Operações Unitárias Açúcar e Álcool

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Roteiro de Estudo
Operações Unitárias na Produção de Açúcar e 
Álcool
 José Carlos Teixeira 
Junior
Objetivo
O objetivo deste trabalho é apresentar de uma maneira simples e direta as 
operações unitárias na fabricação de açúcar e álcool, compreendendo as 
seguintes etapas do processo:
 Tratamento do Caldo
 Evaporação
 Cristalização do Açúcar
 Cozimento do Açúcar
 Centrifugação
 Fermentação
 Centrifugação
 Destilação
Após a leitura deste trabalho o aluno terá condições de estabelecer um 
conceito amplo das etapas do processo de fabricação de açúcar e álcool 
identificando os principais fatores de interferência em cada operação.
2
Fluxograma do Processo de Açúcar e Álcool
Fonte : Autor
O processo industrial acima consiste nas etapas básicas para a fabricação 
de açúcar e álcool, sendo que a divisão de caldo ocorre após o processo de 
extração, sendo uma parcela destinada para álcool e a outra para o açúcar, esta 
divisão está atrelada a capacidade industrial instalada para o processamento da 
matéria prima, sendo o critério que define o mix de produção envolve alguns 
fatores específicos da empresa: fatores estratégicos (localização geográfica da 
indústria), macro e micro econômicos (preço do açúcar e do álcool), 
disponibilidade de energia térmica e equipamentos, etc.
As etapas acima relacionadas após a extração do caldo serão descritas 
abaixo com mais detalhamento.
Tratamento do Caldo
O caldo de cana é uma solução de sacarose impura e diluída, cujas 
impurezas se encontram em suspensão e em dissolução. Existem nele todos os 
componentes solúveis da cana, tais como: sacarose, açúcares redutores, sais 
orgânicos e inorgânicos, pectinas e gomas, terra, bagacinho, clorofila, albumina, 
entre outros. 
3
Para eliminar as impurezas do caldo faz-se uso de agentes físicos e 
químicos, sendo que o principal objetivo do tratamento do caldo consiste em 
elevar o pH do caldo para que perdas de sacarose por inversão permaneçam 
num nível mínimo durante o processo subseqüente de recuperação de açúcar. 
Objetivos importantes, mas secundários, são a remoção do material 
insolúvel e de certas substâncias dissolvidas indesejáveis. O ajuste do pH a um 
nível ótimo é realizado através de um agente alcalinizante (hidróxido de cal), que 
do ponto de vista econômico é o mais viável, fornece uma condição adequada 
para remoção dos compostos indesejáveis e redução no processo de inversão da 
sacarose.
O setor de tratamento do caldo consiste em operações físicas e químicas 
com o objetivo de remover as impurezas contidas no caldo e reduzir a 
contaminação microbiológica. As etapas que fazem parte deste processo serão 
descritas abaixo.
Clarificação
Segundo Castro (2007)1 o caldo misto que flui das moendas encerra em 
solução diversas substâncias como sacarose, glucose, bagacilho, terra, cera, 
compostos nitrogenados, sais minerais, etc. Como se trata de matéria prima 
extrativa, o caldo sendo de composição variável, pode apresentar modificações 
em função de:
 Variedade, idade e sanidade da cana
 Condições climáticas
 Tratos culturais
 Tempo de espera para industrialização após o corte
Em razão dessas prováveis modificações, o caldo de cana apresenta-se 
como um material que pode reagir diferentemente quando submetido aos 
processos usuais de clarificação. Por esses processos procura-se separar, tanto 
quanto possível do caldo, as impurezas em suspensão e as dissolvidas sem 
afetar a sacarose presente tornando-o claro e cristalino. 
Os reflexos da clarificação mal feita se fazem sentir nas fases posteriores 
da fabricação. Na fase de evaporação, por exemplo, a separação da parte das 
impurezas minerais e orgânicas do caldo na forma de incrustação concorre para a 
diminuição da capacidade de evaporação dos corpos dos múltiplos efeitos, além 
de interferir na qualidade do açúcar dentro das especificações referentes a 
compostos insolúveis e número de pontos pretos. Por outro lado, as impurezas 
não separadas do caldo pela clarificação podem se constituir, na fase de 
cozimento, em núcleos de cristalização de sacarose dando origem a cristais 
impuros durante o processo de crescimento destes. Em conseqüência, a fase de 
1 CASTRO,S.B; Tecnologia do Açúcar, 2007, pag. 34
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centrifugação e a de conservação do açúcar final fica comprometida. (Payne, 
1989)2
Portanto, a purificação do caldo para a produção de açúcar e álcool deve 
ser conduzida visando:
 Remover as impurezas em suspensão
 Evitar a inversão da sacarose
 Evitar a destruição dos açucares redutores
 Diminuir o teor de sais solubilizados
 Diminuir os não açúcares de origem orgânica e inorgânica
 Aumentar o coeficiente de pureza do caldo
 Produzir um caldo límpido, transparente, tal qual o obtido pela 
dissolução de açúcar em água
O processo de clarificação envolve algumas etapas:
 Caleação ou Defecação
 Sulfitação
 Aquecimento
 Decantação
 Filtração
Caleação
A caleação é um dos processos na qual se utiliza a cal como agente de 
clarificação do caldo. A cal é obtida através da dissociação térmica do carbonato 
de cálcio em fornos especiais. A transformação do carbonato de cálcio em óxido 
de cálcio (CaO) ocorre em função da temperatura de calcinação. Por via de regra, 
esta temperatura varia de 900 a 1300 oC. Temperaturas elevadas, mantidas por 
um tempo além do necessário, podem ser responsáveis pela produção de uma 
cal pouco porosa e não facilmente hidratável acarretando problemas durante o 
processo de clarificação e maior consumo. Os aspectos de temperatura e tempo 
são muito importantes na qualidade da cal obtida, pois quando não controladas 
devidamente podem modificar a estrutura molecular da cal dando origem ao que 
se conhece por “cal morta”. Atualmente outro problema encontrado com relação à 
queima da cal é a utilização de pneus na calcinação. Este processo faz com que a 
cal apresente dioxina em sua composição sendo que este composto é 
extremamente tóxico ao homem, acarretando problemas no sistema nervoso e 
outros.
2 PAYNE,J.H; Operações Unitárias na Produção de Açúcar de Cana, 1989, pag. 85,86,93
5
O componente mais importante da cal é o óxido de cálcio (CaO) sendo 
que, para fins industriais, o teor de CaO total da cal deve estar sempre acima de 
95%. Entretanto, uma rocha calcária não bem calcinada pode dar origem à 
núcleos de carbonatos não transformados sendo portanto, de baixo valor 
aproveitável.
A adição do leite de cal ao caldo de cana em sua fase de clarificação é 
geralmente feita de maneira contínua com controle automático de pH.
A calagem contínua está fundamentada no trabalho de se adicionar um 
volume de leite de cal proporcional ao volume de caldo que chega continuamente 
aos tanques de reação. No processo de calagem contínua, os tanques de reação 
podem ser em número de três, dois ou apenas um. Quando se utilizam três 
tanques, estes devem ser montados de tal forma a permitir uma circulação por 
igual em todos os tanques, sendo que o leite de cal deve circular em contra 
corrente com o caldo. Com este tipo de circulação o pH do caldo cresce 
lentamente até atingir o valor indicado no lado oposto do tanque
A finalidade do uso da cal é precipitar as impurezas. A determinação e 
controle de sua quantidade deve ser a mais correta possível, pois o excesso de 
cal leva a uma reação de decomposição dos açucares redutores, escurecimento 
do caldo e inversão do P2O5 presente no caldo. Nestas circunstâncias, quando se 
produz açúcar cor branco, o reflexo direto é a subida de cor do açúcar do 
processo, na fermentação é a deficiência de nutrientes essências para a levedura, 
na clarificação o reflexo é sentido na queda da110° e adiciona-se 
leite de cal elevando o pH para o padrão de operação determinado.
 Alcalinização fracionada com duplo aquecimento: aquece-se o caldo até 
uma temperatura em torno de 65° a 70°C e em seguida adiciona-se leite de 
cal ao caldo elevando o pH para 6.0 a 6.5; em seguida aquece-se o caldo 
para uma temperatura em torno de 110° e adiciona-se leite de cal elevando 
o pH para o padrão de operação determinado
Atividade 4
Qual a finalidade da sultitação e quando é utilizado este processo?
 Ação purificante 
 Ação descorante
 Ação neutralizante
 Ação fluidificante
 Ação preservativa
 Ação precipitativa
A sulfitação é aplicada para obtenção de açúcar branco. 
Atividade 5
Qual a diferença entre os decantadores tipo convencional e rápido?
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A diferença entre decantadores tipo convencional e tipo rápido consiste na 
velocidade de floculação principalmente, fazendo com tenham tempos de 
retenção distintos. Do ponto de vista construtivo os decantadores tipo 
convencional apresentam maior números de bandeja com entrada e saída de 
caldo individualizada por bandeja, enquanto os decantadores tipo rápido 
apresentam somente uma bandeja, entretanto a entrada de caldo pode variar 
dependendo o tipo de projeto, pode se uma entrada ou mais.
Atividade 6
Qual objetivo e o princípio da filtração e os sistemas utilizados atualmente 
para esta operação? 
A filtração tem por objetivo recuperar uma quantidade de açúcar contida no 
caldo proveniente do lodo extraído dos decantadores, cujo principio de operação 
é a retenção do lodo em uma superfície de filtragem através de vácuo formado 
por bombas ou multi-jatos. Este processo é realizado pelos filtros rotativos a 
vácuo ou por filtros tipo prensa.
	Roteiro de Estudo
	Operações Unitárias na Produção de Açúcar e Álcool
	Objetivo
	Fluxograma do Processo de Açúcar e Álcool
	Fabrica de açúcar
	Destilaria
	pH do caldo dosado na faixa de 5.8 a 6.2. Não se deve trabalhar acima desta faixa para evitar a degradação de nutrientes essenciais diminuindo a eficiência de fermentação.
	FOSFATAÇÃO
	FILTRAÇÃO
	EVAPORAÇÃOtransmitância do caldo na saída do 
decantador. Em caso de falta de leite de cal o caldo permanece ácido, turvo, 
mesmo depois de decantado
O pH ideal do caldo é aquele que resulta em um pH de xarope de 6,5. 
Trata-se de um valor +/- ótimo para conduzir as etapas subseqüentes de 
cristalização fornecendo uma condição adequada de operação durante o 
processo de cozimento, desenvolvendo o mínimo possível de compostos 
indesejáveis e de cor originados pela decomposição dos açúcares redutores.
O mais aconselhável é trabalhar e uma faixa próximo do pH neutro, ou 
seja, 7.0. Entretanto existe uma variação operacional que resulta em valores que 
devem ficar entre 6.7 e 7.2. Se o nível de pH é mais alto ocorre grande 
desenvolvimento de viscosidade, de cor e perdas substanciais de açúcares 
redutores, particularmente a frutose. Se o nível de pH é mais baixo, a inversão de 
sacarose aumenta com rapidez. O processamento de um xarope com pH 6.5 dará 
usualmente um mel final ao redor de um pH 5.8, de modo que a cristalização é 
conduzida na faixa de 6.5 a 5.8. A queda do pH ocorre no aquecedor, decantador 
e evaporador. Este aumento da acidez é causado pela reação relativamente baixa 
com a cal, pela formação de ácidos orgânicos e pela perda de amônia da 
decomposição de aminoácidos.
O pH exato da calagem do caldo varia com a composição do mesmo, de 
modo que ajustes freqüentes no ponto de controle são essenciais. Usualmente, 
com cana de boa qualidade, também ocorre boa clarificação, ou seja, há boa 
floculação da matéria em suspensão, decantação rápida e fluxo de caldo limpo. 
6
Com cana de má qualidade (cana hora pós queima alto) ou deteriorada em 
algumas situações torna-se impossível obter um caldo claro e uma decantação 
rápida. Isso é causado pela dextrana que através da ação protetora dos colóides, 
impedem uma boa floculação. Em tais casos uma caleação mais alta pode 
mostra-se útil, mesmo que os efeitos na cristalização do açúcar sejam menos 
favoráveis. (Castro, Payne e Hugot) 3
A cal pode ser adicionada sob a forma do leite de cal ou de sacarato de 
cálcio. O leite de cal é uma solução com muito cálcio em suspensão e pouco em 
solução. Considerando que apenas os íons de cálcio presentes na solução estão 
aptos a reagirem imediatamente com o caldo, isto significa que a cal em 
suspensão deverá primeiramente ser dissolvida para depois reagir.
O sacarato é uma solução na qual o cálcio se encontra totalmente na forma 
iônica e, portanto, a reação é instantânea. A principal diferença entre os dois 
métodos está relacionada com a maior disponibilidade de cálcio em solução, 
permitindo que a reação ocorra com maior rapidez.
Existem vários métodos de alcalinização, sendo similares as reações químicas 
que ocorrem, entretanto é difícil determinar qual o melhor método. Usualmente 
existem 5 métodos de alcalinização do caldo de cana (Castro,2007)4:
 Alcalinização a frio: adiciona-se leite de cal ao caldo com temperatura que 
sai da moenda, elevando o pH para 7.0 a 7.2; aquece-se em seguida para 
uma temperatura em torno de 110°C.
 Alcalinização a quente: aquece-se o caldo para uma temperatura em torno 
de 100°C, e em seguida adiciona-se leite de cal elevando o pH para 7.0 a 
7.2.
 Alcalinização fracionada: adiciona-se leite de cal ao caldo com a 
temperatura que sai da moenda elevando o pH para 6.0 a 6.5, em seguida 
aquece-se o caldo para uma temperatura em torno de 110° e adiciona-se 
leite de cal elevando o pH para o padrão de operação determinado.
 Alcalinização fracionada com duplo aquecimento: aquece-se o caldo até 
uma temperatura em torno de 65° a 70°C e em seguida adiciona-se leite de 
cal ao caldo elevando o pH para 6.0 a 6.5; em seguida aquece-se o caldo 
para uma temperatura em torno de 110° e adiciona-se leite de cal elevando 
o pH para o padrão de operação determinado.
A quantidade de leite de cal a ser utilizada na indústria varia com o processo 
de clarificação adotado, com natureza do caldo, com o tipo de açúcar fabricado, 
com a qualidade da cal e com o tipo de conservação do cal. Evidentemente que o 
consumo de leite de cal será em função do teor de CaO disponível. Um leite com 
baixo teor de CaO disponível apresentará um maior consumo. Quanto maior for o 
teor de CaO disponível, melhor será a qualidade do cal , melhor será a qualidade 
3 HUGOT,E; Manual de Engenharia Açucareira, 1977, volume 1 pag 418
4 CASTRO,S.B; Tecnologia do Açúcar, 2007, pag. 123
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da suspensão obtida, menor consumo no processo, melhor clarificação do caldo e 
reação de neutralidade com caldo causando o mínimo de danos para a sacarose.
A quantidade de cal utilizada é em torno de 800 a 1000 g por tonelada de 
cana. As diferentes formas de adição de leite de cal e temperatura do caldo têm 
por objetivo a obtenção de coágulos bem formados de sedimentação rápida. É 
importante o controle rigoroso do pH, para evitar a inversão da sacarose quando o 
caldo é submetido à alta temperatura em meio ácido. A taxa de inversão, para um 
mesmo pH do caldo aumenta com a elevação da temperatura.
Parâmetros de trabalho utilizado Usina Coruripe – Campo Florido
 Fabrica de açúcar
pH do caldo dosado (ou caleado) na faixa de 6.8 a 7.2 trabalhando nesta 
faixa de pH teremos um caldo clarificado entre 6.5 a 6.9,o pH do xarope 
será da ordem de 6.1 a 6.3. O pH não deve ultrapassar 7.2, pois com isso 
há a destruição de açucares redutores diminuindo a eficiência industrial e 
formação de cor. O pH baixo favorece a inversão de sacarose durante a 
decantação, evaporação e cozimento. Porém o mais importante é que se 
mantenha estabilidade no controle de pH do caldo dosado, dentro da faixa 
do parâmetro determinado, porque mesmo que se obtenha um caldo 
clarificado com pH dentro da faixa ideal, a clarificação pode não ser boa.
 Destilaria
 pH do caldo dosado na faixa de 5.8 a 6.2. Não se deve trabalhar acima 
desta faixa para evitar a degradação de nutrientes essenciais diminuindo a 
eficiência de fermentação. 
Sulfitação 
Entende-se por sulfitação de uma forma grosseira na linguagem de usina 
como queimar enxofre para clarear o açúcar, o que não deixa de ser verdade, 
porem, não é somente a queima do enxofre e sim vários fatores na qual o gás 
produzido tem ação no processo de clarificação.
A clarificação do caldo pelo processo de sulfitação baseia-se na formação 
de sulfito de cálcio, que é um sal pouco solúvel, que posteriormente será 
removido durante o processo de fabricação. Para se entender o processo é 
necessário compreender, de um modo geral as propriedades do gás sulfuroso 
sobre o caldo de cana, cujas principais são: purificante, descorante, neutralizante, 
preservativa, inversiva e precipitativa (Castro, 2007)5.
5 CASTRO,S.B; Tecnologia do Açúcar, 2007, pag. 113
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Fonte – SMAR
 Ação purificante 
Ao se aplicar gás de enxofre (anidro sulfuroso) ao caldo bruto, observa-se 
que, pequenas partículas são formadas no caldo, as quais vão se transformando 
em volumosa massa de flocos com varias densidades. A diferença de densidade 
faz com que as mais pesadas (com densidade maior) sedimentem e os mais 
leves (com densidade menor) fazem um movimento de ascensão. Os precipitados 
(os flocos) formados são constituídos principalmente por matéria orgânica.
 Ação descorante
As matérias coloridas do caldo são reduzidas em parte pelo gás sulfuroso. 
A sua ação descorante é devido a liberação de hidrogênio, o qual faz reduzir as 
substâncias coloridas dando formação a compostos menos coloridos; entretanto 
essa descoloração é temporária, pois, o caldo sulfitado exposto ao ar 
gradualmente se oxida pela absorção de oxigênio, retornando a cor inicial.
 Ação neutralizante
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A ação neutralizante é utilizada quando se adota ao processo de defeco-
sulfitação. Os sais formados com a cal são praticamente insolúveis em meioneutro ou alcalino.
 Ação fluidificante
Segundo alguns pesquisadores, o ácido sulfuroso reduz a viscosidade do 
caldo pela precipitação de certos colóides, fazendo melhorar a decantação e a 
qualidade do caldo para a evaporação e cozimento produzindo desta forma méis 
mais esgotados.
 Ação preservativa
O anidro sulfuroso tem como propriedade ser um agente anticéptico, pois 
este interfere no desenvolvimento dos microorganismos presentes no caldo.
 Ação precipitativa
Com a precipitação dos flocos ocorre um equilíbrio das cargas elétricas das 
moléculas. Todas as vezes que um grande número de flocos se aglomera ocorre 
precipitação sendo que os flocos formados podem ser separados por 
sedimentação ou filtração. A ação precipitativa ocorre pela reação entre o anidrido 
sulfuroso e a cal formando um sal pouco solúvel em meio neutro ou alcalino, o 
sulfito de cálcio. Este procedimento ocorre quando se faz sulfitação e em seguida 
neutralização com leite de cal. 
O consumo de enxofre varia de 200 a 400 gramas por tonelada de cana, 
dependendo de alguns fatores variáveis como a qualidade do açúcar desejado, 
qualidade da matéria prima (tempo de queima, teor de dextrana, ponto de 
maturação) tempo de retenção dos decantadores e qualidade do enxofre entre 
outros. 
 Parâmetros de trabalho
Teor de sulfito no caldo deve ser em torno de 600 ppm, podendo chegar a 800 
ppm quando a cana está velha ( alto teor de dextrana )
http://www.engenovo.com.br/pt/produtos_servicos/acucar_alcool/sc.php
Aquecedor de Caldo
O aquecimento do caldo da cana é realizado em trocadores de calores, 
denominados de aquecedores de caldo, esta operação tem como principio o fluxo 
de energia entre dois fluidos, sendo que esta troca pode ocorrer entre 
vapor/líquido e líquido/líquido. O sentido do fluxo de energia fluxo de energia 
ocorre do fluido mais quente para o fluido mais frio.
Entre no site indicado abaixo; 
apresenta um conceito de 
sulfitação moderno
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apresenta um conceito de 
sulfitação moderno
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Como fontes de calor têm vários fluidos para serem utilizados: vapor, 
vinhaça, flegmassa, condensado e caldo clarificado.
O objetivo do aquecimento de caldo ( Castro,2007)6:
 Redução dos microorganismos presentes no caldo
 Remover os gases
 Reduzir a viscosidade do caldo
 Flocular as impurezas insolúveis
 Desidratação dos colóides do caldo, para proporcionar sua precipitação 
pelo efeito de coagulação.
Tipos de aquecedores utilizados:
 Aquecedor tubular vertical – (shell – tube)
Fonte – PECEGE – ESALQ -USP
 Aquecedor Tipo Placa
Fonte – Alfa Laval
6 CASTRO,S.B; Tecnologia do Açúcar, 2007, pag. 135
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 Aquecedor tubular horizontal
Fonte - Autor
A temperatura do caldo deve ser elevada acima do ponto de ebulição da 
água, sendo que a temperatura deve ficar entre 105° a 110°C, que é a 
temperatura ótima para decantação. Temperatura maior que 110°C provoca a 
opalescência do caldo decantado, muito embora forneça uma decantação mais 
rápida em virtude da redução da viscosidade.
Durante a operação de aquecimento as impurezas contidas no caldo 
depositam na parede do tubo Este depósito acarreta uma diminuição da superfície 
de troca térmica, conseqüentemente uma redução da temperatura de saída do 
aquecedor. Este processo denomina-se de incrustação.
O processo utilizado para remoção desta incrustação pode ser mecânico ou 
químico. 
O processo mecânico utiliza de um dispositivo rotativo com uma haste (roseta) 
na extremidade, que em contato com a parede do tubo, por ação de atrito, remove a 
incrustação. Outro mecanismo utilizado é o hidrojateamento, cujo principio é a 
utilização de água com alta pressão para remoção das incrustações.
O processo químico tem como agente principal a soda caustica, usada em 
concentração de 20° Bé à temperatura de 80°C, que se faz circular em alta 
velocidade através dos tubos.
caldo
caldo vapor
condensado
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Características construtivas dos aquecedores
Fonte – PECEGE – ESALQ -USP
Os materiais empregados na construção dos aquecedores podem ser:
 Corpo – aço carbono
 Espelho – aço carbono
 Tubos – aço carbono, inox ou cobre
 Placas – inox
FOSFATAÇÃO
Consiste na correção do teor de fosfato no caldo, quando necessário, a fim 
de se manter um teor mínimo por volta de 300 ppm. O objetivo da fosfatação é 
auxiliar na remoção de materiais corantes no caldo após reagir com o hidróxido 
de cálcio, pela formação de fosfato de cálcio que é um sal que se insolubiliza em 
pH neutro e se precipita na decantação.
 Parâmetros de trabalho
Teor de P2O5 no caldo ideal é de 250 a 300 ppm
Teor de P2O5 no caldo clarificado é menor que 30 ppm
A utilização se uma fonte de fosfato se faz necessário quando o caldo 
primário ou misto não apresenta um nível de concentração ideal, sendo assim é 
leve
s
pesados
entrada 
de caldo
saída de 
caldo
DD
D
S
gases
leves
pesados
entrada 
de caldo
saída de 
caldo
S
gases
S
12 CIRCULAÇÕES 6 CIRCULAÇÕES
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feita a correção. A concentração de P2O5 no caldo clarificado abaixo de 30 ppm 
indica que se teve uma boa clarificação, ou seja, os flocos formados pelo sais 
insolúveis ocorreram de forma satisfatória, eliminando esses sais no lodo. 
( Payne,1989)7
 DECANTAÇÃO
Na decantação é onde ocorre a precipitação dos flocos formados, eliminados 
pelo fundo do decantador na forma de lodo. O caldo clarificado sai pela parte 
superior das bandejas, já isento da maioria das impurezas encontradas no caldo 
primário ou misto. Ou seja, nos decantadores ocorre apenas a separação física 
entre o caldo e as impurezas sendo que a qualidade do caldo clarificado depende 
mais do tratamento químico e térmico efetuados antes do que da própria 
decantação.
Depois que o caldo é sulfitado, caleado e aquecido, ele é enviado para os 
decantadores para que seja feita a separação das impurezas (lodo). O tempo de 
retenção do caldo nos decantadores varia de 0,5 a 4 horas. Atualmente se 
utilizam decantadores rápidos que trabalham com um tempo de retenção menor 
do caldo, em média de 40 minutos. 
A diferença entre decantadores tipo convencional e tipo rápido consiste na 
velocidade de floculação principalmente, fazendo com tenham tempos de 
retenção distintos. Do ponto de vista construtivo os decantadores tipo 
convencional apresentam maior números de bandeja com entrada e saída de 
caldo individualizada por bandeja, enquanto os decantadores tipo rápido 
apresentam somente uma bandeja, entretanto a entrada de caldo pode variar 
dependendo o tipo de projeto, pode se uma entrada ou mais.
Entrada 
de caldo Balão
de Flash
Entrada de
polímero
DECANTADOR 
S/ BANDEJA
CONTROLE AUTOMÁTICO 
DE RETIRADA DE LODO
DECANTADOR SEM BANDEJA
CALDO 
CLARIFICADO
7 PAYNE,J.H; Operações Unitárias na Produção de Açúcar de Cana, 1989, pag.87
14
Fonte - PECEGE – ESALQ -USP
No processo de decantação adiciona-se floculante que é um polímero de alto 
peso molecular e polaridade negativa, isto é, aniônico, pois os sais formados nas 
reações químicas são de polaridade positiva, catiônicos. Este tem por objetivo 
promover o agrupamento dos flocos já formados através da diferença de carga 
elétrica tornando-os maiores e mais pesados. Desse modo, acelera-se a 
velocidade de decantação dos flocos diminuindo o tempo de retenção nos 
decantadores e como conseqüência, menor inversão da sacarose. Os principais 
fatores que interferem na dosagem do polímero são: qualidade da matéria prima, 
tempo de retenção no decantadores, % impureza no caldo e retenção dos filtros.
 Parâmetros de trabalho
Diluição do polímero deve ser da ordem de 0.05%, 
A dosagem deve ser 2,5 g / TC, 
O preparo do polímero deve ser feito utilizando água a uma temperatura de 
no máximo 50 oC, pois acima dessa temperatura ocorre problemas com a 
estrutura do polímerovindo a prejudicar a decantação. Após o preparo a 
solução diluída deve permanecer em repouso sob agitação no mínimo 4 
horas antes de ser usado, para que ocorra uma boa solubilização do 
produto.
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A operação dos decantadores deve atentar-se as temperaturas de entrada 
e saída do caldo, sendo que a entrada não deve ser inferior a 105 oC e a 
temperatura de saída deve ficar em torno de 94 oC .
http://www.ital.sp.gov.br/bj/artigos/bjft/2007/p06273.pdf
FILTRAÇÃO
A filtração tem por objetivo recuperar uma quantidade de açúcar contida no 
caldo proveniente do lodo extraído dos decantadores. Este processo é realizado 
pelos filtros rotativos a vácuo ou por filtros tipo prensa, cujo principio de operação 
é a retenção do lodo em uma superfície de filtragem através de vácuo formado 
por bombas ou multi-jatos. 
A retenção indica a porcentagem de impurezas que ficaram retidas na tela 
dos filtros. O restante passa a ser o caldo filtrado e retorna para o processo. Para 
que este processo tenha eficiência é necessário que o lodo apresente certa 
consistência, isso significa que este deve apresentar uma textura. O lodo 
apresenta um brix em torno de 15 a 17 o e é nesta faixa que encontramos maior 
taxa de retenção nos filtros, ocasionando maior recuperação. Nestas condições o 
brix do caldo filtrado deve estar em torno de 7 a 11. 
Esquema Filtro Rotativo 
Entre no site indicado ao lado; é 
um trabalho propondo uma nova 
forma de clarificação!
Entre no site indicado ao lado; é 
um trabalho propondo uma nova 
forma de clarificação!
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Fonte - SMAR
Fitro Rotativo
Fonte – Usina Coruripe Campo Florido
Filtro Prensa
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Fonte – Tecnopulp
 Parâmetros de trabalho 
- Temperatura do lodo deve ser maior que 80 oC
- Temperatura da água de lavagem deve ser em torno de 80 oC
- Umidade da torta – 70 – 75 %
- Pressão da água de lavagem 1,5 – 2,0 Kg / cm2 
- Espessura da torta 7 – 10 mm
- Quantidade de bagacilho 6 – 10 Kg / TC
- Pol da torta de filtrodo vapor do último efeito, maior será a diferença de temperatura 
do vapor de aquecimento do primeiro efeito e maior a taxa de evaporação.
 Temperatura de entrada do caldo no primeiro efeito: para o pré-evaporador 
começar a evaporar, o caldo deve ser aquecido até temperatura de ebulição 
correspondente a pressão de trabalho. Caso o caldo não seja aquecido, parte 
da superfície do pré será utilizada para fazer o aquecimento reduzindo a área 
de evaporação, por isso é de extrema importância o reaquecimento do caldo 
nos aquecedores antes de entrar no pré evaporador.
 Nível de caldo no corpo: o nível ideal de trabalho no interior do evaporador 
é 1/3 da altura dos tubos. Com a elevação do nível, há um aquecimento na 
pressão hidrostática nas camadas inferiores de caldo, com conseqüente 
elevação do ponto de ebulição e redução da taxa de evaporação. Com 
redução do nível, falta caldo para manter toda superfície de aquecimento 
coberta, conseqüentemente teremos redução da taxa de evaporação. 
Portanto o nível é extremamente importante para trabalhar na melhor 
condição operacional do equipamento, sendo que um nível elevado de caldo 
no corpo possibilita uma perda de açúcar por arraste.
 Extração de águas condensadas: o vapor condensado na calandra se 
transforma novamente em água. Essa água deve ser drenada por meios de 
purgadores, sifão ou balão de controle de nível. O objetivo desses três 
sistemas de drenagem é, além de drenar toda água para evitar o alagamento 
da calandra, não deixar passar vapor. Com o alagamento da calandra, parte 
da superfície de evaporação ficaria inutilizada porque a água tem um baixo 
21
coeficiente de transmissão de calor, reduzindo assim a capacidade de 
evaporação do equipamento.
 Extração de gases incondensáveis: o vapor de escape tem uma pequena 
porcentagem de ar que se acumula na calandra formando uma bolsa que 
impede o acesso de vapor nesse local. Já o vapor vegetal, além de conter ar, 
também contém gases desprendidos do caldo que são incondensáveis e 
precisam ser retirados. Os gases são retirados do interior da calandra por 
meios de tubulações apropriadas sendo que do pré e da primeira caixa de um 
múltiplo efeito, os gases são descarregados para a atmosfera pela diferença 
de pressão, pois o vapor tem a pressão maior que a pressão atmosférica. As 
demais caixas têm tubulação ligada por multi-jato porque a pressão do vapor 
na calandra é menor que a pressão atmosférica (vácuo). 
 Vazamentos: as caixas que trabalham sob vácuo precisam ser testadas 
toda vez que pararem para limpeza, pois pode haver algum local para entrada 
de ar falso e perdas de açúcar na água condensada. Caso a entrada de ar 
seja pequena, o sistema de drenagem de gases incondensáveis é suficiente 
para drenar. Mas, normalmente a entrada de ar é grande e o mesmo se 
expande ao entrar no equipamento devido a pressão negativa e a 
temperatura alta, reduzindo a capacidade do evaporador. Os testes das 
calandras também são importantes para que se possam evitar perdas e 
contaminação da água condensada e desgaste prematuro da tubulação.
http://www.fcav.unesp.br/omir/aulastaa/aulasacucar/aulaacucar5.pdf
http://ltar.trix.net/doc/opu/Evaporadores_ver2_1.pdf
CRISTALIZAÇÃO DO AÇÚCAR
A cristalização é o processo inicial na fabricação de açúcar. Esta operação 
tem por objetivo gerar cristais de açúcar relativamente uniformes através da 
propriedade da sacarose de formar soluções supersaturadas extraordinariamente 
estáveis, sendo que os cristais se desenvolvem a partir da deposição da sacarose 
no núcleo destes cristais.
O processo de cristalização é feito através da concentração do licor mãe 
(xarope ou mel) dentro do tacho de cozimento, onde as condições de temperatura 
Entre nos sites indicados abaixo: 
apresentam o conceito de engenharia 
de fluxo de corrente em um evaporador 
e os diferentes sistemas de operação!
Entre nos sites indicados abaixo: 
apresentam o conceito de engenharia 
de fluxo de corrente em um evaporador 
e os diferentes sistemas de operação!
http://ltar.trix.net/doc/opu/Evaporadores_ver2_1.pdf
http://www.fcav.unesp.br/omir/aulastaa/aulasacucar/aulaacucar5.pdf
22
e pressão são determinantes neste processo.
 Quando o licor mãe é concentrado em um cozedor, em determinado 
momento atinge o seu ponto de saturação. A partir deste ponto os cristais não 
aparecem imediatamente e nesta condição chamamos de zona insaturada. Esta 
fase tem como propriedade a condição de não permitir o desenvolvimento de 
cristais, em virtude do coeficiente de solubilidade do açúcar. 
Entretanto se continuarmos a concentrar o licor mãe, teremos uma mudança 
de estado físico passamos da zona insaturada para a zona saturada e a partir 
deste momento se adicionarmos cristais de açúcar estes se desenvolverão. A 
solução neste ponto é chamada de supersaturada.
Continuando a concentrar o licor mãe, este passará da zona supersaturada 
para a zona metaestável. Nesta condição os cristais existentes continuarão a 
crescer, entretanto não existe a formação de cristais espontâneos.
Continuando a concentrar o licor mãe, este passará da zona metaestável 
para a zona lábil, nesta condição os cristais existentes continuarão a crescer, 
entretanto existe a formação de cristais espontâneos.
A distinção entre estas fases dentro do processo de cristalização é crucial na 
eficiência de recuperação da fábrica e na qualidade do açúcar. O açúcar a ser 
produzido deve ter uma condição granulométrica ideal. O tamanho do cristal é 
determinado pelo tempo de cozimento, pureza do licor mãe, viscosidade da 
massa cozida e zona de saturação.
Existem três métodos diferentes de cristalização (Castro 2007)10:
 Semeadura completa – neste processo adiciona-se cristais de açúcar 
previamente preparados (semente), obedecendo a uma condição 
granulométrica pré definida, sendo que o ponto de semeadura ocorre na 
zona metaestável; neste processo tem-se o objetivo de gerar cristais 
somente provenientes da semente.
 Choque – neste processo a geração de cristais ocorre através do 
choque térmico provocado durante o processo de concentração do licor 
mãe. Durante o processo de concentração do licor mãe injeta-se água 
fria no cozedor, fazendo com que ocorra a geração de cristais 
espontâneos; esta operação ocorre na zona de saturação.
 Espontânea - neste processo a geração de cristais ocorre 
exclusivamente através da concentração do licor mão até atingir a zona 
lábil de concentração, neste momento ocorre a geração espontânea de 
cristais.
A diferença entre os três processos está na qualidade dos cristais gerados. 
A cristalização por semeadura permite a geração de cristais mais homogêneos, 
entretanto as condições de operação são determinantes para que, durante o 
processo de cristalização, a concentração do licor esteja na zona metaestável e 
10 CASTRO,S.B; Tecnologia do Açúcar, 2007, pag. 231
23
não ocorra a geração de cristais espontâneos.
Este controle pode ser feito manualmente, entretanto é muito vulnerável, 
pois depende exclusivamente do operador. O controle através sistemas de 
automação permitem uma estabilidade e uniformidade da operação. 
Segue abaixo uma curva de saturação, sendo que os fatores pureza e 
temperatura é que determinam as faixas de saturação da massa cozida.
 
Fonte - SMAR
COZIMENTO 
O esgotamento é a proporção de sacarose extraída de uma massa cozida. 
O esgotamento da sacarose é realizado em várias etapas dentro de uma 
fábrica de açúcar. O processo empregado que proporciona uma maior 
recuperação da sacarose é o de três massas (A, B e C), que consiste em três 
tipos de cozimentos, entretanto pode-se operar com duas massas (A e B).
Cozimento A: também conhecido como cozimento de primeira, consiste 
em se esgotar a sacarose do xarope,que contém uma pureza média de 80 a 90. 
Este cozimento tem início com o magma do cozimento C, que são cristais com 
24
tamanho médio de 0.3 milímetros, que ao crescerem, esgotam a sacarose do 
licor-mãe. Ao final do cozimento, o açúcar A deve ter um tamanho de 0.8 a 1 
milímetro que está misturado com o seu licor-mãe, que deve estar com uma 
pureza menor, cerca de 68 a 72. Essa massa cozida A será centrifugada para 
separação do açúcar e seu licor-mãe (mel rico). 
O esgotamento deste cozimento é muito eficiente, esgotando-se em média 
de 50 a 60% da sacarose do xarope, portanto o açúcar produzido é o de melhor 
qualidade possível na planta (quanto à pureza, polarização, cor, cinzas, etc.) 
 
Cozimento B: também conhecido como cozimento de segunda, consiste 
em esgotar a sacarose do mel rico extraído do cozimento A, que contém uma 
pureza média de 68 a 72. Este cozimento tem início com o magma do cozimento 
C e o processo é igual ao cozimento A, porém ao final do cozimento, o açúcar B 
deve ter um tamanho médio de 0.7 milímetros que está misturado com o seu licor-
mãe, que deve estar com uma pureza menor, cerca de 56 a 60. Essa massa 
cozida B será centrifugada para separação do açúcar e seu licor-mãe (mel pobre). 
O esgotamento deste cozimento é menor, devido à maior viscosidade da 
massa B, esgotando-se em média de 40 a 50% da sacarose do mel rico. 
O açúcar B é mais pobre, por isso normalmente não é comercializado. 
Normalmente é refundido para ser misturado ao xarope (aumentar a pureza) ou 
para fabricação do açúcar refino granulado. 
Cozimento C: também conhecido como cozimento de terceira ou de 
granagem, consiste em esgotar a sacarose do mel pobre extraído do cozimento 
B, que contém uma pureza média de 60. Este cozimento tem início com mel 
pobre ou rico, aonde será concentrado até uma determinada supersaturação, 
onde será introduzida a semente (cristais preparados em laboratório com 
tamanho médio de 0.1 milímetro), que ao crescerem, esgotam a sacarose do 
licor-mãe. Ao final do cozimento, o açúcar C deve ter um tamanho médio de 0.3 
milímetros que está misturado com o seu licor-mãe, que deve estar com uma 
pureza menor, cerca de 35 a 40. Essa massa cozida C será centrifugada em 
centrifuga contínua, para separação dos cristais e seu licor-mãe (mel final). 
Esquema de cozimento
25
Fonte – SMAR
Esquema do cozedor batelada
Esquema do cozedor contínuo
26
Fonte - SMAR
O processo de cozimento pode ser conduzido de forma batelada ou 
contínuo, a diferença está no equipamento e nível de automação empregado. 
Entretanto não é muito usual encontrar cozedores contínuos para massa A, na 
maioria das aplicações são utilizados para massa B e C, isto em função da pureza 
das massas.
CENTRIFUGAÇÃO
A massa cozida descarregada de um cozedor apresenta uma 
supersaturação acentuada. Deixando-a em repouso nos cristalizadores, a 
sacarose ainda contida no licor-mãe continua a depositar-se sobre os cristais. 
Este processo é denominado de cristalização a frio. O tempo de residência nos 
cristalizadores é determinante para completar a formação dos cristais e aumentar 
o esgotamento do licor-mãe. 
Os cristalizadores têm a função de pulmão para a alimentação das 
centrifugas de açúcar, sendo que a alimentação das centrifugas ocorre por ação 
da gravidade. Nesta etapa ocorre a separação por processo físico dos cristais 
gerados no cozimento do licor da massa. Esta operação é realizada em 
centrifugas de secagem, que são chamadas de turbinas ou centrifugas. 
Existem dois tipos de centrífugas: contínua e batelada (Hugot, 1977)11. 
A centrífuga contínua é utilizada para a separação dos cristais do açúcar B e 
C, para a formação do magma, que será utilizado como pé dos cozimentos de 
massa A e B quando está se trabalhando com 3 massas. Entretanto quando está 
se trabalhando com 2 massas a centrifuga contínua é utilizada para a separação 
11 HUGOT,E; Manual de Engenharia Açucareira, 1977, volume 2 pag. 780
27
do açúcar B, para a formação do magma , que será utilizado como pé de 
cozimento de massa A. 
O processo de separação é feito pela diferença do tamanho dos cristais e a 
abertura da tela da centrifuga, pode variar de 0,04 a 0,09 mm de abertura.
 A centrífuga batelada é constituída de um motor, situado na parte superior, 
o qual aciona um eixo vertical que sustenta uma cesta cilíndrica, onde se coloca a 
massa cozida a ser turbinada. Esta cesta é perfurada, para deixar passar o licor-
mãe (mel), reforçada com anéis, para resistir à força centrífuga e guarnecida com 
telas metálicas para reter o açúcar e ao mesmo tempo deixar passar o mel. É 
aberta na parte superior, para a introdução da massa cozida e na parte inferior, 
para descarga do açúcar. 
A operação é completamente automática e requer apenas ajustes de tempo 
para as etapas sucessivas de aceleração inicial, carga, aceleração em baixa 
velocidade, lavagem, aceleração para alta velocidade, frenagem e descarga do 
açúcar. Tais ajustes são determinados pelas características da massa cozida e da 
qualidade do açúcar desejado. Um ciclo completo leva normalmente cerca de 2 a 
3 minutos.
O site abaixo mencionado apresenta informações interessantes, referentes 
às características construtivas e tecnológicas de centrifugação de açúcar.
http://www.westfaliaservice.com.br/weplan.htm
SECAGEM DO AÇÚCAR
O açúcar comercial saindo das centrífugas contém em média, uma umidade 
de 0.5 a 2%. Esta umidade representa graves inconvenientes à conservação do 
açúcar quando passa do limite de umidade acima de 1%. 
 Os problemas decorrentes do excesso de umidade são empedramento que 
geram problemas na movimentação e custos adicionais para a operação, outro 
problema ocasionado é o amarelamento do açúcar durante o processo de 
estocagem, sendo que este aumento de cor pode levar a problemas de 
especificação da qualidade, desclassificando o açúcar de um padrão a ser 
obedecido.
Com a operação de secagem do açúcar é possível diminuir a umidade para 
0.1 a 0.2%, obtendo uma melhor conservação do açúcar, além de aumentar a 
polarização e a titulação proporcionalmente à água extraída. O rendimento 
financeiro é muito superior à perda de peso ocasionada pela água evaporada. 
Um secador compreende um aquecedor de ar com ventilador e é dividido em 
uma parte de secagem e outra de esfriamento. A secagem por insuflação de ar 
quente consiste no aquecimento de ar para aumentar sua capacidade de 
absorção de água e em projetá-lo sobre o açúcar, o que provoca a evaporação da 
ENTRAR NO ICONE NEWS; 
ALTA TECNOLOGIA EM 
AÇÚCAR
ENTRAR NO ICONE NEWS; 
ALTA TECNOLOGIA EM 
AÇÚCAR
http://www.westfaliaservice.com.br/weplan.htm
28
umidade. 
Existem secadores verticais e horizontais. O secador horizontal é formado 
por um tambor rotativo, com uma inclinação de 5 a 7%, que facilita a progressão 
do açúcar. 
O ar quente que saí através do secador contém uma poeira muito fina de 
açúcar, por isso é enviado para uma coluna de lavagem para recuperação do 
açúcar. 
Esquema secador de açúcar
Fonte – SMAR
Secador de açúcar tipo horizontal
29
Fonte – MAUSA
REFINARIA
O açúcar denominado refinado é um produto comercial de maior valor 
agregado, a sua fabricação é proveniente da dissolução do açúcar cristal 
(demerara, VHP ou açúcar B). 
Esquema refinaria
Fonte - Autor
A afinação consiste na extração da película de mel que envolve a superfície 
do cristal. O cristal em si consiste em uma sacarose com pureza maior que 
99,5%, porem a película de mel pode apresentar uma pureza muito baixa em 
30
torno de 60 %. 
 O açúcar cristal é misturado com um xarope denso 75 brix, para depois ser 
separado nas centrifugas, uma vez eliminado este xarope na afinação, o cristal é 
lavado com água quente. 
O açúcar lavado que saí da centrifuga de afinação é dissolvidoem um 
derretedor, onde o açúcar é diluído com água e vapor, dando origem a calda com 
um brix médio de 65, que passará por um processo de clarificação. 
Normalmente a Clarificação é feita pelo processo de adição de cal e ácido 
fosfórico, que permite uma excelente clarificação de boa supressão de cor, porém 
o precipitado de fosfato é de difícil filtragem, por isso são utilizados os 
clarificadores de espuma. 
O princípio básico dos clarificadores de espuma é a aeração da calda, para 
que contenha bolhas de ar finamente separadas, e após o aquecimento da calda, 
o ar possa sair da solução. As bolhas de ar arrastam consigo o precipitado 
floculante para formar uma nata em forma de espuma, que são separadas pelos 
raspadores do clarificador. A calda limpa é retirada da parte inferior do 
clarificador, para seguir para o processo de filtragem. 
A calda que saí do clarificador possui uma cor clara brilhante, mas com 
grande parte da cor do açúcar cristal. A cor se suprime pela ação de meio de 
descoloração: carvão de osso animal, resinas químicas, etc. Estas substâncias 
extraem a cor e parte das cinzas, com muita eficiência. 
Depois do processo de descoloração, a calda está praticamente incolor e 
passa para os concentradores. A concentração da calda consiste em aumentar o 
brix até 75, através de concentradores à placa ou através da evaporação da água 
em um múltiplo efeito. A calda concentrada já está pronta para a cristalização, 
podendo ser utilizada para a produção do Açúcar Refinado Granulado ou do 
Açúcar Amorfo.
O açúcar refinado granulado é cristalizado em Cozedores à Vácuo, idênticos 
aos do açúcar cristal, porém com algumas modificações para manejar massas 
com maior pureza e viscosidade. A massa cozida de refino será centrifugada em 
centrífugas automáticas, para separação dos méis.
O açúcar amorfo é concentrado em Tachos com aquecimento e vácuo, 
porém imediatamente após a cristalização é descarregado para uma batedeira 
para afinação do açúcar, evitando a formação de grãos grandes e empedrados.
FERMENTAÇÃO
O açúcar presente no mosto (melaço e caldo de cana) é composto em maior 
quantidade por sacarose, embora tenha glicose e frutose. A sacarose para ser 
31
transformada em álcool precisa ser hidrolisada. Este processo é feito pela 
levedura, que se encontra nas dornas de fermentação. Esta transformação é 
realizada pela invertase, uma enzima que está presente na parede celular das 
leveduras. O produto da hidrolise da sacarose é a frutose e a glicose, que são 
moléculas menores quando comparadas com a sacarose, e são imediatamente 
fosforiladas.
Esta molécula fosforilada pode seguir vários caminhos: formar 
polissacarídeos de reserva para a parede celular, formar aminoácidos e proteínas 
para as membranas e enzimas, produzir energia na forma de ATP e ácido 
pirúvico. Se o meio contem oxigênio o ácido pirúvico será oxidado e produzirá 
uma grande quantidade de energia na forma de ATP, CO2 e água. Se não houver 
oxigênio o ácido pirúvico não pode ser oxidado, e será desviado para a produção 
de etanol. Portanto, a presença ou ausência de oxigênio, controla a produção de 
etanol pela levedura.
Fluxograma fermentação
Fonte - Autor
A composição do mosto de alimentação das dornas pode ser somente caldo 
ou a associação de caldo e mel final, pois do melaço resulta uma grande 
porcentagem do álcool em virtude dos açúcares presentes. A pureza do melaço 
depende da quantidade de esgotamento feita na fabrica de açúcar, normalmente 
de 58 a 60, com uma concentração média de 75 a 80 brix.
32
O mosto para a alimentação da fermentação (dornas) tem uma concentração 
em média de 18 à 22 brix, sendo que pode ser diluído com água ou com caldo, 
para adequar ao brix ideal. Esta condição depende do tipo de levedura utilizada e 
do processo de condução da fermentação. Quando se trabalha com um mosto 
diluído, a fermentação é mais fácil, rápida e completa, a multiplicação é favorecida 
pela transferência de oxigênio, os problemas de limpeza dos aparelhos são 
menores, porém exige maior volume de dornas e diminui a capacidade dos 
aparelhos, exigindo mais vapor e água. 
Quando se trabalha com um mosto muito concentrado, a fermentação é 
mais lenta e incompleta (açúcar residual alto), exigindo mais limpeza nos 
aparelhos e menor rendimento da fermentação. O mosto preparado é enviado 
para as dornas de fermentação, onde é adicionado o levedo (fermento), iniciando 
a fermentação alcoólica.
A fermentação alcoólica é composta por 3 fases: fermentação preliminar, 
fermentação principal e fermentação complementar.(Amorin,1981)12
 Fermentação Preliminar - esta fase tem início, quando o fermento é 
adicionado e termina quando o desprendimento de gás carbônico CO2 se 
torna evidente. Nesta fase, apesar do fermento estar consumindo sacarose 
do mosto, praticamente não há produção de álcool, por este motivo deseja-
se que a duração desta fase seja a menor possível. Atualmente existem 
métodos de fermentação que se elimina esta fase.
 Fermentação Principal - esta fase tem início, quando é caracterizado o 
desprendimento do gás carbônico CO2. A produção de CO2 vai 
aumentando progressivamente e com rapidez, dando a impressão que o 
mosto está em plena ebulição, por este motivo há um aumento de 20% do 
volume e na temperatura. Então se torna necessário a verificação 
constante da densidade (brix) e da temperatura do mosto. As dornas 
possuem um sistema de resfriamento do mosto. Nesta fase a formação de 
álcool é máxima e rápida, diminuindo o brix do mosto até o ponto da 
fermentação complementar.
 Fermentação Complementar - esta fase tem início, quando é caracterizada 
a queda de desprendimento do gás carbônico CO2 e com a diminuição da 
temperatura do mosto. Esta fase é muito delicada, pois é nela e que pode 
aparecer infecções e a formação dos alcoóis superiores, devido ao óleo da 
cana. Isto quer dizer que a maior rapidez desta fase, resultará em um 
álcool de melhor qualidade, mais fino. Esta fase é controlada pelas 
medições de brix, até o ponto favorável para a destilação. O brix final varia, 
no caso de fermentação somente de caldo, a concentração tende a zero de 
brix, e com composição do mosto utilizando mel a concentração final do 
brix é de 3 a 8, dependendo da concentração inicial de mel e outros 
fatores. Quando termina a fermentação alcoólica, o mosto torna-se vinho, 
pois não possui mais sacarose. 
12 AMORIN,H.V,etal; Manual do Fermentador, USP-ESALQ, 1981, pag. 23
33
A fermentação alcoólica pode ser feita com processo contínuo ou em batelada. 
O vinho será centrifugado, para a separação do fermento. O vinho centrifugado é 
enviado para a dorna volante que alimenta os aparelhos de destilação, e o 
fermento é enviado para as cubas, onde o fermento será tratado, para ser 
reutilizado nas próximas fermentações.
O tratamento do fermento consiste na diluição com água e diminuição do pH. 
O fermento deixa a fermentação com uma concentração média de 10 a 12 brix e 
será diluído com água até 5 brix. Depois de diluído, será tratado o pH do 
fermento, adicionando ácido sulfúrico para baixar o pH na faixa de 1,9 a 2,6 
dependendo das condições operacionais.
A oxidação da molécula de glicose (180 g) em gás carbônico e etanol libera 
energia equivalente a 56 kcal, sendo que cerca de 40 kcal são dissipados como 
calor e 16 kcal são armazenados na forma de energia química na forma de ATP. 
Se o meio possui oxigênio, um mol de glicose (180 g) se oxida na via glicolítica, 
produzindo gás carbônico e água e libera 686 kcal, sendo que 300 kcal na forma 
de energia química ATP. É por essa razão que na presença de oxigênio, a 
multiplicação da levedura é muito mais intensa, pois a quantidade deenergia 
liberada é 19 vezes maior. Por outro lado, na presença de oxigênio, o consumo de 
glicose é muito menor do que na ausência. A célula necessita de uma menor 
quantidade de glicose quando em presença de oxigênio, porque a quantidade de 
energia produzida é menor.
Dentro do processo de fermentação temos vários fatores que podem 
influenciar na conversão em etanol, estes fatores podem ser provenientes da 
matéria prima assim como do processo industrial. O processo apresenta uma 
relação estequiométrica na conversão da sacarose, onde o rendimento em álcool 
é afetado pela interferência de microorganismo que utilizam a sacarose para 
outros fins que não sejam a produção de etanol.
A fermentação é uma etapa crucial dentro do processo sucroalcooleiro, pois 
é um processo biológico de conversão, diferente de todas as outras operações 
industriais, que são físico-química, esta particularidade reflete na condução do 
processo e de controle operacional.
A cana de açúcar está sujeita a ação de microorganismo, atividade esta que 
se inicia no campo após o corte e com desenvolvimento acentuado durante todo o 
processo agroindustrial, ou seja, do campo a indústria. As principais fontes destes 
microorganismos são a própria flora epífita da cana de açúcar, os solos carreados 
com colmos por ocasião do carregamento, o pó e os equipamentos de corte 
contaminados.
Os efeitos da deterioração da cana são evidenciados tanto pelas perdas de 
sacarose (oxidação e inversão) como pelos problemas operacionais causados 
pelos produtos gerados (aumento da viscosidade, da acidez do caldo, odor do 
caldo, cor do caldo, dificuldade na clarificação do caldo, redução da eficiência 
industrial) e da interferência no controle químico da fabricação de álcool e açúcar.
34
O grande impacto da contaminação está na queda de rendimento industrial e 
aumento do custo operacional através do consumo de insumos para reduzir os 
efeitos dos contaminantes no processo.
Dentro dos contaminantes destacam-se as bactérias pertencentes aos 
gêneros Acetobacter, Lactobacillus, Clstridium Bacillus, Aerobacter, 
Streptococus e Leuconostoc. De acordo com os produtos resultantes do 
metabolismo desses grupos de microorganismo, essas bactérias são 
denominadas homofermentativas quando o metabólito formado em maior 
proporção é o ácido láctico, e em hetereofermenteativas quando além do ácido 
láctico é encontrado em quantidades expressivas ácidos orgânicos 
(butírico,acético e fórmico). (Amorin,1981)13
Outros compostos podem ser originados do metabolismo de alguns deste 
microorganismo, como é o caso do dextrano, que é o resultado da ação de 
bactérias do gênero Leuconostoc, a ação desta bactéria na sacarose desdobra-
se na formação de polímeros de alto peso molecular, os quais são constituídos 
por resíduos de frutose e glicose, denominados pejorativamente de batatinha ou 
goma na indústria. 
 A qualidade microbiológica da cana de açúcar pode ser afetada por alguns 
fatores dentro da cadeia produtiva:
 Ciclo da cultura – está associado às condições fitossanitárias, sendo 
o principal efeito causado pela perda de açúcar pela atividade da 
broca da cana (Diatréia saccharalis), esta provoca a abertura de 
canais no colmo da cana, facilitando a penetração microorganismo no 
interior do colmo, provocando a formação de gomas e de compostos 
fórmicos, resultando uma substância avermelhada conhecida como 
podridão vermelha.
 Corte e armazenamento – o sistema manual de corte oferece uma 
condição ideal para o desenvolvimento microbiano, podemos associar 
a uma estufa de cultura natural, pois o empilhamento da cana em 
feixes para o carregamento oferece condições de temperatura e 
umidade ideais. Durante a queimada da cana ocorre o aquecimento 
interno da cana decorrente da elevação da temperatura do fogo, isso 
desencadeia um processo de exudação da cana e a abertura de 
fendas no colmo, estas aberturas são os canais de penetração de 
bactérias e fungos, o empilhamento e o tempo decorrente até o 
processamento da cana faz com que o desenvolvimento 
microbiológico se acentue.
 Incidência microbiológica durante o processo - a micro flora 
proveniente na cana encontra condições adequadas para continuar o 
seu desenvolvimento, durante a extração do caldo nas moendas e 
fluxo do caldo nas instalações industriais os microorganismos 
encontram regiões de estagnação e baixa velocidade denominados 
de ponto morto, que são altamente favoráveis ao seu 
13 AMORIN,H.V,etal; Manual do Fermentador, USP-ESALQ, 1981, pag. 15
35
desenvolvimento, pela constante passagem de novos nutrientes e 
eliminação e de seus metabólitos.
O controle destes contaminantes tem inicio no campo, através da redução 
do tempo decorrente entre a queima e o processamento da cana, a introdução da 
cana mecanizada crua é uma evolução significativa nas condições fitossanitárias 
da cana. Dentro da indústria este controle pode ser feito através de um melhor 
desenho de equipamentos e instalações adequadas buscando a eliminação de 
pontos mortos, a criação de procedimentos de limpeza mais eficientes e 
indicadores de contaminação para cada etapa do processo.
Dentre os fatores operacionais da indústria que afetam o rendimento da 
fermentação, a temperatura é o mais grave, pois acima de 35°C afeta diretamente 
o desempenho da levedura, tendo como conseqüência o aumento da 
contaminação bacteriana. 
Segundo Amorin (FERMENTEC, 2001) relatam que os dados práticos 
encontrados mostram que para cada 1 grau °C acima de 34°C, o rendimento da 
fermentação diminui em 0,5%, esta queda está associada ao aumento das 
bactérias que faz aumentar o consumo de açúcar que iria se transformar em 
álcool; a bactéria faz flocular o fermento causando perdas consideráveis de 
fermento na centrifuga e aumento do tempo de fermentação.
DESTILAÇÃO
O vinho centrifugado é bombeado da dorna volante para caixa de vinho no 
topo da destilaria, ou diretamente para o condensador E, sendo aquecido com os 
vapores da coluna retificadora B. 
O vinho praticamente desagasado é aquecido a uma temperatura de 70 a 
75°C, passando a seguir ao conjunto de recuperadores ou trocador K, onde é 
aquecido com a vinhaça que sai da base da coluna epuradora A, alcançando uma 
temperatura de 90 à 94°C, entrando na coluna A1, aonde sofre uma epuração a 
baixo grau.
Na coluna A1, o vinho é aquecido com os vapores que sobem da calandra, 
entrando em ebulição, perdendo maior parte das impurezas, principalmente os 
produtos leves ou produtos de cabeça que sobem para a coluna D, sobreposta a 
Coluna A1. Da base da coluna A1, o vinho passa para a coluna A, onde o vinho 
vai descendo e se empobrecendo em álcool até chegar na base da coluna A, 
originando a vinhaça. O vapor injetado na base da coluna A, sobe entrando em 
contato com o vinho que está descendo, chegando na coluna A16, onde é retirada 
da coluna A, originando a flegma.
A flegma que sai da coluna A16 entra na base da coluna B (que está em 
cima da coluna B1) e vai subindo pela coluna B, até chegar ao topo com 96° GL, 
originando o álcool hidratado. Na coluna B1 (coluna de esgotamento), a flegma 
vinda da coluna A, vai se esgotando gradativamente até a sua base, onde está a 
entrada de vapor. Na base da coluna B sai o álcool fraco que retorna para a 
coluna A.
36
Esquema Produção Álcool Etílico Hidratado Carburante (AEHC)
ÓLEO FÚSEL
PRODUÇÃO DE AEHC (2 COLUNAS) 
ÁLCOOL 
HIDRATADO 
CARBURANTE
ÁLCOOL DE 
SEGUNDA
FLEGMAÇAVINHAÇA
A
A’
D
R
C
B
B1
E E1 E2
R1
K
VINHO
Fonte - Autor
O álcool hidratado que sai da coluna B, vai para a coluna C (desidratadora), 
atingindo a concentração de 99 a 99,8°GL originando o álcool anidro, No pé da 
coluna entra o vapor, que vai subindo entrando contato com álcool hidrato extrai a 
moléculade água através de um agente desidratador.
Atualmente encontramos alguns processos de desidratação:
 Ciclo hexano
37
 
C P
L
I
F
H
Steam
1,5 Bar - 127 oC
steam
1,5 Bar - 127 
Condensate
100 oC J
Cooling 
w ater
Process 
w ater
Cooling w ater
27 oC
Process 
w ater
Lutter w ater
0,03 %w - 
Hydrous alcohol
93 %w - 78 oC
Cyclohexane
Pur = 99,5 %
Anhydrous 
alcohol
99,3 %w - 30 oC
Fonte - Dedine
A destilação azeotrópica é definida a partir do princípio de que a presença 
de um determinado solvente volátil, ou low boiling (ciclohexano), na mistura 
azeotrópica (água+álcool), forma um novo azeótropo, ternário, mais volátil que a 
mistura inicial, cuja composição é seletivamente mais rica em água que álcool, 
com respeito à mistura original. Isto leva a uma retirada contínua, pelo topo da 
coluna desidratadora “C”, de uma mistura azeotrópica na forma vapor com 
praticamente toda a água de entrada do álcool hidratado, enquanto a base produz 
álcool anidro, muitas vezes com 99,9% em etanol. 
O solvente não é 100% seletivo em água e, neste caso, arrasta uma grande 
quantidade de álcool também. Assim, a mistura azeotrópica ternária é levada a 
um decantador, chamado de decantador de ternário, e uma coluna “P”, chamada 
de coluna de recuperação de solvente, uma vez que aí é recuperado todo o 
Ciclohexano e todo o álcool arrastado. O ciclohexano fica em recirculação em 
circuito fechado, enquanto que a água retirada da corrente de álcool hidratado sai 
pela base da coluna P.
 Monoetilenoglicol (MEG)
38
C
L
H
Cooling w ater
27 oC
C
T
H
Lutter water
20 %w - 55 
C
T1
H
Condensate
100 oC
Process w ater
45 oC
C
RR
IH
Steam
10 Bagr - 183 
Steam
10 Barg - 183 
Condensate
100 oC
Process w ater
40 oC
Condensate
100 oC
Anhydrous 
Alcohol
99,3 %w - 30 oC
Vacuum
25 " Hg
Hydrous 
alcohol
93 %w - 30 oC
Steam
1,5 Barg - 127 
I1
Pure glycol
Fonte - Dedine
O processo de desidratação extrativa via monoetilenoglicol é definida a partir 
do princípio de que a presença de um determinado solvente, high boiling 
(monoetilenoglicol), na mistura azeotrópica (água+álcool), forma um novo 
azeótropo, ternário, menos volátil que a mistura água-álcool, cuja composição é 
seletivamente mais rica em água que álcool, com respeito à mistura original. Isto 
leva a uma retirada contínua, pela base da coluna desidratadora “C”, de uma 
mistura azeotrópica com praticamente toda a água de entrada do álcool hidratado, 
enquanto o topo da coluna “C” produz álcool anidro, muitas vezes com 99,9% em 
etanol. 
Como no caso da destilação azeotrópica, o solvente não é 100% seletivo em 
água e, neste caso, arrasta uma grande quantidade de álcool para a base. Parte 
do álcool arrastado é recuparado na coluna desalcoolizadora “D”. Assim, a 
mistura azeotrópica ternária é levada a uma coluna “R”, chamada de coluna de 
recuperação de solvente, uma vez que aí é recuperado todo o etilenoglicol anidro, 
que está pronto para ser enviado novamente para a coluna desidratadora. O 
etilenoglicol fica em recirculação em circuito fechado, enquanto que a água 
retirada da corrente de álcool hidratado sai pelo topo da coluna R.
 Peneira molecular 
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Fonte – Órion Automação
O processo de desidratação adsortiva via peneira molecular é definida a 
partir do princípio de que a zeólita, conhecida como peneira molecular adsorve 
seletivamente a água em uma mistura água+álcool vaporizada e super-aquecida, 
quando submetida a pressões entre 2,0 a 5,0 barg, e dessorve o flegma em vácuo 
da ordem de -0,8 barg, em uma operação conhecida como pressure swing. 
Menos conhecida comercialmente é a operação tipo temperature swing, onde a 
adsorção é feita em baixa temperatura e a dessorção em temperaturas mais altas 
– trata-se de um processo com investimento bem mais alto.
A adsorção na peneira molecular leva a uma retirada contínua, ou melhor, 
semi-contínua, de praticamente toda a água de entrada do álcool hidratado, 
enquanto a saída do vaso que contém a peneira molecular produz álcool anidro, 
muitas vezes com 99,9% em etanol. 
Como nos casos da destilação azeotrópica e extrativa, a peneira molecular 
não é 100% seletiva em água e, neste caso, arrasta uma grande quantidade de 
álcool quando de realiza a regeneração da zeólita sob vácuo. Todo álcool 
arrastado é recuperado numa coluna retificadora “B”, que não precisa ser 
dedicada. Parte do etanol fica em recirculação em circuito fechado, enquanto que 
a água retirada da corrente de álcool hidratado sai pela base da coluna 
retificadora B.
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/cana-de-
acucar/arvore/CONTAG01_102_22122006154841.html
Leitura ObrigatóriaLeitura Obrigatória
40
Neste site o aluno vai encontrar informações gerais do processo de 
produção de álcool e açúcar, o aluno deve pesquisar em todo o site buscando 
agregar conhecimentos e informações complementares para o desenvolvimento 
cognitivo. O site apresenta ícones na parte inferior onde o aluno deve pesquisar 
utilizando a nomenclatura descrita neste material.
Os sites abaixo relacionados são da Copersucar, foi um importante instituto 
de pesquisa da agroindústria sucroalcooleiro, atualmente este papel está sendo 
realizado pelo CTC (centro tecnológico canavieiro). Neste site o aluno vai 
encontrar de maneira muito prática e didática as etapas dos processos 
mencionados anteriormente.
http://www.copersucar.com.br/institucional/por/academia/acucar.asp
http://www.copersucar.com.br/institucional/por/academia/alcool.asp
Fementação Alcoólica: Ciência e Tecnologia – Fermentec; 2005 – editora 
Fermentec
AMORIM; H.V; - Fermentação Alcoólica – 21ª reunião anual FERMENTEC – 
Piracicaba – 2000
AMORIM; H.V; - Cristalização do açúcar – 21ª reunião anual FERMENTEC – 
Piracicaba – 2000
AMORIM; H.V;etal – Manual do fermentador– USP- ESALQ - Piracicaba – 
1981
CASTRO;S.B; - Tecnologia do açúcar – UFPE – Recife - 2007
CAMARGO;C.A; - Conservação de energia na industria do açúcar e do álcool 
– IPT – São Paulo – 1990
HUGOT;E; - Manual de Engenharia Açucareira – São Paulo - 1977
PAYNE;J.H; - Operações unitárias na produção de açúcar de cana – STAB – 
Piracicaba - 1990
Atividade 1
Monte o fluxograma do processo de fabricação de álcool e açúcar.
Leitura ComplementarLeitura Complementar
Referência BibliográficaReferência Bibliográfica
AtividadesAtividades
http://www.copersucar.com.br/institucional/por/academia/alcool.asp
http://www.copersucar.com.br/institucional/por/academia/acucar.asp
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Atividade 2
Relacione o objetivo da clarificação do caldo para os processos de 
fabricação de açúcar e álcool, e suas etapas.
A clarificação do caldo para a produção de açúcar e álcool tem como 
objetivo:
 Remover as impurezas em suspensão
 Evitar a inversão da sacarose
 Evitar a destruição dos açucares redutores
 Diminuir o teor de sais solubilizados
 Diminuir os não açúcares de origem orgânica e inorgânica
 Aumentar o coeficiente de pureza do caldo
 Produzir um caldo límpido, transparente, tal qual o obtido pela 
dissolução de açúcar em água
O processo de clarificação envolve asseguintes etapas:
 Caleação ou Defecação
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 Sulfitação
 Aquecimento
 Decantação
 Filtração
Atividade 3
Descreva os métodos de alcalinização utilizados nas industrias?
 Alcalinização a frio: adiciona-se leite de cal ao caldo com temperatura que 
sai da moenda, elevando o pH para 7.0 a 7.2; aquece-se em seguida para 
uma temperatura em torno de 110°C.
 Alcalinização a quente: aquece-se o caldo para uma temperatura em torno 
de 100°C, e em seguida adiciona-se leite de cal elevando o pH para 7.0 a 
7.2.
 Alcalinização fracionada: adiciona-se leite de cal ao caldo com a 
temperatura que sai da moenda elevando o pH para 6.0 a 6.5, em seguida 
aquece-se o caldo para uma temperatura em torno de