Eng° Celso Caldas, D.Sc Central Analítica
Controle de Qualidade da Cana para sua Industrialização
O que vamos avaliar?
Parâmetros tecnológicos
Impurezas mineral e vegetal
Tempo de queima
Índice de infestação de brocas
Interferência da dextrana – No sistema de pagamento de cana
– Nos cálculos das eficiências das fábricas
Uso do HPLC no CQ da cana
Parâmetros Tecnológicos
Análises de pré-colheita
Estágio de maturação
CONSECANA
Amostragem
Retira-se uma amostra com 10 (dez) canas a cada 10
(dez) hectares, sendo estas coletadas em seqüência
na linha e ao acaso no interior da área estabelecida
Análises de Pré-colheita
PERIGO
COMPARAÇÃO
Análises de Pré-colheita
Comparação com dados das amostras de
cana dos caminhões
– Ausência de impurezas
– TQ zero
– Fórmulas CUIDADO
Estágio de Maturação
Amostragem
– Idem estabelecida para pré-colheita
Análises
– Separar as bases e as pontas dos colmos das
canas selacionadas
– Proceder cortes nestas partes de tal forma a
obter uma quantidade de caldo suficiente para
determinação do Brix
Estágio de Maturação
Estágio de Maturação
Cálculos
– Índice de maturação = Brix do ápice do colmo / Brix da base do colmo
Resultados
Índice de Maturação Estágio de Maturação
< 0,60 Cana verde
0,60 – 0,85 Cana em maturação
0,85 – 1,00 Cana madura
> 1,00 Cana em declínio de maturação
CONSECANA
Percentual de cana analisada
Sonda – Peso das amostras
Preparação das amostras – IP das forrageiras
– Betoneira
Obtenção do caldo – Célula de carga
Análises químicas – Qualidade dos eqipamentos
– Calibração dos equipamentos
Fórmulas – Fibra
– AR
– ATR
Técnicas
– Interferências no PCTS
– Interferências nas fábricas
Econômicas
– Premiação a fornecedores de cana
– Premiação a colaboradores
Impurezas Mineral e Vegetal
Impurezas Interferências no PCTS
Palha
– Aumento do PBU
– Aumento da Fibra
Areia
– Dificulta passagem da luz no sacarímetro
– Diminuição da Pol no caldo PC
Impurezas Interferências nas Fábricas
Palha
– Dificulta a extração do caldo (+ Perdas)
– Aumento da cor do caldo
– Aumento da cor do açúcar
Antocianinas
Melaninas (escurecimento enzimático PPO)
Melanoidinas (escurecimento não enzimático: AR + N)
Caramelização
– Maior consumo de produto químico
Impurezas Interferências nas Fábricas
Areia
– Abrasão dos rolos da moenda e demais
equipamentos (+ Perdas)
– Sobrecarga no decantador
– Compromete a cristalização da sacarose
– Aumento de cinzas no açúcar e mel final
– Perdas de fermento
Metodologias para IM
Método do peneiramento
Método da calcinação
Método específico por calcinação
– Análises de solos
– Análises das canas limpas
kg IM / ton cana = ( % CCS - % CCL ) . [ 1 - ( % MOV /100 )] . 10
IM O Grande Problema
Confiabilidade dos resultados
– Falta de padrão
– Dificuldades de amostragem
Representatividade da amostra
– Método gravimétrico
Quantidade da amostra
Temperatura da mufla
IM – Validação do Método O Estudo Realizado
Local: Usina localizada em MG
Determinações de IM nos materiais
– Cana PCTS
– Cana da Esteira
– Bagaço
– Torta de Filtro
Período do levantamento dos dados:
– 16 de abril a 09 de novembro de 2007
– Totais de determinações:
Cana PCTS 209
Cana Esteira 74
Bagaço 204
Torta 144
TOTAL 631
IM – Validação do Método O Estudo Realizado
Correlações entre dados de IM nos vários materiais da fábrica
Interferências – Amostragens
– Percentual de cana picada
– Sistema de lavagem de cana
– Chuvas
– Ausência de referência para cana da esteira
IM – Validação do Método O Estudo Realizado
Metodologia Utilizada – Amostras compostas por turno (08 horas)
– Quantidade de amostra calcinada: 30g
– Temperatura de calcinação: 800oC
– Tempo de calcinação: 3h
OBS:
Na cana PCTS o método usado é o Específico por calcinação (com análises de solos e “branco”
IM – Validação do Método O Estudo Realizado
Comparação entre IM na Cana PCTS
e IM no Bagaço + Torta
R2 = 0,73
IM PCTS X IM Bag + Tor
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
Kg/
TC Imp Min PCTS
Imp Min Bag + Tor
Dados
IM – Validação do Método O Estudo Realizado
A metodologia para análises de IM na cana
é VÁLIDA e os resultados representam com
boa margem de segurança os teores de
impurezas minerais existentes nas cargas de
cana
IM – Validação do Método O Estudo Realizado
TQ / ÍNDICE DE INFESTAÇÃO DE BROCAS / DEXTRANA
Principais Açúcares na Cana (carboidratos)
– Sacarose Dissacarídeo
– Glicose Monossacarídeo
– Frutose Monossacarídeo
Reações Químicas
Sacarose Glicose + Frutose
Álcool Ácidos
Causas
– Menos sacarose, menor PC (ATR) , menor valor (R$)
– BAIXOS rendimentos e eficiências
Tempo de Queima
Reações Químicas
Sacarose Glicose + Frutose
Dextrana
Causas
– Menos sacarose, maior PC (ATR) , maior valor (R$) FALSO AÇÚCAR
– PIORES rendimentos e eficiências
Tempo de Queima
Nível de Infestação de Brocas
Amostragem
– Definir a área da fazenda a ser amostrada em
hectare e marcar 02 (dois) pontos para cada
hectare até que sejam atingidos 30% (trinta por
cento) da área total da fazenda
Técnica
– Estabelecer o talhão a ser amostrado, em hectare
– Proceder ao caminhamento de 50m a partir do vértice
do talhão, sendo o primeiro ponto após 25m e o
segundo ao final dos 50m
– Contar o número de brocas (N)
Nível de Infestação de Brocas
Cálculos
– Brocas / ha = B / A
Onde
B Números de brocas contadas
A Total de hectares amostrados
Nível de Infestação de Brocas
Dextrana - Histórico
1889 – Sugar Cane Handbook (fermentação viscosa)
1916 – Sugar Cane Handbook (citada como goma,
produzida pelo Leuconostoc mesenteroides que segundo
Browne é um material insolúvel em álcool que inclui
ainda polissacarídeos)
Anos 50 Austrália (colheita mecanizada)
– Perda de açúcar
– Investir em frotas e alternativas de transporte
Dextrana – Formação Leuconostoc mesenteroides
População microbiana
Temperatura e umidade ambientes
Chuva e lama
Intensidade da queima
Tamanho das pilhas de cana (oxigenação)
Estoque de cana
Integridade dos colmos e toletes de cana
Paradas industriais
Dextrana – Fatores que Afetam Sua Formação
Dextrana – Fatores que Afetam Sua Formação
Tamanho dos toletes de
cana / Exposição dos
Colmos
Teores de Dextrana (ppm em Brix)
Demora entre corte-moagem 12h 24
Toletes Longos (>250cm) 0 740
Toletes Curtos (<250cm) 170 1740
Dextrana Fatores que Afetam Sua Formação
Demora entre queima e corte
Demora entre corte e moagem
Variedade
Maturadores
Idade
Teores de Dextrana (ppm em Brix) Após 48h - Cana Picada
Cana Toletes Médios e
Curtos
Toletes Longos
Crua 770 603
Queimada 2952 1442
Dextrana Fatores que Afetam Sua Formação
Fonte: CHEN & CHOU, 1993
O Pb (subacetato) remove entre 80 a 90% da dextrana
de alto PM não afetando a pol
Em caldo “in natura” (sem clarificação e sem
interferência dos AR)
1000 ppm/Brix de dextrana ERRO 1% na POL
– J. ASSCT (U.S), 1985, 4, pp 80-85
– CHEN, J. C. P. & CHOU. P. Cane Sugar Handbook. New
York: John Wiley & Sons INC, 1993.
Dextrana – Interferência no Pgto da Cana (POL)
Polarização da Luz
Sacarose
Sacarose
Sacarose Polarização
A Inversão da Sacarose
PODER ROTATÓRIO:
– Sacarose + 66,53º
– Glicose + 52,70º
– Frutose - 92,40º
– Sacarose Invertida - 37,70º
OBS
– Dextrana + 195º a + 205º
Um caso real, outubro de 2010, PE
– Total de cana fornecedor = 1.078,38 t
– Dextrana (ppm/Brix) = 2.527
– ATR = 123,3529 kg/t cana (R$ 0,5603 / kg ATR)
– R$ 74.531,83
– Descontando a dextrana
PC: 15,29% 14,90%
ATR: 123,3529 kg/t 119,5527 kg/t
R$ 2.296,14 (3,08 %)
Dextrana – Interferência no Pgto da Cana (POL)
Utilização do HPLC
Dextrana – Interferência na Eficiência da Fábrica
Falsa Sacarose (POL)
Falso AR
Falso ATR
MENOS
AÇÚCAR E
ÁLCOOL
Perdas indeterminadas
Um caso real, outubro de 2010, PE
– Total de cana moída = 3.317 t
– Dextrana (ppm/Brix) = 5.055
– Eficiência global (% ART) = 84,45
– Descontando a dextrana
PC: 15,21% 14,44% Diferença 0,6071%
Considerando 94% Ef Extração e 85% SJM 320 sacos
Eficiência global: 84,45 % 86,98 % (2,53 pp 3,00 %)
Dextrana – Interferência na Eficiência da Fábrica
Tomar AÇÕES Metas
Formatar procedimentos de amostragens para canas de pré-colheita (índice de maturação)
Utilizar rigorosamente os dados dos Índices de Maturação na definição das áreas a ser queimada e cortada
Realizar um eficiente controle de Brocas
Formatar procedimento para quantificação do TQ
Estabelecer como meta o TQ máx 40h
Estabelecer uma boa logística de transporte
Implantar determinações de dextrana, pH e acidez no caldo do PCTS
Implantar e Auditar as análises de IM e IV
Estabelecer metas para Impureza Total (Mineral e Vegetal)
Promover treinamentos para todos os colaboradores envolvidos nestas ações
Utilizar novas técnicas analíticas no CQ da cana
Para saber a Qualidade da MP
É PRECISO TER
LABORATÓRIO
Lançamento Congresso Nacional STAB – Goiania Set/11
OBRIGADO Celso Caldas