Download - Projeto Cana
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INTRODUÇÃO
A cana-de-açúcar, além de ser das mais antigas culturas da humanidade está presente
na economia brasileira desde o início da colonização. Essa cultura apresenta uma grande
importância para o crescimento econômico brasileiro, além de constar um aproveitamento de
absolutamente tudo (FILHO, 2003; CENTEC, 2004).
Essa matéria prima é utilizada para a fabricação de produtos acabados como açúcar
cristal, açúcar refinado e álcool, os quais são muito disputados nos mercados nacionais e
internacionais (CENTEC, 2004).
Leonídio e Moraes (2010) ressalvam que a cana consentiu ao Brasil tornar-se um dos
maiores produtores e exportadores de açúcar e desenvolver o mais bem sucedido programa de
produção e uso de biocombustíveis da atualidade, sendo que atualmente é um dos principais
produtos da agricultura e a principal fonte de energia de biomassa do país.
O Brasil é hoje o maior produtor mundial de cana, 623,90 milhões de toneladas na
safra 2010/2011, em uma área de 8.033,3 milhões de hectares, o que representa apenas 2,3%
da área agrícola do País (Conab, 2011a). Também é o maior exportador mundial de açúcar,
respondendo sozinho por 45% de todo o produto comercializado no mundo. Na fabricação de
etanol, que utiliza aproximadamente 1% da área agricultável do País e 57% da área plantada
com cana, o Brasil também ocupa liderança nas exportações e compartilha, com os Estados
Unidos (EUA), a posição de maior produtor mundial. Juntos são responsáveis por 70% de
toda a fabricação desse combustível no mundo (CIB, 2009).
A usina de processamento de cana-de-açúcar será empregada devido o fato de que a
oferta de cana-de-açúcar será insuficiente para atender a demanda brasileira de etanol por
conta do significativo aumento da frota brasileira de carros com motor flex. Em decorrência
disto, a relação oferta/demanda poderá registrar uma grande diferença. Além disso, a
produção e a exportação brasileira de açúcar esta em destaque no mercado mundial, com isso
a produção de açúcar faz com que a empresa não dependa só do etanol, mas com que se tenha
alternativa quando o preço de um deles estiver em baixa e com uma menor demanda.
1 OBJETIVO GERAL
De acordo com o exposto acima, o presente projeto tem como objetivo caracterizar a
instalação de uma unidade de processamento de açúcar e etanol.
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1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Expor um embasamento teórico a fim de justificar a escolha da localização da usina;
Considerar o mix de produtos um diferencial perante os consumidores, visando a
competitividade de mercado;
Descrever todos os processos industriais, bem como apresentar os devidos
fluxogramas;
Apresentar o balanço de massa e equipamentos dos processos industriais;
Apresentar aspectos de segurança;
Apresentar layout e planta baixa industrial;
2 JUSTIFICATIVA
A oferta de cana-de-açúcar será insuficiente para atender a demanda brasileira de
etanol por conta do significativo aumento da frota brasileira de carros com motor flex. Em
decorrência disto, a relação oferta/demanda poderá registrar uma grande diferença. Dados da
Conab (2011a) relatam que a produção de cana na safra 2010/2011 foi de 623,90 milhões de
toneladas, desse total 53,8% (336,2 milhões de toneladas) foram destinados à produção de
27,7 bilhões de litros de etanol e o restante 46,2% (288,7 mil toneladas) foram destinados para
a produção de açúcar, que chegou a 38,7 milhões de toneladas. Embora os números pareçam
gigantescos, há necessidade de grandes investimentos para atender ao crescimento das
demandas interna e externa.
Freitas (2011) ressalva que a demanda mundial de açúcar continua crescendo a uma
taxa média de 2,5% a.a., o que corresponde a cerca de quatro milhões de toneladas todos os
anos. Esse volume é superior a toda a exportação da Austrália, o terceiro maior exportador
mundial. Fator este que fomenta a implantação de novas usinas para suprir a necessidade
mundial deste produto.
Em 2010 o estado de Goiás foi o quarto maior produtor de cana-de-açúcar no país
(Conab, 2011a). A mesorregião sul goiana é a que mais concentra usinas do setor
sucroalcoleiro no estado, pois possui clima favorável para essa cultura, explicando assim a
escolha dessa região para a implantação da usina. A escolha do município de Caiapônia para
sediar a usina, deu-se pela grande área de campo, ou seja, uma grande área já desmatada onde
pode ser utilizada para o plantio da cana-de-açúcar, pois é um município com a economia
basicamente mantida pela pecuária. Outro fator importante é o fácil acesso ao município, já
que o mesmo é cortado pela BR- 158 e GO- 221 facilitando assim, a distribuição dos
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produtos. Por possuir essas vantagens o município vem sendo alvo de interesse dos
agricultores e empresários da cana-de-açúcar.
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 MATÉRIA-PRIMA: CANA-DE-AÇÚCAR
3.1.1 Histórico da cana-de-açúcar
A origem da cana-de-açúcar provavelmente ocorreu 6.000 a.C., no Sudoeste Asiático
(Java, Nova Guiné e Índia), e ao longo de muitos séculos, se disseminou para várias ilhas do
sul do Oceano Pacífico, Indochina, Arquipélago da Malásia e Bengala, aparecendo como
planta produtora de açúcar na Índia tropical. Os Persas foram os primeiros a desenvolver
técnicas de produção do açúcar estabelecendo as rotas do açúcar entre os países asiáticos e
africanos. Porém, durante a antiguidade, o açúcar não passava de exótica especiaria, sendo
usado apenas como tempero ou remédio. Nesta época o preparo de alimentos adocicados era
feito com mel de abelhas (RODRIGUES, 2010; HAMERSKI, 2009; SILVA, 2003).
O cultivo de açúcar constituiu-se na principal e mais rentável atividade agroindustrial
durante cerca de 400 anos de colonização do Novo Mundo. Até o século XIV a experiência
agroaçucareira na Europa estava quase restrita ao Mediterrâneo. A partir do século seguinte
verificou-se acelerado processo de expansão geográfica da cana-de-açúcar. Os portugueses
detiveram um quase monopólio por três séculos, primeiro com o estabelecimento de engenhos
nas ilhas do Atlântico, notadamente a Madeira, depois com a implantação e rápida
disseminação no Brasil, sobretudo no litoral nordestino. No final do século XVII, iniciou-se o
envolvimento direto de outras metrópoles européias na produção de açúcar, sobretudo nas
ilhas do Caribe. Os milhares de engenhos espalhados pelas colônias portuguesas, inglesas,
francesas, holandesas, espanholas e dinamarquesas empregaram milhões de escravos
africanos, desbravaram imensas áreas agricultáveis, proporcionaram altíssimos lucros para
suas metrópoles e imprimiram traços inapagáveis nas sociedades coloniais que se
configuraram em torno da produção açucareira (GODOY,S/D).
A cana-de-açúcar foi introduzida no Brasil na época do descobrimento. No ano de
1533 era cultivada em São Vicente, perto de Santos, onde originou-se o primeiro engenho de
açúcar no país, designado São Jorge Erasmos ( SILVA, 2003).
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3.1.2 Botânica e morfologia da cana-de-açúcar
A cana-de-açúcar é uma planta alágoma, pertence a classe das monocotiledôneas,
ordem Glumiflorae graminales, da família Gramínea poaceae e do gênero Saccharum.
Existem cinco espécies do gênero Saccharum, sendo elas: Saccharum officinarum L.,
Saccharum spontaneum, Saccharum sinensis Roxb, Saccharum barberi Jeswiet, Saccharum
robustum Jeswiet (CENTEC, 2004).
De forma geral, a cana é constituída de um sistema radicular, dos colmos, onde a
sacarose é predominantemente estocada, e das folhas dispostas ao redor da cana, nos nódulos
inter colmos e também na parte superior da planta onde se localiza a gema apical (palmito)
(MANTELATTO, 2005).
Na Figura 1 é demonstrada a estrutura física da cana que é composta basicamente por
colmo, folhas e ponteiro.
Figura 1. Morfologia da cana-de-açúcar.
Fonte: Centro de Tecnologia Canavieira, 2011.
O colmo é constituído de um cilindro cheio e fibroso e é dividido em nós e entrenós
(Figura 2), seu comprimento pode variar de 2,0 a 5,0 m, podendo atingir até 6,0m. O diâmetro
varia de 2 a 5cm e a distância dos nós oscila de 5 a 22cm. Sua cor vai variar de acordo com as
condições de solo e grau de maturação e insolação (CENTEC, 2004).
O colmo é a parte de interesse comercial da cana, pois possui sacarose industrializável.
A composição química dos colmos muda em função de diversos fatores como: variedade da
cultura idade fisiológica, condições climáticas durante o desenvolvimento e maturação
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propriedades físicas, químicas e microbiológicas do solo, tipo de cultivo entre outro
(MARQUES et al., 2001).
Figura 2. Estruturas do colmo da cana-de-açúcar.
De acordo com CENTEC (2004), As folhas são alternadas, longas e com dimensões
que variam de 1,0 a 1,8m de altura e 5 a 7cm de largura, tendo a base auriculada.
Distinguem-se nela a bainha e o limbo (Figura 3), sendo os bordos finamente seriados. As
plantas novas não possuem o limbo. O ponteiro ou inflorescência, é a planícula terminal,
muito ramificada de forma piramidal, de 50 a 80cm de comprimento, também conhecidos
como flevor ou pendão.
Figura 3. Estrutura da folha da cana-de-açúcar. Fonte: Adaptado de Vicente, 2011.
3.1.3 Composição nutricional da cana-de-açúcar
O valor nutricional da cana está diretamente ligado ao seu teor de açúcar, pois seu
conteúdo protéico é baixo, além de ser um alimento muito desbalanceado em relação a seus
nutrientes (POZZA, 2009).
Na Tabela 1 estão as características de composição da cana-de-açúcar comercial, bem
como do caldo de cana.
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Tabela 1. Composição da cana-de-açúcar e sólidos solúveis no caldo da cana
Cana-de-açúcar
Componentes % em massa na cana-de-açúcar
Água 73-76
Sólidos 24-27
Sólidos solúveis 10-16
Fibras (seca) 11-16
Caldo de cana-de-açúcar
Constituintes % em sólidos solúveis
Açúcares 75-92
Sacarose 70-88
Glicose 2-4
Frutose 2-4
Sais 3,0-4,5
Ácidos orgânicos 1,5-5,5
Ácidos carboxílicos 1,1-3,0
Aminoácidos 0,5-2,5
Outros não açúcares orgânicos
Proteínas 0,5-0,6
Amido 0,001-0,100
Gomas 0,30-0,60
Ceras, gorduras, fosfolipídios 0,05-0,15 Fonte: HAMERSKI, 2011
3.1.4 Aspectos econômicos
O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo, seguido por Índia, Tailândia
e Austrália (UNICA, 2011a), além de ter os menores custos de produção e apresentar os
melhores índices de produtividade entre os principais produtores. Segundo dados da
Companhia Nacional de Abastecimento (Conab) estima-se que na safra 2011/2012 a área
plantada de cana será de 8.442,8 mil hectares no país (CONAB, 2011a). Em média, 55% da
cana brasileira se transformam em álcool e 45% em açúcar (DANTAS NETO, 2006).
A produção de cana-de-açúcar no Brasil está em constante expansão, pois em 2006 o
Brasil produziu 53,18 milhões de toneladas de cana e em 2011 a estimativa é de 641.982
milhões toneladas. Do valor que será produzido em 2011 a previsão é que 308.888,2 milhões
toneladas serão destinadas para a produção de açúcar e 333.101,8 milhões toneladas para
produzir etanol (CONAB, 2011a; CONAB, 2007).
Com grande importância no agronegócio brasileiro, a indústria sucroalcooleira
representa cerca de 2% das exportações nacionais, além de reunir 6% dos empregos
agroindustriais brasileiros e assim contribuir para o crescimento do mercado interno de bens
de consumo (BOLOGNA-CAMPBELL, 2007; CONAB, 2011b).
A importância da cana-de-açúcar no agronegócio brasileiro é indiscutível e embora o
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Brasil se destaque no cenário internacional por toda sua tecnologia já empregada nas
diferentes etapas de produção, a pesquisa científica ainda tem muito a contribuir para a
maximização do processo produtivo (COSTA, 2005).
3.2 PRODUTOS ACABADOS
3.2.1 Etanol
3.2.1.1 Histórico
O emprego do etanol no Brasil ocorreu no século XX, quando a Sociedade Nacional
de Agricultura (SNA) fez as primeiras tentativas do uso do etanol em veículos. A ocorrência
do desabastecimento de combustível, vindo da primeira guerra mundial em território europeu,
motivou a realização a partir de 1920 de várias experiências por usinas nordestinas através da
utilização de misturas de combustíveis com etanol, tornando essa prática comum no nordeste
brasileiro. O uso obrigatório de 5% de álcool misturado com a gasolina importada tornou-se
realidade com o decreto N°. 9.717 de 20 de fevereiro de 1931 (MARCOCCIA, 2007).
Porém, Ortega Filho (2003) relata que o etanol foi ganhar importância no Brasil
apenas da década de 70, até este momento ele era apenas um simples subproduto da indústria.
Foi com a crise do petróleo, em 1973, que ele ganhou relevância, onde, em busca de uma
fonte alternativa de combustível o governo brasileiro retomou as pesquisas e os investimentos
para o desenvolvimento do álcool como combustível. Com a criação do Programa Nacional
do Álcool (PROÁLCOOL), em 1975, é que o Brasil estabeleceu definitivamente a indústria
do etanol combustível. Graças a esse programa, o Brasil conquistou uma tecnologia única no
mundo para utilização em larga escala de um combustível renovável que independe do
mercado internacional do petróleo.
Após 1975 o preço do etanol teve várias oscilações referentes aos vários conflitos
econômicos no mundo, ocorridos nesta época e apenas no início do século XXI, a indústria
automobilística se depara com a utilização errônea do etanol em veículos movidos a gasolina.
Então, surgiu-se o veículo denominado Flex, dotado de recursos que possibilitam o
abastecimento de qualquer mistura de álcool e gasolina sem qualquer danos aos componentes
do sistema de abastecimento e propulsão. O mercado recebeu muito bem essa nova tecnologia
e em pouco mais de um ano metade da frota brasileira possuía essa característica (NASTARI,
2005).
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3.2.1.2 Definição
O etanol ou álcool etílico é uma molécula orgânica relativamente simples
(CH3CH2OH) e de fácil obtenção, que se mistura facilmente com outros líquidos (água e
gasolina) e se encontra em ampla aplicação. É o mais comum dos alcoóis, obtido por meio da
fermentação de amido e outros açúcares, como a sacarose existente na cana-de-açúcar, nos
açúcares da uva e cevada e também mediante processos sintéticos. É um líquido incolor,
volátil, inflamável, solúvel em água, com cheiro e sabor característicos (MATOS, 2007).
O Brasil utiliza dois tipos de álcool etílico como combustível, hidratado e o anidro. O
etanol hidratado é usado como combustível dedicado para mover automóveis leves, regulados
para seu uso. Em 2003 foram lançados os veículos do tipo flex fuel que podem usar tanto
etanol hidratado como gasolina em qualquer proporção, sendo que a frota em 2010 deste tipo
de veículo soma 10 milhões de unidades (O ETANOL, 2011). Já o anidro é o produto obtido
através da destilação do caldo da cana, ou do mel, onde toda sua água é retirada através de um
processo de desidratação. É o único combustível renovável utilizado em escala mundial. Por
lei é misturado à gasolina, a porcentagem da mistura vária de país para país. De acordo com a
Portaria nº 143, de 27 de junho de 2007 do MAPA, no Brasil é permitido a adição de 25% de
etanol anidro na gasolina (USINA CORURIPE, 2011; ÚNICA, 2011b), porém essa
concentração pode variar de acordo com a disponibilidade de produto no mercado.
3.2.2 Açúcar cristal e açúcar refinado
3.2.2.1 Histórico
O açúcar é um produto conhecido deste a antiguidade, porém sua produção era apenas
para consumo próprio. Apenas no início do século IX, no Egito, que ele começou a ser
manufaturado e fabricado em escala industrial. Foi considerado o produto de maior
importância comercial para o consumo interno e exportação do país. Após o reconhecimento
do valor comercial do açúcar, vários países do continente Africano e da América Central
desenvolveram tecnologia, tornando-se Cuba a região de maior produção de açúcar do
mundo. No Brasil, a cana-de-açúcar foi trazida da Ilha da Madeira para São Vicente, Espírito
Santo, Ilhéus na Bahia, Itamaracá em Pernambuco (ARAÚJO, 2007).
O açúcar compôs o setor mais importante da economia colonial durante os séculos
XVI e XVII, época que ficou conhecida como o “ciclo do açúcar”, tendo sido a Zona da Mata
Nordestina e o Recôncavo Baiano os pólos prioritários dessa atividade, seguidos por áreas do
Maranhão, do Rio de Janeiro e de São Paulo. Mas pode-se afirmar que a cana de açúcar
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marcou decisivamente os três primeiros séculos da nossa história – a economia, a sociedade e
a cultura. O açúcar brasileiro alterou a dieta alimentar do mundo europeu, passando o produto
a ser usado em larga escala, substituindo o mel e transformando os doces em presença
constante nas refeições (SEBRAE – RJ, 2011).
Uma verdadeira “cultura do açúcar” se constituiu, unindo portugueses, indígenas e
africanos, pois de alguma forma todos estavam envolvidos com sua produção e já que o
produto frequentava todas as mesas, independente das classes sociais. A própria natureza da
atividade açucareira contribuiu para o sucesso de sua utilização como principal vetor de
colonização das terras descobertas (SEBRAE - RJ, 2011).
3.2.2.2 Definição
A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA, 2011) define açúcar como a
sacarose obtida de Saccoharum officinarum, ou de Beta alba L., por processos industriais
adequados.
A sacarose para fins industrial e comercial é o produto de extração de duas principais
culturas: a cana e a beterraba de açúcar. A única diferença existente entre os dois produtos de
extração consiste na natureza das suas impurezas: o açúcar de cana impuro é aromático e
doce, enquanto o de beterraba tem um pequeno fundo amargo (CARRETA, 2006).
Normalmente o açúcar é usado como adoçante na indústria alimentícia no geral em bebidas,
balas, biscoitos, chocolates, dentre outros. Seu custo, comparado com os outros tipos de
açucares (refinado, mascavo, etc) é menor (FERNANDES, 2009).
Vieira et al. (2007) definem açúcar cristal como todos os açúcares brancos produzidos
diretamente pela usina de açúcar. O açúcar refinado é obtido pela dissolução e purificação do
açúcar cristal, apresentando uma estrutura microcristalina não definida, que lhe confere
granulometria fina e alta capacidade de dissolução. Usado em doces e confeitos,
achocolatados, sorvetes e coberturas, etc (RIBEIRO, 2003).
O açúcar cristal refinado é produzido de forma semelhante a do açúcar cristal comum.
A diferença básica é que o refinado é produzido a partir da calda (solução de sacarose em
água), enquanto que o cristal comum é preparado com xarope (solução de sacarose obtida no
final da etapa de evaporação do caldo de cana). Esta diferença faz com que a qualidade do
cristal refinado com relação aos parâmetros de cor e tamanho dos cristais seja bem superior a
do açúcar cristal comum (RODRIGUES, 2010).
3.2.2.3 Composição centesimal
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Segundo a Usina Alto Alegre (2011) a composição centesimal do açúcar cristal é
basicamente sacarose 99,6%, sais minerais com concentração máxima de 0,1%, umidade
máxima de 0,07% e 0,23% de outros componentes.
A diferença da composição do açúcar cristal e refinado é que o cristal deve conter no
mínimo 99,3% de sacarose e o açúcar refinado no mínimo 98,3% (ANVISA, 2011). O açúcar
cristal perde cerca de 90% dos sais minerais em seu processo de refino, já o açúcar refinado
por receber aditivos como o enxofre em seu processo de refino e perde todas as vitaminas e
sais minerais (PROCÓPIO, 2011).
4 CARACTERIZAÇÃO DA EMPRESA
4.1 CARACTERÍSTICAS GERAIS
A implantação da Usina Apoálcool será na região sudoeste do estado de Goiás na zona
rural da cidade de Caiapônia. O município está situado numa região onde predomina a
agropecuária, com grande área desmatada, facilitando assim o plantio da cana-de-açúcar, além
disso, duas rodovias cortam a cidade facilitando o escoamento por esse modal.
Geograficamente, Caiapônia fica a uma distância considerável de Jataí e Quirinópolis, suas
principais concorrentes. A intenção de mercado é conquistar 2,5% da produção do estado de
Goiás.
Para garantir a substituição da pecuária pela agricultura na região, a usina Apoálcool
fomentará com o apoio do governo do estado para conseguir financiamento para comprar
maquinários (plantio e colheita) aos produtores de cana, além de fornecer mudas para o
plantio e a vinhaça com a torta de filtro para adubar as plantações. Inicialmente a usina
operará com uma capacidade de 6.000 t/dia, destinadas a produção de açúcar e etanol. O mix
de produtos engloba o açúcar cristal, açúcar refinado, etanol hidratado e etanol anidro. A
agroindústria abastecerá o centro-oeste brasileiro e os estados Tocantins, Maranhão, Pará e
Minas Gerais. A usina terá pleno funcionamento em três turnos, com um quadro de 214
funcionários. Seu objetivo é produzir e comercializar produtos de máxima qualidade a preços
competitivos no mercado.
Nas Tabelas 2, 3 e 4 estão os dados previstos para produção da usina Apoálcool.
Tabela 2. Características gerais de produção da Usina Apoálcool
Características Valores
Moagem de cana por safra 1.800.000 ton/safra
Duração total da safra 210 dias
Regime de operação durante a safra 24 h/dia
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Capacidade de moagem diária 10.000 ton/dia
Índice de aproveitamento do tempo 86%
Dias produtivos da safra 180 dias
Capacidade Nominal de produção de álcool 510 m³/dia
Capacidade Nominal de produção de açúcar 10.800 sacas de 50 kg/dia
Cana destinada para a produção de álcool 60%
Cana destinada para a produção de açúcar 40%
Tabela 3. Dados previstos para produção de etanol hidratado e anidro na Usina Apoálcool
Produção de Álcool Valores
Rendimento previsto de álcool por tonelada de cana 85 l/ton (UNICA, 2011b)
Moagem de cana destinada para a produção de álcool 1.080.000 ton
Cana destinada para a produção de etanol hidratado 80%
Cana destinada para a produção de etanol anidro 20%
Capacidade Nominal de produção de etanol hidratado 451,2 m³/dia
Capacidade Nominal de produção de etanol anidro 106,08 m³/dia
Produção anual de etanol hidratado por safra 81.216 m³/safra
Produção anual de etanol anidro por safra 19.094 m³/safra
Tabela 4. Dados previstos para produção de açúcar cristal e refinado na Usina Apoálcool
Produção de açúcar Valores
Rendimento previsto de açúcar por tonelada de cana 135 kg/ton (UNICA, 2011b)
Moagem de cana destinada para a produção de açúcar 720.000 ton
Cana destinada para a produção de açúcar cristal 85%
Açúcar cristal destinado para a produção de açúcar
refinado
15%
Capacidade Nominal de produção de açúcar cristal 3787,2 sacas de 50 kg/dia
Capacidade Nominal de produção de açúcar refinado 283,2 sacas de 50 kg/dia
Produção anual de açúcar cristal por safra 681.696 sacas de 50 kg/safra
Produção anual de açúcar refinado por safra 50.976 sacas de 50 kg/safra
Como pode ser observado na Tabela 2, foram destinados 60% da cana para produção
de etanol e 40 % para a produção de açúcar, essa escolha se deu em função da produção de
cana-de-açúcar na safra 2010/2011 (CONAB, 2011a) que foi de 624,99 milhões de toneladas,
e desse total 53,8% (336,2 milhões de toneladas) foram destinados à produção de 27,7 bilhões
de litros de etanol e o restante 46,2% (288,7 mil toneladas) foram destinados para a produção
de açúcar, que chegou a 38,7 milhões de toneladas embora os números pareçam gigantescos,
há necessidade de grandes investimentos para atender ao crescimento das demandas interna e
externa. Então baseados nesses dados optou-se por aumentar a produção de etanol de 53,8%
para 60%, devido o aumento da demanda por veículos tipo Flex e reduzir a produção de
açúcar de 46,2% para 40%.
4.2 NOME DA EMPRESA, MARCA, LOGOMARCA
A razão social será Usina Apoálcool Ltda, tal nome foi caracterizado pelo o apoio
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recebido pelo o governo municipal, onde foi aprovada na câmara pelos vereadores a isenção
de impostos na implantação da usina, a palavra álcool no nome da empresa foi colocada para
ressaltar que a usina irá produzir em maior quantidade álcool do que açúcar. Visando a criação
de uma logomarca simples, Figura 4, e com ligação direta ao produto, desenhou-se a letra A
do nome da empresa com a matéria prima da usina, a cana-de-açúcar. A cor das letras
restantes do nome da usina escolhida foi a verde cana, para associar a cor da letra a cor das
folhas da matéria-prima. A palavra usina foi escrita na cor preta, pois essa palavra não exige
destaque, apenas caracteriza o segmento da empresa.
Figura 4. Logomarca da Usina Apoálcool.
4.3 LOCALIZAÇÃO
A Usina Apoálcool Ltda – Agroindústria de Processamento e Comercialização de
açúcar e álcool será instalada na cidade de Caiapônia-GO, situada na região Sudoeste do
estado.
O terreno para instalação será adquirido pelos proprietários da usina. Para viabilizar o
empreendimento, o governo do estado juntamente com o município concederá incentivos
fiscais que podem chegar a 88% de isenção do ICMS conforme a linha de produtos. O terreno
estará situado na rodovia GO-221, com uma área de 104.866,90 m².
A indústria ficará a uma distância de 16 km da cidade de Caiapônia, e 308 km da
capital Goiânia. Na Figura 5, pode ser observada a localização do município de Caiapônia, da
capital Goiânia e de seus principais concorrentes os municípios de Jataí e Quirinópolis, onde
Jataí estão situadas as usinas Cosan Centroeste S/A Açúcar e Álcool,e a Usina de Açúcar e de
Álcool Jataí Ltda, e Quirinópolis as usinas U.S.J. Açúcar e Álcool S/A e a Usina Boa Vista
S/A.
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Figura 5. Cidade de Caiapônia, Goiânia, Jataí e Quirinópolis
Fonte: Adaptado de WIKIPÉDIA (2011a)
Caiapônia possui uma área de 8.638 km² e tem uma população de aproximadamente
16.757 habitantes. O IDH é de 0,735 considerado médio, com um PIB de R$ 237.892,182 mil
e o PIB per capita de R$ 14.508,27 (IBGE, 2010).
4.4 MIX DE PRODUTOS
O portfólio de produtos será composto por açúcar e álcool. A Usina Apoálcool irá
produzir açúcar cristal em sacas de propileno de 50 kg, fardos de papel contendo 6 pacotes de
5 kg, fardos de papel contendo 15 pacotes de 2 kg e big-bag de polipropileno de 1000 kg,
açúcar refinado em fardos de papel contendo 10 pacotes de 1 kg, fardos de papel contendo 6
pacotes de 5 kg e sacas de papel de 25 kg.
O etanol etílico (hidratado e anidro) será armazenado na usina em tanques de 20.000
m3 e transportado em caminhões tanque terceirizado com capacidade de 33.000 litros até a
distribuidora.
4.5 MERCADO
A Usina será de pequeno porte, (NÓBREGA E PAIVA, 2009), com capacidade para
processar 10.000 toneladas de cana-de-açúcar por dia, porém a princípio irá processar 6.000
t/dia, ou seja, 1.260 milhões toneladas por safra, atingindo 2,5% da produção no estado de
Goiás na safra 2011/12, pois segundo dados da Conab (2011a), a estimativa de produção para
o estado nesta safra é de 50.731,1 milhões de toneladas de cana.
Em Goiás, o açúcar será fornecido para três microrregiões, sudoeste de Goiás,
Aragarças e Iporá. A microrregião do sudoeste de Goiás, possui uma população estimada em
18
386.668 habitantes, e está dividida em 18 municípios, dentre eles está Caiapônia e Rio Verde,
cidade mais populosa dessa região. A microrregião de Aragarças, possui cerca de 53.561
habitantes e está dividida em sete municípios sendo o mais populoso Aragarças.Por fim a
microrregião Iporá tem uma população estimada em 62.202 habitantes e está dividida em dez
municípios, sendo o maior deles Iporá. Já em Mato Grosso o açúcar será distribuído para a
mesorregião do sudeste matogrossense, que abrange as microrregiões do Alto Araguaia,
Primavera do Leste, Rondonópolis e Tesouro. A microrregião do Alto Araguaia possui cerca
de 25.796 habitantes, e está dividida em três municípios. A microrregião Primavera do Leste
agrega duas cidades e possui aproximadamente 85.593 habitantes. A microrregião de
Rondonópolis possui cerca de 250.598 habitantes e está dividida em oito municípios. E a
microrregião de Tesouro agrega 49.086 habitantes e está dividida em nove municípios.
Nossa usina investirá na qualidade da matéria-prima visando obter um produto final de
qualidade. Para que isso aconteça a Usina irá fomentar as pesquisas de variedades de cana-de-
açúcar, com o intuito de obter uma cultivar com maior rendimento e melhores propriedades.
Também investiremos em estratégias de marketing que garantam a nossa permanência no
mercado perante as empresas já existentes.
4.6 CONCORRENTES
Na produção de etanol, as principais concorrentes da Apoálcool são as usinas
localizadas em Jataí, pois toda a produção da cidade é destinada para fabricação de etanol.
Podemos destacar três das quatro usinas implantadas no município, sendo elas a Usina de
Açúcar e de Álcool Jataí Ltda, a Elcana Goiás Usina de Álcool e Açúcar Ltda e a Cosan
Centroeste SA (mais moderna usina de etanol do mundo). Geograficamente, Caiapônia situa-
se a uma distância de 117 km da cidade de Jataí. Na produção de açúcar o principal
concorrente é o grupo USJ, com a Usina são Francisco em Quirinópolis-GO, que fica a 273
km de Caiapônia.
4.7 DISTRIBUIÇÃO
O açúcar Apoálcool será distribuído para os estados de Mato Grosso e Goiás, pelo
modal rodoviário, através de caminhões baú. As rodovias de distribuição serão BR-158 com
acesso as regiões de Aragarças e Barra do Garças, GO-221 que liga Caiapônia a região de
Iporá e GO-184 com acesso a cidades da região sudoeste, outras rodovias podem ser
observadas na Figura 6. Já o etanol será enviado para a distribuidora mais próxima, a Petro
Goiás situada na cidade de Senador Canedos, que distribui esse produto para a região centro
19
oeste e os estados de Tocantins, Maranhão, Pará e Minas Gerais. A distância de Senador
Canedos até Caiapônia é de 357 km. Todos os transportes serão terceirizados.
Figura 6. Municípios de distribuição do açúcar Apoálcool
Fonte: Adaptado de Wikipédia (2011b)
4.8 CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS
4.8.1 Carga Horária
A Usina Apoálcool irá funcionar 30 dias por mês, 24 horas por dia com troca de turnos
diários de 8 horas, durante sete meses no período de safra. Sendo que as áreas administrativas
cumprirão somente 8 horas/dia. A produção durante o período de safra será contínua. Na
entresafra, será feita a manutenção das máquinas e equipamento e apenas a área
administrativa funcionará normalmente.
4.8.2 Quantidade de trabalhadores e turnos
Camarotto (2006) explica que a quantidade de trabalhadores é definida pelos turnos de
trabalho, com possibilidades de usar horas extras, indicando o local de trabalho, o custo da
mão de obra por funcionário e o total para a empresa do número atual e previsto de
funcionários produtivos e administrativos.
Na Tabela 5, estão apresentados os cargos e o número de funcionários, juntamente
com o número de turnos respectivo a cada setor, pois nem todos os setores operam em dois
turnos.
20
Tabela 5. Número de funcionários e turnos da usina Apoálcool
Local de Trabalho N° de Funcionários Salário Total Turnos de
funcionamento
Administrativo 30 119.460,00
Gerente geral 1 12.800,00 12.800,00
1
Gerente administrativo 1 7.200,00 7.200,00
Encarregado de compras 1 4.800,00 4.800,00
Ajudante de compras 4 1.800,00 7.200,00
Encarregado de financeiro 1 5.200,00 5.200,00
Ajudante de financeiro 4 1.900,00 7.600,00
Encarregado de Vendas 1 3.800,00 3.800,00
Ajudante de vendas 6 1.200,00 7.200,00
Encarregado de CPD 1 4.100,00 4.100,00
Faturamento 3 1.200,00 3.600,00
Contador 2 2.800,00 5.600,00
Analista contábil 5 1.500,00 7.500,00
Gerente RH 1 3.300,00 3.300,00
Ajudante de RH 6 1.100,00 6.600,00
Guarita 12 980,00 11.760,00
Secretaria executiva 1 1.600,00 1.600,00
Copeira 10 700,00 7.000,00
Faxineira 15 680,00 10.200,00
Técnico de informática 2 1.200,00 2.400,00
Produção 59 71.650,00
Gerente industrial 1 9.600,00 9.600,00
3
Químico industrial 1 3.200,00 3.200,00
Engenheiro de Alimentos 1 3.600,00 3.600,00
Ajudante de laboratório 4 1.000,00 4.000,00
Eng. de Segurança no trabalho 1 2.800,00 2.800,00
Técnico de segurança do trabalho 4 1.400,00 5.600,00
Engenheiro ambiental 1 2.800,00 2.800,00
Encarregado de Almoxarifado 1 3.000,00 3.000,00
Ajudante de almoxarifado 12 700,00 8.400,00
Operador da balança 9 800,00 7.200,00
Mecânico industrial 15 890,00 13.350,00
Mecânico elétrico industrial 9 900,00 8.100,00
Produção de álcool 76 53.510,00
Enc. Posto de abastecimento 1 1.400,00 1.400,00
3
Ajudante do posto 9 630,00 5.670,00
Ajudante da destilaria 15 700,00 10.500,00
Ajudante do armazém 15 680,00 10.200,00
Ajudante da caldeira 15 700,00 10.500,00
Ajudante da moenda 12 700,00 8.400,00
Ajudante do tratamento do caldo 9 760,00 6.840,00
Produção de açúcar 71 51.940,00
Enc. da Fabricação de açúcar 1 2.800,00 2.800,00
3
Ajudante da Fabricação de açúcar 20 700,00 14.000,00
Ajudante de empacotamento 12 700,00 8.400,00
Ajudante do armazém 20 680,00 13.600,00
Ajudante da moenda 9 700,00 6.300,00
Ajudante do tratamento do caldo 9 760,00 6.840,00
Total 236 296.560,00
21
4.9 MISSÃO DA EMPRESA
Produzir e comercializar produtos de máxima qualidade a preços competitivos no
mercado, valorizando aos funcionários e respeitando o meio ambiente por meio da geração de
energia renovável.
A Apoálcool entra no mercado brasileiro para estimular a competição entre
agroindústrias que já operam na região, o que é vantajoso para o mercado local e estadual,
criando novos postos de trabalho, e contribuindo ainda mais para o crescimento e
desenvolvimento do Sudoeste de Goiás.
5 DESCRIÇÃO E FLUXOGRAMA GERAL DOS PROCESSOS
De acordo com Camarotto (2006) o fluxograma de processos tem o objetivo de
representar esquematicamente o processo de produção através das seqüências de atividades de
transformação, exame, manipulação, movimentação e estocagem por que passam os fluxos de
itens de produção.
O Fluxograma geral dos processos segue nos Apêndice 1.
5.1 DESCRIÇÃO DOS PROCESSOS
Os processos desde a recepção da cana até a extração do caldo, Figura 7, são os
mesmos para a fabricação de açúcar e etanol. Tais processos são descritos abaixo de acordo
com a Usina Goioerê (2009) e Rodrigues (2010).
22
Fluxograma do Processamento
da Cana-de-açúcar
FPCA
Legendas
Início do processo
Armazenamento
Transporte
Espera ou demora
Inspeção
Fluxo do processo
Operação
Planta BPlanta C
Recepção da cana
PesagemAmostragem
LavagemResíduo
Cana suja
Insumos
Cana Limpa
Preparo da Cana
Esmagamento
Filtração
BagaçoEnergia
Descarga e Estocagem
Transporte
Figura 7. Fluxograma de recepção e extração do caldo
5.1.1 Recepção da cana
A cana-de-açúcar é recebida na balança para pesagem e controle de matéria-prima na
indústria.
5.1.1.1 Pesagem
Deve ser rigorosamente desempenhada, uma vez que dela depende o controle tanto
agrícola quanto industrial da unidade. Como mostra a Figura 8, consiste basicamente da
passagem dos caminhões por uma balança, através da qual é determinada a carga total
(caminhão + cana). Obtém-se a quantidade de cana descontando-se o peso do caminhão da
carga total.
23
Figura 8. Balança de pesagem industrial.
Fonte: RODRIGUES, 2010.
5.1.1.2 Amostragem
Consiste da retirada de amostras de cana através de uma sonda especial, como
apresentado na Figura 9, as quais são analisadas em laboratório para a determinação de teores
de sólidos (Brix), açúcar (Pol) e fibra. É através destas análises que se efetua o pagamento da
cana pelo teor de sacarose.
Figura 9. Tomador de amostra oblíquo.
Fonte: RODRIGUES, 2010.
5.1.2 Descarga e estocagem
Em seguida, a cana é descarregada nos pátios de estocagem, ou diretamente nas mesas
alimentadoras, para moagem. Nas mesas alimentadoras, Figura 10, a cana é lavada com água
para remoção de terra e palha.
A prática de estocagem de cana não é aconselhada, principalmente se a cana for picada
ou em toletes. Se estocada, deve permanecer armazenada por um prazo máximo de 2 dias para
cana inteira e 1 dia para toletes. Ultrapassado estes prazos, algumas modificações indesejáveis
na cana como o ressecamento do colmo, a inversão da sacarose e o desenvolvimento de
microrganismos podem ocorrer.
24
Figura 10. Descarga com guincho hillo.
Fonte: RODRIGUES, 2010.
5.1.3 Lavagem
Esta etapa visa a eliminação de materiais estranhos, que são carregados com a cana
(areia, argila, palhas e pedras). A não retirada destes materiais pode desgastar os
equipamentos, aumentar o tempo de decantação nos clarificadores, dificultar a filtração do
lodo, além de aumentar o volume das cinzas na câmara de combustão das caldeiras.
Como demonstrado na Figura 11, a lavagem é realizada nas mesas alimentadoras,
jogando-se água sobre a camada de cana.
Figura 11. Mesa alimentadora com lavagem de cana.
Fonte: RODRIGUES, 2010.
5.1.4 Preparo da cana
O preparo inclui as etapas de picagem e desfibramento, tem por objetivo abrir as
células do colmo, facilitando a posterior extração do caldo o que facilita o processo de
esmagamento e a extração do caldo.
Uma esteira transporta a cana que passará através do picador e do desfibrador, Figura
12. O seu sistema é constituído por rolos e facas que desfragmentam as células de cana. A
velocidade dessa esteira é controlada pelo nível da cama de cana existente no interior do
25
difusor.
Para adquirir valores comparativos de preparação de cana, utiliza-se, o chamado índice
de preparação ou índice de células abertas (“open cell”), que é obtido de ensaios
padronizados. Os bons índices de preparação estão em torno de 90% de células abertas para
extração com moendas, sendo maiores que este valor para extração com difusor.
Figura 12. Picador e desfibrador de cana.
Fonte: RODRIGUES, 2010.
5.1.5 Esmagamento e extração
O processo de extração do caldo é feito por esmagamento, através de um conjunto de
rolos esmagadores, os quais extraem 98% do caldo contido nas fibras da cana-de-açúcar. Esta
eficiência é possível, desde que os equipamentos estejam muito bem regulados.
O tandem de moendas é o equipamento utilizado na moagem, podendo ser composto
por 4 a 7 ternos de moenda. A moenda, Figura 13, é a unidade esmagadora constituída,
basicamente, por 3 cilindros dispostos de tal modo que a união de seus centros forma um
triângulo praticamente isósceles.
Com o intuito de facilitar a extração da sacarose, é adicionado água a cana, processo
denominado embebição, uma vez que o bagaço que sai do terno anterior ainda detém uma
certa quantidade de caldo. Adicionando-se certa quantidade de água ao bagaço, este caldo
residual fica diluído, podendo ser retirado em nova moagem. A embebição pode ser feita de 3
maneiras diferentes : simples, composta e mista.
26
Figura 13. Terno de moenda.
Fonte: RODRIGUES, 2010.
5.1.6 Filtração
Todo caldo de cana, após o esmagamento, passa por um conjunto de peneiras, Figura
14, os quais extraem palhas, bagacilhos e parte das impurezas grossas. O caldo utilizado para
a fabricação do açúcar é obtido do primeiro esmagamento, o qual equivale em princípios, a
70% de todo o caldo contido na cana. Esta matéria prima não passa pelo processo de
embebição composto, o qual é utilizado para lavagem da fibra, para remover toda a sacarose
contida na cana.
Figura 14. Peneira rotativa com 0,5 mm de abertura
Fonte: NETO, 2010.
5.2 PRODUÇÃO DE AÇÚCAR CRISTAL E REFINADO
Segue os processos exclusivos para produção de açúcar cristal e refinado (USINA
GOIOERÊ, 2011; USINA ESTER, 2011). Os fluxogramas de processo do açúcar cristal e
refinado podem ser observados nas Figuras 15 e 16.
27
Fluxograma do Processamento
de Açúcar Cristal
FPAC
Legendas
Início do processo
Armazenamento
Transporte
Espera ou demora
Inspeção
Fluxo do processo
Operação
Caldo Primário
Sulfitação
Dosagem
Aquecimento/
Decantação
Filtragem
Evaporação
Caldo Sulfitado
Caldo Dosado
Planta A
Caldo Primário
Massa B
Cozimento Massa B
Planta C
Estocagem
da Torta
LodoTorta
Caldo Clarificado
Xarope Bruto
Massa B Cristalizada
Xarope Flotado
Flotação
Cristalização
Massa B
Centrifugação Massa B
Magma Mel Rico
Cozimento Massa A
Mel
Rico
Magma
H2O
Massa A
Cristalização Massa A
Massa A Cristalizada
Centrifugação Massa A
Mel
Pobre
Açúcar úmido
Secagem
Açúcar Cristal
Armazenamento do
Açúcar
Planta B
Caldo Filtrado
Planta C
Figura 15. Fluxograma de processo do açúcar cristal
28
Fluxograma do Processamento
do Açúcar Refinado
FPAR
Legendas
Início do processo
Armazenamento
Transporte
Espera ou demora
Inspeção
Fluxo do processo
Operação
Açúcar Cristal
Dissolução
Açúcar Cristal
Peneiragem Resíduo
Planta B
Açúcar Dissolvido
Flotação
Caldo Peneirado
Licor Flotado
H2O
Licor Filtrado
Filtragem
Massa
Cristalização
Massa Cristalizada
Cozimento
Açúcar Úmido
Centrifugação
Açúcar Refinado
Secagem
Estocagem/Armazenamento
Açúcar refinado
Resíduo
Resíduo
Figura 16. Fluxograma de processo do açúcar refinado
5.2.1 Preparo do caldo
Nesta fase, deseja-se retirar a maior quantidade possível de impurezas presentes no
caldo misto, mantendo-se apenas a sacarose. Para isso, as operações a seguir são realizadas.
29
5.2.1.1 Sulfitação
Nesta etapa ocorre a absorção de anidrido sulfuroso (SO2) pelo caldo. Este
anidridosulfuroso é obtido através da queima de enxofre em um forno rotativo,
conforme a Figura 17. Os principais objetivos dessa etapa são: fazer com que os
colóides presentes no caldo tornem-se insolúveis, destruir eventuais
microrganismos presentes no caldo e oxidar substâncias corantes, como íons
ferrosos.
Figura 17. Forno rotativo para queima de enxofre.
Fonte: RODRIGUES, 2010
5.2.1.2 Dosagem
A dosagem (ou neutralização) consiste na adição de uma suspensão dehidróxido de
cálcio, obtida a partir da mistura de óxido de cálcio e água.
O leite de cal, Figura 18, ao ser adicionado no caldo sulfitado, irá reagir com os íons
sulfito gerados na sulfitação formando o sulfito de cálcio. Este composto é insolúvel e, a
medida que decanta, arrasta consigo os colóides insolúvies formados na sulfitação. Além
disso, é importante aumentar o pH do caldo que,após a sulfitação, permaneceu muito baixo
(em torno de 4,0). Em pH ácido, o processo de inversão é acelerado. A dosagem faz com que
o pH retorne para valores entre 6,8 e 7,2. Para isso, um controle automático de adição de leite
de cal e leitura de pH é necessário.
30
Figura 18. Preparo do leite de cal.
Fonte: RODRIGUES, 2010.
5.2.1.3 Aquecimento
O aquecimento do caldo também auxilia na separação dos colóides. Isto porque muitas
destas substâncias, quando submetidas a altas temperaturas, sofrem o processo de
desnaturação e se tornam insolúveis.
O caldo é enviado para um conjunto de aquecedores (trocadores de calor), e aquecido
a uma temperatura que varia de 105 a 107 ºC.
Figura 19. Aquecedor vertical
Fonte: BRUMAZI, 2011.
5.2.1.4 Clarificação ou decantação
Nos clarificadores o caldo permanece por 2 a 3 horas em baixa velocidade (descanso),
onde neste processo, ele decanta as impurezas, saindo limpo e claro, com tonalidade
levemente amarelada e totalmente transparente a luz (sem turbidez). Neste tempo de retenção,
ocorrem reações de floculação e precipitação do material em suspensão que são retirados na
31
forma de lodo. O caldo clarificado e limpo segue o processo para evaporação e o lodo irá para
filtração à vácuo onde é recuperada a sacarose ainda existente.
O equipamento em que a separação é feitas são chamados decantadores e constituem-
se de quatro ou cinco compartimentos colocados um acima do outro,como mostra a Figura 20,
nos quais o caldo vindo dos aquecedores entra por um tubo central e é distribuído para cada
compartimento a partir do fundo.
Figura 20. Decantador (saída do caldo clarificado).
Fonte: RODRIGUES, 2011.
5.2.2 Filtração do lodo
Como o lodo ainda é rico em sacarose, é feito uma filtração nos filtros rotativos à
vácuo para succionar o material líquido, chamado de caldo filtrado, que sofrerá novo
tratamento de clarificação. O material sólido retido nas telas dos filtros é denominado torta de
filtro. Esta torta é enviada à lavoura, sendo utilizada como adubo.
São utilizados filtros rotativos a vácuo como mostra a Figura 21, os quais estão
acoplados a ejetores (multi jato) para a formação de vácuo e, portanto, sucção do caldo. Nos
filtros também é adicionada água quente sobre a camada de bagacilho eresíduos (torta)
aderida sobre a tela dos filtros. Isto para reduzir ao máximo a quantidade de sacarose perdida
na torta. A torta é enviada para a lavoura onde é utilizada como adubo. O caldo filtrado
passará por um processo de aeração e adição de mais floculante, seguindo posteriormente para
o flotador.
32
Figura 21. Filtro rotativo de torta.
Fonte: RODRIGUES, 2010.
5.2.3 Evaporação
Os objetivos dessa etapa são:
Concentração do caldo (o caldo concentrado é chamado de xarope);
Produção de vapor vegetal.
A concentração do caldo é importantíssima, pois reduzindo ao máximo a quantidade
de água, diminui-se o tempo de cozimento, realizado posteriormente. Porém, a concentração
não deve ser grande demais a ponto de iniciar a cristalização.
Toda a água retirada do caldo é utilizada como vapor vegetal ou condensado (água
quente) em várias outras etapas do processo. O processo de evaporação é realizado em etapas
(ou efeitos). Apenas o primeiro efeito utiliza vapor vindo das caldeiras. O segundo estágio é
alimentado com o vapor gerado no primeiro, o terceiro com vapor gerado no segundo e assim
consecutivamente.
Para que isso seja possível, deve-se fazer com que a temperatura de ebulição do caldo
sempre esteja abaixo da temperatura de vaporização do vapor vegetal. Nos três primeiros
efeitos esta condição é satisfeita devido as pressão dos vapores vegetais (maior pressão, maior
temperatura de vaporização). Porém, o vapor produzido no terceiro efeito apresenta pressão
próxima a atmosférica. Por isso, no quarto e quinto efeitos é necessário que se faça vácuo para
diminuir a temperatura de ebulição do caldo.
Apenas o vapor vegetal produzido no quinto efeito é descartado. Os vapores vegetais
do primeiro e segundo efeitos também são utilizados nas etapas de aquecimento e cozimento.
Todo o condensado proveniente dos vapores vegetais é utilizado no processo, nas etapas de
filtração (água de embebição da torta), extração (embebição da cana), centrifugação e
produção de leite de cal.
O xarope formado na evaporação é bombeado aos tachos de cozimento (A e B) para a
33
cristalização do açúcar.
Figura 22. Evaporadores.
Fonte: RODRIGUES, 2010.
5.2.4 Flotação
Esta etapa tem a função de remoção de corantes, onde o xarope recebe uma dosagem
de polímeros. Estes insumos combinados com as impurezas formam flocos, que quando
entram no flotador, se deslocam até a superfície porque dentro deles existe ar (proveniente da
aeração do caldo filtrado). Assim sendo, forma-se na superfície do flotador uma camada de
flocos, que é retirada por meio de raspadores rotativos que sobem até a superfície do xarope e
são removidos por braços raspadores. O caldo flotado é retirado por uma tubulação localizada
no fundo do flotador, abaixo de um cone e é enviado para o processo de fabricação do etanol.
O cone ajuda a diminuir o arraste de flocos juntamente com o caldo flotado. Um desenho
esquemático do flotador é apresentado na Figura 23.
Figura 23. Desenho esquemático de um flotador
Fonte: RODRIGUES, 2010.
5.2.5 Cozimento A
A massa A é uma mistura de cristais de açúcar e o seu correspondente licor-mãe (mel),
34
de onde foi obtida a cristalização do açúcar.
5.2.6 Cozimento B
No cozimento B são formados os cristais para o cozimento A.
5.2.7 Centrifugação da massa A
A massa A é um produto que contém cristais de aproximadamente 0,5mm envolvidos
numa película de mel. Na centrifugação corre a separação do mel, denominado mel A, que irá
para os tachos de cozimento B, e açúcar propriamente dito, que é enviado ao secador de
açúcar.
Figura 24. Centrífuga de açúcar.
Fonte: RODRIGUES, 2010.
5.2.8 Centrifugação da massa B
A massa B é um produto que contém cristais de aproximadamente 0,2mm e melaço.
Na centrifugação, os cristais são separados do mel B (ou melaço) onde o magma (cristais de
açúcar B) será utilizado como núcleo para o cozimento A e o melaço é enviado para a
fabricação do álcool.
5.2.9 Secagem
Nesta etapa o açúcar passa no secador para a retirada da umidade contida nos cristais.
Na saída do secador, o açúcar é enviado por esteiras sanitárias até a moega de açúcar
(reservatório próprio para açúcar), de onde é feito o ensacamento.
35
Figura 25. Secador de açúcar.
Fonte: RODRIGUES, 2010.
5.2.10 Dissolução e purificação
O açúcar cristal é dissolvido e purificado para obtenção do açúcar refinado.
5.2.11 Ensacamento
O açúcar é ensacado (Figura 26) e depois armazenado (Figura 27).
Figura 26. Máquina de empacotar açúcar.
Fonte: RODRIGUES, 2010.
Figura 27. Galpão de armazenamento do açúcar em big bags.
Fonte: RODRIGUES, 2010.
36
5.3 PRODUÇÃO DE ETANOL
O fluxograma de processo do etanol pode ser observado na Figura 31.
Fluxograma do Processamento
do Álcool Hidratado e Anidro
FPAH
Legendas
Início do processo
Armazenamento
Transporte
Espera ou demora
Inspeção
Fluxo do processo
Operação
Caldo Misto
Caldo
Evaporação
Preparo do
Mosto
Fermentação
Caldo Decantado
Caldo Evaporado
Mosto Preparado
Centrifugação
do vinhoResíduo
Tratamento da
Levedura
LeveduraTratada
Levedura
Destilação
Vinhaça
Retificação
Vinho Destilado
Etanol Hidratado
Armazenamento
do Etanol
Hidratado
Planta C
Calagem
Decantação
Caldo Peneirado
Filtração
Torta
Armazenamento
Torta
Peneiragem
Levedura + H2O
Nutrientes + H2SO4
Vinho
Vinho Centrifugado
Caldo Tratado
Caldo Pré-evaporado
Pré-evaporação
Mel Pobre
Planta A
Desidratação
Armazenamento
do Etanol Anidro
Lodo
Figura 28.Fluxograma de processo do etanol hidratado e anidro
37
Segundo a Usina Ester (2011) os processos para produção de etanol são:
5.3.1 Preparo do caldo
Consiste em aquecer o caldo a de 90 a 105ºC sem adição de produtos químicos, e após
isto, decantá-lo. Após decantação, o caldo clarificado irá para a pré-evaporação e o lodo para
novo tratamento, semelhante feito ao lodo do açúcar.
5.3.2 Filtração do lodo
Esse processo é o mesmo da fabricação do açúcar.
5.3.3 Pré-evaporação
Na pré-evaporação o caldo é aquecido a 115ºC, evapora água e é concentrado a
20ºBrix. Este aquecimento favorece a fermentação por fazer uma "esterilização" das bactérias
e leveduras selvagens que concorreriam com a levedura do processo de fermentação.
5.3.4 Preparo do mosto
Mosto é o material fermentescível previamente preparado. No preparo do mosto
define-se as condições gerais de trabalho para a condução da fermentação como, regulagem
da vazão, teor de açúcares e temperatura. Densímetros, medidores de vazão e controlador de
Brix automático monitoram este processo.
5.3.5 Inoculação
Usam-se leveduras selecionadas com tolerância a altos teores de etanol e com boa
velocidade de fermentação, sendo a mais utilizada a Saccharomyces uvarum.
5.3.6 Fermentação
É na fermentação que ocorre a transformação dos açúcares em etanol. No processo de
transformação dos açúcares em etanol há desprendimento de gás carbônico e calor, portanto, é
necessário que as dornas sejam fechadas para recuperar o álcool arrastado pelo gás carbônico
e o uso de trocadores de calor para manter a temperatura nas condições ideais para as
leveduras. A fermentação é regulada para 28 a 30 ºC. O mosto fermentado é chamado de
vinho. Esse vinho contém cerca de 9,5% de álcool. O tempo de fermentação é de 6 a 8 horas.
Na Figura 32 são apresentadas as dornas de fermentação.
38
Figura 29. Dornas de fermentação
Fonte: GRUPO ABS, 2011ª
5.3.7 Centrifugação do vinho
A levedura é recuperada do processo por centrifugação, em separadores que separam o
fermento do vinho. O vinho delevurado irá para os aparelhos de destilação onde o álcool é
separado, concentrado e purificado. O fermento, com uma concentração de aproximadamente
60%, é enviado às cubas de tratamento.
5.3.8 Tratamento do fermento
A levedura após passar pelo processo de fermentação se "desgasta", por ficar exposta a
teores alcoólicos elevados. Após a separação do fermento do vinho, o fermento a 60% é
diluído a 25% com adição de água. Regula-se o pH em torno de 2,8 a 3,0 adicionando-se
ácido sulfúrico que também tem efeito desfloculante e bacteriostático. O tratamento é
contínuo e tem um tempo de retenção de aproximadamente uma hora. O fermento tratado
volta ao primeiro estágio para começar um novo ciclo fermentativo; eventualmente é usado
bactericida para controle da população contaminante. Nenhum nutriente é usado em
condições normais.
5.3.9 Destilação
O vinho proveniente da fermentação apresenta, além do álcool e da água, diversas
impurezas (aldeídos, ésteres, glicerina, ácidos carboxílicos, sólidos, entre outros) em
quantidades bem pequenas. Este vinho é alimentado nas colunas de destilação, que têm como
objetivo concentrar a mistura, separando as diversas substâncias envolvidas através de seus
respectivos pontos de ebulição. O produto principal da destilação é conhecido como flegma,
mistura com 40 a 50% de teor alcoólico, além de água e algumas impurezas. Os subprodutos
gerados nesta etapa são vinhaça (resíduo com concentração alcoólica igual a 0,03%) e álcool
39
de 2ª. A vinhaça, rica em água, matéria orgânica, nitrogênio, potássio e fósforo é
reaproveitada para fertilização e irrigação e o álcool de 2ª pode ser utilizado na indústria
química ou para fins domésticos.
Figura 30. Colunas de destilação e desidratação
Fonte: GRUPO ABS, 2011b.
5.3.10 Retificação
Para retirar as impurezas resultantes da destilação, emprega-se a retificação, operação
pela qual se separa o álcool dessas impurezas.
Esta etapa é composta de uma coluna responsável por produzir álcool hidratado, álcool
de 2ª e retirada de alguns alcoóis homólogos superiores (óleo fúsel e óleo alto). O produto de
fundo desta coluna, a flegmaça, normalmente é reciclado ao processo para a etapa de
destilação.
As estapas de destilação e retificação utilizam vapor d´água como fonte de calor,
injetado diretamente nas colunas ou utilizado de forma indireta.
5.3.11 Desidratação
O objetivo desta etapa é remover praticamente toda a água que resta na mistura,
produzindo álcool anidro, com concentração em torno de 99,3 °GL. Os três processos mais
comuns para desidratação do etanol são: destilação azeotrópica (utilizando ciclohexano),
destilação extrativa (utilizando mono etileno glicol) e adsorção com peneira molecular.
5.3.12 Armazenamento
Em seguida o etanol é armazenado em tanques reservatórios com capacidade que varia
40
de 14000 a 40000 m3.
Figura 31. Tanques para armazenamento de etanol
Fonte: DEDINI INDÚSTRIA DE BASE, 2011
6 DIMENSIONAMENTO INDUSTRIAL
6.1 BALANÇO DE MASSA
O balanço de massa de um processo é definido como a representação esquemática da
movimentação de uma quantidade de matéria durante sua transformação neste determinado
processo (CAMAROTTO, 2006). Este projeto consistirá no balanço por hora de seus
produtos.
6.1.1 Planta de recepção, extração e preparo do caldo
Como pode ser observado na Figura 32, a usina Apoálcool processará 416,67
toneladas por hora de cana-de-açúcar, ou seja, aproximadamente 10.000 toneladas de cana por
dia. Na recepção da cana é retirado de 10 a 15 kg de matéria-prima para amostragem por
caminhão. No processo de lavagem a quantidade de água que entra é igual a quantidade que
sai, de acordo com Ribeiro (2003) no processo de lavagem é consumido 5 m3 de água por
tonelada de cana, ele ainda relata que na lavagem saem do processo algumas impurezas, cerca
de 3% do total de cana que entra.
O processo de filtração envolve a entrada de água, o volume desta equivale a 50% do
total do caldo. Saem do processo o bagaço e água, segundo Ribeiro (2003), a cana-de-açúcar
possui uma quantidade de bagaço que varia de 26 a 29 %, neste projeto optou-se pela média
desses valores que foi 26,74%, resultando em 101, 94 m3/h de bagaço, a água que sai equivale
a 75% do total de água que entrou, como pode ser visto na Figura 32.
Para os cálculos dos volumes de caldo considerou-se a densidade do caldo com o valor
41
de 1,06 ton/ m3, valor utilizado por São Mateus (2010).
Por fim, o processo de recepção e extração do caldo resultará em 130,77 m3/h de caldo
primário, que será destinado à fabricação de açúcar e 196,16 m3/h de caldo misto que irá para
a fábrica de etanol.
1 2 3 4 5 6
78
PLANTA A
PLANTA B
404,09 t/h
320,93 m3/h
404,09 t/h
416,67 t/h 416,67 t/h
0,08013 t/h
(12,5kg/caminhão)
416,59 t/h 416,59 t/h
2085,95 m3 (H2O)
12,5 t/h (3%) Impurezas
2085,95 m3 (H2O)
381,22 m3/h
101,94m3/h (26,74%)
impurezas
142,96 m3/h (75%) de H2O
190,61 m3/h (50%) H2O
130,77 m3/h (40%)
Caldo Primário
196,16 m3/h (60%)
Caldo Misto
1 – Cana-de-açúcar
2 – Recepção
3 – Amostragem
4 – Pesagem/Descarga
5 – Lavagem
6 – Preparo da cana
7 – Esmagamento
8 – Filtração
LEGENDA 99,12 m3/h de bagaço
(26% para as caldeiras)
99,12 m3/h de H2O
(26% para as caldeiras)
Figura 32. Balanço de massa da recepção e extração do caldo
6.1.2 PLANTA A – Processo de fabricação do açúcar
A fabricação do açúcar inicia com 130,77 m3/h de caldo primário, proveniente da
extração do caldo, Figura 33. Esse caldo é sulfitado e de acordo com Ribeiro (2003), é
utilizado de 250 a 300 gramas de enxofre por tonelada de cana, valor este que foi
desconsiderado no balanço de massa, pois esse enxofre entra em forma de vapor e é um valor
pequeno. Em seguida acontece a dosagem, onde é adicionado de 500 a 1500 gramas de cal
por tonelada de cana, segundo Ribeiro (2003), nesse projeto foi considerado 1000 gramas por
tonelada, resultando na adição de 0,12 t/h de leite de cal, dados esses que podem ser
observados na Figura 33.
Então, o caldo é aquecido e decantado, nesse processo sai o lodo, quantidade essa que
varia 150 a 220 Kg de lodo por tonelada de cana, para este balanço adotou-se a média, 185
Kg/ton. Esse lodo é filtrado e tem como resíduo a torta, cerca de 30 a 40 Kg/ton cana, adotou-
se 35 Kg/ton nesse projeto. O teor de sólidos solúveis totais (SST) nesse caldo clarificado é de
14 °Brix (RIBEIRO, 2003).
42
1 2 3
11 10
9
8
754
31,08 t/h
Xarope Bruto
30,77 t/h
Xarope Filtrado
6
130,77 m3/h
Caldo 130,77 m
3/h
Caldo
SO20,12 t/h
0,85 t/h
Torta
24
,19
t/h
Lo
do
22
,02
m3/h
Ca
ldo
Filt
rad
o
PLANTA C
123,49 m3/h
Caldo
100,68 m3/h
Caldo
Clarificado
38,81 t/h
Vapor
64,07 m3/h
Caldo Pré-evaporado
18,54 t/h
Massa B Cristalizada4,3 t/h
(25%) Magma
10,43 t/h
(75%) Mel Rico
18,54 t/h
Massa A
0,37 m3/h
Vapor
1514
6,24 t/h
Mel Pobre
9,18 t/h
Açúcar úmido
7,89 t/h
Açúcar Cristal
1,3 t/h
(15%)
PLANTA B0,551m
3/h
Vapor
PLANTA C
18,73 t/h
Massa B
1213
0,19 m3/h
Vapor H2O
0,18 m3/h
9,19 t/h
Açúcar Cristal
1 – Caldo Primário
2 – Sulfitação
3 – Dosagem
4 – Aquecimento/Decantação
5 – Pré-evaporação
6 – Filtragem
7 – Evaporação
8 – Flotação
9 – Cozimento Massa B
10 – Cristalização Massa B
11 – Centrifugação Massa B
12 – Cozimento Massa A
13 – Cristalização Massa A
14 – Centrifugação Massa A
15 – Secagem
Legenda
18,36 t/h
Massa A
Cristalizado
Figura 33. Balanço de massa do processo de fabricação de açúcar cristal
Como pode ser visto na Figura 34, na pré evaporação é eliminado vapor do processo e
o caldo é concentrado até obter 22 °Brix. Na evaporação o teor de SST é concentrado até 56
°Brix, e a partir de então o caldo passa a ser chamado de xarope (SÃO MATEUS, 2010). A
quantidade de xarope que sai desse processo é de 31,08 ton/h. Na flotação sai cerca de 1% de
resíduo, devido ser um valor baixo este foi desconsiderado no balanço de massa.
No processo de cristalização, Figura 33, sai 0,19 m3/h de vapor de água. A
centrifugação da massa B fornece o mel rico e o magma para o cozimento da massa A,
43
segundo Ribeiro (2003) da centrifugação é extraído 25% de mel rico e 75% de magma, ele
ainda relata que no cozimento entra 2% de água e esses 2% são eliminados em forma de
vapor.
Na centrifugação da massa A sai 50% de açúcar úmido e 50 % de mel pobre, neste
projeto esses valores são de 9,18 ton/h e 6,24 ton/h, respectivamente. O mel pobre é destinado
a produção de etanol e o açúcar úmido vai para o secador onde é eliminado 6% de umidade
desse açúcar. Do açúcar cristal resultante serão destinados 1,3 ton (15%) para a fabricação de
açúcar refinado e restante será armazenado.
6.1.3 PLANTA B – processo de fabricação do açúcar refinado
A partir da Figura 34, pode-se observar que o açúcar refinado é obtido a partir do
açúcar cristal, então será destinado 15% da produção de açúcar cristal para a fabricação de
açúcar refinado, ou seja, 1,3 toneladas por hora. Na dissolução considerou-se que é
adicionado 25% de água ao produto. No processo sequente, a peneiragem, é eliminado cerca
de 1% de impurezas, ou seja, 0,001 toneladas por hora, na flotação e na filtração também
saem do processo 1% de sujidades em cada etapa.
No cozimento a água é eliminada em forma de vapor do processo, porém é uma
quantidade pequena que foi desconsiderada no balanço de massa. Na centrifugação é obtido
25% de resíduo, esse resíduo é um mel que retorna ao processo de dissolução, e 75% de mel
para posterior secagem, esse mel tem um grau de pureza de 60%. Na secagem é eliminado 7%
de umidade, finalizando assim, o balanço de massa do açúcar refinado, conforme a Figura 34.
44
1 2 3 4 5 6
78
Açúcar Cristal
1,3 t/h açúcar
cristal
0,32 m3/h
de H2O
0,016 t/h (1%)
Impurezas
0,001 t/h (1%)
Impurezas
0,001 t/h (1%)
Impurezas
9
0,045 m3/h (7%) de H2O
0,49 t/h Resíduo
(mel)
10
2,11 t/h Açúcar
Dissolvido (A.D.)*
2,09 t/h A.D.
peneirado
2,08 t/h A.D.
Flotado
1,4
2 t/h
Xa
rop
e
1,42 t/h Xarope
Cristalizado0,64 t/h Mel
0,59 t/h Açúcar
Refinado
*Após a Dissolução os valores são somados da entrada do caldo secundário mais a entrada do resíduo obtido a partir do processo de centrifugação.
1 – Açúcar Cristal
2 – Dissolução
3 – Peneiragem
4 – Flotação
5 – Filtragem
6 – Cozimento
7 – Cristalização
8 – Centrifugação
9 – Secagem
10 – Armazenamento
LEGENDA
2,07 t/h A.D.
Filtrado
Figura 34. Balanço de massa do processo de açúcar refinado
6.1.4 PLANTA C – Processo de fabricação do etanol hidratado e etanol anidro
Conforme o balanço de massa, Figura 35, a fábrica de etanol irá processar 196,16 m3/h
de caldo misto. Esse caldo passa pela dosagem onde é adicionado 0,21 toneladas por hora de
leite de cal. A decantação tem como resíduo o lodo que varia 150 a 220 Kg por tonelada de
cana, para este balanço adotou-se a média, 185 Kg/ton. Esse lodo é filtrado e tem como
resíduo a torta, cerca de 30 a 40 Kg/ton cana, adotou-se 35 Kg/ton nesse projeto.
Os processos de pré evaporação e evaporação servem para concentrar o caldo e deixá-
lo com o teor ideal de SST para a fermentação. De acordo com Ribeiro (2003) o °Brix do
mosto tem que estar entre 20 e 22, nesse projeto adotou-se 20 °Brix. Conforme a Figura 35,
na pré evaporação é adicionado o caldo filtrado e o mel pobre resultantes da fabricação de
açúcar, na Apoálcool irá entrar por hora 28,26 m3 desses componentes.
Durante o preparo do mosto é adicionado o fermento, que segundo Ribeiro (2003),
esse valor varia de 10 a 14% do volume total, foi adotado para o balanço de massa a média,
12% e outros ingredientes como nutrientes, ácido sulfúrico, água e antiespumante, juntos
somam 1%. Durante a fermentação é eliminado gás carbônico, 1,96%, no processo do etanol
da usina Apoálcool será eliminado 4,04 m3/h.
45
Como pode ser observado na Figura 31, 100% do fermento é reaproveitado na
centrifugação e esse fermento depois é recuperado e volta ao processo. O vinho resultante da
centrifugação terá um volume de 156,66 m3/h.
Como resíduo da destilação tem-se a vinhaça, Ribeiro (2003) relata que 1 litro de
álcool gera de 10 a 12 litros de vinhaça, nesse trabalho adotou-se 11 litros. De acordo com
São Mateus (2010) cerca de 83% do vinho centrifugado é vinhaça. Na retificação é retirado as
impurezas do destilado, cerca de 1% de resíduos. Assim, obtêm-se o etanol hidratado, 23,5
m3/h. Desse volume 20% será destinado para a fabricação de etanol anidro, que passa por um
processo de desidratação, onde a perda de água está em torno de 6%, resultando em 4,42 m3/h
de etanol anidro.
46
1 2 3 4 5
8910
156,77 m3/h
Xarope
218,18 m3/h
Caldo Misto
40,4 t/h
Lodo
215,56 m3/h caldo
Pré-evaporado
198,02 m3/h
Mosto
194,14 m3/h
Vinho
218,4 m3/h
Caldo Tratado
0,21 t/h
Cal
180,29 m3/h
Caldo
Decantado
40,4 t/h
Lodo
6
1,41 t/h
Torta
7 38,99 m3/h
Caldo Filtrado
22,02 m3/h
PLANTA A
6,24 t/h
PLANTA A
49,38 t/h Fermento (31,5%)
1,57 t/h Nutrientes, H2SO4,
H2O e Antiespumante (1%)3,88 m
3/h
CO2 (1,96%)
49,38 t/h
Resíduo
13
49,38 t/h
Fermento Tratado
11
154,16 m3/h
Vinho
Centrifugado12
138,46 m3/h
Vinho
Destilado
1,5 m3/h
Impurezas
27,39 m3/h
Etanol Hidratado
(20%)
14
15
164,34m3/h
Etanol Hidratado
1,64 m3/h
(6%) H2O
25,75 m3/h
Etanol Anidro 16
1 – Caldo Misto
2 – Calagem
3 – Decantação
4 – Pré-evaporação
5 – Evaporação
6 – Filtragem
7 – Armazenagem
8 – Preparo do Mosto
9 – Fermentação
10 – Centrifugação do Vinho
11 – Destilação
12 – Retificação
13 – Tratamento do Fermento
14 – Armazenamento do Etanol Hidratado
15 – Desidratação
16 – Armazenamento do Etanol Anidro
LEGENDA136,95 m
3/h
Etanol Hidratado
Figura 35. Balanço de massa do processo do etanol anidro e hidratado
6.2 BALANÇO DE EQUIPAMENTOS
A quantidade atual e prevista de equipamentos se dá através de uma listagem de todos
os equipamentos de fabricação e montagem necessários para cumprir a demanda dos volumes
fabricados. Obtendo assim as quantidades por cálculo de carga das máquinas, incluindo a
capacidade operacional (CAMAROTTO, 2006).
A Tabela 6 demonstra todos os equipamentos do processo industrial, bem como suas
respectivas capacidades, quantidades e custo por unidade.
47
Tabela 6. Equipamentos do processo industrial da usina Apoálcool e suas respectivas
capacidades, quantidades e custo por unidade Equipamentos Cap. Qtde preço total
Balança Rodoviaria 120 ton 1 R$ 450.000,00 R$ 450.000,00
Balança Rodoviaria 30 ton 1 R$ 320.000,00 R$ 320.000,00
Coletor de amostra 100 Kgf/cm 1 R$ 270.000,00 R$ 270.000,00
Tombador lateral tipo Hillo 30 ton 2 R$ 120.000,00 R$ 240.000,00
Esteira transportadora metalica 400 ton/h 1 R$ 110.000,00 R$ 110.000,00
Mesa alimentadora 45° 400 ton/h 1 R$ 1.300.000,00 R$ 1.300.000,00
Desfibrador DH 78" 500 ton/h 1 R$ 700.000,00 R$ 700.000,00
Tambor nivelador 500 ton/h 1 R$ 110.000,00 R$ 110.000,00
Esteira de borracha 400 ton/h 1 R$ 220.000,00 R$ 220.000,00
Picador facas oscilantes COP 8 78" 400 ton/h 1 R$ 260.000,00 R$ 260.000,00
Eletroímã 16500 w 1 R$ 190.000,00 R$ 190.000,00
Moenda e 6 Ternos 600 ton/h 1 R$ 24.500.000,00 R$ 24.500.000,00
Esteira de arraste entre moendas 400 ton/h 5 R$ 260.000,00 R$ 1.300.000,00
Sistema de bombeamento de caldo 800 m³/h 2 R$ 280.000,00 R$ 560.000,00
Tanque de caldo primário 750 m³ 1 R$ 280.000,00 R$ 280.000,00
Tanque pumão misto p/ fabricação de
álcool
750 m³ 2 R$ 460.000,00 R$ 920.000,00
Peneira rotativa 800 m³/h 1 R$ 420.000,00 R$ 420.000,00
Tanque primario 2 750 m³/h 1 R$ 280.000,00 R$ 280.000,00
Tanque pulmão misto 750 m³/h 2 R$ 460.000,00 R$ 920.000,00
Caldeiras de 150 TCH 35.000 kg
vapor/h
2 R$ 19.000.000,00 R$ 38.000.000,00
Esteira elevatória p/ alimentação da
caldeira
200 ton/h 2 R$ 180.000,00 R$ 360.000,00
Tanque sulfitador 750 m³/h 1 R$ 420.000,00 R$ 420.000,00
Queimador de enxofre 4000 Lts 1 R$ 190.000,00 R$ 190.000,00
Tanque de Calagem 750 m³ 1 R$ 460.000,00 R$ 460.000,00
Decantadores de bandeja 60 m³ 3 R$ 180.000,00 R$ 540.000,00
Tanque caldo clarificado 50m³ 1 R$ 80.000,00 R$ 80.000,00
Filtro rotativo 500 m³ 1 R$ 440.000,00 R$ 440.000,00
Pré-evaporador 150m³ 1 R$ 260.000,00 R$ 260.000,00
Evaporador 150m³ 4 R$ 400.000,00 R$ 1.600.000,00
Tanque de xarope 150m³ 1 R$ 80.000,00 R$ 80.000,00
Peneira estática 150m³ 1 R$ 80.000,00 R$ 80.000,00
Condensador Barométrico 60 ton/h 1 R$ 500.000,00 R$ 500.000,00
cozedores a vácuo 25 ton/h 2 R$ 230.000,00 R$ 460.000,00
Cristalizadores 25 ton/h 2 R$ 260.000,00 R$ 520.000,00
Sementeira de massa B 10 ton/h 1 R$ 50.000,00 R$ 50.000,00
Centrífugas em batelada 25 ton/h 2 R$ 200.000,00 R$ 400.000,00
Centrífuga contínua 25 ton/h 1 R$ 280.000,00 R$ 280.000,00
Esteira vibratória 25 ton/h 2 R$ 80.000,00 R$ 160.000,00
Elevador de canecas 25 ton/h 2 R$ 140.000,00 R$ 280.000,00
Secador horizontal tipo tambor
rotativo
1.500
sacas/h
1 R$ 680.000,00 R$ 680.000,00
Silo de açúcar 750 sacas 2 R$ 530.000,00 R$ 1.060.000,00
48
Empacotadeira eletrônica 450 sacas/h 1 R$ 180.000,00 R$ 180.000,00
Esteira transportadora de açúcar 450 sacas/h 1 R$ 150.000,00 R$ 150.000,00
Tanque de dissolução 5m³ 1 R$ 1.800,00 R$ 1.800,00
Tanque de agua doce 1m³ 1 R$ 400,00 R$ 400,00
Peneira classificadora 5 ton/h 1 R$ 20.000,00 R$ 20.000,00
Flotador de licor 4m³/h 1 R$ 50.000,00 R$ 50.000,00
Filtros FLP 2m³/h 2 R$ 60.000,00 R$ 120.000,00
Cozedor a vácuo ( açúcar refinado) 4 ton/h 1 R$ 70.000,00 R$ 70.000,00
Cristalizador (açúcar refinado) 4 ton/h 1 R$ 50.000,00 R$ 50.000,00
Centrifuga em batelada (açúcar
refinado)
2ton/h 2 R$ 100.000,00 R$ 200.000,00
Esteira vibratória (açúcar refinado) 2ton/h 1 R$ 20.000,00 R$ 20.000,00
Secador (açúcar refinado) 100 sacas/h 1 R$ 150.000,00 R$ 150.000,00
Esteira Transportadora (açúcar
refinado)
100 sacas/h 1 R$ 40.000,00 R$ 40.000,00
Sistema de bombeamento 250m³ 2 R$ 130.000,00 R$ 260.000,00
Tanque de reação 250m³ 1 R$ 260.000,00 R$ 260.000,00
Tanque de cal 10m³ 1 R$ 3.000,00 R$ 3.000,00
Decantador 250m³ 1 R$ 300.000,00 R$ 300.000,00
Tanque de lodo 50 ton 1 R$ 20.000,00 R$ 20.000,00
Filtro rotativo 30 m³/h 1 R$ 30.000,00 R$ 30.000,00
Tanque de caldo filtrado 40 m³ 1 R$ 40.000,00 R$ 40.000,00
Tanque de polímero 5m³ 1 R$ 4.000,00 R$ 4.000,00
Peneira estática 200 m³/h 1 R$ 90.000,00 R$ 90.000,00
Tanque de caldo clarificado 200 m³ 1 R$ 120.000,00 R$ 120.000,00
Dornas de fermentação 100 m³ 6 R$ 250.000,00 R$ 1.500.000,00
Cubas pré fermentadoras com
agitação
60 m³ 1 R$ 280.000,00 R$ 280.000,00
Trocador de calor de placas 200 m³/h 1 R$ 70.000,00 R$ 70.000,00
Dorna voltante 200 m³ 1 R$ 140.000,00 R$ 140.000,00
Centrífuga contínua ( álcool) 100 m³/h 1 R$ 300.000,00 R$ 300.000,00
Aparelho de destilação 150 m³/h 1 R$ 9.000.000,00 R$ 9.000.000,00
Pré-evaporadores 200 m³/h 1 R$ 60.000,00 R$ 60.000,00
Evaporador 200 m³/h 1 R$ 130.000,00 R$ 130.000,00
Tanques de armazenamento álcool
anidro
15000 m³ 2 R$ 1.000.000,00 R$ 2.000.000,00
Tanque de armazenamento de álcool
hidratado
20000 m³ 4 R$ 1.200.000,00 R$ 4.800.000,00
Gerador de Energia 5MW/h 1 R$ 1.500.000,00 R$ 1.500.000,00
Total R$ 102.209.200,00
6.2.1 Recepção e extração do caldo
O balanço de equipamentos da recepção e extração do caldo está apresentado na
Figura 36.
49
1 1 3
4
2
56 78
10
16
15
14
17
12
19
913
11
18
Qtd: 1
Cap: 120 t
Qtd: 1
Cap: 30 t
Qtd: 1
Cap: 12,5 KgQtd: 2
Cap: 30 t
Qtd: 1
Cap: 600 t/hQtd: 2
Cap: 400 t/h
Qtd: 2
Cap: 400 t/h
Qtd: 1
Cap: 500 t/h
Qtd: 2
Cap: 500 t/h
Qtd: 1
Cap: 16500 W
Qtd: 1
Cap: 600 t/hQtd: 5
Cap: 400 t/h
Qtd: 1
Cap: 800 m3/h
Qtd: 2
Cap: 250m3/h
Qtd: 1
Cap: 200 m3/h
Qtd: 1
Cap: 500 m3/h
Qtd: 1
Cap: 150 m3/h
Qtd: 2
Cap: 250 m3/h
Qtd: 1
Cap: 400 t/h
Qtd: 2
Cap: 75 t vapor/h
1 - Balança rodoviária
2 - Coletor de Amostra
3 - Tombador Tipo Hyllo
4 - Mesa Alimentadora
5 - Esteira Transportadora
6 - Jogo de facas osciladores
7 – Desfibrador
8 – Espalhador
9 - Eletroíma
10 - Moenda de 6 termos
11 - Esteira elevatória para
alimentação da caldeira
12 - Caldeira
13 - Esteira de Arraste entre Moendas
14 - Sistema de bombeamento de
Caldo
15 - Tanque de caldo primário
16 - Tanque pulmão misto para
fabricação do álcool
17 - Peneira rotativa
18 - Tanque de caldo primário
19 - Tanque pulmão misto
LEGENDA
Figura 36. Balanço de equipamentos da recepção e extração do caldo
50
6.2.2 Açúcar cristal
O balanço de equipamentos do processo de fabricação do açúcar cristal está na Figura
37.
1
Qtd: 1
Cap: 150m3/h
Qtd: 1
Cap: 300m3/h
2
Qtd: 1
Cap: 150m3/h
3
Qtd: 1
Cap: 150m3/h
5 4
Qtd: 1
Cap: 50m3/h
Qtd: 1
Cap: 4 m3/h
6
Qtd: 1
Cap: 150m3/h
7
2
9
8
Qtd: 1
Cap: 10m3/h
10
Qtd: 1
Cap: 100m3/h
14
Qtd: 1
Cap: 150m3/h
15
16
Qtd: 1
Cap: 150m3/h
Qtd: 1
Cap: 150m3/h
18Qtd: 4
Cap: 300m3/h
17
Qtd: 1
Cap: 60000kg/h
19Qtd: 1
Cap: 50m3/h
20
21
Qtd: 1
Cap: 50m3/h
Qtd: 1
Cap: 10m3/h
22
Qtd: 1
Cap: 50m3/h
2324
Qtd: 1
Cap: 25t/h
Qtd: 1
Cap: 25t/h
25
Qtd: 2
Cap: 10t/h
26
Qtd: 1
Cap: 10t/h
28 29
27
30
3133
Qtd: 1
Cap:20t/h
Qtd: 1
Cap: 25 t/h
Qtd: 1
Cap: 25 t/h
Qtd: 1
Cap: 25 t/h
Qtd: 1
Cap: 25 t/h
Qtd: 1
Cap: 1500 sacas/h
33
Qtd: 1
Cap: 25 t/h
36
33
Qtd: 1
Cap: 25 t/h
11
Qtd: 1
Cap: 150m3/h
13
Qtd: 1
Cap: 50m3/h
12
Torta
37
3839
Qtd: 2
Cap: 450 sacas/hQtd: 2
Cap: 450 sacas/hQtd: 1
Cap: 40000t/h
32
Destilaria
Qtd: 1
Cap: 10 m3/h
Qtd: 1
Cap: 5m3/h
35
Qtd: 1
Cap: 25 t/h
34
Qtd: 1
Cap: 150 t/h
1 - Tanque de Caldo Primário
2 - Sistema de Bombeamento
3 - Tanque de Reação 1
4 – Enxoifreria
5 - Caixa de Sublimação
6 - Tanque de Reação 2
7 - Tanque de Cal
8 - Tanque de Polímero aniônio
9 – Decantador
10 - Tanque de Lodo
11 - Filtro Rotativo
12 – Transporte da Torta
13 - Tanque de Caldo Para Destilaria
14 - Peneira Estática
15 - Tanque de Caldo Clarificado
16 - Pré-evaporador
17 - Condensador Barométrico
18 - Evaporador 4 efeitos
19 - Tanque de Xarope Bruto
20 – Flotador
21 - Tanque de Polímero Catiônico
22 - Tanque de xarope Flotado
23 - Cozedor de Massa B
24 - Cristalizador de Massa B
25 - Centrífugas Contínuas
26 - Tanque Sementeira de Massa B
27 - Tanque de Água
28 - Cozedor de Massa A
29 - Tanque de Mel Rico
30 - Cristalizador de Massa A
31 - Centrífugas não Contínuas
32 - Tanque de Mel Pobre
33 - Esteira Vibratória
34 - Elevador de Canecas
35 – Secador
36 - Silo de Açúcar
37 - Empacotadora Eletrônica
38 - Esteira Transporte
39 - Armazém
LEGENDA
Figura 37. Balanço de equipamentos do processo de açúcar cristal
51
6.2.3 Açúcar refinado
O balanço de equipamentos do processo de fabricação de açúcar refinado pode ser
observado na Figura 38.
2
3
8
Qtd: 1
Cap: 35 ton/h Qtd:2
Cap: 5m3/h
Qtd:1
Cap: 1 m3/h
Qtd: 1
Cap: 5m3/h
Qtd:1
Cap: 1m3/h
Qtd: 1
Cap: 3 m3/h
Qtd:1
Cap: 2 m3/h
Qtd: 2
Cap: 2 m3/h
Qtd:1
Cap: 2 m3/h
Qtd:1
Cap: 4 t/h
Qtd:1
Cap: 4 t/hQtd:2
Cap: 2 t/hQtd:2
Cap: 2 t/h
Qtd:1
Cap: 5 t/h
Qtd:1
Cap: 1005 sacas/hQtd:1
Cap: 2 t/h
Qtd:1
Cap: 5 t/h
Qtd:1
Cap: 1005 sacas/h
Qtd:1
Cap: 100 sacas/h
15Qtd:1
Cap: 1500 sacas/h
1
4 5
5
5
6
79
1011
12 13
14
11
1 1
Açúcar
Cristal
1 - Elevador de Canecas
2 - Tanque de Dissolução
3 - Tanque de Água
4 - Peneira Classificadora
5 - Sistema de Bombeamento
6 - Flatador de licor
7 - Filtros FLP
8 – Cozedor
9 – Cristalizadores
10 - Centrifugas em Batelada
11 - Esteiras Vibratórias
12 - Secador
13 - Empacotadora Eletrônica
14 - Esteira Transportadora de açúcar
15 - Balcão de Armazém
LEGENDA
Figura 38. Balanço de equipamentos do processo de açúcar refinado
52
6.2.4 Etanol hidratado e anidro
Na Figura 39 é demonstrado o balanço de equipamentos do processo do etanol anidro
e hidratado.
Caldo Misto
1 3
5
10
9
21
24
26
28
27
2522
19
Qtd: 1
Cap:
250m3/h
Qtd: 1
Cap:
250m3/h
Qtd: 1
Cap:
250m3/h
Qtd: 1
Cap: 10m3/
h
Qtd: 1
Cap:
250m3/h
Qtd: 1
Cap: 250m3/h
Qtd: 1
Cap: 5m3/h
Qtd: 1
Cap: 50t/h
Qtd: 1
Cap: 300m3/h
Qtd: 1
Cap: 40m3/h
Qtd: 1
Cap: 200m3/h
Qtd: 1
Cap:
200m3/h
Qtd: 1
Cap:
200m3/h
Qtd: 1
Cap: 200m3/h
Qtd: 1
Cap: 200m3/h
Qtd: 1
Cap: 200m3/h
Qtd: 6
Cap: 100m3/h
Qtd: 1
Cap: 60m3/h
Qtd: 2
Cap: 100t/h
Qtd: 1
Cap: 200m3/h
Qtd: 1
Cap: 150m3/h
Qtd: 1
Cap: 150m3/h
Qtd: 1
Cap: 100m3/h
Qtd: 1
Cap: 0,5m3/h
Qtd: 2
Cap: 300m3/h
Qtd: 1
Cap: 15m3/h
Qtd: 1
Cap: 4800m3/h
Qtd: 3
Cap: 300m3/h
2
11
64
78
2
12
13
14
151617
18
20
23
LEGENDA1 - Tanque de Caldo Misto
2 - Sistema de Bombeamento
3 – Tanque de Reação
4 - Taque de Cal
5 – Decantador
6 - Tanque de Lodo
7 - Filtro Rotativo
8 - Tanque de Caldo Filtrado
9 - Transporte da Torta
10 - Tanque de Polímero
11 - Peneira Estática
12 - Tanque de Caldo Filtrado
13 - Pré-evaporador
14 – Evaporador
15 - Trocador de Calor
16 - Tanque de Caldo Evaporado
17 - Dorna de Alimentação
18 – Centrifugas Contínuas
19 –Pré cuba com agitação
20 -Dorna Volante
21 – Aparelho de Destilação de Álcool
Hidratado
22 – Tanque de Resfriamento da vinhaça
23 – Represa de Vinhaça
24 – Torre de Retificação
25 – Tanque Etanol Hidratado
26 - Coluna de Desidratação Etanol Anidro
27 - Tanque de Polímero MEG
28 - Tanque de Etanol Anidro
Figura 39. Balanço de equipamentos do processo de etanol anidro e hidratado
53
6.3 MATRIZ DE RELACIONAMENTOS
Consiste no método aplicado para analisar os equipamentos utilizados no processo
demonstrando o nível de relação entre eles.
6.3.1 Recepção e extração do caldo
A matriz de relacionamentos da recepção e extração do caldo encontra-se na Figura
40.
Recepção, Pesagem e Amostragem
Descarga, estocagem e transporte
Lavagem
Preparo da cana
Esmagamento/ moagem
Filtração
A
A
A
A
A
A
E
I
O
U
X
-
-
-
-
-
-
Absolutamente necessário
Muito importante
Importante
Pouco importante
Desprezível (Indiferente)
Indesejável
LegendasU
XI
O
O
E
IO
I
X
Figura 40. Matriz de relacionamentos da recepção e extração do caldo
6.3.2 Fabricação de açúcar cristal
A matriz de relacionamentos do processo de fabricação do açúcar pode ser observada
na Figura 41.
Tratamento do caldo (Sulfitação e dosagem)
Aquecimento/ decantação
Pré-evaporação
Evaporação
Flotação
Cozimento massa B
Cristalização massa B
Centrifugação massa B
Secagem
Cozimento massa A
Cristalização massa A
Centrifugação massa A
Empacotamento
ArmazenamentoA
E
I
O
U
X
-
-
-
-
-
-
Absolutamente necessário
Muito importante
Importante
Pouco importante
Desprezível (Indiferente)
Indesejável
Legendas
A
U
O
I
A
E
A
E
I
O
O
A
I
E
I
E
E
O
E
E
A
E
A
A
E
E
E
E
A
I
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E
E
E
I
O
O
E
O
O
I
O
I
O
U
I
O
O
O
I
O
O
O
O
O
U
U
I
O
O
O
E
OU
U U
U U
O U
U
X
UO
O X
I O
X
U
X
X
X
X
X
U
U
X
U
Figura 41. Matriz de relacionamentos do processo de fabricação do açúcar cristal
54
6.3.3 Fabricação de açúcar refinado
A matriz de relacionamentos do processo de fabricação de açúcar refinado está na
Figura 42.
Dissolução
Peneiragem
Flotação
Filtração
Cozimento
Cristalização
Secagem
Empacotamento
Armazenadem
A
E
I
O
U
X
-
-
-
-
-
-
Absolutamente necessário
Muito importante
Importante
Pouco importante
Desprezível (Indiferente)
Indesejável
Legendas
A
A
A
A
A
A
A
A
XX
X
E
O
O
E
O
O
E
E
I
I
I
I
O
O
O
U
U
U
U
U
U
U
U
UU
Figura 42. Matriz de relacionamentos do processo de fabricação do açúcar refinado
6.3.4 Fabricação de etanol hidratado e anidro
Na Figura 43 pode ser observado a matriz de relacionamentos do processo de
fabricação do etanol hidratado e anidro.
Tratamento do caldo (Dosagem)
Decantação
Filtração
Peneiragem
Pré-evaporação
Evapooração
Preparo do Mosto
Fermentação
Desidratação
Centrifugação do Vinho
Destilação
Retificação
Armazenamento
A
E
I
O
U
X
-
-
-
-
-
-
Absolutamente necessário
Muito importante
Importante
Pouco importante
Desprezível (Indiferente)
Indesejável
Legendas
A
A
A
A
A
A
A
A
A
E
A
A
XX
X
E
E
E
I
E
I
I
I
E
E
E
O
O
U
U
U
U
X
X
X
X
X
U
OI
O
U
U
X
I
I
I
I
I
I
I
I
O
O
OO
O
O
O
U
O
O
O
U
U
X
O
U
U
U
U
O
O
O
O
O
U
U
Figura 43. Matriz de relacionamentos do processo de fabricação do etanol hidratado e anidro
6.4 CENTROS DE PRODUÇÃO – TEMPLATES
Os templates são o dimensionamento de áreas produtivas, sendo essencial para a
98
Recepção/
Pesagem/
Amostragem
Descarga/
Estocagem/
Transporte
LavagemPreparo da
canaMoagem
Produção de
Energia
Filtração
Tratamento do
CaldoDecantaçãoFiltragem/ PeneiragemPré-evaporaçãoEvaporação
FlotaçãoCozimento
Cristalização Centrifugação Cozimento Cristalização
SecagemDissolução
Empacotamento
Armazenamento
PeneiragemFlotaçãoFiltraçãoCozimento
Cristalização
Centrifugação Secagem Empacotamento
Armazenamento
Decantação
Peneiragem
Pré-evaporação Evaporação
Preparo do Mosto Fermemtação
Centrifugação
DestilaçãoDesidrataçãoArmazenamento
Armazenamento
Retificação
Centrifugação
Cana Suja
Cana Limpa
Caldo
Xarope
Açúcar cristal
Açúcar Refinado
Vinho
Etanol Hidratado
Etanol Anidro
LEGENDA
Figura 126. Mapofluxograma da usina Apoálcool
7 SEGURANÇA DO TRABALHO
Para Chiavenato (1997) apud Mulatinho (2001), Segurança do Trabalho é o conjunto
de medidas técnicas, educacionais, médicas e psicológicas, aplicadas para prevenir acidentes,
quer eliminando as condições inseguras do ambiente, quer instruindo ou convencendo as
pessoas da implantação de práticas preventivas, também pode ser definida como o conjunto
de atividades relacionadas com a prevenção de acidentes e com a eliminação de condições
inseguras de trabalho.
De acordo com a Lei 8213/91, Art. 19 da Legislação de Direito Previdenciário e com o
Decreto nº 611/92 de 21 de julho de 1992, do Ministério da Previdência e Assistência Social,
acidente de trabalho é aquele que ocorre pelo exercício do trabalho, a serviço da empresa ou
pelo exercício do trabalho dos segurados especiais, provocando lesão corporal ou perturbação
funcional que cause a morte do trabalhador, a perda ou redução, permanente ou temporária, da
capacidade para o trabalho (invalidez) (BRASIL, 2008).
7.1 GERENCIAMENTO DE RISCO
Segundo a Organização Internacional do Trabalho (2011) risco é a possibilidade ou a
probabilidade de que uma pessoa fique ferida ou sofra efeitos adversos na sua saúde quando
exposta a um perigo, ou que os bens se danifiquem ou se percam.
99
O gerenciamento de riscos consiste na implementação das estratégias de controle e
prevenção, que são definidas a partir da avaliação da tecnologia de controle disponível, da
análise de custos e dos benefícios, da aceitabilidade dos riscos e dos fatores sociais e políticos
envolvidos (BARBOSA, s/d).
Aquino (2011) ressalva que a identificação de perigo e a avaliação de riscos são de
fundamental importância para a empresa, pois quando realizadas de maneira inadequadas ou
incompletas podem acarretar perdas materiais ou e/ou pessoais.
7.1.1 Análise dos riscos
De acordo com a Gerência de Saúde e Prevenção do estado de Goiás (2008), a análise
dos riscos é a análise das condições de trabalho por seção ou setor, visando identificar os
riscos (físicos, químicos, biológicos, ergonômicos e de acidentes) potenciais e sugerir
medidas de proteção para sua redução ou eliminação. Os riscos podem ser classificados em:
físicos, químicos, biológicos, ergonômicos e de acidentes, conforme a Figura 127.
Figura 127. Tipos de riscos ambientais
Fonte: AQUINO, 2011.
7.1.1.1 Riscos Físicos
São as várias formas as quais possam estar expostos os trabalhadores aos agentes
físicos: temperaturas extremas, umidade, ruído, vibrações, radiações ionizantes e não
ionizantes, pressões anormais, infra-som e ultra-som.
7.1.1.2 Riscos Químicos
São as diversas formas as quais possam estar expostos os trabalhadores aos agentes
químicos: substâncias e/ou compostos ou produtos químicos em geral que possam penetrar no
organismo pelas vias respiratórias, tais como poeiras, nevoas, fumos, neblinas, gases e
100
vapores.
7.1.1.3 Riscos Biológicos
São as várias formas as quais possam estar expostos os trabalhadores aos agentes
biológicos: bactérias, fungos, bacilos parasitas, protozoários, vírus, entre outros
microorganismos.
7.1.1.4 Riscos Ergonômicos
São os riscos ligados a execução e a organização de todos os tipos de tarefas
desempenhadas pelo homem.
7.1.1.5 Riscos de Acidentes
São situações que fogem do controle dos membros do órgão, mas que podem ter seus
efeitos minimizados mediante atitudes previstas, indicadas e divulgadas por este programa,
como acidente com eletricidade, manuseio de Ferramentas e Equipamentos, escorregão e
outros.
7.1.1.6 Riscos Mecânicos
São relacionados às condições físicas (do ambiente físico de trabalho) e tecnológicas
impróprias, capazes de colocar em perigo a integridade física do trabalhador. São
considerados riscos geradores de acidentes: arranjo físico deficiente, máquinas e
equipamentos sem proteção, ferramentas inadequadas ou defeituosas, eletricidade, incêndio
ou explosão, animais peçonhentos e armazenamento inadequado (PIZA, 1997).
Levando em consideração a natureza dos riscos, na Tabela 7 encontram-se exemplos
de agentes que podem ser encontrados no ambiente de trabalho, de acordo com Aquino
(2011).
101
Tabela 7. Agentes que podem ser encontrados no ambiente de trabalho
Riscos Físicos Riscos Químicos Riscos
Biológicos
Riscos
Ergonômicos
Riscos de
acidentes
(verde) (vermelho) (marrom) (amarelo) (azul)
Ruído Poeiras Vírus Trabalho Físico
Pesado
Animais
peçonhentos
Vibrações Fumos Bactérias Postura incorreta Eletricidade
Radiações
Ionizantes
Vapores Fungos Monotonia Iluminação
Inadequada
Radiações não
ionizantes
Gases Bacilos Ritmo Excessivo Arranjo
inadequado
Pressões anormais Névoas Protozoários Trabalhos Noturnos Armazenamento
Inadequado
Temperaturas
Extremas
Produtos
Químicos em
Geral
Parasitas Treinamento
Inadequado/
Inexistente
Probabilidade de
Incêndio ou
Explosão
Umidade Máquinas e
Equipamentos
sem Proteção
Ferramentas
Inadequadas ou
defeituosas
Fonte: AQUINO, 2011
Todos os funcionários que atuarão no processo produtivo passarão por um rígido
sistema de treinamento para operação correta de equipamentos e máquinas em questão.
Também se submeterão a um treinamento para uso adequado dos EPI’s (Equipamentos de
Proteção Individuais), sendo que sem estes qualquer pessoa fica proibida de permanecer
dentro da indústria e principalmente operar qualquer equipamento.
7.1.2 Mapa de riscos
O mapa de riscos é uma representação gráfica de um conjunto de fatores presentes em
locais de trabalho, podendo trazer prejuízos a saúde dos funcionários: acidentes e doenças de
trabalho. Esses fatores originam-se de diversos elementos do processo de trabalho (materiais,
equipamentos, instalações entre outros) e a forma de organização do trabalho (arranjo físico,
ritmo de trabalho, método de trabalho, postura de trabalho, jornada de trabalho, etc). O mapa
é constituído tendo como base a planta baixa ou esboço do local de trabalho e os riscos serão
definidos pelos diâmetros dos círculos, ou seja, quanto maior o diâmetro do círculo maior é o
risco (PUC-MG, 2011).
Na Figura 128 está o mapa de risco da usina Apoálcool.
102
Recepção/
Pesagem/
Amostragem
Descarga/
Estocagem/
Transporte
LavagemPreparo da
canaMoagem
Produção de
Energia
Filtração
Tratamento do
CaldoDecantaçãoFiltragem/ PeneiragemPré-evaporaçãoEvaporação
FlotaçãoCozimento
Cristalização Centrifugação Cozimento Cristalização
SecagemDissolução
Empacotamento
Armazenamento
PeneiragemFlotaçãoFiltraçãoCozimento
Cristalização
Centrifugação Secagem Empacotamento
Armazenamento
Decantação
Peneiragem
Pré-evaporação Evaporação
Preparo do Mosto Fermemtação
Centrifugação
DestilaçãoDesidrataçãoArmazenamento
Armazenamento
Retificação
Centrifugação
Riscos Ergonômicos
Riscos Químicos
Riscos de Acidentes
Riscos Biológicos
Riscos Físicos
LEGENDA
Figura 128. Mapa de riscos da usina Apoálcool.
8 TRATAMENTO DE RESÍDUOS E EFLUENTES
8.1 RESÍDUOS DA INDÚSTRIA SUCROALCOOLEIRA
Os principais resíduos da usina sucroalcooleira são a vinhaça, a torta de filtro e o
bagaço, além de exigir grande consumo de água nos processos industriais.
Para cada 1.000 t de cana processada gera-se, durante todo o processo produtivo, em
torno de 270 toneladas de bagaço, 35 toneladas de torta de filtro e 360 m3
de vinhaça
(THEODORO, 2005).
No processo industrial emprega-se um grande volume de água, sobretudo no processo
de lavagem da cana onde é utilizado em média 2.000 a 7.000 litros de água por tonelada de
cana (FREITAS E FERREIRA, 2006).
8.1.1 Vinhaça
A vinhaça é avaliada como o principal subproduto da indústria sucroalcooleira, devido
ao seu alto volume e potencial poluidor, sendo produzida a partir da destilação e fermentação
da cana no processo de fabricação do álcool. Ela é rica em nutrientes minerais como potássio,
cálcio e enxofre, além de apresentar elevado teor de matéria orgânica (Demanda Bioquímica
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de Oxigênio - DBO de 20.000 a 35.000 mg/L), com pH variando de 3,7 a 5 (LUDOVICE,
1997 apud SZYMANSKI E BALBINOT, 2008).
Devido essas características e por se tratar de um método eficiente e de custo
relativamente baixo, a vinhaça vem sendo amplamente utilizada na fertirrigação de áreas para
plantio da cana (BELAI, 2006). Porém, deve-se utilizar esta tecnologia com cuidado, uma vez
que sua elevada DBO pode contaminar águas subterrâneas e mananciais superficiais, devido à
percolação ou arraste de altas concentrações de amônia, magnésio, alumínio, ferro, manganês,
cloreto e matéria orgânica ou alterar as características do solo (SZYMANSKI E BALBINOT,
2008).
Aceita-se que os sólidos em suspensão na vinhaça equivalem, em geral, a menos de
10% dos sólidos totais e que sua carga orgânica corresponde, em média, a 300 g.DQO.L-1
álcool (ELIA NETO, 2007).
8.1.2 Torta de filtro
A torta de filtro é um subproduto da indústria sucroalcooleira composto basicamente
por bagaço moído e lodo de decantação, que é produzido no processo de clarificação do
açúcar (SZYMANSKI E BALBINOT, 2008).
A torta é um composto orgânico rico em nutrientes como cálcio, nitrogênio e potássio
cujas concentrações variam conforme a maturação e a variedade da cana, o que torna viável
sua aplicação no cultivo da cana. Comumente, a torta é aplicada em substituição aos insumos
tradicionais, principalmente a base de potássio, nos sulcos de plantio. No entanto, torna-se
fundamental o monitoramento das áreas que recebem a aplicação da torta de filtro já que esta
apresenta elevada DBO (SZYMANSKI E BALBINOT, 2008).
8.1.3 Água de lavagem de cana
A água de lavagem de cana possui grandes problemas devido à alta DBO (Demanda
Bioquímica de Oxigênio) - da ordem de 450 mg/l, em média, quando não recirculada e 5500
mg/l quando com recirculação para retorno ao processo, ao elevado conteúdo de sólidos em
suspensão, aliados a grande vazão.
8.1.4 Bagaço
Segundo Piacente (2004) apud Szymanski e Balbinot (2008) , o bagaço é produzido
durante a extração do caldo da cana, sendo sua característica mais marcante o teor de fibras, o
qual depende da variedade da cana.
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Apresenta-se como o mais significativo resíduo sólido gerado, em virtude da
quantidade (entre 250 e 260 kg / t de cana), tendo necessidade de grandes áreas para
armazenamento, concorrendo também para a emissão de poluentes atmosféricos –material
particulado (cinzas e fuligens) e gases (óxidos de nitrogênio), originários da sua queima em
caldeira e, também, particulados (fragmentos) sobrevindos de sua armazenagem ao ar livre.
É subproduto amplamente utilizado na geração de calor e, mais recentemente, de
energia elétrica para os processos industriais em usinas de açúcar e álcool.
8.2 TRATAMENTOS DOS RESÍDUOS NAS USINAS SUCROALCOOLEIRAS
8.2.1 Vinhaça
De acordo com Freitas e Ferreira (2006) a vinhaça, quando utilizada na cultura da
cana, cumpre as finalidades de irrigação e fertilização, ou seja: a fertirrigação. Basicamente
esta prática visa melhorar as propriedades físicas e químicas do solo, elevar o pH,
concorrendo para a neutralização ou alcalinidade, melhorar a fertilidade, aumentar a
microflora e produzir condições ideais para o cultivo da cana.
O mesmo autor relata que a vinhaça em pó venha a ser utilizada para complementação
da ração para animais, embora apresente, em contrapartida, efeito laxativo no gado.
A utilização de vinhaça para produção de metano tem sido cogitada, sendo que o
aproveitamento de 1,0 a 5,0% de sólidos, pode gerar até 20% das necessidades da destilaria,
representando uma fonte auxiliar de combustível. O metano é um gás produzido durante a
decomposição de resíduos orgânicos em decorrência de atividade de bactérias
organometanogênicas. A produção de biogás é obtida através de um processo fermentativo
anaeróbico, envolvendo diversas fases, sendo que em cada uma atua um agente
microbiológico. Estas bactérias, usualmente não são introduzidas através de uma cultura
pura, mas sim por inoculação natural (FREITAS E FERREIRA, 2006).
8.2.2 Torta de Filtro
A torta de filtro é composta de resíduos sólidos solúveis e insolúveis na fase de
calagem e que pode ser empregada como fertilizante na lavoura, sendo disposta com os
devidos cuidados através de equipamentos móveis adequados. Pode também ser aproveitada
para extração de cera, como combustível e na alimentação de animais (PAOLIELLO, 2006).
8.2.3 Água
Segundo Braile et al. (1993) apud Freitas e Ferreira (2006), as águas que saem do
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processo de lavagem da cana deverão passar por um gradeamento, de preferência de remoção
mecânica, a fim de retirar os materiais sobrenadantes e outros sólidos separáveis.
Posteriormente, essas águas deverão passar por um sistema de decantação, a fim de que sejam
removidos os sólidos decantáveis. Após esse tratamento as águas poderão ser usadas na
fertirrigação da lavoura juntamente com a vinhaça, evitando-se o lançamento desta
diretamente ao corpo receptor.
8.2.4 Bagaço
De acordo com Freitas e Ferreira (2006) além do emprego como combustível, o
excedente de bagaço pode ter as seguintes utilizações, como matéria-prima:
- na fabricação de chapas de fibra, usadas nas construções;
- na fabricação de massa de papel (celulose), como pasta de alto rendimento;
- na fabricação de matéria plástica ou vários solventes utilizados na indústria.
O rendimento de uma caldeira depende do material a ser utilizado como combustível,
visto que o seu poder calorífico é determinado com base em suas propriedades (composição
física, peso específico e composição química).
9 PLANTAS INDUSTRIAIS
9.1 PLANTA BAIXA
Planta baixa é a projeção que se obtêm quando cortamos, imaginariamente, uma
edificação com um plano horizontal paralelo ao plano do piso (MORAIS, 2011).
A planta baixa da usina Apoálcool segue em Anexo.
9.2 LAYOUT
O layout industrial é a reprodução espacial dos fatores que concorrem para a produção
envolvendo homens, materiais e equipamentos, e as suas interações. Deste modo, ao conceber
uma unidade industrial ou mais genericamente falando, um sistema de produção, estamos em
última instância explicitando o que de uma forma ou outra constituirá o trabalho nos seus
diversos níveis hierárquicos e funcionais (CAMAROTTO, 2006).
O layout da Apoálcool segue em Anexo.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este projeto buscou fornecer informações necessárias para a implementação de uma
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usina processadora de cana-de-açúcar na cidade de Caiapônia-GO.
A cidade estudada apresentou características favoráveis para a implantação do cultivo
da cana-de-açúcar, por possuir uma grande área já desmatada utilizada para pecuária.
A usina Apoálcoolcontará com uma área de 104.866.90m2 e com uma capacidade de
produção de 10.000 t/dia, sendo que a produção de açúcar cristal será de 189,36 t/ dia, o
açúcar refinado será de 14,16 t/dia, o etanol hidratado de 3.286,8 m3/dia e o etanol anidro será
de 618m3/dia.
Foram feitas pesquisas para a compra de equipamentos, os quais serão gastos
102.209.200,00 reais para a implementação da usina Apoálcool. Com o salario dos
funcionários serão gastos 296.560,00 reais por mês.
As características da usina estão apresentadas no projeto, assim como a descrição de
como serão o funcionamento de cada setor da usina.