O processo de fabricação de açúcar e álcool na usina
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Processo de fabricação de Açucar e Alcool na Usina Ester

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O processo de fabricação de açúcar e álcool na usina O processo de fabricação de açúcar e álcool na usina Document Transcript

  • O Processo de fabricação de Açúcar e Álcool na Usina Ester Aspectos Gerais A Usina Ester é uma empresa que produz e vende açúcar e álcool. Mas quais são os procedimentos e processos utilizados na fabricação desses produtos? A safra da cana- de-açúcar é sazonal iniciando em maio e terminando em novembro. Neste período ocorre o amadurecimento da cana devido a fatores climáticos como falta de umidade, luminosidade e frio. Com o amadurecimento, as canas passam a ser cortadas de forma planejada.Corte da canaAtravés do controle e planejamento dos canaviais, é montado um programa de cortebaseado na maturação da cana. Dessa forma, tem-se áreas com cana plantada que vãoestar próprias para o corte em momentos diferentes, o que permite seu manejo. O cortefeito manualmente representa 50% da cana colhida. Os outros 50% são colhidos porcolhedeiras ( safra 2000 ).TransporteO transporte da lavoura até a unidade industrial é feito por caminhões. Cada cargatransportada, pesa aproximadamente 16 toneladas. Hoje há caminhões com capacidade deaté três ou quatro carrocerias em conjunto, aumentando muito a capacidade do transporte.Depois de cortada e transportada para a Usina, a cana-de-açúcar é enviada para amoagem, onde se inicia o processo de fabricação do açúcar e do álcool.
  • PROCESSOMoagemA cana que chega à unidade industrial é processada o mais rápido possível. Estesincronismo entre o corte, transporte e moagem é muito importante, pois a cana é umamatéria prima sujeita a contaminações e conseqüentemente de fácil deterioração. A moagemdiária é de 9.000 toneladas.Antes da moagem, a cana é lavada nas mesas alimentadoras para retirar a terra provenienteda lavoura. Após a lavagem, a cana passa por picadores que trituram os colmos,preparando-a para a moagem. Neste processo as células da cana são abertas sem perda docaldo. Após o preparo, a cana desfibrada é enviada à moenda para ser moída e extrair ocaldo. Na moenda, a cana desfibrada é exposta entre rolos submetidos a uma pressão deaproximadamente 250 kg/cm², expulsando o caldo do interior das células. Este processo érepetido por seis vezes continuamente. Adiciona-se água numa proporção de 30%. A isto sechama embebição composta, cuja função é embeber o interior das células da cana diluindo oaçúcar ali existente e com isso aumentando a eficiência da extração, conseguindo-se assimextrair cerca de 96% do açúcar contido na cana. O caldo extraído vai para o processo detratamento do caldo e o bagaço para as caldeiras.Geração de vaporO bagaço que sai da moenda com muito pouco açúcar e com umidade de 50%, étransportado para as caldeiras, onde é queimado para gerar vapor, que se destina a todas asnecessidades que envolvem o acionamento das máquinas pesadas, geração de energiaelétrica e o processo de fabricação de açúcar e álcool. A sobra de bagaço é vendida paraoutras indústrias. O bagaço é muito importante na unidade industrial, porque é ocombustível para todo o processo produtivo. Um bom sistema térmico é fundamental.Usamos processo vapor direto, vapor de escape e vapor vegetal.Geração de energia elétricaParte do vapor gerado é enviado aos turbogeradores que produzirão energia elétricasuficiente para movimentar todos os acionamentos elétricos e a iluminação. O consumo é de4.500 kw.
  • FABRICAÇÃO DE AÇÚCARTratamento de caldoO caldo extraído na moenda, chamado de caldo misto, é um caldo impuro, sendonecessário passar, por um processo de clarificação para retirada de sólidos emsuspensão. O caldo é sulfitado e caleado. Este processo é chamado de dosagem. Aadição de enxofre e cal facilita a floculação das substâncias coloidais.Após a dosagem, o caldo é aquecido a 107ºC em aquecedores verticais e enviado aosclarificadores que retêm o caldo por aproximadamente 3 horas em regime contínuo.Neste tempo de retenção, ocorrem reações de floculação e precipitação do material emsuspensão que são retirados na forma de lodo. O caldo clarificado e limpo segue oprocesso para evaporação e o lodo irá para filtração à vácuo onde é recuperada asacarose ainda existente.Filtração do lodoComo o lodo ainda é rico em sacarose, é feito uma filtração nos filtros rotativos à vácuopara succionar o material líquido, chamado de caldo filtrado, que sofrerá novotratamento de clarificação. O material sólido retido nas telas dos filtros é denominadotorta de filtro. Esta torta é enviada à lavoura, sendo utilizada como adubo.Caldo clarificadoO caldo clarificado obtido da decantação do caldo é enviado para a evaporação.
  • EvaporaçãoO caldo clarificado com aproximadamente 15ºBrix entra em um conjunto de evaporadoresde múltiplo efeito para a retirada de maior parte da água, concentrando até cerca de65ºBrix, tomando consistência de um xarope. Este xarope é bombeado aos tachos decozimento para a cristalização do açúcar.Cozimento AOs tachos de cozimento são equipamentos que continuam a evaporação do xarope,tornando o meio supersaturado dando as condições necessárias à cristalização da sacarose.O produto obtido neste cozimento é a massa A. Esta massa A é uma mistura de cristais deaçúcar e o seu correspondente licor-mãe (mel), de onde foi obtida a cristalização do açúcar.Cozimento BNo cozimento B é onde formamos os cristais para o cozimento A. Os tachos de cozimentoB recebem o mel A e por um processo de nucleação, produz-se os pequenos cristais, demodo controlado e padronizado. Este processo é fundamental na qualidade do produtofinal, onde todos os cristais são induzidos a uma formação conjunta e uniforme, chamadode semeamento total. A massa B, da mesma forma que a massa A, é uma mistura decristais de açúcar e o seu correspondente licor-mãe (mel) de onde foram obtidos os cristais.Centrifugação da massa AA massa A é um produto que contém cristais de aproximadamente 0,5mm envolvidosnuma película de mel. Na centrifugação ocorre a separação do mel, denominado mel A,que irá para os tachos de cozimeto B, e açúcar propriamente dito, que é enviado ao secadorde açúcar.Centrifugação da massa BA massa B é um produto que contém cristais de aproximadamente 0,2mm e melaço. Nacentrifugação, os cristais são separados do mel B (ou melaço) onde o magma (cristais deaçúcar B) será utilizado como núcleo para o cozimento A e o melaço é enviado para afabricação do álcool.Secagem do açúcarNesta etapa o açúcar passa no secador para a retirada da umidade contida nos cristais. Nasaída do secador, o açúcar é enviado por esteiras sanitárias até a moega de açúcar(reservatório próprio para açúcar), de onde é feito o ensacamento.EnsacamentoO açúcar é ensacado em sacos de 50 kg ou em contêineres ("big-bag") de 1000 kg.Produção
  • A produção diária da Usina Ester é de 13.000 sacos de açúcar. FABRICAÇÃO DE ÁLCOOLA fabricação de álcool da Usina Ester, é uma unidade anexa, portanto o processo demoagem de cana é o mesmo já descrito.Tratamento do CaldoParte do caldo é desviado para tratamento específico para fabricação álcool. Estetratamento consiste em aquecer o caldo a 105ºC sem adição de produtos químicos, e apósisto, decantá-lo. Após decantação, o caldo clarificado irá para a pré-evaporação e o lodopara novo tratamento, semelhante feito ao lodo do açúcar.Pré-evaporaçãoNa pré-evaporação o caldo é aquecido a 115ºC, evapora água e é concentrado a 20ºBrix.Este aquecimento favorece a fermentação por fazer uma "esterilização" das bactérias eleveduras selvagens que concorreriam com a levedura do processo de fermentação.Preparo do mostoMosto é o material fermentescível previamente preparado. O mosto na Usina Ester écomposto de caldo clarificado, melaço e água. O caldo quente que vem do pré-evaporadoré resfriado a 30ºC em trocadores de calor tipo placas, e enviado às dornas de fermentação.No preparo do mosto define-se as condições gerais de trabalho para a condução dafermentação como, regulagem da vazão, teor de açúcares e temperatura. Densímetros,medidores de vazão e controlador de Brix automático monitoram este processo.FermentaçãoA fermentação é contínua e agitada, consistindo de 4 estágios em série, composto de trêsdornas no primeiro estágio, duas dornas no segundo, uma dorna no terceiro e uma dornano quarto estágio. Com exceção do primeiro, o restante tem agitador mecânico. As dornastem capacidade volumétrica de 400.000 litros cada, todas fechadas com recuperação de
  • álcool do gás carbônico.E´ na fermentação que ocorre a transformação dos açúcares em etanol ou seja, do açúcarem álcool. Utiliza-se uma levedura especial para fermentação alcoólica, a Saccharomycesuvarum. No processo de transformação dos açúcares em etanol há desprendimento de gáscarbônico e calor, portanto, é necessário que as dornas sejam fechadas para recuperar oálcool arrastado pelo gás carbônico e o uso de trocadores de calor para manter atemperatura nas condições ideais para as leveduas. A fermentação é regulada para 28 a3OºC. O mosto fermentado é chamado de vinho. Esse vinho contém cerca de 9,5% deálcool. O tempo de fermentação é de 6 a 8 horas.Centrifugação do vinhoApós a fermentação a levedura é recuperada do processo por centrifugação, em separadoresque separam o fermento do vinho. O vinho delevurado irá para os aparelhos de destilaçãoonde o álcool é separado, concentrado e purificado. O fermento, com uma concentração deaproximadamente 60%, é enviado às cubas de tratamento.Tratamento do fermentoA levedura após passar pelo processo de fermentação se "desgasta", por ficar exposta ateores alcoólicos elevados. Após a separação do fermento do vinho, o fermento a 60% édiluído a 25% com adição de água. Regula-se o pH em torno de 2,8 a 3,0 adicionando-seácido sulfúrico que também tem efeito desfloculante e bacteriostático. O tratamento écontínuo e tem um tempo de retenção de aproximadamente uma hora. O fermento tratadovolta ao primeiro estágio para começar um novo ciclo fermentativo; eventualmente é usadobactericida para controle da população contaminante. Nenhum nutriente é usado emcondições normais.DestilaçãoO vinho com 9,5% em álcool é enviado aos aparelhos de destilação. A Usina Ester produzem média 35O m³ de álcool / dia, em dois aparelhos, um com capacidade nominal para 120m³/dia e outro para 150 m³/dia. Produzimos álcool neutro, industrial e carburante, sendo oálcool neutro o produto de maior produção, 180 m³/dia. O álcool neutro é destinado à
  • indústria de perfumaria, bebidas e farmacêutica.Na destilação do vinho resulta um subproduto importante, a vinhaça. A vinhaça, rica emágua, matéria orgânica, nitrogênio, potássio e fósforo, é utilizada na lavoura para irrigaçãoda cana, na chamada fertirrigação.QualidadeTodas as etapas do processo são monitoradas através de análises laboratoriais de modo aassegurar a qualidade final dos produtos. As pessoas envolvidas passam por treinamentosespecíficos, capacitando-as a conduzir o processo de forma segura e responsável, garantindoa qualidade final de cada etapa que envolve a fabricação de açúcar e álcool.