Apostila módulo III - Análise de matéria prima
Autor: Técnico em Açúcar e Álcool | Publicado: 2011-08-16T11:45:00-07:00

ETEC DR. JORGE COURYTÉCNICO AÇÚCAR E ÁLCOOL
MÓDULO III - CONTROLE DE QUALIDADE I


ANÁLISE E CONTROLE DA MATÉRIA-PRIMA
CONSECANA Ø Este sistema foi implementado no estado de Alagoas em 1979 e em SP em 1983 e é conhecido por PCTS (PAGAMENTO DE CANA POR TEOR DE SACAROSE)
Ø CONSECANA é constituído por membros das seguintes associações:ÚNICA = representante dos produtores de açúcar e álcool;ORPLANA = representante dos produtores de cana;CONSELHO =&nbsp; é formado por 3 subdivisões&nbsp;&nbsp; Conselho Diretor,&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Câmara Técnica &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Grupo Técnico&nbsp; 
Ø Funções:•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Zelar pelo aprimoramento do sistema de avaliação da matéria-prima;•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Regularizar o negócio de compra e venda de cana-de-açúcar, julgando os litígeos;•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Desenvolver e divulgar análises técnicas sobre a qualidade da cana e divulgar os resultados
Ø&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; NORMAS OPERACIONAIS DE DETERMINAÇÃO DA QUALIDADE DA CANA-DE-AÇÚCARSão várias as normas que regulamentam a entrega, analises e pagamento da cana. Alguma serão destacadas aqui:•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N002: Será de responsabilidade da unidade industrial, a operação do sistema de avaliação da qualidade da matéria prima, incluindo todas as etapas, desde a pesagem da cana até o processamento dos dados.•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N003: Os veículos utilizados para o transporte de cana-de-açúcar deverão permitir,necessariamente, a amostragem por sonda mecânica, horizontal ou oblíqua.•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N005: Para a amostragem de cargas de cana inteira, por sonda horizontal, os veículosdeverão afixar em suas carrocerias, em local visível, o número de vãos passíveis deamostragem.•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N006: Consideram-se vãos, os espaços passíveis de amostragem, existentes entre fueiros &nbsp;ou outras estruturas destinadas à contenção das cargas.•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N007: As carrocerias deverão possuir, no mínimo, 5 (cinco) vãos, eqüidistantes ao longo da carroceria, separados entre si por uma distância máxima de 1 m (um metro), medida de centro a centro dos vãos. Os casos que não atendam a esta norma serão avaliados pelas partes.•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N008: Os vãos serão contados a partir da cabina do veículo transportador (Fig.1)
•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N018: A amostragem das cargas será efetuada por sonda mecânica, horizontal ou oblíqua.•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N019: A sonda amostradora deverá estar localizada após a balança de pesagem da carga.•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N020: No caso de sonda amostradora sobre trilhos, o estacionamento do veículo deverá respeitar a distância de 20 cm (vinte centímetros) entre a coroa do tubo amostrador e a cana dos carregamentos (Fig. 2). 
•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N025: Em se tratando de sonda amostradora horizontal, a amostra será composta por 3 (três) subamostras, coletadas em vãos consecutivos e à partir da primeira perfuração, não podendo haver coincidência no sentido horizontal ou vertical. •&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N026: Quando se tratar de carrocerias para o transporte de cana picada, a amostradeverá ser composta por 3 (três) subamostras, retiradas em furos dispostos no sentido diagonal das mesmas. •&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N029: Em se tratando de sonda amostradora oblíqua, a amostra será retirada em apenas 1 (uma) posição, seguindo a linha horizontal e central da parte superior do carregamento, em duas etapas e na mesma perfuração, retirando e descarregando as subamostras de cada etapa. (Fig.3)
•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N030: A coroa dentada das sondas amostradoras, horizontais ou oblíquas, deverá ser afiada ou trocada quando demonstrar baixa eficiência de corte, observada pelo esmagamento e extração de caldo. (Fig.4)•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N032: Qualquer que seja o tipo de sonda amostradora, o peso da amostra final, não poderá ser inferior a 10 kg (dez quilogramas). (Fig.5)
•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; As normas a respeito da desintegração das amostras são as normas 034 a 041As normas a respeito da desintegração das amostras são as normas 042 e 043•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N042: A amostra desintegrada deverá ser homogeneizada em betoneiras adaptadas com raspador, de maneira a impedir a retenção de amostra no fundo do tambor.•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N043: Uma quantidade de amostra homogeneizada de 1,5 kg a 2,0 kg (um e meio a dois quilogramas), aproximadamente, será conduzida ao laboratório onde a amostra final de 500 g (quinhentos gramas) será pesada e servirá para as análises tecnológicas.&nbsp; 



As normas a respeito do laboratório de análises de matéria-prima.•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N046: A temperatura interna deve ser mantida à 20ºC ± 5ºC •&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N051: Equipamentos, instrumentais analíticos e reagentes devem ser homologados pelo CONSECANA-SP, através de testes conduzidos e aprovados pela CANATECSP•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N053: No gerenciamento e recursos humanos recomenda-se, como ideal, a seguinte estrutura funcional:– Supervisores: apresentar nível técnico reconhecido pelos conselhos regionais respectivos. Responder por todos os funcionários internos e externos do laboratório.– Liderança de turno: o nível de formação técnica deverá ser semelhante ao do supervisor ou, no mínimo, 2º grau completo e também, deverá responder por todos os funcionários internos e externos, na ausência do supervisor.– Auxiliares de laboratório: os funcionários incumbidos de operar o refratômetro, sacarímetro, equipamentos&nbsp; de determinação do índice de preparo ou o NIR deverão apresentar nível técnico ou, no mínimo, 2º grau&nbsp; completo e ter recebido o necessário treinamento.– Demais funcionários: deverão ter, pelo menos, o 1º&nbsp; grau completo e serem devidamente treinados.
•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N055: A balança(s) semianalítica(s), o(s) refratômetro(s) e o(s) sacarímetro(s)devem ser calibrados antes do início do período de moagem, por empresa credenciada e, durante este período, através da utilização de pesos padrões, soluções de índice de refração conhecidos e pelo tubo de quartzo.•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; N056: A linearidade e a repetitividade do refratômetro e do sacarímetro serão determinadas por leituras de soluções padrões de sacarose, conforme as normas N138a N141. 
As normas do CONSECANA&nbsp; que se referem ao procedimento analítico são as normas de N057 até N076. O fluxo abaixo descreve todas estes procedimentos.
















&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; De posse dos dados de PBU, brix e leitura sacarimétrica, podemos calcular o ATR (açúcar total recuperado) e o ART (açúcares redutores totais). O ATR é importante porque é com ele que efetua-se o pagamento dos fornecedores de cana e o ART é importante para o balanço de eficiência da usina. 
•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; FÓRMULAS E CÁLCULOS •&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;Brix = será determinado no equipamento homologado e deve ter no máximo 0,1°brix de resolução máxima. O valor obtido no equipamento já é o valor do brix. b) PBU (peso bolo úmido) = deste, teremos o calculo de fibra da cana através da seguinte fórmula: Fibra da Cana = 0,08 x PBU + 0,876 c) Leitura Sacarimétrica = através do valor expresso pelo equipamento, iremos obter o valor da Pol do Caldo (S), através da seguinte fórmula: S = LPb (0,2605 – 0,0009882 x B), onde:S = pol do caldoLPB = leitura sacarimétrica com subacetato de chumbo B = brix refratométrico
A transformação da leitura sacarimétrica com a mistura clarificante, à base de alumínio, para a&nbsp; leitura equivalente em subacetato de chumbo, será feita pela equação:LPb = 1,00621 x LAl + 0,05117, onde:LPb = leitura sacarimétrica equivalente a de subacetato de chumbo;LAl = leitura sacarimétrica obtida com a mistura clarificante à base de alumínio.Assim sendo, a equação completa para o cálculo da pol da cana (S) passa a ser&nbsp; a seguinte:S = (1,00621 x LAl + 0,05117) x (0,2605 - 0,0009882 x B) 
d) CÁLCULO DA PUREZA APARENTE DO CALDO (Q)A pureza aparente do caldo (Q) definida como a porcentagem de pol em relação ao brix, será calculada pela equação: Q = 100 x S ÷ B&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; S = pol do caldo;&nbsp;&nbsp; B = brix do caldo.A unidade industrial poderá recusar o recebimento de carregamentos com pureza do Caldo abaixo de 75%.&nbsp; Os carregamentos, analisados, descarregados e com pureza &lt; 75% Não poderão ser cancelados.
e) CÁLCULO DOS AÇÚCARES REDUTORES DO CALDO (AR)O teor de açúcares redutores (AR) por cento, em peso, de caldo será calculado pela equação: AR % caldo = 3,641 – 0,0343 x Q, onde:Q = pureza aparente do caldo, expressa em porcentagem. As unidades industriais poderão, facultativamente, analisar os açúcares redutores do caldo, pelo método de Lane &amp; Eynon, descrito na norma N142 do CONSECANA.
f) CÁLCULO DA POL DA CANA DE AÇÚCAR (PC)A pol da cana (PC) será calculada pela equação:PC = S x (1 0,01 x F) x C, onde:&nbsp;&nbsp; S = pol do caldo; F = fibra da canaC = o coeficiente “C” é utilizado para a transformação da pol do caldo extraído pela prensa (S) em pol de cana (PC) e é calculado por uma das seguintes fórmulas:C = 1,0313 – 0,00575 x F.Portanto a fórmula da PC é: PC = S x (1 0,01 x F) x (1,0313 – 0,00575 x F)
f) CÁLCULO DOS AÇÚCARES REDUTORES DA CANA (ARC)O cálculo dos açúcares redutores da cana (ARC) será realizado pela equação:ARC = AR x (1 – 0,01 x F) x C&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ARC = AR x (1 – 0,01 x F) x (1,0313 – 0,00575 x F)onde AR = açúcares redutores do caldo.
&nbsp;g) CÁLCULO DO ATR Conhecendo-se a pol da cana (PC) e os açúcares redutores da cana (ARC), o ATR é calculado pela equação:ATR = 10 x PC x 1,05263 x 0,915 + 10 x ARC x 0,915 ou,ATR = 9,5263 x PC + 9,05 x ARC, onde:10 x PC = pol por tonelada de cana1,05263 = coeficiente estequiométrico para a conversão de pol em açúcares redutores0,915 = coeficiente de recuperação, para uma perda industrial de 8,5%10 x ARC = açúcares redutores por tonelada de cana&nbsp; 
h) CÁLCULO DO ARTART = PC/0,95 + ARC


Resumindo, temos as seguintes fórmulas para o pagamento de cana:Fibra da Cana = (0,08 x PBU) + 0,876 Pol do caldo (S) = (1,00621 x LAl + 0,05117) x (0,2605 - 0,0009882 x B)&nbsp; Pureza (Q) = 100 x S ÷ B Açúcar Redutor do Caldo (AR % caldo) = 3,641 – 0,0343 x Q&nbsp; Pol da Cana (PC) = S x (1 0,01 x F) x (1,0313 – 0,00575 x F) Açúcar Redutor da Cana (ARC) = AR x (1 – 0,01 x F) x (1,0313 – 0,00575 x F)
ATR = 10 × PC × 1,05263 × 0,915 + 10 × ARC × 0,915 ATR &nbsp;(kg/tc) = 9,6316 × PC + 9,15 × ARC onde: 10 x PC = pol por tonelada de cana •&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 1,05263 = coeficiente estequiométrico para a conversão da sacarose em açúcares redutores •&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 0,915 = coeficiente de recuperação, para uma perda industrial de 8,5% •&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 10 x ARC = açúcares redutores por tonelada de cana 
Para transformarmos a % para kg/tc é só multiplicar por 10, por ex:ARC = 0,5558% = 5,558 kg/tcPol da Cana = 13,2040% = 132,04 kg/tc

• PADRONIZAÇÃO DOS CÁLCULOS&nbsp;&nbsp; O arredondamento, em todos os cálculos objetos do modelo CONSECANASP, consiste em adicionar uma unidade à última decimal especificada, caso a decimal seguinte esteja compreendida no intervalo de 5 a 9 (cinco a nove). A leitura refratométrica do brix (B) é expressa com duas casas decimais. A leitura sacarimétrica (L) é expressa com duas casas decimais. O peso do bagaço úmido (PBU), será expresso com uma ou duas casas decimais, desde que a precisão da balança utilizada o permita. A pol do caldo (S) é expressa com duas casas decimais arredondadas. A pureza do caldo (Q) é expressa com duas casas decimais arredondadas. A fibra industrial (F) é expressa com duas casas decimais arredondadas. A pol da cana (PC) é expressa com duas casas decimais arredondadas. Os açúcares redutores do caldo (AR),é expresso com duas casas decimais arredondadas. Os açúcares redutores da cana (ARC), é expresso com duas casas decimais arredondadas.O açúcar total recuperável (ATR), é expressos com duas casas decimais arredondadas.As unidades industriais poderão optar pela determinação direta da fibra da cana pelo Método de Tanimoto, consoante os procedimentos descritos na norma N143 e calculada &nbsp;pela seguinte equação:•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; F = [(100 x PBS) – (PBU x B)] ÷ [5 x (100 – B)], onde:•&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; PBS = peso do bagaço seco;&nbsp; PBU = peso do bagaço úmido;&nbsp; B = brix do caldo.