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Cana-de-Açúcar

Cana-de-Açúcar

A origem provável da cana-de-açúcar data de 6 mil anos AC em regiões próximas à Índia. Durante a Antigüidade, porém, o açúcar não passava de uma especiaria exótica, sendo utilizada apenas como tempero ou remédio. O preparo de alimentos adocicados era feito com mel de abelhas.

O termo sânscrito sarkara deu origem a todas as versões da palavra açúcar nas línguas indo-européias: sukkar em árabe, saccharum em latim, zucchero em italiano, seker em turco, zucker em alemão, sugar em inglês.

No século 12, o açúcar chegou à Europa. Importantes regiões produtoras surgiram nos séculos seguintes, especialmente no Extremo Oriente. O interesse pela especiaria foi crescente depois do século 15, quando novas bebidas, como o café, o chá e o chocolate eram adoçados com açúcar. Em 1493, Cristóvão Colombo iniciou o cultivo da cana-de-açúcar nas Antilhas. A partir daí, a história do açúcar no mundo ganhou novas dimensões.

"Esta planta brotou do mel; com mel a arrancamos; nasceu a doçura. Eu te enlaço com uma grinalda de cana-de-açúcar, para que me não sejas esquiva, para que te enamores de mim, para que não me sejas infiel."

Atharva-Veda, 4º. Livro dos Vedas, livro sagrado dos hindus.

No Brasil, o açúcar é produzido a partir da cana, enquanto na Europa é quase totalmente fabricado a partir da beterraba. Hoje, a cana também é utilizada para produção de álcool.

Basicamente, a sacarose é o principal componente da cana-de-açúcar (sólido).

Tabela 1
Composição média da cana-de-açúcar
Composição Teor
Água 65 - 75
Açúcares 11 - 18
Fibras 8 - 14
Sólidos solúveis 12 - 23

Tabela 2

Principais constituintes da cana-de-açúcar
Constituintes Sólidos solúveis (%)
Açúcares 75 a 93
Sacarose 70 a 91
Glicose 2 a 4
Frutose 2 a 4
   
Sais 3,0 a 5,0
De ácidos inorgânicos 1,5 a 4,5
De ácidos orgânicos 1,0 a 3,0
   
Proteínas 0,5 a 0,6
Amido 0,001 a 0,05
Gomas 0,3 a 0,6
Ceras e graxas 0,05 a 0,15
Corantes 3 a 5

Cana-de-Açúcar

Variedades de Cana-de-Açúcar

SP89-1115 (CP73-1547)

É conhecida tanto pela sua alta produtividade e ótima brotação de soqueira (inclusive sob a palha), como pela sua precocidade e alto teor de sacarose. É recomendada para colheita até o meio da safra, respondendo positivamente à melhoria dos ambientes de produção. Apresenta hábito semi-ereto e baixa fibra, floresce freqüentemente, porém com pouca isoporização. É resistente ao carvão, mosaico, ferrugem e escaldadura, sendo suscetível à broca.

SP90-3414 (SP80-1079 x SP82-3544)

Destaca-se pelo seu porte ereto, por não florescer, isoporizar pouco e pela sua alta produção, sendo recomendada para colheita do meio para o final da safra. Nos ambientes de alto potencial de produção, responde positivamente à melhoria deles e apresenta teor de sacarose e de fibra médios. Com relação às doenças e pragas, é suscetível à escaldadura e intermediária ao carvão e broca.

SP91-1049 (SP80-3328 x SP81-3250)

Seu diferencial é a precocidade e alto teor de sacarose, sendo recomendada para colheita no início da safra. Foi mais produtiva que a RB72454 nos ambientes de produção desfavoráveis. Apresenta hábito semi-ereto, médio teor de fibra; floresce pouco, mas isoporiza. Características: resistente às principais doenças e pragas, sendo considerada de suscetibilidade intermediária ao carvão e à cigarrinha.

SP90-1638 (SP78-4601 x ?)

É conhecida pelo ótimo perfilhamento e brotação de soqueira (inclusive sob a palha), por não florescer, isoporizar pouco e pela sua alta produção, sendo recomendada para colheita do meio para o final da safra, nos ambientes com alto potencial de produção. Apresenta hábito semi-ereto e baixa fibra, teor de sacarose e precocidade médios. Nos testes de doenças e nas avaliações às pragas, apresentou suscetibilidade apenas à escaldadura.

SP80-185

Destaca-se pela produtividade agrícola e sanidade, além do porte ereto que lhe confere boa adaptabilidade ao corte mecanizado; o teor de fibra é alto, com florescimento médio e pouca isoporização; responde bem à maturadores químicos e reguladores de crescimento; a exigência em fertilidade do solo é média e a brotação de soqueira é ótima; possui desenvolvimento inicial lento e hábito foliar ereto que prejudicam o fechamento de entrelinha no início do ciclo; é resistente à ferrugem, mosaico e escaldadura, e tem reação intermediária ao carvão; não apresenta sintomas de amarelecimento; possui reação intermediária para suscetível à broca.

SP80-1816

Se diferencia pela brotação de soqueira, rápido desenvolvimento vegetativo e porte ereto, sendo excelente opção para o corte mecanizado de cana crua; apresenta boa resposta na aplicação de maturadores químicos; o perfilhamento é excelente, assim como o fechamento de entrelinhas; não floresce, o teor de fibra é alto, não apresenta tombamento e a exigência em fertilidade do solo é média; possui sensibilidade média a herbicidas; a maturação é semi-precoce na cana-planta e um pouco mais precoce na soca, atingindo altos teores de sacarose; tem resistência intermediária à broca e boa sanidade às outras principais doenças; não tem mostrado os sintomas de amarelecimento.

SP80-3280

É reconhecida pelo alto teor de sacarose e produtividade em soqueira; o seu perfilhamento é intermediário e o fechamento das entrelinhas é bom, devido ao crescimento inicial vigoroso; floresce, no entanto apresenta pouca isoporização; seu teor de fibra é alto, o tombamento é regular e a exigência em fertilidade do solo é média; tem boa brotação de soqueira; apresenta sensibilidade média a herbicidas e resistência ao carvão, mosaico e ferrugem e é tolerante à escaldadura; não tem mostrado sintomas da síndrome do amarelecimento; apresenta suscetibilidade à broca.

SP83-5073

Caracteriza-se principalmente pela alto teor de sacarose e precocidade; apresenta boa brotação de soqueira com perfilhamento médio, exigência média em fertilidade do solo, sendo que não floresce e não isoporiza; seu teor de fibra é alto; não apresenta sensibilidade a herbicidas; apresenta respostas significativas em acréscimos de pol % cana à aplicação de maturadores químicos; é resistente à broca dos colmos, ao mosaico e à escaldadura, sendo intermediária ao carvão e à ferrugem; tem apresentado sintomas de amarelecimento no início e final do ciclo em condições de estresse hídrico. .

Transporte, pesagem, descarregamento e estocagem

O transporte da cana até a usina, no Brasil, é predominantemente do tipo rodoviário, com o emprego de caminhões que carregam cana inteira (colheita manual) ou picada em toletes de 20 cm a 25 cm (colheita mecânica). Os caminhões são pesados antes e após o descarregamento, obtendo-se o peso real da cana pela diferença entre as duas medidas. Algumas cargas são aleatoriamente selecionadas e amostradas, para posterior determinação, em laboratório, do teor de sacarose na matéria-prima. O objetivo da pesagem é possibilitar o controle agrícola, o pagamento do transporte, o controle de moagem, o cálculo do rendimento industrial e, juntamente com o teor de sacarose na cana, efetuar o pagamento da mesma.

A cana estocada em pátio é normalmente descarregada nas mesas alimentadoras por tratores com rastelos, enquanto a cana estocada no barracão é descarregada nas mesas, através de pontes rolantes, equipadas com garras hidráulicas. Prevendo-se eventuais falhas no sistema de transporte e a interrupção do mesmo durante o período da noite, procura-se manter certa quantidade de cana em estoque em barracões cobertos ou em pátios abertos.

A cana estocada deve ser renovada em curtos espaços de tempo, visando à redução de perdas de açúcar por decomposição bacteriológica. A cana picada, que não deve ser estocada, é descarregada diretamente nas esteiras. O descarregamento direto pode ser feito com o uso de pontes rolantes equipadas com garras hidráulicas, guindastes do tipo hillo e, no caso de cana picada, através de um tombador hidráulico para basculamento lateral dos caminhões.

Extração do caldo, alimentação e lavagem de cana

O primeiro equipamento - a mesa alimentadora - recebe as cargas de cana do estoque, ou diretamente dos caminhões, transferindo-as a uma ou mais esteiras metálicas que conduzem a cana até as moendas, passando pelo sistema de preparo.

Apresenta uma parte rodante, formada por eixos, correntes e taliscas, que, conforme a sua inclinação, pode ser classificada como:

Convencional: inclinação de 5º a 17º
De grande inclinação: 45º

As mesas convencionais, embora possuam grande capacidade de alimentação, tornam a mesma irregular, pois a camada de cana é muito alta, dificultando a alimentação e diminuindo a eficiência da lavagem da cana.

As mesas de 45º, por sua vez, trabalham numa velocidade maior, com uma camada bem baixa, o que propicia uma alimentação muito mais regular e de fácil controle e aumenta sensivelmente a eficiência da lavagem da cana.

A lavagem - efetuada sobre as mesas alimentadoras - visa à retirada de matérias estranhas como terra, areia, etc., com a finalidade de obtenção de um caldo de melhor qualidade e aumento da vida útil dos equipamentos pela redução do desgaste. Esta lavagem nunca é feita na cana picada, pois isto provocaria um arraste muito grande de sacarose pela água.

Preparo da cana

A mesa alimentadora controla a quantidade de cana sobre uma esteira metálica que a transfere ao setor de preparo. O objetivo básico do preparo da cana é aumentar a sua densidade e, conseqüentemente, a capacidade de moagem, bem como realizar o máximo rompimento das células para liberação do caldo nelas contido, obtendo-se, portanto, uma maior extração.

O sistema de preparo é constituído por um ou dois jogos de facas - dos quais o primeiro é apenas nivelador - que prepara a cana a ser enviada ao desfibrador.

O jogo de facas é um equipamento rotativo de facas fixas, que opera a uma velocidade periférica de 60m/s, e tem por finalidade aumentar a densidade da cana, cortando-a em pedaços menores, preparando-a para o trabalho do desfibrador.
O desfibrador, por sua vez, é formado por um tambor alimentador que compacta a cana à sua entrada, precedendo um rotor constituído por um conjunto de martelos oscilantes que gira em sentido contrário à esteira, forçando a passagem da cana por uma pequena abertura (1 cm) ao longo de uma placa desfibradora.

A velocidade periférica dos desfibradores, de 60 a 90m/s, chega a fornecer índices de preparo de 80% a 92%. Este índice seria uma relação entre o açúcar das células que foram rompidas pelo desfibrador e o açúcar da cana.

Alimentação da moenda

Após o sistema de preparo, a altura do colchão de cana é uniformizada por um equipamento chamado espalhador, que se localiza no ponto de descarga da esteira metálica para uma correia transportadora de borracha. Esta correia trabalha em alta velocidade (90m/min), com a finalidade de reduzir a espessura da camada de cana e facilitar o trabalho do eletroímã. Este realiza a operação de remoção de materiais ferrosos, protegendo os equipamentos de extração, mais especificamente os rolos da moenda.

Em seguida é realizada a alimentação da moenda por um dispositivo denominado chute Donnelly ou calha de alimentação forçada. Dentro desta calha, a cana preparada forma uma coluna com maior densidade, favorecendo a alimentação e capacidade da moenda. O nível da cana dentro da calha é utilizado para controlar a velocidade da esteira de borracha e, conseqüentemente, a alimentação da moenda.

Moagem

A cana é constituída basicamente de caldo e fibra. O açúcar, que é o produto que realmente nos interessa, está dissolvido no caldo; portanto, nosso objetivo principal é extrair a maior parte possível deste caldo.

Em escala industrial existem dois processos de extração: a moagem e a difusão.

A moagem é um processo estritamente volumétrico e consiste em deslocar o caldo contido na cana. Este deslocamento é conseguido fazendo a cana passar entre dois rolos, submetidos à determinada pressão e rotação, sendo o volume gerado menor que o volume da cana. O excesso volumétrico, desprezando-se o volume de caldo reabsorvido pelo bagaço, deve ser deslocado, correspondendo, portanto, a um volume de caldo extraído.

Um objetivo secundário da moagem, porém importantíssimo, é a produção de um bagaço final em condições de propiciar uma queima rápida nas caldeiras.

Na primeira unidade de moagem ocorre a maior parte da extração global, simplesmente pelo deslocamento do caldo. A cana tem aproximadamente sete partes de caldo para cada parte de fibra; já no primeiro bagaço essa proporção cai para duas a duas vezes e meia e fica fácil de perceber que, se não utilizarmos algum artifício, logo as moendas posteriores não terão condições de deslocar caldo algum, mesmo que se aumente a pressão na camada de bagaço. O artifício utilizado é a embebição, que será explicada a seguir.

Cada conjunto de rolos de moenda, montados numa estrutura denominada "castelo", constitui um terno de moenda. O número de ternos utilizados no processo de moagem varia de quatro a sete e cada um deles é formado por três rolos principais denominados: rolo de entrada, rolo superior e rolo de saída. Normalmente as moendas contam com um quarto rolo, denominado rolo de pressão, que melhora a eficiência de alimentação. A carga que atua na camada de bagaço é transmitida por um sistema hidráulico que atua no rolo superior.

Embebição

A cana, ao passar sucessivamente pelos vários ternos da moenda, tem o seu caldo removido ou extraído. O artifício de adicionar água ao bagaço é denominado embebição e tem como finalidade diluir o caldo remanescente no bagaço, aumentando a extração de sacarose.

A embebição pode ser:

Simples

Composta

Com recirculação

A eficiência aumenta da primeira para a última, porém a mais utilizada é a composta, já que a terceira pode causar sérios problemas de alimentação nas moendas.

O processo mais generalizado é a embebição composta, que consiste em adicionar água entre os dois últimos ternos e fazer retornar o caldo extraído deste último para o anterior e assim sucessivamente até o segundo terno.

Normalmente os caldos provenientes dos dois primeiros ternos são misturados e constituem o denominado caldo misto. Com este sistema, consegue-se extração de 92% a 96%, e umidade final do bagaço de aproximadamente 50%.

Durante a passagem da cana pelas moendas ocorre uma queda de fragmentos de cana ou bagaço, denominados bagacilho. A quantidade de bagacilho deve ser controlada periodicamente, uma vez que a queda excessiva indica deficiência no ajuste das moendas.

O bagacilho que deixa as moendas junto com o caldo misto deve ser peneirado e retornar ao sistema de moagem, enquanto o caldo misto, já livre do bagacilho, é enviado para o setor de fabricação.

Difusão

Outro processo de extração da sacarose da cana é a difusão, processo ainda pouco utilizado no Brasil, cuja tecnologia aproveita parte das etapas do processo de moagem:
Difusão: preparo da cana -> difusão -> remoção de água

A diferença básica entre os dois processos reside na maneira de separar o caldo da fibra.

Nesta separação, o difusor realiza duas operações:

Difusão

Separação por osmose, relativa apenas às células não - rompidas da cana, aproximadamente 3%

Lixiviação

Arraste sucessivo pela água da sacarose e das impurezas contidas nas células abertas.

A remoção de água ou desaguamento do bagaço após a etapa de difusão é realizada através de rolos, como no processo de moagem.

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