Livro Tecnologia Produção Cana de Açucar

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Cláudio Hartkopf Lopes
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Tecnologia de Produção 
de Açúcar de Cana
2013
. . . . . . . . . . . SUMÁRIO
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T255t
Tecnologia de produção de açúcar de cana / organizador: Cláudio 
Hartkopf Lopes. ─ São Carlos : EdUFSCar, 2011.
183 p. – (Coleção UAB-UFSCar).
 
ISBN – 978-85-7600-269-7
 
1. Agroindústria canavieira. 2. Produção de açúcar. 3. Tecnologia 
açucareira. 4. Cana-de-açúcar - industrialização. I. Título. 
 
 CDD: 338.1 (20a)
 CDU: 631.116
. . . . . . . . . . . SUMÁRIO
APRESENTAÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
UNIDADE 1: Aspectos gerais, produção, mercado etc.
 1.1 Açúcares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
 1.2 Origem dos açúcares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
 1.3 Glicose e frutose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
 1.4 Sacarose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
 1.5 Açúcar nos alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
 1.6 Edulcorantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
 1.7 Produção e mercado de açúcar e álcool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
 1.8 Indústria açucareira no Brasil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
 1.9 Referência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
UNIDADE 2: Cana-de-açúcar
 2.1 Produção de açúcar e álcool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
 2.2 Grandezas e medidas utilizadas no setor açucareiro . . . . . . . . . . . . . . . .32
 2.3 Polarização ou Pol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
 2.4 Densidade e sólidos totais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
 2.5 Determinação do Brix de uma solução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
 2.6 Pureza de uma solução açucarada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
 2.7 Açúcares redutores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
 2.8 Açúcares redutores totais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
 2.9 Cana-de-açúcar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
 2.10 Colheita da cana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
 2.11 Composição da cana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
 2.12 Curva de maturação da cana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
 2.13 Deterioração da cana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
 2.14 Deterioração microbiológica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
 2.15 Impurezas da cana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
 2.16 Cana colhida em toletes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
 2.17 Pagamento da cana pelo teor de sacarose e pureza (PCTS) . . . . . . . . .45
 2.18 Amostragem da cana para o PCTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
 2.19 Análise da cana para o PCTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
 2.20 Açúcares totais recuperáveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
 2.21 Qualidade da cana para a sua industrialização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
 2.22 Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
UNIDADE 3: Recepção e preparo da cana
 3.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
 3.2 Descarregamento da cana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
 3.3 Armazenagem da cana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
 3.4 Deterioração da cana-de-açúcar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
 3.5 Mesa alimentadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
 3.6 Lavagem de cana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
 3.7 Lavagem na mesa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
 3.8 Limpeza da cana a seco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
 3.9 Tratamento da água de lavagem de cana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
 3.10 Esteira de cana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
 3.11 Preparo da cana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
 3.12 Índice de preparo da cana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
 3.13 Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71
UNIDADE 4: Extração da sacarose – moendas e difusores
 4.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
 4.2 Moenda de três rolos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
 4.3 Rolos ou cilindros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
 4.4 Bagaceira . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
 4.5 Conjunto de moagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
 4.6 Pressão na moenda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
 4.7 Pressão hidráulica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
 4.8 Acumuladores aero-hidráulicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
 4.9 Pressão hidráulica específica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
 4.10 Velocidade dos rolos da moenda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79
 4.11 Extração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
 4.12 Embebição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83
 4.13 Capacidade das moendas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85
 4.14 Teor de fibra na cana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86
 4.15 Dimensão e velocidade de rotação dos rolos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86
 4.16 Número de ternos da moenda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87
 4.17 Características do preparo da cana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87
 4.18 Consumo de potência e acionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88
 4.19 Extração por difusor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90
 4.20 Referência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92
UNIDADE 5: Tratamento do caldo – Parte 1
 5.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
 5.2 Tipos de tratamento do caldo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
 5.3 Tratamento preliminar do caldo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
 5.4 Decantadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96
 5.5 Hidrociclones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96
 5.6 Peneira de rastelos (cush-cush) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
 5.7 Peneira estática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
 5.8 Peneira vibratória . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
 5.9 Peneira rotativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
 5.10 Tratamento físico-químico do caldo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
 5.11 Sulfitação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100
 5.12 Forno de enxofre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
 5.13 Absorção dos gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103
 5.14 Caleagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105
 5.15 Óxido de cálcio ou cal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105
 5.16 Hidróxido de cálcio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105
 5.17 Calcário dolomítico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107
 5.18 Aquecimento do caldo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107
 5.19 Superfície de aquecimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108
 5.20 Coeficiente de transferência de calor (k) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109
 5.21 Incrustações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109
 5.22 Tipos de aquecedor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109
 5.23 Calor específico do caldo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
 5.24 Calor perdido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
 5.25 Isolantes térmicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111
 5.26 Dimensionamento dos aquecedores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111
 5.27 Perda de carga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112
 5.28 Exemplo de cálculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112
 5.29 Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
UNIDADE 6: Tratamento do caldo – Parte 2
 6.1 Decantação do caldo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
 6.2 Objetivos da decantação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
 6.3 Causas de uma clarificação desfavorável . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
 6.4 Mecanismo da sedimentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118
 6.5 Efeitos práticos da clarificação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118
 6.6 Perdas de açúcar no decantador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
 6.7 Paradas para limpeza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
 6.8 Decantador contínuo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120
 6.9 Decantadores rápidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120
 6.10 Lodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121
 6.11 Balão de flash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121
 6.12 Tempo de retenção num decantador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122
 6.13 Separação do material insolúvel do lodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123
 6.14 Filtro rotativo a vácuo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124
 6.15 Torta do filtro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
 6.16 Superfície filtrante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .126
 6.17 Bagacinho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126
 6.18 Retenção de insolúveis no filtro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
 6.19 Prensa desaguadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
 6.20 Outros reagentes utilizados no tratamento do caldo . . . . . . . . . . . . . . .128
 6.21 Remoção das impurezas do caldo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129
 6.22 Referência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129
UNIDADE 7: Evaporação
 7.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133
 7.2 Princípios da evaporação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134
 7.3 Elevação do ponto de ebulição durante a evaporação . . . . . . . . . . . . . .135
 7.4 Consumo de vapor nos evaporadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137
 7.5 Evaporação em múltiplo efeito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138
 7.6 Acessórios de uma evaporação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140
 7.7 Separador de arraste. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142
 7.8 Coeficientes de transmissão de calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143
 7.9 Sangria de vapor num múltiplo efeito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145
 7.10 Incrustação nos evaporadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .146
 7.11 Controle da evaporação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .147
 7.12 Xarope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .147
 7.13 Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149
UNIDADE 8: Cozimento
 8.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .153
 8.2 Cristalização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .153
 8.3 Medida de supersaturação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .154
 8.4 Cristalização da sacarose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155
 8.5 Conteúdo de cristais na massa cozida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .157
 8.6 Tachos de cozimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .158
 8.7 Cozimento contínuo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .159
 8.8 Condução do cozimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .160
 8.9 Sistema de cozimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .161
 8.10 Recuperação do cozimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .162
 8.11 Centrifugação (aspectos gerais) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163
 8.12 Fundamentos da centrifugação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163
 8.13 Centrífugas descontínuas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164
 8.14 Centrífugas contínuas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .165
 8.15 Problemas na cristalização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .166
 8.16 Controle do cozimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .168
 8.17 Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .169
UNIDADE 9: Secagem e armazenagem de açúcar
 9.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173
 9.2 Princípio de secagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173
 9.3 Secadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .174
 9.4 Cálculos de um secador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
 9.5 Armazenagem do açúcar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .178
 9.6 Aglomeramento e empedramento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .179
 9.7 Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181
15
APRESENTAÇÃO 
A industrialização da cana-de-açúcar (saccharum officinarum) para produ-
ção do mais universal dos adoçantes, a sacarose cristalizada, é uma atividade 
que se iniciou na Ásia, mais precisamente na ilha de Java, no arquipélago da 
Indonésia. Da Indonésia a cana passou para a Índia, onde o açúcar (sacarose) 
recebeu seu nome, derivado do termo “sarkara”, da antiga língua sânscrito. Da 
Índia os persas trouxeram a cana para o ocidente, e os portugueses, no século 
XV, finalmente introduziram o seu cultivo no Brasil.
A produção de açúcar em nosso país tomou rapidamente uma posição de 
relevância na economia nacional, tornando-se um dos nossos produtos mais 
exportados e de maior importância na economia. Essa posição tem se mantido 
ao longo dos séculos, sendo que, atualmente, quase metade da cana processa-
da em nosso país é destinada à produção de açúcar, e a outra parte, destinada 
à produção de álcool ou aguardente de cana.
A produção de açúcar tem se expandido nos últimos anos na mesma ordem 
de grandeza ou mais que a produção de álcool, gerando milhares de empregos, 
tanto no setor agrícola como industrial. Dessa forma, o setor se apresenta alta-
mente carente de mão de obra especializada, principalmente para atender os 
requisitos de qualidade, cada vez mais rigorosos por parte dos compradores de 
açúcar. 
Este livro foi organizado com o objetivo de abordar o processo de fabrica-
ção de açúcar voltado para a tecnologia que se aplica em nosso país. Ele tem um 
caráter introdutório, ou seja, é destinado àquele estudante de curso técnico ou 
superior, que necessita iniciar seus conhecimentos em tecnologia açucareira.
UNIDADE 1
Aspectos gerais, produção, mercado etc.
19
1.1 Açúcares
Os açúcares são compostos químicos ternários, ou seja, suas molécu-
las são formadas por átomos de carbono, oxigênio e hidrogênio. Pertencem à 
categoria dos glicídios, hidratos de carbono ou carboidratos, sendo que essas 
últimas denominações são devido à sua fórmula química bruta ser em geral 
Cn(H2O)m, em que n e m são números inteiros.
Os açúcares são compostos sintetizados por organismos vivos, especialmen-
te as plantas, e pertencem à categoria das funções mistas do tipo poliálcool 
aldeído ou poliálcool cetona, bem como os compostos que por hidrólise resul-
tam nessas funções mistas. Os compostos do tipo poliálcool aldeído recebem a 
denominação aldose e os do tipo poliálcool cetona, cetose (ver Figura 1.1).
A principal característica comercial da família química dos açúcares é que 
muitos de seus membros apresentam sabor doce e conferem esse sabor aos 
alimentos a que forem adicionados.
Figura 1.1 Representação de moléculas de açúcares.
Existem diversas formas de se classificar os açúcares, sendo a principal 
delas quanto à hidrólise, conforme descrito a seguir:
• monossacarídeos: são os glicídios que não sofrem hidrólise, ou seja, 
não se decompõem em moléculas menorespor reação com a água. 
Exemplos: glicose, frutose, manose, galactose etc.;
• oligossacarídeos: são os glicídios que podem sofrer hidrólise se desdo-
brando em um pequeno número de monossacarídeos. Exemplos: saca-
rose, rafinose, lactose etc.;
• polissacarídeos: são os glicídios que sofrem hidrólise e produzem um nú-
mero muito grande de monossacarídeos. Exemplos: amido, celulose etc.
Os monossacarídeos podem também ser classificados pelo número de 
átomos de carbono que apresentam na molécula. Assim, uma aldose formada 
20
por três carbonos será classificada como uma aldotriose, enquanto uma cetose 
com o mesmo número de carbonos será denominada cetotriose.
Esse tipo de classificação dos carboidratos pode ser resumido da forma 
apresentada na Tabela 1.1. 
Tabela 1.1 Classificação dos glicídios quanto ao número de carbonos na cadeia.
No de átomos de carbono Aldose Cetose
3 Aldotriose Cetotriose
4 Aldotetrose Cetotetrose
5 Aldopentose Cetopentose
6 Aldoexose Cetoexose
1.2 Origem dos açúcares
Como foi visto, os açúcares são também denominados carboidratos por 
apresentarem em sua composição elementar uma proporção entre as moléculas 
de carbono e as moléculas de água, que na forma mais simples seria CH2O. A 
síntese desses compostos pelas plantas verdes é realizada por meio de uma re-
ação denominada fotossíntese, que ocorre entre a água e o gás carbônico (CO2).
A fotossíntese pode ser definida como sendo a redução do bióxido de car-
bono pelo hidrogênio da água, com desprendimento do oxigênio sob a forma de 
gás, sendo que essa reação ocorre pela absorção da luz solar, da seguinte forma:
CO2 + H2O + energia → CH2O + O2
De uma forma mais completa, podemos representar a fotossíntese em que 
seu produto seja o carboidrato aldoexose (glicose) como sendo:
6CO2 + 6H2O + energia → C6H12O6 + 6O2
As moléculas de carboidratos podem ser consideradas como acumulado-
ras de energia solar, sendo que, por exemplo, um mol de glicose apresenta um 
calor de combustão de 267 calorias. Essa energia pode ser recuperada quando 
o produto é ingerido, sendo ela utilizada pelo organismo.
1.3 Glicose e frutose
Da família dos carboidratos, as hexoses glicose (que é uma aldoexose) e
frutose (que é uma cetoexose) são os membros mais conhecidos. A glicose 
é o açúcar encontrado de forma mais disseminada na natureza, apresentando-
-se como cristais solúveis em água e de sabor doce. Encontra-se na forma livre 
21
no mel de abelha, nos frutos, no sangue (na proporção de 0,1%) e no colmo da 
cana-de-açúcar em proporção ao redor de 0,2%, sendo também componente de 
muitos polissacarídeos como o amido, que por hidrólise resulta em moléculas 
de glicose:
(C6H10O5 )n + nH2O → n C6H12O6
Amido Água Glicose
A frutose, cuja fórmula molecular é semelhante à glicose, corresponde a 
uma cetoexose de sabor doce que também se cristaliza, mas com dificuldade, 
formando cristais agulhados incolores, altamente solúveis em água. É encontra-
da livre no mel de abelha, em todas as frutas e também em alguns oligossaca-
rídeos e polissacarídeos. É conhecida também pelo nome de levulose por ocorrer 
somente na forma levógira.
1.4 Sacarose
Carboidrato sólido formado por cristais incolores solúveis em água e de 
sabor doce. É um dos mais importantes açúcares sob o ponto de vista comer-
cial, sendo encontrada em inúmeros vegetais, especialmente na beterraba e na 
cana-de-açúcar.
A sacarose é um dissacarídeo com fórmula molecular C12H22O11, cuja mo-
lécula é formada pela condensação de uma molécula de glicose e uma de frutose, 
conforme a Figura 1.2.
Figura 1.2 Molécula de sacarose.
22
A sacarose é uma molécula que, em solução, ao ser submetida a certas 
condições físico-químicas como alta temperatura e baixo pH, pode reagir com a 
água, hidrolisando-se e formando os monossacarídeos glicose e frutose:
C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6
Sacarose Água Glicose Frutose
Por disporem de carbono assimétrico, os açúcares são compostos optica-
mente ativos, ou seja, provocam uma rotação no plano de uma luz polarizada, 
num ângulo que varia de produto para produto. A sacarose desvia o plano para a 
direita (dextrorrotatório) em 65,5° e a glicose em 52,5°, enquanto a frutose des-
via para a esquerda (levorrotatório) em 92°. Na hidrólise da sacarose, o plano de 
desvio se inverte de dextrorrotatório para levorrotatório, que é a resultante da so-
matória dos desvios do produto da hidrólise, glicose e frutose. Devido a essa inver-
são do sentido da rotação, a reação de hidrólise da sacarose é conhecida como 
reação de inversão.
1.5 Açúcar nos alimentos
Os carboidratos são um dos alimentos essenciais para uma alimentação 
balanceada, junto com as proteínas, sais minerais, vitaminas etc. Dessa forma, a 
principal função dos açúcares de maneira geral, e da sacarose de maneira parti-
cular, é nutricional. No entanto, esses compostos são adicionados aos alimentos 
para lhes conferir outras propriedades desejadas pelos consumidores.
A principal função da sacarose nos alimentos industrializados, bem como 
da glicose e da frutose, é a de agente de sabor, pela sua característica de con-
ferir sabor doce aos alimentos em que é adicionada.
Os açúcares possuem também a função de atuarem como agente de escu-
recimento por participarem de reações que resultam em produtos escuros, das 
quais a principal é a conhecida reação de Maillard, que ocorre entre os glicídios 
e os aminoácidos, resultando numa família de compostos escuros denominados 
melanoidinas. Outra função dos açúcares nos alimentos é sua atuação na textu-
ra dos alimentos como agente formador de gomas.
Outra propriedade que torna os açúcares atraentes para as indústrias de 
alimentos é sua capacidade de retenção de umidade (higroscopicidade), deixando 
certos alimentos, como os bolos, mais úmidos e palatáveis. Na panificação, o 
açúcar aumenta a velocidade de fermentação, e por atuar aumentando a visco-
sidade do líquido em que é adicionado, é muito utilizado como espessante em 
produtos como leite condensado e xaropes. 
23
1.6 Edulcorantes
Todas as substâncias que conferem sabor doce aos alimentos que forem 
adicionados são consideradas edulcorantes. A partir disso, é possível concluir 
que os principais representantes dessa categoria são os açúcares. No entanto, 
existem muitos outros compostos químicos que também apresentam poder de 
adoçar, como sacarina, ciclamato, aspartame etc.
Os edulcorantes podem ser classificados de diversas formas, por exemplo, 
naturais, como a sacarose e a glicose, e artificiais, como a sacarina e os cicla-
matos. Outro critério de classificação é quanto ao seu poder calórico:
a)calóricos como os açúcares, que ao serem metabolizados pelo organis-
mo humano liberam aproximadamente 4 cal por grama;
b)não calóricos como a maioria dos adoçantes sintéticos, cujo calor libera-
do em seu metabolismo é desprezível.
O valor calórico de alguns dos principais edulcorantes relacionados, consi-
derando quantos gramas de sacarose seriam necessários para gerarem o mes-
mo valor adoçante que um grama de sacarose, é dado na Tabela 1.2.
Tabela 1.2 Poder edulcorante de alguns dos principais adoçantes.
Edulcorante Poder adoçante
Sacarose 1
Sacarina 300
Ciclamato 34
Frutose 1,15
Glicose 0,54
Esteviosídio 150
Aspartame 160 a 200
1.7 Produção e mercado de açúcar e álcool
O Brasil se situa entre os primeiros países do mundo quando o assunto é 
o setor canavieiro, destacando-se como o maior produtor mundial de cana-de-
-açúcar, açúcar centrifugado e álcool. O Brasil produz em torno de um terço da 
cana-de-açúcar do mundo, ou seja, 423 milhões de toneladas, conforme pode ser 
visto na Tabela 1.3 safra (2009).
24
Tabela 1.3 Relação dos principais países produtores de cana-de-açúcar, áreas colhidas 
e produtividade.
Produção de 
cana 1000 x t
Área colhida 
1000x ha
Produtividade
t/ha
1. Brasil 422926 5794 72,99
2. Índia 232300 3602 64,49
3. China 87768 1361 64,49
4. Paquistão 47244 967 48,86
5. México 45195 636 71,06
6. Tailândia 43665 1097 39,80
7. Colômbia 39849 426 93,54
8. Austrália 37822 434 87,15
9. Indonésia 29505 435 67,83
10. EUA 25308 373 67,85
Fonte: extraída de Brasil (2009). 
No âmbito nacional, a produção de cana-de-açúcar e de seus derivados 
ocorre em praticamente todos os estados que compõem a federação, mas 
com uma forte concentração no Estado de São Paulo, que produziu na safra 
2005/2006 241 milhões de toneladas, ou seja, mais da metade da produção 
total, conforme pode ser visto na Tabela 1.4.
Tabela 1.4 Produção de cana por estado, safra 2005/2006.
Região Centro-Sul
Estados
Cana moída (t)
Própria Fornecedores Total
Espírito Santo 961.082,0 2.375.464,0 3.336.546,0
Goiás 12.706.198,0 1.861.809,0 14.568.007,0
Mato Grosso 8.916.753,0 3.426.176,0 12.342.929,0
Mato Grosso do Sul 4.052.169,0 4.985.747,0 9.037.916,0
Minas Gerais 14.881.151,0 9.443.387,0 24.324.538,0
Paraná 20.989.876,0 3.532.897,0 24.522.773,0
Rio de Janeiro 1.563.128,0 3.160.256,0 4.723.384,0
Rio Grande do Sul - 57.976,0 57.976,0
Santa Catarina - - -
São Paulo 138.548.437,0 102.674.137,0 241.222.574,0
Subtotal 202.618.794,0 131.517.849,0 334.136.643,0
25
Região Norte-Nordeste
Estados
Cana moída (t)
Própria Fornecedores Total
Alagoas 15.166.742,0 7.087.453,0 22.254.195,0
Amazonas 252.672,0 - 252.672,0
Bahia 2.120.399,0 271.016,0 2.391.415,0
Ceará 12.906,0 27.803,0 40.709,0
Maranhão 310.568,0 533.888,0 844.456,0
Pará 502.316,0 - 502.316,0
Paraíba 1.229.579,0 2.979.164,0 4.208.743,0
Pernambuco 8.016.424,0 5.781.426,0 13.797.850,0
Piauí 437.962,0 54.407,0 492.369,0
Rio Grande do Norte 853.506,0 1.502.762,0 2.356.268,0
Sergipe 845.207,0 263.845,0 1.109.052,0
Tocantins 95.314,0 - 95.314,0
Subtotal 29.843.595,0 18.501.764,0 48.345.359,0
Total 232.462.389,0 150.019.613,0 382.482.002,0
Fonte: extraída de Brasil (2009). 
Tabela 1.5 Produção de álcool e açúcar por estado, safra 2005/2006.
Região Centro-Sul
Estados
Álcool (m³) Açúcar (t)
Anidro Hidratado Total Total
Espírito Santo 159.962,0 41.071,0 201.033,0 48.260,0
Goiás 369.279,0 360.779,0 730.058,0 749.839,0
Mato Grosso 295.718,0 475.321,0 771.039,0 515.087,0
Mato Grosso do Sul 184.340,0 311.251,0 495.591,0 400.857,0
Minas Gerais 397.135,0 549.707,0 946.842,0 1.732.946,0
Paraná 346.610,0 674.169,0 1.020.779,0 1.483.136,0
Rio de Janeiro 44.948,0 83.276,0 128.224,0 287.733,0
Rio Grande do Sul - 3.338,0 3.338,0 -
Santa Catarina - - - -
São Paulo 5.073.929,0 4.928.012,0 10.001.941,0 17.188.644,0
Subtotal 6.871.921,0 7.426.924,0 14.298.845,0 22.406.502,0
Tabela 1.4 Continuação...
26
Região Norte-Nordeste
Estados
Álcool (m³) Açúcar (t)
Anidro Hidratado Total Total
Alagoas 212.334,0 334.112,0 546.446,0 2.079.812,0
Amazonas - 6.009,0 6.009,0 14.151,0
Bahia 84.147,0 19.128,0 103.275,0 117.485,0
Ceará - 1.022,0 1.022,0 2.076,0
Maranhão 42.335,0 13.808,0 56.143,0 11.618,0
Pará 33.982,0 8.193,0 42.175,0 -
Paraíba 111.571,0 156.077,0 267.648,0 115.573,0
Pernambuco 206.110,0 119.469,0 325.579,0 1.226.763,0
Piauí 26.597,0 8.486,0 35.083,0 7,0
Rio Grande do Norte 50.811,0 22.959,0 73.770,0 175.340,0
Sergipe 19.329,0 28.642,0 47.971,0 65.064,0
Tocantins 4.108,00 110,0 4.218,0 -
Subtotal 791.324,0 718.015,0 1.509.339,0 3.807.889,0
Total 7.663.245,0 8.144.939,0 15.808.184,0 26.214.391,0
Fonte: extraída de Brasil (2009).
Com relação à produção de etanol, o Brasil também ocupa uma posição 
proeminente, sendo o segundo produtor mundial, atrás somente dos Estados 
Unidos, que têm um programa de álcool combustível bastante desenvolvido, uti-
lizando o milho como matéria-prima.
Brasil e Estados Unidos são responsáveis por, aproximadamente, 70% do 
álcool produzido no mundo. O restante é gerado na China, União Europeia, Índia, 
Rússia e em outros países, como pode ser visto na Tabela 1.6.
Tabela 1.6 Principais produtores de etanol no mundo (em bilhões de litros).
Produtor 2006 2012*
EUA 18,5 54,1
Brasil 17,4 35,4
China 3,8 5,1
UE 3,1 6,0
Índia 2,0 2,1
Rússia 0,8 0,9
Tailândia 0,4 2,8
África do Sul 0,4 0,5
Colômbia 0,3 1,9
Ucrânia 0,3 0,3
Argentina 0,2 0,2
*Projeção.
Tabela 1.5 Continuação...
27
1.8 Indústria açucareira no Brasil
Apesar de ainda perdurarem algumas dúvidas quanto à data exata, sabe-se 
que poucas décadas após a descoberta do Brasil chegaram as primeiras mudas 
de cana-de-açúcar, dando início à cultura desta gramínea em nosso país. A cul-
tura de cana-de-açúcar na Região Centro-Sul do país teve início nas vizinhanças 
da cidade de Santos no litoral paulista. Na Região Norte-Nordeste, o primeiro en-
genho foi edificado em 1535, onde hoje se localiza a cidade de Olinda, no Estado 
de Pernambuco.
A partir de 1560, o grande crescimento da produção de açúcar do Brasil 
consolidou a posição de Portugal como o maior exportador mundial de açú-
car, sendo que este domínio se estendeu pelos três séculos seguintes. No final 
do século XVII e início do século XVIII, a indústria açucareira teve um grande 
crescimento nas Antilhas (Jamaica, Cuba, República Dominicana etc.), o que 
resultou na lenta diminuição da participação da indústria açucareira brasileira 
no mercado mundial.
No início do século XX, a produção açucareira do país estava quase confi-
nada ao mercado interno, sofrendo uma grande crise que culminou com a inter-
venção governamental no setor, no início da década de 1930, criando-se uma 
série de mecanismos estatais de proteção do setor açucareiro. Como órgão 
federal agente da intervenção estatal, foi criado o Instituto do Açúcar e do Álcool 
(IAA) e em 1941 surgiu o Estatuto da Lavoura Canavieira, que regulava o forneci-
mento de cana, seu preço e uma série de normas que permitiram a modernização 
do setor.
Na época de criação do IAA, a produção de açúcar se restringia à Região 
Nordeste do país, sendo que as regiões centro e sul eram abastecidas pela pro-
dução nordestina. Com a eclosão da Segunda Guerra Mundial, o transporte ma-
rítimo entre o nordeste e o sul foi interrompido, criando uma grave crise de abas-
tecimento nos estados centrais e do sul do Brasil. Em decorrência, a indústria 
açucareira, principalmente do Estado de São Paulo, teve um rápido crescimento 
concomitante com as indústrias fornecedoras de máquinas e equipamentos.
Com o fim da guerra em 1945, o Estado de São Paulo emergiu como um 
importante produtor de açúcar e álcool e também como fornecedor de equipa-
mentos para outras regiões. Com a elevação dos preços do açúcar no mercado 
internacional, o setor açucareiro teve um novo salto, sendo que a produção de 
açúcar foi elevada de 5,4 para 11,4 milhões de toneladas. Em 1975, com a cria-
ção do Programa Nacional do Álcool pelo governo federal, o setor canavieiro 
brasileiro deu um novo salto produtivo, desta vez baseado no álcool combustível. 
A produção de etanol, que era ao redor de meio bilhão de litros em 1975, chegou 
a 3,7 bilhões em 1980 e, atualmente (2008), a produção de álcool se aproxima 
de 20 bilhões de litros.
28
1.9 Referência
BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Balanço nacional de cana-
-de-açúcar e agroenergia. Brasília: MAPA/SPAE, 2007. 139 p. Disponível em: <http://
www.agencia.cnptia.embrapa.br/Repositorio/Balanco_nacional_cana_mapa_000fjk9d9
6102wyiv80sq98yqq70oxym.pdf>. Acesso em: 18 jun. 2009.
UNIDADE 2
Cana-de-açúcar
31
2.1 Produção de açúcar e álcool
A produção de açúcar sob a forma de sacarose cristalizada a partir da 
cana-de-açúcar é realizada pelas usinas de açúcar, cujo processo tecnológi-
co é formado por uma sequência de operações industriais que resumidamente 
seriam:
a)extrair a sacarose dos colmos de cana;
b)purificar o caldo extraído;
c) concentrar o caldo porevaporação e cristalizar a sacarose.
Para a produção de álcool etílico, o processo de fabricação é acrescido da 
operação de fermentação, em que, por ação das leveduras, o caldo da cana ou 
o mel residual gerado na cristalização da sacarose é transformado em álcool, 
que é concentrado até o teor alcoólico desejado pelo processo de destilação.
Apesar de o processo de fabricação ser simples, essas operações quando 
detalhadas mostram sua complexidade. Dependendo do tipo de açúcar a ser 
produzido, o processo pode sofrer grande variação no fluxograma industrial, 
conforme pode ser visto nos fluxogramas das figuras 2.1, 2.2 e 2.3.
Figura 2.1 Fluxograma do processo de produção de açúcar cristal.
32
Figura 2.2 Fluxograma do processo de produção de álcool direto da cana.
Figura 2.3 Fluxograma do processo de produção de açúcar cristal e álcool residual.
2.2 Grandezas e medidas utilizadas no setor açucareiro
Na indústria açucareira, utilizam-se várias unidades de medida que são em 
muitos casos específicas do setor, sendo as principais a Polarização, utilizada 
para indicar o teor de sacarose aparente numa solução, e o Brix, utilizado para 
indicar o teor de sólidos dissolvidos. 
As principais unidades utilizadas serão descritas a seguir, pois seu conheci-
mento é imprescindível para o entendimento da tecnologia de fabricação do açú-
car e do álcool.
2.3 Polarização ou Pol
Polarização ou de forma abreviada Pol é como se denomina a “porcenta-
gem em peso de sacarose aparente” e sua determinação é baseada no desvio 
de uma luz polarizada proveniente de uma lâmpada de sódio ou de mercúrio, por 
substâncias opticamente ativas. Os açúcares são substâncias quirais, nos quais 
a molécula tem um átomo de carbono assimétrico, ou seja, está ligada a quatro 
grupos diferentes, provocando a rotação do plano de uma luz polarizada.
33
A rotação específica das substâncias opticamente ativas é uma constante 
físico-química, medida por um aparelho denominado polarímetro, um instrumento 
importante para a caracterização e quantificação de substâncias quirais como a 
sacarose. Um esquema bastante simplificado desse aparelho é apresentado na 
Figura 2.4.
Figura 2.4 Representação simplificada de um polarímetro.
Na luz natural, assim como na luz gerada pelo Sol, devido à fonte das ondas 
possuir um grande número de irradiadores, bem como de causalidades nos pro-
cessos de emissão, as ondas são formadas por diversos planos de polarização 
espalhados em todos os ângulos possíveis. Essas ondas são chamadas de ondas 
naturais ou não polarizadas. Em contrapartida, dizemos que uma onda está pola-
rizada quando oscila num só plano de vibração, chamado plano de polarização da 
onda. Na Figura 2.5 estão representadas de uma forma esquemática essas duas 
formas de manifestação luminosa.
Figura 2.5 Representação esquemática de uma luz normal (a) e de uma luz polarizada (b).
Existem processos que permitem separar determinados planos de vibra-
ção do feixe de ondas não polarizadas, sendo que isto é conseguido com um 
dispositivo denominado polarizador, que só permite a passagem das componen-
tes paralelas ao seu eixo óptico dos planos de vibração das ondas incidentes. 
Uma grande variedade de polarizadores ópticos é comercializada.
34
Pela Figura 2.4, podemos observar que após a onda emergir do polariza-
dor só existem as componentes paralelas ao seu eixo óptico, sendo eliminadas 
as componentes perpendiculares. A luz polarizada ao percorrer o material em 
análise sofre uma rotação, sendo que a magnitude desse desvio angular é de-
terminada por um segundo polarizador denominado analisador.
A análise da polarização de açúcar é realizada em um equipamento chama-
do sacarímetro, um polarímetro construído com uma escala que permite a leitura 
em graus sacarimétricos ao invés de graus angulares. A escala sacarimétrica, 
ou escala internacional de açúcar, é construída de forma que uma solução de 
26,000 g de sacarose pura, dissolvida em água até um volume final de 100,000 mL, 
a 20 °C, apresente o valor 100 na escala, sendo essa solução denominada solu-
ção normal. O ponto zero da escala sacarimétrica é o conferido pela água pura. 
A notação atual para a escala sacarimétrica é °Z, mas em literatura técnica mais 
antiga pode-se encontrar a notação °S.
A rotação óptica da solução normal de sacarose, considerando um feixe 
de luz polarizada com o comprimento de onda da linha verde do isótopo 198Hg
(546,227 nm no vácuo), para um tubo polarimétrico com um comprimento de 
200 mm, é de 40,777° angulares. No caso da luz amarela do sódio (589,44 nm 
no vácuo), o ponto 100 °Z é no desvio angular de 34,626°. Para sacarímetros 
que operam pelo sistema de cunha de quartzo, com o comprimento de onda de 
587 nm, o ponto 100 °Z para a solução normal é de 34,934° angulares.
Não deve ser esquecido que a rotação óptica de uma solução é a soma 
algébrica da rotação de todos os componentes opticamente ativos presentes na 
solução, e não da sacarose somente. Dessa forma, para as soluções reais, que 
não são compostas somente de sacarose, deve-se considerar a Pol como sendo 
o teor de sacarose aparente. 
2.4 Densidade e sólidos totais
Outro parâmetro muito importante para o controle da matéria-prima e do 
processo de produção de açúcar e do álcool é o teor de sólidos dissolvidos numa 
solução açucarada, também conhecida como matéria seca. Quando o teor de 
matéria seca no caldo de cana ou qualquer outro fluido industrial é expresso 
em porcentagem de peso, ou seja, gramas de sólidos dissolvidos por 100 g de 
solução, esse teor é denominado de graus Brix.
Para ser mais exata, a escala Brix deve referir-se à porcentagem de maté-
ria seca numa solução de sacarose pura. Quando se determina o Brix de uma 
solução açucarada por um meio como um areômetro, o que se está medindo é 
qual seria o teor de sacarose de uma solução quimicamente pura, com a mesma 
densidade da que foi medida. As formas de se determinar o Brix de uma solução 
35
são muitas, sendo as principais a areométrica, a refratométrica, a dessecação em 
estufa e a densitometria eletrônica.
2.5 Determinação do Brix de uma solução
A determinação do Brix de uma solução por meio hidrométrico se realiza 
mergulhando um areômetro no líquido a ser analisado e fazendo a leitura no 
ponto de afloramento da haste do equipamento, conforme pode ser visto na 
Figura 2.6. A determinação do Brix por essa técnica é denominada Brix areo-
métrico, e sua utilização tem sido abandonada devido à grande quantidade de 
amostra requerida para essa análise.
A determinação do Brix pelo índice de refração, ou por refratometria, é exe-
quível, pois essa grandeza física é proporcional ao teor de sacarose dissolvida 
na solução. Os refratômetros para esse tipo de determinação estão calibrados 
em °Brix, não sendo necessário recorrer a tabelas de conversão. O Brix lido por 
esse método é denominado Brix refratométrico, sendo o mais utilizado pelas 
indústrias de açúcar e álcool.
A determinação do teor de sólidos dissolvidos pela dessecação da solução 
em uma estufa a 105 °C, de uma massa conhecida da amostra, é denominada só-
lidos por dessecação. Essa metodologia é a mais correta sob o ponto de vista con-
ceitual, mas de pouca praticidade pelo tempo bastante longo para a sua análise.
Figura 2.6 Areômetro de Brix mergulhado numa proveta.
36
A determinação da densidade da solução e consequentemente o Brix por 
densitometria eletrônica é realizada por equipamento constituído por uma câ-
mara termostatizada onde existe um dispositivo que é posto a vibrar. Quando o 
equipamento recebe um líquido qualquer, a frequência de sua vibração é altera-
da em função da densidade do líquido. Essa alteração é registrada e expressa 
em densidade que pode ser transformada em Brix com auxílio de uma tabela.
2.6 Pureza de uma solução açucarada
A pureza deuma solução açucarada consiste na relação entre a polari-
zação e o Brix da solução, expressando a porcentagem de sacarose aparente 
em relação aos sólidos dissolvidos. Em função do tipo de análise utilizada para 
se determinar o Brix, a pureza recebe uma denominação, por exemplo: pureza 
refratométrica, pureza por dessecação etc.
Pureza Polarização
Brix
%( ) = ×100
2.7 Açúcares redutores
Os monossacarídeos glicose e frutose têm a capacidade de reduzir os íons 
férrico ou cúprico e por isso são chamados de redutores (AR) – reação de Fehling. 
O conhecimento do teor desses açúcares no caldo da cana ou em outros fluidos 
industriais é de grande importância, pois sua presença indica que a cana não es-
tava madura, ou que sofreu um processo de deterioração que causou a inversão 
de sua sacarose.
2.8 Açúcares redutores totais
O termo açúcares redutores totais (ART) consiste na soma dos açúcares 
redutores presentes no líquido açucarado, como o caldo de cana, somado à saca-
rose convertida em AR pelo seu fator estequiométrico, que seria a relação entre o 
peso dos produtos da inversão dividido pela massa molecular da sacarose.
Dessa forma, o equivalente em AR de um produto será:
ART AR Pol= + ⋅105,
37
2.9 Cana-de-açúcar
Os açúcares são compostos químicos elaborados pelas plantas verdes, 
sendo encontrados em quantidade variável em todos os vegetais, onde são em 
parte consumidos pelo seu próprio metabolismo e o restante armazenado nas 
raízes, folhas, frutos, colmos etc. Dos açúcares presentes nos vegetais, os prin-
cipais são a glicose, a frutose e a sacarose, sendo este último o de maior inte-
resse para nós, pois é armazenado nos colmos da cana-de-açúcar.
A cana (saccharum officinarum) é a principal fonte de sacarose na atualidade. 
Está ligada às atividades humanas desde milênios, sendo originária do sudoeste 
asiático e das Índias Ocidentais, regiões onde hoje se situam a Indonésia, Tai-
lândia, Vietnã e Camboja. Por volta do ano 300 a.C., a cana já era uma cultura 
importante na Índia, sendo introduzida no Egito por volta do ano 600 d.C. e, em 
sua caminhada para o Ocidente, chegou à Espanha por volta do ano de 750 d.C.
Espanha e Portugal, na época das grandes navegações, espalharam o 
cultivo da cana por todas as regiões tropicais e subtropicais da Terra. Da Ilha da 
Madeira, a cana-de-açúcar foi introduzida nas Américas, passando a ser culti-
vada na América do Sul e Central. A partir de 1710 foi introduzida na Louisiana, 
hoje Estados Unidos da América.
A cana-de-açúcar como matéria-prima para a fabricação de açúcar ou ál-
cool consiste nos colmos da planta em estado adiantado de maturação, pois é 
nessa região da planta que os açúcares, especialmente a sacarose, ficam arma-
zenados. O ideal é que os colmos a serem industrializados cheguem à indústria 
livres de material estranho e impurezas como partículas do solo, fragmentos de 
folha ou restos de vegetais nativos.
A cana-de-açúcar é um vegetal que rebrota após o corte, sendo que em 
média se aproveita de quatro a cinco cortes, quando o rendimento agrícola torna 
o processo antieconômico, necessitando de um novo plantio. O rendimento agrí-
cola da cana varia muito de país para país. No Brasil existem grandes diferenças 
de um estado para outro ou mesmo dentro de um mesmo estado. No Estado de 
São Paulo, o rendimento médio está na faixa de 80 a 100 toneladas de cana, 
como média de três cortes.
2.10 Colheita da cana
A colheita dos colmos de cana-de-açúcar tem sofrido modificações ao lon-
go do tempo. Até a década de 1950 a cana era cortada em sua quase totalidade 
manualmente, sendo que o cortador seccionava o colmo rente ao chão e a sua 
ponta era descartada, limpando-o, a seguir, da palha. Com o grande aumento do 
38
cultivo da cana que ocorreu a partir da década de 1950, passou-se a utilizar o pro-
cesso da queimada da palha da cana-de-açúcar antes da sua colheita. Com esse 
procedimento, o rendimento do corte da cana por cortador se elevou de duas para 
oito toneladas por dia.
Com o Programa Nacional do Álcool (PROÁLCOOL), iniciado em 1975, a 
queima da cana se generalizou, atingindo a totalidade dos canaviais destinados 
à produção de açúcar e álcool. Entretanto, a cana queimada apresenta alguns 
problemas para a sua industrialização, principalmente para a produção de açú-
car, que seriam:
a)provoca a rápida deterioração do colmo;
b)ocasiona (em altas temperaturas acima de 400 °C) a ruptura dos teci-
dos vegetais gerando fissuras no colmo que possibilitam o ataque de 
micro-organismos e a exsudação do caldo;
c) acarreta a destruição da matéria orgânica do solo;
d)diminui os inimigos naturais da broca-da-cana.
Além desses problemas prejudiciais à indústria, outros problemas de or-
dem social e ambiental surgiram com o emprego da queima da cana:
a)sujeira nas cidades, provocada pelo carvãozinho;
b)aumento do consumo de água para as limpezas nas residências;
c) acidentes em rodovias, provocados pela fumaça;
d)problemas respiratórios provocados pela fumaça e particulados;
e)morte de animais silvestres, diminuindo a biodiversidade.
A partir da década de 1980 a utilização de colhedeira de cana, seja queima-
da ou crua, começou a se generalizar no Brasil (Figura 2.7). Esse procedimento 
se acelerou particularmente no Estado de São Paulo, onde uma lei estadual de 
2003 (Lei Estadual 47.700) determinou um programa de redução do despalhe à 
fogo nos canaviais do estado, até a sua completa abolição em 2021 nas áreas 
mecanizáveis e até 2031 nas áreas não mecanizáveis. Os rendimentos dos di-
versos tipos de corte estão apresentados a seguir: 
Corte manual de cana-de-açúcar (valor médio)
Cana planta 4,5 a 5,0 t / homem.dia
Cana bis 8,0 a 9,0 t / homem.dia
Cana soca 2,0 a 3,0 t / homem.dia
39
Corte mecânico de cana-de-açúcar (valor médio)
Colmo da cana inteira 50 toneladas por máquina hora
Colmo da cana picada 50 toneladas por máquina hora
O termo cana planta refere-se à cana de primeiro corte após o plantio e 
cana soca refere-se à cana de rebrotamento após o primeiro corte. Cana bis é 
aquela que deixou de ser cortada na época correta e permaneceu no campo por 
mais uma safra antes de ser colhida.
Figura 2.7 Colheita mecânica de cana crua.
2.11 Composição da cana
De maneira geral, os colmos de cana são compostos por uma parte sólida 
fibrosa e por uma parte líquida que é o caldo ou garapa, sendo que este último 
é formado por uma solução de dezenas de componentes dissolvidos em água, 
em que o composto predominante é a sacarose.
A composição da cana é bastante variável quanto à concentração dos di-
ferentes constituintes, apesar de qualitativamente serem os mesmos compos-
tos. São alguns dos fatores que influenciam na composição: variedade da cana, 
clima, solo, estágio de desenvolvimento da planta, adubação etc. O Quadro 2.1 
(DELGADO & CÉSAR, 1977) representa bem essa variação de composição.
O parâmetro mais importante dos componentes da cana é o seu teor de 
sacarose, que no Estado de São Paulo varia de 13 a 18%. Esse parâmetro é o 
principal indicador de qualidade da matéria-prima e também do quanto de açú-
car ou álcool serão produzidos.
A presença dos açúcares glicose e frutose, os denominados açúcares re-
dutores, em quantidade elevada pode indicar que a cana não está madura ou 
que está em processo de deterioração, devido a um tempo longo de espera 
entre o seu corte e processamento.
40
Outro item muito importante é o teor de fibra na cana. Um baixo teor de 
fibra, menor que 12%, pode resultar em uma baixa produção de bagaço, o resí-
duo fibroso que resulta após a extração do caldo. O bagaço é muito importante 
numa usina de açúcar ou destilaria de álcool por ser o combustível que ao ser 
queimado na caldeira gera o vapor que movimenta a fábrica. Por outro lado, um 
teor de fibra muito alto, por exemplo, maior que 14%,resulta num consumo ex-
cessivo de potência nas moendas, além de prejudicar a extração da sacarose, 
sendo, portanto, indesejado.
Tabela 2.1 Composição química da cana madura e sadia (em porcentagem).
Água 74,5 (65 a 75)
Açúcares 14,0 (12 a 18)
Sacarose 12,5 (11 a 18)
Glicose 0,9 (0,2 a 1,0)
Frutose 0,6 (0,0 a 0,6)
Fibras 10 (8 a 14)
Celulose 5,5
Lignina 2,0
Pentosana 2,0
Arabana (goma) 0,50
Cinzas 0,50 (0,4 a 0,8)
SiO2 0,25
K2O 0,12
P2O5 0,07
CaO 0,02
SO3 0,02
NaO 0,01
MgO 0,01
Materiais nitrogenados 0,40 (0,30 a 0,60)
Gorduras e ceras 0,20 (0,15 a 0,25)
O teor de material mineral na cana, também conhecido como teor de 
cinzas, é um importante parâmetro para avaliar as suas características para 
industrialização, em especial para a fabricação de açúcar. Os minerais têm uma 
atuação importante na clarificação do caldo, na sua evaporação e na sua crista-
lização, pois a sua presença além de certos limites pode depreciar a qualidade 
do açúcar produzido.
Outros tipos de materiais como os aminoácidos (material nitrogenado) ou 
os polifenóis são compostos que influenciam de maneira preponderante na cor 
do açúcar, que é um dos itens de qualidade mais valorizados.
41
2.12 Curva de maturação da cana
A cana-de-açúcar durante seu ciclo vegetativo atravessa normalmente dois 
períodos distintos com relação à formação de sacarose. O período inicial é mar-
cado pelo crescimento vegetativo intenso, acompanhado por uma gradual formação 
de sacarose nos internódios. No segundo período ocorre uma predominante for-
mação de sacarose, ocasionada pela escassez dos principais fatores responsá-
veis pelo desenvolvimento vegetativo (umidade e calor).
Como se observa, a maturação é um processo fisiológico dependente de 
vários fatores, destacando-se, como principais, a variedade da cana, os aspectos 
climáticos, o tipo de solo, os tratos culturais, a idade da cultura e finalmente a 
ocorrência de doenças e pragas.
As variedades de cana podem atingir diferentes níveis de sacarose, mesmo 
quando cultivadas nas mesmas condições, apresentando épocas diferentes de 
maturação conforme suas características, podendo ter a seguinte classificação 
para a Região Centro-Sul do Brasil:
a)precoces: quando no início da safra (maio-junho) já apresentam um teor 
satisfatório de sacarose para a industrialização;
b)médias: quando esse teor é atingido em meados de julho-setembro;
c) tardias: quando entram em maturação no final da safra, de outubro em 
diante.
Essa classificação das variedades quanto ao amadurecimento não caracte-
riza o máximo de sacarose que a cana pode atingir, sendo esse conceito válido 
para os teores mínimos requeridos (ver Figura 2.8).
Figura 2.8 Curvas de maturação da cana-de-açúcar.
42
O Período Útil de Industrialização (PUI) consiste no espaço de tempo ao 
longo do ano em que a cana apresenta um teor de sacarose considerado como 
aceitável para a sua industrialização. O PUI da cana é uma característica varietal 
das mais importantes para a indústria do açúcar. É definido como sendo o tempo 
em que uma variedade é capaz de se manter em condições de ser industriali-
zada. Uma variedade precoce alcança um teor de sacarose economicamente 
aceitável logo no início da safra, como valores acima de 12,57%. Nas variedades 
médias, o início do PUI ocorre dois a três meses após o início da safra, e nas 
variedades tardias essa ocorrência inicia-se nos três últimos meses.
2.13 Deterioração da cana
A cana-de-açúcar pode ser classificada como um material altamente perecí-
vel, podendo sofrer deterioração logo após a sua colheita, seja por decomposição 
bioquímica ou por contaminação microbiológica.
O processo de deterioração da cana ocorre em função de diversos fatores, 
dos quais os principais são:
a)o tempo decorrido entre a queima e o processamento, não sendo reco-
mendável que exceda 24 horas;
b)cana queimada sofre deterioração mais rápida que cana colhida crua;
c) cana picada, por apresentar um grande número de pontos segmentados, 
tem sua deterioração acelerada, devendo ser processada antes de 12 
horas após o corte;
d)colmos de cana que entram em contato com o solo após a queima ficam 
suscetíveis a uma deterioração microbiológica;
e)calor e umidade são fatores que aceleram o processo de deterioração 
da cana. Quando os dois fatores ocorrem simultaneamente, como uma 
chuva num dia quente, a deterioração é potencializada.
Os efeitos que a cana sofre no período após a sua colheita dependem tam-
bém da variedade, do tipo de armazenamento que os colmos são submetidos. 
Os principais fenômenos que a cana sofre no período de pós-colheita, em sua 
armazenagem são:
a)dessecamento do colmo: a cana após o corte continua a transpirar, eli-
minando umidade numa velocidade que depende da umidade relativa 
do ar e da temperatura. Em tempo seco e quente essa perda de água é 
acelerada, resultando em perda de peso dos colmos e do aumento do 
seu teor de fibra, dos sólidos dissolvidos (°Brix) e da polarização;
43
b) inversão da sacarose: o colmo da cana após o seu corte continua com 
suas atividades metabólicas de respiração. Nesse processo ocorre a in-
versão da sacarose em glicose e frutose, diminuindo assim o principal 
componente do caldo, a sacarose. Mesmo a glicose e a frutose formadas 
são metabolizadas em bióxido de carbono e água.
Além dessas deteriorações a cana também pode sofrer outros fenômenos, 
como elevações de sua acidez e o aumento do teor de gomas e substâncias 
corantes.
2.14 Deterioração microbiológica
Além dos fenômenos descritos anteriormente sobre as transformações 
que a cana pode sofrer após a sua colheita, pode ocorrer também uma conta-
minação microbiológica causada principalmente pela ação de micro-organismos 
como o leuconostoc mesenteroides, que penetra no colmo pelas fissuras provo-
cadas pela queima ou pelos cortes resultantes da colheita.
O desenvolvimento da infecção pelo leuconostoc ocorre principalmente 
quando a colheita é realizada nos meses mais quentes e úmidos do ano. Na 
Região Centro-Sul do Brasil, essa ocorrência é maior nos meses de outubro e 
novembro, quando a temperatura é alta e ocorre o início das chuvas de verão. Se 
o período entre a queima ou colheita da cana e o seu processamento for longo, o 
risco de infecção é maior.
A infecção pelo leuconostoc resulta na produção de um composto de alto 
peso molecular, que consiste num polímero da glicose denominado dextrana. 
Esse composto parecido com o amido causa grandes transtornos no processo 
de fabricação do açúcar, dos quais podemos citar os seguintes:
a)a ação do microrganismo gerando a dextrana resulta na destruição da 
sacarose, prejudicando o rendimento da indústria;
b)a dextrana, tal como a sacarose, é altamente dextrorrotatória, elevando a 
polarização no sacarímetro, ou seja, a sua presença causa um erro a mais 
na leitura polarimétrica;
c) a dextrana causa um aumento da viscosidade do caldo de cana e dos 
méis, elevando o tempo de processamento de equipamentos como de-
cantadores, cristalizadores e centrífugas;
d)a presença de dextrana durante a formação dos cristais de sacarose re-
sulta na sua incorporação ao cristal causando uma deformação crista-
lográfica, além de que a sua presença no açúcar o torna impróprio para 
diversos tipos de consumo, como pela indústria de refrigerantes.
44
2.15 Impurezas da cana
Teoricamente, a matéria-prima recebida numa usina de açúcar ou destilarias 
de álcool deveria ser constituída unicamente de colmos de cana sadios e frescos. 
Na prática, o material recebido contém vários tipos de impurezas agregadas aos 
colmos, sendo em parte impurezas vegetais, como a ponteira da cana ou folhas, 
além de fragmentos de plantas nativas. Também são agregadas ao colmo impure-
zas minerais como pedras e terra, durante a colheita e o carregamento.
A quantia de impurezaagregada ao colmo é bastante variável, dependendo 
do tipo de solo onde ocorre a cultura, por exemplo, se o solo é de consistência 
argilosa ou arenosa. Depende também das condições climáticas em que ocorre 
a colheita. Em dias chuvosos a quantia de material mineral agregado é 3 a 4 
vezes maior que em dias secos. Outro fator importante é o tipo de colheita, se 
manual ou mecânica. A colheita de cana à máquina carreia uma quantia maior 
de impurezas vegetais que o corte manual.
O teor de impurezas agregadas à matéria-prima nas canas recebidas pelas 
usinas do Estado de São Paulo apresenta os seguintes valores médios:
Dias secos 4%
Dias chuvosos 15%
Impurezas minerais/colheita manual 0,4 a 0,7%
Impurezas minerais/colheita mecânica 0,8 a 0,5%
Impurezas vegetais/colheita manual 3 a 5%
Impurezas vegetais/colheita mecânica 4 a 6%
2.16 Cana colhida em toletes
O colmo de cana, quando colhido à máquina, pode se apresentar tanto in-
teiro como picado em toletes, sendo que esta última forma está ganhando cada 
vez mais adeptos, por resultar em um material mais homogêneo e mais compacto. 
Uma quantia de cana formada por colmos inteiros desarrumados apresenta uma 
densidade aparente de 125 kg por m3, que pode ser elevada para valores supe-
riores a 200 kg por m3, quando se trata de cana picada.
Apesar das vantagens desse tipo de colheita, a cana picada apresenta o 
inconveniente de uma deterioração mais rápida que a cana colhida inteira. Por 
apresentar mais pontos segmentados, tem uma tendência maior de sofrer des-
secação e também de contaminação microbiológica, portanto, o tempo entre sua 
colheita e o seu processamento deve ser inferior ao da cana inteira.
A cana colhida à máquina e picada não necessita sofrer uma lavagem an-
tes de ser processada, por não apresentar impurezas minerais que justifiquem 
esse processo. Além disso, as perdas de sacarose seriam bastante elevadas, 
como veremos adiante.
45
2.17 Pagamento da cana pelo teor de sacarose e pureza (PCTS)
As canas adquiridas pela usina por meio de fornecedores independentes 
são pagas em função de seu teor de sacarose e de sua qualidade. Assim, o 
veículo transportador ao chegar à usina é pesado, e a cana é amostrada e ana-
lisada, pois o preço da carga é calculado em função dos resultados analíticos.
O sistema de pagamento da cana pelo seu teor de sacarose, conhecido pela 
sigla de PCTS, foi inicialmente implantado em nosso país no Estado de Alagoas, 
em 1979, e no Estado de São Paulo, na safra de 1998/1999. O sistema é geren-
ciado nos estados onde foi implantado por um conselho formado por produtores 
de cana, açúcar e álcool conhecido pela sigla de Consecana. O objetivo desse 
conselho é zelar pelo aprimoramento do sistema e gerar e divulgar dados técnicos 
sobre a qualidade das canas do estado.
Segundo o Consecana, a cana deve ser entregue à usina ou destilaria num 
prazo máximo de 72 horas após a queima até o dia 31 de agosto e 60 horas após 
a queima a partir de setembro. A cana entregue após esse prazo deve sofrer um 
deságio sobre seu preço de 0,2% por hora adicional do tempo estipulado.
2.18 Amostragem da cana para o PCTS
A coleta de amostra da cana para a sua avaliação é um item bastante 
padronizado pelo Consecana, sendo realizada por uma sonda amostradora ins-
talada logo após a balança de pesagem dos caminhões. Essa sonda é formada 
por um tubo com uma coroa dentada na ponta. Esse tubo gira a 300 rpm e pe-
netra na carga de cana coletando certa quantidade de material, conforme pode 
ser visto na Figura 2.9.
Figura 2.9 Veículo sendo amostrado por uma sonda horizontal.
46
A coleta de amostra deve ser realizada em três diferentes locais no veículo 
em diferentes alturas, não podendo ocorrer coincidências verticais no ponto de 
coleta. Os pontos de coleta de amostra são escolhidos por sorteio, podendo assumir 
diversas combinações conforme pode ser visto na Figura 2.10, em que são apre-
sentadas seis combinações possíveis de amostragem. 
Figura 2.10 Locais de amostragem e as possibilidades de coleta.
Na Figura 2.10 temos, no primeiro caso, uma carroceria com sete vãos 
e 10 possibilidades e, no segundo caso, uma carroceria com 12 vãos e 20 
possibilidades.
A coleta da amostra pode ser realizada por uma sonda que penetra na carga 
obliquamente pela parte superior do veículo transportador, coletando uma amos-
tra em todo o perfil vertical do veículo. Nesse caso uma só coleta é suficiente.
O material coletado pela sonda é desintegrado em equipamento apropriado, 
do tipo forrageira, e a massa desfibrada resultante é homogeneizada em equi-
pamento do tipo betoneira, sendo então retirada uma amostra de aproximada-
mente 2 kg. Esse material é então enviado ao laboratório, onde os parâmetros 
tecnológicos são avaliados.
2.19 Análise da cana para o PCTS
A amostra de cana colhida no veículo transportador, após o seu desfibra-
mento, homogeneizada e retirada de uma alíquota, é transportada ao laboratório 
de PCTS para análise. Inicialmente é realizada a extração do caldo da amostra 
47
em equipamento padronizado, onde se aplica uma pressão de 250 kg/cm2 pelo 
tempo de um minuto, extraindo uma fração do caldo da cana. Esse caldo é ini-
cialmente analisado quanto ao seu Brix e Polarização.
A análise do Brix é realizada no caldo tal como é extraído. Quanto à análise 
da polarização (sacarose aparente por cento caldo), é necessário realizar uma 
clarificação prévia do caldo, pois ele não apresenta uma transmitância óptica 
que permita a passagem do raio de luz polarizada do equipamento analisador. O 
clarificante recomendado é uma mistura à base de cloreto de alumínio, hidróxido 
de cálcio e um auxiliar de filtração.
De posse dos valores da polarização do caldo (p) e do seu Brix (B), é cal-
culada a pureza da forma já vista:
Pureza p B %( ) = ⋅100
O fluxograma da análise da cana para fins de pagamento pode ser visto na 
Figura 2.11 a seguir.
Figura 2.11 Fluxograma do processo de amostragem e análise da cana para fins de 
pagamento pelo sistema Consecana.
48
Outro parâmetro tecnológico necessário para o sistema de pagamento de 
cana é o teor de açúcares redutores (AR), que para esse fim não é obtido analiti-
camente em laboratório, mas estimado em função da pureza do caldo. A fórmula 
para o cálculo do AR varia, e no Estado de São Paulo se utiliza a seguinte equação:
AR % caldo = −3 641 0 0343, , Q
sendo Q a pureza do caldo expressa em porcentagem.
Algumas indústrias preferem obter esse parâmetro analiticamente em 
laboratório.
Outro parâmetro importante para o sistema de pagamento de cana é o teor 
de fibra na cana, que corresponde à porcentagem de material fibroso presente 
no colmo, mas que na prática é a porcentagem de matéria seca insolúvel na 
cana, correspondendo à fibra e às impurezas insolúveis. Esse parâmetro assim 
definido é denominado fibra industrial da cana.
O teor de fibra também é estimado em função do peso da massa fibrosa 
ou bolo úmido que permanece na prensa após a compressão da cana para a 
extração do caldo. A expressão utilizada para esta estimativa no Estado de São 
Paulo é a seguinte:
F PBU= ( ) +0 08 0 876, ,
em que F é o teor de fibra em porcentagem e PBU o peso do bolo úmido que 
resulta após a prensagem de 500 g de cana desfibrada.
Caso se deseje um valor mais correto do teor de fibra na cana é facultado 
realizar uma determinação laboratorial, denominada método Tanimoto, em que 
um peso conhecido de cana desfibrada é lavado para a retirada de seus compo-
nentes solúveis e a seguir seco em estufa a 105 °C. O material seco resultante 
é pesado e a fibra é calculada pela expressão a seguir:
F Ps BPu B= ( ) − ( )  −( )100 5 100
em que:
F: teor de fibra na cana em porcentagem;
Ps: peso do material após a secagem;
Pu: peso do material antes da secagem;
B: Brix do caldo.
49
Os valores depolarização, Brix e açúcares redutores obtidos pelos méto-
dos citados referem-se à porcentagem no caldo de cana extraído pela prensa-
gem. Mas para fins de pagamento de cana é necessário saber o valor desses 
parâmetros em relação à cana, ou seja, polarização por cento cana, por exemplo.
A expressão algébrica que realiza a transformação da pol do caldo em pol 
da cana é a apresentada a seguir:
Pc Pj F C= −( )1 0 01,
em que:
Pc: pol da cana em porcentagem;
Pj: pol do caldo em porcentagem;
F: fibra na cana em porcentagem;
C: coeficiente de transformação da pol do caldo extraído pela prensa em pol do 
caldo absoluto da cana, calculado pela expressão 
C F= −10313 0 00575, ,
Pelo mesmo critério utilizado para polarização, pode-se converter o teor de 
açúcares redutores do caldo para açúcares redutores da cana:
AR cana ARc AR caldo F C% % ,( ) = ( ) −( )1 0 01
em que os termos F e C são os mesmos definidos anteriormente.
2.20 Açúcares totais recuperáveis
A indústria açucareira necessita, para fins de realizar os balanços de mas-
sa para seus controles do processo e para o sistema de pagamento da cana, 
de um parâmetro que permita avaliar o quanto uma determinada matéria-prima 
poderá resultar em açúcar e álcool. A polarização é um bom indicador da quan-
tia de sacarose contida na cana para fins de produção de açúcar e os açúcares 
redutores são matéria-prima para produção de álcool. Dessa forma, em função 
desses parâmetros existe uma sistemática para avaliar a produção da usina ou 
destilaria.
O sistema Consecana criou um parâmetro que engloba tanto o teor de 
sacarose como o teor de açúcares redutores presentes na cana, assim como 
50
um fator que leva em conta as perdas de sacarose no processo industrial. O 
parâmetro denominado açúcares totais recuperáveis (ATR) consiste na transfor-
mação da sacarose presente na cana em seu equivalente em AR, que é somado 
ao AR da cana, resultando no denominado açúcares redutores totais (ART):
ART % cana = 1,05263 Pc + ARc
em que:
1,05263: fator estequiométrico de conversão de sacarose em açúcares redutores;
Pc: pol da cana em %;
ARc: açúcares redutores na cana em %.
Pelo sistema Consecana do Estado de São Paulo, considera-se que do 
total de ART da cana, 9,5% são perdidos durante o processo de fabricação do 
açúcar e do álcool, significando que 90,5% são efetivamente transformados em 
produtos pela usina de açúcar ou pela destilaria de álcool. Outros estados ado-
tam valores diferentes para as perdas, por exemplo o Estado do Paraná que 
adota o valor de 12%.
O valor de 9,5% de perdas corresponde a uma média entre as usinas do 
Estado de São Paulo, sendo que algumas podem apresentar valor maior ou me-
nor que esse. Na Tabela 2.2, essas perdas estão apresentadas separadas por 
setor da indústria.
Tabela 2.2 Perdas industriais na fabricação de açúcar e álcool.
Perdas na lavagem de cana 0,5 a 0,6%
Perdas na extração da sacarose 3,2 a 3,7%
Perdas no tratamento do caldo (torta de filtro) 0,4 a 0,7%
Perdas na fermentação 3,6 a 4,8%
Perdas na destilação (vinhaça, por exemplo) 0,1 a 0,2%
Perdas indeterminadas 1,1 a 2,9%
Total 7,8 a 10,0%
Para fins do Consecana, o parâmetro açúcares totais recuperáveis (ATR) é 
definido como:
• ATR% cana = 10 100 9 5 100ART cana% ,( ) −( )
• ATR% cana = 10 0 905 9 05⋅ =, ,ART ART
• ATR% cana = 9 05 105263 9 5263 9 5, , , ,Pc ARc Pc ARc+( ) = +
em que os termos ART e ARC já foram definidos.
51
O preço da tonelada da cana é calculado em função do ATR médio da usi-
na e do preço do açúcar e do álcool comercializados, sendo que o produtor da 
cana teria uma participação ao redor de 60% do valor que a usina auferiria com 
a comercialização desses produtos. Assim, por exemplo, caso se chegue a um 
valor de R$ 0,26 por kg de ATR e que as canas entregues apresentem 140 kg 
de ATR por tonelada, tem-se:
Valor da t de cana = 140 . 0,26 = R$ 36,40
2.21 Qualidade da cana para a sua industrialização
As características da cana-de-açúcar definidas para fins de PCTS nos for-
necem informações importantes sobre as características desse vegetal para in-
dustrialização. No entanto, as usinas têm hoje uma grande preocupação com 
a qualidade do produto e devido a isso, está se utilizando também de outros 
indicadores, tais como a presença de precursores de cor no açúcar como os 
compostos fenólicos, de compostos que podem causar problemas na fabricação 
como o amido etc.
Ripoli (2004) apresenta uma tabela com os principais indicadores de qua-
lidade da cana-de-açúcar e os valores mais desejáveis, que reproduzimos na 
Tabela 2.3.
Tabela 2.3 Indicadores da qualidade e valores recomendados para a cana-de-açúcar.
Indicadores Valores recomendados
Polarização (°Z) >14
Pureza (%) >85
ART (%) >15
AR (%) <0,8
Fibra (%) 11 a 13
Tempo queima / corte (horas) <5 para corte manual
Terra da cana (kg/t de cana) <5
Contaminação (bastonetes/mL de caldo) <5 x 105
Teor de álcool no caldo (%Brix) 0,6
Dextrana (mg/kg de Brix) 500
Amido (mg/kg de Brix) 500
Broca da cana (%) <1
Palhiço da cana (%) <5
Ácido aconítico (mg/kg de Brix) 1500
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2.22 Referências
DELGADO, A. A.; CÉSAR, M. A. A. Elementos de tecnologia e engenharia do açúcar.
Sertãozinho: Publicação Zanini, 1977.
RIPOLI, T. C. C.; RIPOLI, M. L. C. Biomassa de cana-de-açúcar: colheita, energia e am-
biente. Piracicaba: Barros & Marques Ed. Eletrônica, 2004. 302 p.
UNIDADE 3
Recepção e preparo da cana
55
3.1 Introdução
O transporte da cana da lavoura até a indústria, no Brasil, é predominante-
mente do tipo rodoviário, com a utilização de caminhões que transportam cana 
inteira (colheita manual ou à máquina) ou picada em toletes de 20 cm a 25 cm 
(colheita à máquina). Os veículos são pesados antes e após o descarregamento, 
obtendo-se o peso da cana pela diferença entre as duas medidas. Alguns cami-
nhões selecionados por sorteio são amostrados pela forma descrita na unidade 
anterior, para posterior análise para fins de pagamento da cana de acordo com 
o teor de pureza da sacarose.
Os objetivos da pesagem são: possibilitar o controle agrícola, o pagamento 
do transporte da cana, o controle da operação de moagem, obter um parâmetro 
para o balanço de massa e cálculo do rendimento industrial. Como já foi visto, 
o peso da cana recebida é um importante parâmetro para efetuar o pagamento 
do fornecedor.
As cargas de cana podem ser encaminhadas para o seu processamento 
imediato na usina ou armazenadas para constituírem um estoque “pulmão”, 
como forma de prevenção de uma possível falha no abastecimento ou para suprir 
a indústria no período noturno, quando o recebimento de cana deixa de ocorrer, 
como é o caso da maioria das usinas.
As canas compostas por colmos inteiros podem ser processadas imediata-
mente ou estocadas. Já as canas recebidas em toletes, por sua maior tendência 
de sofrer deterioração, devem ser processadas tão logo cheguem à usina.
3.2 Descarregamento da cana
Existem diversos processos para o descarregamento dos caminhões trans-
portadores de cana-de-açúcar após a sua pesagem e amostragem. Nas usinas 
brasileiras essa operação é realizada basicamente por dois meios que são:
• por guindaste tombador lateral conhecido como hilo;
• pela utilização de ponte rolante.
O guindaste lateral do tipo hilo é formado por uma torre bastante sólida de 
15 m de altura e que apresenta um ângulo de 75° com relação à horizontal. A re-
tirada da carga de cana do caminhão ocorre quando cabos de aço que passam 
por baixo da carga de cana são tracionados pelo seu enrolamento ou por pistões 
hidráulicos, resultando no levantamento da carga e seu tombamento sobre a 
mesa alimentadora (ver Figura 3.1).
56
Figura 3.1 Tombador lateral de cana do tipo guindaste hilo.
Esse tipo de equipamento é construído para operar com cargas de cana 
de até 20 toneladas, sendo