5

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.

6

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

7

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).

8

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

9

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.

10

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

11

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).

12

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

13

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

14

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

15

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

16

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.

17

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

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E

E

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A

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O

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O

O

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O

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O

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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

103

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.

104

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

105

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.