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Colhento a Beterraba
A colheita da beterraba destinada a produção de açúcar, tem início no final de setembro, e se estende até meados de janeiro. Sendo um processo contínuo; após o início da colheita, as fabricas trabalham 24 horas de segunda a segunda até o final da safra. São geralmente transportados em caminhões próprio a granel, e descarregadas diretamente nas linhas de processamento.
Processo de Industrialização da Beterraba
Após chegarem a fabrica, as beterrabas são lavadas e cortadas em rodelas ou em tiras, das quais se extrai o sumo das mesmas pelo processo de difusão aquosa. Este processo é feito a uma temperatura entre 75 a 85ºC, que sob pressão separa-se atravéz de membrana osmótica o açúcar da beterraba. Após este processo a sobre ou polpa, distina-se a ração bovina sob forma de forragem.
A cada 100 kg de beterraba correspondem em édia 115 litros de sumo crú; no processo de difusão, a cada 100 litros de sumo, são extraídos de 12 a 15 kg de açúcar e de 1 a 2 kg de impuresas e substâncias orgânicas colidal, que deverão ser eliminadas até o final do processo.
Em seguida adiciona-se cal que provoca sua floculação (pré-colagem, colagem ou calcizalgem), o sumo é em seguida parcialmente neutralizado por gás carbônico, visando a formação de um fino precipitado de carbono de cálcio, do qual é separado por meio de filtros prensa. O sumo filtrado clarificado é por vêzes descalcificado em permutadores de íons, para evitar que interiormente se formam depósitos de carbonato de cálcio.
Em seguida o suco já purificado é enviado para Evaporadores de múltiplos efeito (com 5 estágio de evaporação), provendo a evaporação à vácuo do restante da água contido no suco. O suco entra no Evaporador com uma concentração de14% de açúcar, e deixa o Evaporador no último estágio com uma concentração de 60% de açúcar. Para adquirir a forma cristalina, o xarope concentrado é ainda aquecido até 80ºC em tachos à vácuo. Os cristais de açúcar que formam, misturados ao xarope, constituem a "massa cozida" onde é enviado para a cristalização por resriamento em equipamentos chamados de Crystallizers.
Uma turbinagem separa os cristais do chamado "mel", e uma lavagem rápida por água ou vapor permite obter o açúcar branco. Os "méis" proveniente do processo de separação por centrifugação, são novamente concentrados e cristalizados para a obtenção de uma segunda remessa de açúcar.
O último "mel", incristalizável, resultante da terceira massa cozida, constitui o melaço ou mel exausto, conservados em tanques para ser aproveitado como matéria-prima de fermentação. O açúcar cristalizado obtido é enviado para silos de armazenagem. O tempo total do processo do início da chegada das beterrabas até a extração final do açúcar branco, leva em média 12 horas e, a cada 100 kg de beterraba consegue-se extrair aproximadamente de 12 a 14 kg de açúcar branco e de 3 a 4 kg de melaço.
A sequência abaixo, ilustra o processo de fabricação de açúcar de beterraba.
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Açúcar de Cana
A cana para fabricação do açúcar deve apresentar a maturação ideal, que é atingida num período de 14 a 18 meses após o seu plantio, dependendo da variedade; sendo que nesse ponto atinge um brix mínimo em torno de 18% de sólidos totais.
A composição média da cana é composta de 65% a 75% de água e, a sacarose que corresponde de 70% a 91% de seus sólidos solúveis.
Processo Industrial
Na unidade industrial, as canas são lavadas e retiradas as folhas e seguem para a primeira etapa do processo, que é a sua moagem e, que deve ocorrer logo após o corte no máximo 36 horas. A cana passa por várias moegas com a função de extrair o caldo da cana que são coletado em tanques de decantação.
A decantação do caldo é efetuado em decantadores, onde através de aplicação de polímeros na vazão do caldo ocorre a separação do iodo contido no caldo.
Purificação e Limpeza do Caldo
Nesta etapa, ocorre a sedimentação do caldo. A purificação é a remoção das impuresas floculadas. Este processo é realizado de forma contínua em equipamentos denominados clarificador. Nesta etapa adiciona-se polímeros para acelerar a velocidade de decantação, favorecendo a obtenção de um caldo de melhor qualidade.
O caldo decantado é enviado aos evaporadores para a retirada da maior parte da água através de aquecimento com vapor. As impurezas resultante da sedimentação, é o iodo retirado dos decantadores e é filtrado para a retirada do açúcar ainda contido na sua composição.
Sulfitação do Caldo
A sulfitação do caldo tem como objetivos principais, inibir reações que causam alterações de cor indesejável no açúcar; diminuir a viscosidade do caldo e, consequentemente do xarope, massas cozidas e méis, facilitando as operações evaporação e cozimento. A operação consiste em adicionar SO2 (anidrido sulfuroso - obtido do aquecimento de enxofre) ao caldo, baixando o seu pH original de 4,0 a 4,4 (veja esquema de sulfitação).
A sulfitação é realizada usualmente em uma coluna de absorção que possui em seu interior, pratos perfurados. O caldo então é bombeado na parte superior da torre e desce por gravidade através dos pratos, em contracorrente com o SO2, aspirado por exaustor ou ejetor instalado no topo da coluna.
Evaporação - Concentração do Caldo
O caldo purificado é enviado ao grupo de evaporação de multiplos efeito, que tem como objetivo evaporar a água contida no caldo. O esquema a seguir ilustra um evaporador de 4 efeito para a concentração de caldo de cana.
Em geral, o caldo purificado e clarificado, entre nos evaporadores com um brix de 14 a 18º e deixa o último efeito do evaporador em torno de 65 a 70º brix, já com o aspecto de um xarope grosso.
Centrifugação do Xarope de Açúcar
Após a evaporação, a massa de xarope de açúcar é cozida e cristalizada. A centrifugação é realizada em centrífuga de cesto perfurados que sob a ação da força centrífuga, faz com que o mel atravesse as perfurações da tela, ficando retidos, em seu interior, somente os cristais de sacarose. Como ainda contém muita umidade, os cristais de açúcar é enviado a um secador para a eliminação do restante da umidade.
Secagem do Açúcar Final
Após a cemtrifugação, o açúcar ainda úmido é enviado a um secador modelo spray dryer que faz a secagem do açúcar por atomização, através da passagem de ar aquecido em um tempo extramamente rápido, para evitar a queima do açúcar. O açúcar seco é enviado para os silos de estoques e embalados automaticamente.
O esquema a seguir, ilustra as várias fazes do processo de produção de uma usina de açúcar pó.
(1)-Recebimento da Cana; (2)-Transportador; (3)-Triturador; (4)-Caldo de Cana; (5)-Tanque de Decantação; (6)-Aquecimento; (7)-Clarificação; (8)-Moagem da Cana; (9)-Bagaço; (10)-Caldeira; (11)-Tacho a Vácuo; (12)-Caldo Purificado; (13)-Evaporador a Vácuo; (14)-Caldo Clarificado; (15)-Caldo Turvo Descartado; (16)-Filtragem; (17)-Açúcar Pó Seco; (18)-Secador Spray Dryer; (19)-Enviado para Silos de Estoque; (21)-Melaço.
Após a extração do açúcar, o mesmo sofre vários processo de refinação conforme a necessidade de atendimento ao mercado (peneiramento, trituração, etc.). O processo seguinte é o de refinação de açúcar a uma determinada granalumetria do mesmo.
(1)-Silos de Estocagem; (2)-Tanque de Distribuição; (3)-Dosador; (4)-Misturador; (5)-Retorno; (6)-Centrífuga; (7)-Açúcar Úmido; (8)-Ácido Fosfórico;(9)-Açúcar Úmido; (10)-Filtro; (11)-Processo de Clarificação; (12)-Resíduo; (13)-Adição de Água; (15)-Tacho a Vácuo; (16)-Açúcar Úmido Branco; (17)-Centrífuga; (18)-Melaço; (19)-Secador Spray Dryer; (20)-Açúcar Pó Refinado; (21)-Envase e Estoque do Açúcar.
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