Contextualização:

Um dos mercados em maior ascensão atualmente no Brasil são as industrias sucroalcooleiras, conhecidas principalmente como usinas de açúcar e álcool, pois geralmente trabalham esses dois produtos principais que provem da mesma matéria prima, a cana de açúcar. Atualmente nosso pais é considerado o maior produtor dessa matéria prima, além de maior produtor e exportador de açúcar do mundo (representando cerca de 22% da produção mundial) e também estar entre os maiores produtores de etanol do mundo. Dentro os estados Brasileiros, São Paulo e Minas Gerais se destacam tendo o maior numero de usinas (cerca de 170 em SP e 40 em MG).

O que são as usinas?

O usinas do setor sucroalcooleiros trabalham com dois ramos principais: o açúcar e o álcool para combustíveis, como foi dito anteriormente, porém além destes é comum encontramos produção de aguardente, etanol e solventes, por exemplo.

Ao analisarmos a estruturação das usinas podemos perceber algumas demandas notáveis, como por exemplos a proximidade da produção (canaviais) e das vias de transporte, visto que essa distancia da usina com as vias de transporte da matéria e vias de escoamento da produção influenciam diretamente o valor final do produto com os compradores. Outro ponto notável é a demanda de mão de obra nesse setor, seja ela qualificada, como engenheiros de diversos setores, técnicos, etc, como também mão de obra direta. Segundo dados de 2021, o setor é responsável por cerca de 800 mil empregos diretos no pais. Por fim, é importante destacar a necessidade de alto capital de giro na planta industrial, visto os custos de montagem dos equipamentos e a demanda tecnológica para a produção, como iremos ver no tópico abaixo.

Processos

Agora vamos entender os processos físicos e químicos envolvidos em cada etapa e os equipamentos comumente usados em cada um. Lembrando que vamos tratar a partir do momento que a cana chega a usina, após a colheita e transporte. (Saiba mais sobre mapeamento de processos clicando aqui!)

Processamento da matéria prima

Lavagem: Após ser recebida na usina, a primeira coisa que é feita com a cana é a lavagem, com o intuito de tirar as impurezas mais “grossas” da matéria prima, para assim começar os processos em si.

Picagem: A cana agora limpa passa por laminas e picadores, em esteiras geralmente, a fim de uniformizar a matéria prima.

Moagem/difusão: Feita a picagem, o produto passa agora por processos voltados a desfibrarão (quebra das ligações presentes na fibra da cana), geralmente feita na moendas, a fim de retirar o máximo de caldo da cana possível e separar ele do bagaço.

Processamento do caldo de cana

Preparo: Agora o caldo de cana irá passar por alguns processos químicos, mas antes disso é necessário se fazer a separação das impurezas restantes após a moenda, então é feito o peneiramento/filtração e o ajuste do ph.

Após isso temos a divisão da produção.

Produção do álcool/etanol:

O produto obtido da etapa acima agora é submetido a aquecimento/fervura seguido de um resfriamento, processo esse chamado também de pasteurização em alguns casos. Além disso é feita a adição de cal em muitos casso para controle do ph durante o processo, ao fim disso obtemos o melaço.

Fermentação: Agora o melaço é adicionado a tanques ou toneis para ser fermentada pela adição de leveduras, por exemplo Saccharomyces cerevisae, que irão ajudar na catalização do processo, obtendo-se assim: Glicose e frutose, estas que irão produzir o etanol e gás carbônico. Porém, nesta etapa o etanol ainda está em baixas concentrações, chamamos isto de mosto fermentado.

Destilação: Agora com o mosto fermentado obtido, seguimos para uma das etapas mais notáveis da produção do etanol: A destilação. Este processo irá propiciar a obtenção do álcool que conhecemos, com alto teor de etanol, a partir do mosto com baixas concentrações.

A destilação de maneira geral é um processo de separação de misturas homogêneas, neste caso servindo para separação do etanol e os outros compostos presentes no mosto que “não são importante” no processo. Este processo propicia a obtenção do álcool 96 ºGL (96% de etanol e 4% de água aproximadamente).

Produção do açúcar:

Fervura: O caldo de cana é submetido a altas temperaturas, até ponto de fervura, para assim ter a evaporação da água presente, obtendo-se o chamado xarope, que contem cerca de 65° brix (% de sólidos solúveis).

Cozimento e Cristalização: Agora o xarope passa por um novo aquecimento, porém desta vez não chegando a ponto de fervura. O intuito desse cozimento é a cristalização e homogeneização do produto, principalmente da sacarose, formando assim o começo do que irá ser o açúcar.

Centrifuga: Nesta etapa ocorre a centrifugação para a separação do chamado mel, que entrará na produção de etanol. Além da separação, a uma maior homogeneização do açúcar.

Secagem e peneiramento: O açúcar é submetido a secagem para se tornar ainda mais puro e pronto para ser ensacado.

Diferentes produtos obtidos:

Tipos de etanol

– Etanol Hidratado Neutro

Destina-se a aplicações humanas ou veterinária.

Sua produção se diferencia pela presença de dois processos: hidrosseleção e repasse, isso porque se trata de um produto com alto grau de pureza e refinamento.

– Etanol Hidratado Industrial

Este etanol é usado em aplicações que não envolvem o consumo humano direto. No geral é composto de 94,0% m/m (96 °GL) e teores relativamente baixos de impurezas, pela sua aplicação.

– Etanol Hidratado Carburante

É o etanol comumente encontrado em postos de combustível. Tem em sua composição cerca de 95,1% a 96% de etanol e o restante de água.

– Etanol Anidro

O etanol anidro se caracteriza pela pequena quantidade de água, chegando a ter menos de 1%. Entre os usos industriais, sua utilização é para processos muito sensíveis, como por exemplos sprays e aerossóis.

Também é utilizado na adição na gasolina para postos, a legislação prescreve uma porcentagem de 18% a 27% de etanol anidro na gasolina.

– Etanol aditivado

Este etanol é uma alternativa que se diferencia por estar misturado com detergentes aditivos que dissolvem resíduos de combustíveis. É um etanol que trás uma melhora na qualidade de motores que sofrem com a ação do tempo em decorrência da combustão e acumulo de resíduos.

Tipos de açúcar

– Açúcar cristal

É o açúcar na forma de cristais maiores e transparentes em relação aos outros.

Seu processo se difere pela passagem por um refinamento em que cerca de 90% das vitaminas e minerais são retirados.

– Açúcar refinado

O tipo de açúcar refinado o mais conhecido e comumente encontrado.

Durante o processo de refinamento, que confere seu nome, são acrescentados aditivos químicos, como enxofre, para realçar a coloração branca do produto. Nesse processo, assim como no cristal, são perdidas vitaminas e sais minerais.

– Açúcar mascavo

É a forma mais bruta encontrada do açúcar, ele é retirado depois do cozimento do caldo. Por não passa por nenhum tipo de refinamento, ele apresenta coloração mais escura e sabor mais encorpado em relação aos outros, semelhante ao da cana-de-açúcar. É um açúcar rico em vitaminas e minerais.

– Açúcar demerara

O açúcar demerara é uma descoberta relativamente recente na a produção de açúcar, ele passa por um refinamento leve sem nenhum aditivo químico envolvido, por isso seus grãos são marrom claros, semelhantes ao açúcar mascavo. Possui valor nutricional altíssimo.

Sua produção se difere das outras por ser totalmente orgânica, por isso mantém-se os nutrientes e não tem a adição de defensivos agrícolas.