gás-líquido. 
 O SO2 age de forma complexa ao reagir com o caldo, formando um sal pouco solúvel 
que será removido na seção da decantação, auxiliando na clarificação do caldo. Além disso, o SO2 
ajuda a converter compostos coloridos em incolores, impedindo o desenvolvimento de cor pela 
oxidação e inibindo o desenvolvimento de cor pela reação de escurecimento entre açúcares 
redutores e aminoácidos. 
O gás SO2 é obtido pela queima de enxofre, que reage com o oxigênio, como mostra a 
reação exotérmica: 
S + O2 o SO2 
 
Infelizmente, nem todo o enxofre queimado se transforma em SO2, pois nem sempre se 
consegue parar a reação, podendo formar SO3, devido à alta temperatura que pode ser atingida 
pela liberação da reação de formação de SO2. 
 
 
 
Inconvenientes da presença de SO3 no gás de sulfitação: 
 x Formar ácido sulfúrico, que pode causar corrosão nos equipamentos e inversão na 
sacarose. 
42
x Formação de sulfato de cálcio que é mais solúvel que o sulfito de cálcio, aumentando o 
teor de sais no caldo e causando incrustações nos evaporadores. x Aumenta o consumo de enxofre. 
 
Para minimizar a formação de SO3, alguns cuidados devem ser seguidos: 
 x Controle da vazão de ar na alimentação do forno, bem como sua umidade. 
x Resfriamento dos gases de combustão contendo o SO2 para em torno de 250°C, onde a 
taxa de formação do SO3 é mínima. 
 
A combustão do enxofre e a temperatura: 
 x 119°C: fusão do enxofre. x 119 – 180°C: enxofre fundido aumenta viscosidade e escurece. x Acima de 180°C a viscosidade diminui. x 250°C: inicia-se o processo de combustão. x 250 – 400°C: inicia a formação de SO3. x 400 – 500°C: intervalo de temperatura no qual a formação do SO3 é ótima. 
 
A queima do enxofre é realizada em fornos constituídos por um tambor rotativo, câmara 
de combustão e resfriador. O consumo de enxofre situa-se em torno de 350 g de enxofre por 
tonelada de cana, e o pH do caldo que deixa a torre está em torno de 4,5. Na produção do açúcar 
orgânico, o caldo não passa pela sulfitação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.3 – Forno rotativo para queima de enxofre 
 
 
 
 
 
4.4.2 - Processo de Sulfitação 
 O caldo é enviado a um pré-aquecimento em trocador de calor tipo placa ou casco tubo, 
onde é aquecido pela troca de calor com um fluido quente (que em muitos casos é vinhaça) até a 
43
temperatura desejada. A seguir o caldo é introduzido na parte superior de uma coluna de 
sulfitação e os gases pela parte inferior, ocorrendo assim, a absorção do SO2 pelo caldo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.4 – Esquema da sulfitação 
 
Alguns técnicos afirmam que se pode sulfitar antes ou após a calagem, que o que 
realmente importa é chegar ao mesmo pH final do caldo decantado. Mas no geral, principalmente 
no Brasil, o processo preferido é a sulfo-defecação, ou seja, primeiro faz-se a sulfitação. Se a 
calagem é feita primeiro, o caldo fica exposto mais tempo a pH alcalino, favorecendo a formação 
de gomas, como a dextrana, inconveniente por levar a entupimentos de canalizações e interferir 
na cristalização do açúcar. Além do mais, a rapidez da decantação e o volume do lodo dependem 
do pH do meio (reação do meio) no qual se forma o precipitado. O lodo sendo formado num 
meio alcalino será hidratado, portanto forma um maior volume de lodo que será enviado para a 
filtração. O lodo formado em meio ácido é mais compacto e apresenta maior velocidade de 
decantação. 
Na prática admite-se: x Calagem antes da sulfitação: decantação mais lenta, maior volume de lodo, 
necessita maior capacidade de filtração. x Sulfitação antes da calagem: melhor para canas não maduras, decantação mais 
rápida, menor volume de lodo, necessita menor capacidade de filtração. 
 
 
A sulfo-defecação para uma boa coagulação das impurezas deve ser conduzida: 
 x pH de 3,8 a 4,0 numa temperatura de 30 a 40°C; x pH de 5,1 a 5,3 numa temperatura de 70 a 75°C. 
SAÍDA DE GASES 
VÁLVULA DE 
ALIMENTAÇÃ
O DO CALDO 
CÂMARA DE GASES
BOCAL VERIFICAÇÃO 
ENTRADA DE GASES 
ENTRADA DE AR 
ALIMENTAÇÃO DO 
ENXOFRE 
CALDO SULFITADO
44
 
Numa temperatura mais baixa a absorção do SO2 no caldo é maior. Na reação química 
entre o Ca(OH)2 e o SO2 forma-se CaSO3. Uma sulfitação exagerada conduz à formação de 
Ca(HSO3)2 que é muito mais solúvel em água que o sulfito. A formação do bissulfito é 
inconveniente, pois durante o aquecimento e evaporação do caldo, o bissulfito é transformado 
em sulfito de cálcio insolúvel, que se deposita nos equipamentos. Incrustações nos evaporadores 
implicam em gastos com limpeza química e mecânica, além de maior gasto de vapor. Além disso, 
implica em açúcar com maior teor de cinzas (minerais).
 
4.5 – Fosfatação 
 O fosfato, expresso em ácido fosfórico é encontrado na cana sob duas formas principais: 
como fosfatos solúveis do caldo e combinado nas proteínas das células. A clarificação de caldos 
deficientes em fosfato natural é muitas vezes auxiliada pela adição de fosfatos. Em geral,caldos 
contendo menos de 0,03% de fosfatos são considerados deficientes. A adição de fosfatos até este 
nível assegura maior formação de flocos de fosfato de cálcio, mas teores de fosfato da ordem de 
0,09% podem implicar em aumento do volume de lodo e mais baixa velocidade decantação. A 
fonte normalmente utilizada para aumentar o fosfato natural presente na cana é o ácido fosfórico, 
mas é comum usar fosfato de amônia, de manuseio mais fácil e mais barata que o ácido fosfórico. 
A fosfatação auxilia na remoção de materiais corantes e parte dos colóides do caldo. O 
precipitado formado com a cal é o fosfato tricálcico. O ácido fosfórico é acrescentado antes da 
calagem. Tem a possibilidade de substituir a sulfitação, mas no geral deve ser considerado como 
um auxiliar da clarificação e é usado numa dosagem de 250 a 300 ppm (mg/L). 
 
 
Tabela 4.1 - Vantagens e aplicações de Ácido Fosfórico (P2O5) 
 
 
Vantagens Aplicação 
Caldo mais Claro 
Varia de acordo com a quantidade 
 de P205 presente no caldo. 
Alta taxa de sedimentação 
Dosagem ideal normalmente entre 
200 e 300 ppm 
Lodo mais Concentrado 
Melhor Filtrabilidade do lodo 
Menor cor no açúcar 
Açúcar de melhor qualidade 
Nunca superior a 600 ppm Æ Formação de 
flocos leves que decantam lentamente, além de 
causar incrustações. 
 
 
4.6 - Carbonatação 
O caldo é aquecido, tratado com leite de cal e depois com CO2. Há precipitação de 
carbonato de cálcio, que englobará as matérias primas corantes e as gomas, tornando um 
complemento da clarificação. É um método usado na produção de açúcar de beterraba e muito 
pouco citado para açúcar de cana. Pode ser simples quando se usa apenas um tratamento com 
CO2 e uma filtração e duplo quando ocorrem duas operações de cada. Há também um método 
45
com tratamento com gás carbônico e calagem simultaneamente. Para caldo de cana o maior 
inconveniente é a caramelização dos açúcares redutores, que escurece o produto. 
 
4.7 – Caleação 
 
4.7.1 - Introdução 
Normalmente o pH do caldo de cana varia entre 4,8 - 5,5, sendo que as canas maduras 
apresentam um pH mais elevado, e nas canas passadas e queimadas, este valor tende a um limite 
mais baixo. Esta acidez pode ser alterada para menos, mediante a adição de álcalis, assim como o 
leite de cal Ca(OH)2 , o qual constitui a base fundamental de todos os processos de clarificação 
do caldo de cana, por formar compostos insolúveis no mesmo, sendo estes, de fácil remoção por 
decantação e filtração. 
Pela adição de leite de cal, além da formação de compostos insolúveis, verifica-se a 
coagulação de grande quantidade de colóides, e ainda uma elevação na concentração 
hidroxiniônica do caldo, pois se trabalhando com este em pH próximo à neutralização, evita-se 
os produtos escuros resultantes da decomposição dos açúcares redutores sob a ação do hidróxido 
de cálcio, quando este é aplicado em excesso ocorre a inversão da sacarose, com conseqüente 
diminuição no rendimento da indústria, causado pela alta alcalinidade do caldo em 
processamento. 
A adição ou dosagem de leite de cal ao caldo proveniente da sulfitação é feita de maneira 
continua, com controle automático nos tanques dosadores. 
 4.7.2 - Ação da cal sobre os caldos 
 Os ácidos orgânicos são eliminados, as matérias albuminóides são coaguladas, uma parte 
das matérias corantes torna-se insolúvel. Com a caleação ocorre pequeno aumento da pureza dos 
caldos (0,5 a 2,0 pontos). A purificação é física, formando um precipitado que engloba as 
impurezas físicas e as arrasta consigo. Assim, o objetivo da caleação é a reação com o sulfito 
e com o ácido fosfórico, formando sulfito e fosfato de cálcio, que são insolúveis em pH 
neutro e se precipitam na decantação. 
 
Parâmetros 
x Preparação do leite de cal: CaO + H2O o Ca(OH)2 (exotérmica). O leite de cal é 
preparado em dois tanques, dos quais um se esvazia, enquanto o outro enche, dotados 
de agitador, girando a 8 – 10 rpm. A capacidade de cada tanque é de 90 –120 minutos 
de operação da usina. x Ca(OH)2 o Ca2+ + 2 OH-1. x 2 HSO3 + Ca2+ o Ca(HSO3)2 (bissulfito de cálcio – solúvel). x Ca(HSO3)2 + Ca(OH)2 o 2 CaSO3 + 2 H2O. 
 x Cal hidratada pura apresenta 76% de CaO (56/74)x100%. x Calagem até pH na faixa de 7,2 a 7,4 (processo de caleação de caldo sulfitado). x Fundamental o controle automático do pH. x Consumo de cal: 500 – 800 g de CaO por tonelada de cana. 
46
x Um bom processo de caleação apresenta um teor de CaO do caldo clarificado não 
superior a 400 mg/L. 
 4.7.2 - Métodos de defecação 
 1 - Calagem fria 
x O caldo recebe calagem até pH na faixa de 7,2 a 8,3 com média em 7,8. 
x Em seguida enviado aos aquecedores, aquecido até ebulição (105°C). 
x Após aquecedores, o caldo passa por um tanque de flash e é enviado ao decantador. 
x A decantação é completada após um tempo que varia de 60 a 180 minutos. 
 
 2 - Calagem quente 
x Aquecimento do caldo a 70°C. 
x Calagem até pH 7,8 e aquecimento até ebulição (105°C). 
x Flash e decantador. 
 
 3 - Calagem fracionada e aquecimento duplo 
x Calagem a pH 6,2 – 6,4. 
x Aquecimento a 105°C. 
x Nova calagem até pH de 7,6 a 8,2. 
x Aquecimento a 105°C. 
x Tanque de flash e a seguir decantação. 
x O pH final do caldo clarificado deve situar entre 6,8 a 6,9. 
 
 4 - Calagem com ebulição 
x Aquecimento a 105°C. 
x Flash seguido de calagem até pH 7,8. 
x Decantação. 
x O pH final deve se situar entre 6,8 e 6,9. 
 
 
 
 5 - Adição de cal com sacarato 
x Este método consiste na mistura de leite de cal com caldo clarificado ou xarope, 
mantendo o contato acima de 5 minutos, dando tempo para formação de sacarato de 
cálcio. Então é feita a adição da cal com esta mistura de sacarato ao caldo bruto. 
Afirma-se que o caldo fica mais claro e mais puro. 
47
x Deve ser formado sacarato monocálcico e para isso a temperatura deve ser abaixo de 
58°C e a relação sacarose para óxido de cálcio deve ser acima de 6,1 para 1. 
x Diminui o problema de entupimentos de tubulações. 
 
 Um processo típico de uso de sacarato é: 
x 20% de caldo misto: aquece até a ebulição, caleia até pH 11,0 a 11,5; 
x 80% de caldo misto, pH 6,0-6,5 (frio), aquece até ebulição; 
x Misturam-se as duas partes e envia para o balão flash (pH = 7,0). 
 
 4.7.3 - Características da cal 
A cal utilizada no processo de clarificação do caldo de cana é obtida pela dissociação do 
carbonato de cálcio, gerando CaO e CO2. O CaO reage com H2O para formar a cal hidratada 
através de uma reação exotérmica, conforme segue: 
 
CaO + H2O o Ca (OH)2 + calor 
Normalmente para tal preparação existem duas caixas sendo a primeira com entrada de 
água pela parte superior. Na primeira caixa é adicionado CaO e água, e com auxílio de um 
agitador mecânico, faz com que em solução fique pré-homogenizada, em seguida a solução é 
transferida para a segunda caixa, obtendo uma solução na faixa de 4,0 a 7,0 º Baumé. A água a ser 
utilizada no preparo do leite de cal não deve ser dura, sendo recomendado o uso de águas 
condensadas. O tempo de hidratação e maturação da cal é da ordem de 7,7 horas. Esta solução é 
agitada é bombeada para o processo sendo que o excesso retorna para as caixas de preparação. 
A acidez ou a alcalinidade final do caldo clarificado entrando na evaporação não é 
indiferente. Na obtenção de açúcar branco é necessário um caldo caleado ligeiramente ácido. Para 
açúcar demerara pode-se deixar o caldo levemente alcalino. O pH alcalino implica em aumento 
de tempo de cozimento, dificultando a cristalização. O tempo de cozimento é cerca de 20% 
maior para um pH 7,5 do que para pH 7,0. 
 
4.8 - Aquecimento do caldo 
O aquecimento do caldo apresenta os seguintes objetivos: 
 x Acelerar as reações químicas que levam à formação de compostos insolúveis. 
x Promover a coagulação das proteínase a floculação máxima possível dos colóides do 
caldo. 
 
x Reduzir a solubilidade dos sais de cálcio e a viscosidade do meio e acelerar o processo 
de decantação e clarificação do caldo. 
x Saturar os sais formados nas reações químicas. 
x Controle microbiológico (conseqüência). 
x Diminuir a densidade e viscosidade. 
x Provocar a floculação. 
48
 
 
O aquecimento é feito em trocador de calor, geralmente do tipo casco e tubos, do 
tipo vertical / horizontal ou trocadores de placas. 
O aquecedor (normalmente trocador tipo casco tubo) é formado por uma calandra 
tubular: o caldo circula por dentro dos tubos e o vapor em volta dos tubos. Os aquecedores 
(trocadores de calor) podem ser de simples ou de múltiplos passes. A temperatura do caldo deve 
ser elevada acima do ponto de ebulição na pressão atmosférica, podendo chegar a 110°C na 
entrada do decantador, sendo a temperatura de aquecimento mais usada 105ºC e a velocidade de 
circulação do caldo considerada ótima se situa na faixa de 1,5 a 2,0 m/s. Esse aquecimento é feito 
pelo vapor vegetal gerado nos evaporadores. Há grande incidência de incrustações nos tubos dos 
aquecedores, e por isso deve ser feita uma limpeza periódica nos mesmos, para evitar perdas na 
transferência de calor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.5 – Esquema de um 
aquecedor de caldo com 
vários passes 
 
 
 
 
Os tubos dos 
trocadores de calor podem 
sofrer incrustações, 
sendo necessária a limpeza dos mesmos, através de limpeza mecânica, através de raspadores 
rotativos ou hidrojateamento, Figura 5.6. Também pode ser por limpeza química, circulando 
caldo misto com pH de 5,5 a quente (70°), promovendo uma limpeza ácida na tubulação. As 
49
limpezas CIP, normalmente são feitas nos trocadores a placas com soluções de soda ou ácido 
fosfórico em circulação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.6 – Limpeza mecânica dos tubos dos trocadores de calor 
 
 
4.9 - Balão de Flash 
 É um simples recipiente cilíndrico, colocado imediatamente antes e acima do decantador, 
com uma chaminé aberta para a atmosfera e ao qual o caldo vindo dos aquecedores, chega 
tangencialmente. Como o caldo está a 105°C, há uma evaporação espontânea, assim que chega a 
este recipiente, à pressão atmosférica. Este fenômeno libera todas as partículas em suspensão das 
bolhas de ar que ali estão agregadas e que impediriam a deposição das partículas de bagaço 
(bagacilho) durante a clarificação, se não fossem retiradas. Portanto, por meio da ebulição 
espontânea, há a eliminação do ar dissolvido no caldo que dificulta a decantação das impurezas 
mais leves (bagacilho). O único parâmetro a ser controlado é a temperatura do caldo, a 105ºC, ou 
seja, acima do ponto de ebulição para haver o flasheamento. 
4.10 - Decantação 
A decantação é a mais importante etapa do processo de clarificação, que visa purificar o 
caldo pela remoção de compostos coagulados por sedimentação. Basicamente, pode-se dizer que 
um açúcar de boa cor e poucas impurezas depende da qualidade da decantação. 
 O processo de decantação se dá nos decantadores que podem ser do tipo convencional 
ou rápido. A decantação é um processo contínuo, que leva aproximadamente três horas no 
decantador convencional, e uma hora no decantador rápido. É usual a aplicação de floculantes na 
entrada do decantador, visando agrupar os flocos formados nas reações químicas, deixando-os 
mais pesados para que decantem mais 
 
 
rapidamente. Os floculantes são polímeros, que podem ser tanto catiônicos quanto aniônicos. 
Eles recebem a denominação de polieletrólitos e são poliacrilamidas parcialmente hidrolisadas. 
Melhoram a floculação, a decantação torna-se mais rápida e o volume de lodo torna-se menor e 
não modificam o pH. A dosagem dos floculantes é da ordem de 1 a 3 g/TC, usados em solução 
numa concentração de 0,01 a 0,05%. 
50
 A capacidade de um clarificador é determinada pelo tempo de retenção necessário para 
permitir a sedimentação do lodo. A área disponível para a sedimentação constitui o maior fator 
para garantir a eficiência. Quanto maior a área por unidade de volume, mais rápida a decantação e 
menor o volume de lodo obtido. 
 
Os principais parâmetros da sedimentação são: 
 x pH do caldo clarificado: 6,8 a 7,0. x Transmitância: ! 60%. x Concentração do lodo: 45 a 55% de impurezas. x Teor de P2O5 � 30 ppm. x Tempo de retenção: 30 min a 3 horas. x Flocos pequenos: falta de polímero. x Caldo turvo: pH baixo ou falta de sulfito. x Impurezas flotando: temperatura baixa. x Caldo com cor amarelo forte: pH alto. 
 
 
Os decantadores devem ser esvaziados a cada 6 semanas, para evitar problemas de 
contaminação. 
 O decantador separa o lodo do caldo alimentado, que resulta em um caldo mais puro e 
límpido, e a esse caldo se dá o nome de caldo clarificado. O lodo retirado do decantador possui 
uma grande quantidade de sacarose. Este lodo passa por um processo de filtração gerando um 
caldo filtrado que é utilizado na produção de álcool. 
 
Características do decantador convencional: 
 x Tempo de retenção: 3 horas; 
x Dosagem de floculantes: 1 a 3 g/TC; 
x Manutenção: elevada; 
x Maior inversão de açúcar; 
x Pior qualidade do caldo clarificado; 
x Maior custo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
51
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.7 - 
Esquema de um decantador convencional com bandejas. 
 
O decantador mais utilizado nas usinas de açúcar é do tipo Dorr (Dorr Oliver). É 
constituído de um cilindro de fundo e tampa cônicos. Internamente é composto por seções ou 
compartimentos (em torno de 5), separadas por bandejas cônicas paralelas ao fundo, as quais 
possuem uma abertura central que faz a comunicação entre os compartimentos, constituindo o 
espaço por onde saem as borras. Este canal é atravessado por um eixo que sustenta suportes para 
os raspadores em número de quatro. O eixo central é acionado por motor elétrico, e movimenta 
a uma rotação entre 10 e 12 rph. 
Características do decantador não convencional (sem bandejas): 
x Tempo de retenção: máximo de 1 hora. 
x Dosagem de floculantes: igual ao convencional. 
x Manutenção: extremamente reduzida. 
x Menor inversão de açúcar. 
x Melhor qualidade do caldo clarificado. 
x Menor custo de instalação. 
 
 
 
 
52
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.8 - Foto de um sedimentador convencional. 
 
 
Visando assegurar uma menor quantidade de bagacilhos ou resíduos sólidos no açúcar e 
no mosto, o caldo clarificado passa por uma filtração adicional. Essa filtração pode acontecer 
tanto na peneira rotativa que se encontra após os decantadores quanto nas peneiras abertas. 
 
 
4.11 - Filtração do lodo ou tratamento do lodo 
O objetivo da filtração é recuperar açúcar do lodo, retornando-o ao processo na forma de 
caldo filtrado. O lodo removido dos decantadores possui uma considerável quantidade de açúcar 
que, portanto, deve ser aproveitado. 
Após sair do decantador o lodo recebe uma pequena quantidade de polímero, que ajudará 
na separação das impurezas, e recebe também uma adição de bagacilho, que aumentará o 
rendimento dessa extração. 
O caldo clarificado é enviado à fabricação, ou seja, mais freqüentemente, diretamente à 
evaporação. 
 O lodo deve ser primeiramente filtrado, para separar do caldo o precipitado contido, 
juntamente com os sais insolúveis formados e o bagacilho arrastado. 
Existem certas condições necessárias para se obter uma boa filtração. 
A filtração é uma operação difícil de ser regulada e que exige cuidados. Para reunir as 
melhores condições à sua realização, é preciso observar vários pontos: 
 
 
 
53
1°) Temperatura – A viscosidade dos caldos, sobretudo, das gomas e das cerasque 
decantam na superfície filtrante deve diminui com o aumento da temperatura. É, portanto, 
conveniente filtrar o caldo a alta temperatura. Trabalhe-se, preferivelmente, acima de 80°C. 
 
2°) Reação – Os caldos alcalinos são mais facilmente filtrados que os caldos ácidos ou 
neutros. Geralmente acrescentava-se cal ao lodo, antes de filtrá-lo, deixando-o com um pH de 8 a 
8,5. Isto era necessário com filtros-prensa, porém não com os filtros rotativos a vácuo. 
Na fabricação do açúcar, utilizam-se normalmente Filtros-Prensa e Filtros Rotativos a 
vácuo. 
Parâmetros da filtração 
 x % de impurezas no caldo filtrado: 2 a 12% matérias sólidas em suspensão. 
x retenção ideal dos filtros: ! 90% (rotativo apresenta em média 70%). 
x dosagem de bagacilho (adicionado ao lodo para formar a torta): 6 – 15 kg /TC (ou o 
suficiente para dar espessura adequada na torta do filtro). 
x umidade da torta: 70 a 75%. 
x pol da torta: o menor possível. 
 
 
Filtro prensa 
Equipamento pouco usado hoje em dia na filtração do lodo, em função da grande mão de 
obra exigida e de sua capacidade relativamente baixa. A Figura 4.9 apresenta o esquema de 
funcionamento de um filtro prensa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.9 - Esquema de funcionamento de um filtro prensa. 
 
 
O tempo de ciclo é aproximadamente: 
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x descarga e montagem: 45min. 
x filtração: 1h e 45min. 
x lavagem: 30min. 
x total do ciclo: 3 h. 
 
Filtro rotativo a vácuo 
O filtro rotativo a vácuo é composto de um tambor perfurado que gira em volta de um 
eixo horizontal e parcialmente submerso no líquido a ser filtrado. A periferia do tambor constitui 
a superfície filtrante, sendo esta dividida em 24 seções independentes, cada uma das quais 
ocupando 15° da circunferência e estendendo-se por todo o comprimento do tambor. Cada uma 
destas seções é ligada individualmente a uma tubulação de vácuo. Figuras 4.10 e 4.11 ilustram tal 
equipamento. O tambor gira a uma rotação que varia de 0,1 a 0,5 rpm. As fases de cada ciclo de 
filtração são as seguintes: formação e crescimento da torta, filtração, lavagem, secagem, quebra 
vácuo e descarga da torta, conforme Figura 4.10. Na suspensão de lodo a ser filtrada há a adição 
de bagacilho, na proporção de 6 a 15 kg por tonelada de cana para formação da torta na 
superfície do filtro. Como pode ser observado na Figura 4.10, no filtro rotativo existe a região de 
baixo e de alto vácuo. O baixo vácuo, 7 – 10 polegadas de Hg evitam-se a compactação da torta 
de sólidos e bagacilho, o que ocasionaria bloqueio da passagem de líquido. A formação de 
camada de torta porosa propiciará boas condições de lavagem da torta, a seguir. 
 A seção submersa do filtro no tanque emerge do mesmo com a camada de torta formada, 
há uma transição para o alto vácuo, 20 – 22 polegadas de Hg. Inicia-se uma sucção mais forte. Ao 
ultrapassar a linha de centro horizontal do tambor, começa a fase de lavagem da torta com bicos 
pulverizadores com água aquecida, extraindo o açúcar, fase conhecida como embebição. 
 A fase de secagem da torta sob a ação do alto vácuo vai até a metade de uma câmara, 
antes da borda superior da raspadeira. A capacidade e a eficiência da filtração estão ligadas à 
velocidade periférica do tambor. Quanto mais lenta for esta rotação, melhor serão a lavagem e 
secagem da torta, fatores redutores da pol, com conseqüente redução da capacidade de extração 
do lodo dos decantadores. 
 
 
 O sistema de lavagem da torta consta de: 
x Filtro Mausa: 6 fileiras de 37 bicos; 
x Filtro Zanini: 5 fileiras de 28 bicos.
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 4.10 – Vista do filtro rotativo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.11 – Detalhe da retirada da torta formada no filtro rotativo. 
 
 
 
 
 
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 Figura 4.12 – Esquema geral. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.13 – Filtro vacuum press – Technopulp. 
 
 
57
Na Figura 4.13 é apresentado um tipo de filtro que vem substituindo com vantagens os 
filtros rotativos. Estes filtros já eram utilizados na indústria de papel e celulose. Para lodos de 
decantadores na indústria do açúcar, permite a obtenção de um caldo, mais limpo. Apresenta 
maior extração de sacarose da torta devido à drenagem por sucção. Apresenta maior capacidade 
de produção com uma umidade da torta entre 68 a 70%, equivalente à produção de dois filtros 
rotativos de 13’X52’ (13 pés de diâmetro por 52 pés de comprimento). Usa bagacilho na 
proporção de 1,5 a 3,0 kg/TC. O filtro VP apresenta caixas de vácuo: 1,5 a 2,0 polegadas de Hg 
nas três primeiras caixas e vácuo de 2,5 a 3,0 polegadas de Hg nas três últimas caixas. As telas 
filtrantes apresentam uma velocidade de 6 a 8 m/min. O VP possui água de embebição que lava a 
torta, possui alto e baixo vácuo e sistema de prensagem da torta, tal que a umidade da mesma no 
VP é da ordem de 68 a 70%, comparado com o rotativo que produz torta com 70 a 75% de 
umidade. 
 De maneira geral, pode-se afirmar que: 
 
x Rotativo: menor consumo de polímero, maior área ocupada na fábrica, maior custo de 
instalação e maior quantidade de torta. 
x VP: melhor qualidade do caldo filtrado, facilidade operacional, pode operar sem 
bagacilho, maior capacidade, maior consumo de polímero, gera água de lavagem de tela 
com 0,5 Brix (usada na embebição), gera um caldo filtrado mais diluído.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
58
 
Capítulo 5 
CONCENTRAÇÃO DO CALDO 
 
A operação envolvida nessa etapa do processo é, basicamente, a evaporação que constitui 
o coração térmico da fábrica. Quando se trata do consumo de energia em processo, perdas de 
calor por radiação, quando os evaporadores não estão propriamente isolados, podem chegar a 5 – 
10%, além do desconforto operacional. 
O objetivo da evaporação é concentrar o caldo clarificado, produzindo o xarope com 
uma 60 – 70º Brix. A concentração do caldo, por motivos técnicos e econômicos é realizada em 
duas etapas. A primeira em evaporadores de múltiplos efeitos aquecidos a vapor, produzindo 
xarope. 
A segunda etapa realiza-se em evaporadores de simples efeito, aquecidos a vapor, 
denominados cozedores. Nestes o caldo entra na forma de xarope e sai na forma de massa 
cozida, na qual a sacarose apresenta-se parcialmente cristalizada. 
  Limite entre a evaporação e o cozimento: 
 
A evaporação é programada para que a concentração do xarope fique entre 60 e 70º Brix, 
sendo recomendado 65º Brix. É possível obter a evaporação até 75º Brix, porém os cozedores 
precisam de um xarope ainda capaz de dissolver cristais, para dissolver os falsos cristais formados 
durante o início do cozimento. 
 
5.1 - Evaporação do caldo 
 
A quantidade de água removida na evaporação é cerca de 80% em peso do caldo ou 
aproximadamente 70 – 80% do peso da cana. O vapor que iria ser necessário para operar os 
evaporadores em simples efeito (Figura 5.1) iria exceder o vapor gerado pela queima do bagaço. 
Assim usa-se evaporação em múltiplo efeito (Figura 5.2) e se usa vapor de escape das turbinas no 
primeiro efeito da evaporação. O 2º e demais evaporadores são aquecidos pelo vapor vegetal 
(vapor produzido pela evaporação de água do caldo) do efeito anterior. O vapor de escape das 
turbinas entra no primeiro efeito, condensa, transfere calor para o caldo que se encontra dentro 
dos tubos, produzindo assim a evaporação da água (caldo) dentro dos tubos. Este vapor gerado 
(vapor vegetal) é utilizado no evaporador (efeito) seguinte. O evaporador múltiplo efeito é 
econômico ao usar vapor vegetal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
59Figura 5.1 – Evaporador Tipo Roberts em Simples Efeito 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5.2 – Evaporadores Tipo Roberts em Múltiplo Efeito 
60
 
Os evaporadores em múltiplo efeito operam com pressões decrescentes do primeiro para 
o último efeito. Assim, não são necessárias bombas para deslocar o xarope de um efeito para o 
seguinte. Esse tipo de evaporador foi descoberto por Rillieux na Louisiania em 1840. 
  Princípio de Rillieux: 
 
Em um múltiplo efeito, 1 kg de vapor de escape alimentado no primeiro efeito irá 
evaporar a mesma quantidade de água, quantos forem os efeitos, ou seja, 1 kg de vapor de escape 
produz 1 kg de vapor vegetal por efeito. 
Na prática este princípio não é rigorosamente correto, sendo a evaporação um pouco menor que 
a prevista, devido: 
 
• Calor necessário para elevar a temperatura do caldo até o ponto de ebulição no primeiro 
efeito; 
• Perdas de calor por irradiação e remoção de gases incondensáveis; 
• Aumento no calor latente do vapor à medida que a temperatura decresce. 
• Decréscimo do calor específico do caldo à medida que este é concentrado; 
• Reevaporação (flash) do caldo ao entrar num efeito de menor pressão; 
• Reevaporação do condensado. 
 
Os três primeiros efeitos contribuem para o decréscimo da evaporação total, enquanto os 
três últimos tendem a aumentá-la. 
O caldo clarificado com uma concentração variando entre 13 e 15º Brix inicia seu processo de 
concentração no 1º efeito ou no pré-aquecedor, que pode ser um evaporador convencional, um 
reboiler ou trocador de placas e tem como objetivo auxiliar na evaporação da água contida no 
caldo e gerar maior quantidade possível de vapor vegetal, resultando um caldo clarificado na 
primeira caixa de evaporação mais concentrado. 
 
Temperatura do Caldo Clarificado 
 
A temperatura de alimentação do caldo clarificado tem uma relação direta com a 
superfície de aquecimento necessária neste primeiro efeito. 
 Normalmente a temperatura do caldo clarificado que entra no pré-evaporador (Figuras 
5.3 e 5.4) é de, aproximadamente, 115 °C (após pré-aquecimento). Este caldo entrará em ebulição 
dentro deste equipamento. Se a temperatura de alimentação for inferior a 115 ºC, parte da 
superfície disponível no pré-evaporador será destinada, exclusivamente, a aquecer o caldo até 
115°C e, posteriormente, evaporar.