Fábrica de caldo de cana

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Industrialização de caldo de cana

Ficha Técnica
Setor da Economia: Secundário
Ramo de Atividade: Industrialização de caldo de cana
Tipo de Negócio: Unidade de beneficiamento
Produtos ofertados/produzidos: Caldo de cana.

Como fazer

Inicia-se com a chegada da matéria-prima às unidades produtoras e o posterior encaminhamento de uma parte para o armazenamento, e do restante para processamento. As canas enviadas ao processamento são descarregadas diretamente nos receptores – mesa lateral e esteira auxiliar de cana – a fim de alimentar o processo. Estes receptores de destinam a alimentar a esteira principal que conduz à moenda ou ao difusor.

No decorrer do trajeto entre os receptores e as unidades de extração, os colmos são submetidos a duas operações: lavagem e preparo de cana.
Durante a operação de corte-carregamento, uma quantidade de impurezas – mineral e orgânica – é carreada com a matéria-prima. Estas impurezas além de afetarem a qualidade do caldo de cana, causam desgastes em equipamentos, influem no processamento e na qualidade do caldo produzido.

Sendo assim, é necessário submeter a cana-de-açúcar a uma lavagem a fim de eliminar, principalmente, impurezas minerais. Este tratamento é realizado com água aplicada diretamente nas canas (inteiras) nas mesas laterais de alimentação, nas esteiras auxiliares ou mesmo na esteira principal, antes da cana receber a ação preparadora das facas. As águas residuais da lavagem de cana apresentam alto potencial poluidor obrigando a unidade industrial a possuir sistemas de tratamento antes de descartá-las do processo.

Etapas da produção

Preparo da cana

A fim de facilitar o trabalho da moenda e aumentar a quantidade de caldo extraído, os colmos são submetidos a um processo de desintegração, que visa destruir a resistência da parte dura da cana (casca e nós), romper os vasos celulares da medula que contém o caldo bem como uniformizar o colchão de cana favorecendo a capacidade unitária do aparelho de extração.

Os equipamentos preparadores operam com alta velocidade e baixa pressão (sem extrair caldo), sendo atualmente empregados dois tipos: facas e desintegradores ( shredders ).

As facas rotativas são acionadas por turbina a vapor ou motor elétrico, sendo o conjunto topo protegido por um cofre metálico

Extração

As moendas são ainda os principais equipamentos de extração de caldo empregados no Brasil, embora tenham sido instalados diversos tipos de difusores e alguns tenham tido um desempenho muito bom.

A operação de extração propriamente dita, consiste em passar a cana preparada através da moenda e encaminhar o bagaço resultante através de esteiras intermediárias para outras unidades, a fim de ser submetido a novas compressões. A operação de extração do caldo pelos difusores consiste em submeter a cana e ou bagaço em processo à estádio de lavagens (lixiviação). Água é empregada no último compartimento e o caldo com menor Brix vem retornando sobre o material em processo obtendo a extração da sacarose.

Da ação das moendas ou do difusor resulta o caldo misto, que é enviado para o setor de purificação e bagaço que, sendo um resíduo fibroso de poder calorífico satisfatório, é empregado como combustível nas caldeiras, com a finalidade de gerar vapor.
Com a finalidade de estabelecer um balanço de materiais adequado, o caldo misto é pesado antes de entrar para o setor de fabricação, possibilitando verificar a eficiência do processo.

Purificação do caldo

O caldo misto é uma solução diluída de sacarose, que contém impurezas dissolvidas e em suspensão. Assim, o objetivo da purificação é obter um líquido claro, límpido e brilhante, através da eliminação das impurezas.

A purificação do caldo consta de duas operações: peneiragem e clarificação.

A primeira visa as impurezas grosseiras do caldo e a segunda, especialmente a eliminação das impurezas coloidais.

Peneiragem

Durante esta operação procura-se eliminar as impurezas grosseiras do caldo, como bagacilho, terra, pedras, etc., visando impedir o efeito abrasivo e o entupimento de canalizações e bombas, a redução das incrustações nos aquecedores e evaporadores.

A peneiragem é realizada nos seguintes tipos de peneiras: fixas com raspadores de bagacilho (tipo cush-cush ), fixas sem raspadores de bagacilho (DSM) e vibratórias, sendo que estas duas últimas apresentam maior eficiência. Atualmente, a operação de peneiragem é realizada em estágio, utilizando-se a associação dos vários tipos de peneiras. O bagacilho resultante de peneiragem retorna aos aparelhos de extração para a recuperação de parte do caldo residual.

Algumas unidades industriais empregam outros equipamentos – desareiadores – para retenção de impurezas grosseiras, havendo dois tipos: os circuladores e os de corrente com rastelos.

Clarificação

A clarificação do caldo é conseguida pela remoção dos colóides do caldo, através da formação de um precipitado insolúvel que absorve e arrasta as impurezas coloidais, responsáveis pela turbidez do caldo. Basicamente, a clarificação é obtida por uma mudança de reação do meio (pH) e pelo aquecimento.

Os processos de clarificação empregados no Brasil são: defecação simples e sulfo-defecação. O processo de sulfo-defecação, consta nas seguintes etapas: sulfitação, caleagem, aquecimento, decantação e filtração. No processo de defecação simples, apenas não é realizada a sulfitação, sendo que as demais operações são comuns aos dois processos. Em linhas gerais, os processos consistem de uma mudança de reação do meio pela adição de agentes acidificantes.

Sulfitação

É a adição de anidrido sulfuroso (SO2) ao caldo peneirado, com o objetivo de abaixar o seu pH normal de 5,2 – 5,5 para 3,8 – 4,3 e formação de um precipitado insolúvel.

Caleagem

Consiste na mudança de reação do caldo peneirado ou sulfitado pela adição de leite de cal, CA (OH)2, passando o pH de 5,2 – 5,5 para 7,5 – 7,8 ou de 3,8 a 4,3 para 7,0 – 7,2, respectivamente nos processos de defecação simples e sulfo-defecação. O leite de cal é produzido a partir da queima da cal virgem (CaO) em mistura com água, sendo a operação de caleagem realizada em tanques por processos intermitentes ou contínuos (com ou sem controle automático de pH).

Aquecimento

O caldo é enviado para o aquecimento, onde a temperatura é elevada a 102 – 105ºC, a fim de promover a floculação dos colóides com maior rapidez e facilidade. O aquecimento é realizado em aquecedores tubulares (horizontais ou verticais), nos quais o caldo circula em alta velocidade.

Decantação

É realizada em decantadores contínuos, consiste na sedimentação e remoção das impurezas floculadas ou flotadas em conseqüência do tratamento a que o caldo foi submetido. Estas impurezas vão ter a caixa de lodo ou de borras – nome dado a fração decantada ou flotada – em seguida para os filtros, enquanto que o caldo descantado é encaminhado para a fase de concentração.

Filtração

A operação seguinte é a filtração, juntamente com o lodo é arrastada a uma quantidade significativa de caldo, que pode ser recuperada através de uma filtração. Esta operação é realizada por filtros rotativos a vácuo, que recebem uma mistura de lodo e bagacinho, onde é submetida a aspiração, lavagem e secagem. Da filtração resulta uma mistura de caldos filtrados (turvo e claro) que retorna ao processo de clarificação e de uma torta de filtro que é utilizada na lavoura, principalmente na recuperação de solos fracos.

Após todas essas etapas, o caldo deve sofrer um tratamento térmico a fim de torná-lo isento de qualquer contaminação microbiana. O produto pode ser vendido em embalagem tetrapack.

Sites afins

KANAÍ – Caldo de Cana‎: http://www.kanai.com.br
Máquinas Caldo de Cana: http://www.milmaquinas.com/Caldo_de_Cana‎