seminário stab 2013 industrial - 13. comparativo da qualidade de cana usando os métodos...
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Comparativo da Qualidade de Cana Usando os Métodos CONSECANA
e a Cromatografia Iônica
Eng° Celso Caldas, D.ScInstituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de AL
Central Analítica LTDA
17° Seminário Regional sobre Cana-de-açúcarRecife, abril de 2013
� Remuneração da cana 1
� Avaliação das fábricas 2
� Métodos usados para os parâmetros tecnológicos� CONSECANA (POL e Brix / NIRS) 1,2
� Cromatografia Líquida de Alta Eficiência – CLAE 2
Açúcares na Cana
� Sacarose � Polarimetria � sacarimetria
� Glicose
� Frutose� Eynon-Lane
� Equação de regressão linear
Método CONSECANA
� Sacarose (POL)
Método CONSECANA
� Sacarose (POL)
Método CONSECANA
� Sacarose � + 66,53º
� Glicose � + 52,70º
� Frutose � - 92,40º
� Sacarose Invertida � - 37,70º
OBS: 100 ppm de dextrana ���� 0,304 unidades de polFonte: CHEN & CHOU, 1993
� Sacarose (POL)
Método CONSECANA
Para uma compensação de desvios:
[G] = + 52,70 x 0,70 = + 36,89
[F] = - 92,40 x 0,40 = - 36,96OBS: AR%caldo = 1,1
Relação G/F = 1,75
� Glicose e frutose
� Métodos:� Eynon-Lane � Subjetivo
� Equações:
AL � AR%caldo = 3,3459 – 0,02871 x Pza
PE � AR%caldo = 6,9539 – 0,0688 x Pza
C/S � AR%caldo = 3,641 – 0,0343 x Pza
Obs: ES � AR%caldo = 4,5193 – 0,04457 x Pza
Método CONSECANA
� Glicose e frutose
� AR%caldo = 1,1
AL � Pureza%caldo = 78,23
PE � Pureza%caldo = 85,08
C/S � Pureza%caldo = 74,08
ES � Pureza%caldo = 76,72
Método CONSECANA
?
� Glicose e frutose
� Pureza%caldo = 78,53
AL � AR%caldo = 1,09
PE � AR%caldo = 1,55
C/S � AR%caldo = 0,95
ES � AR%caldo = 1,02
Método CONSECANA
?
Detectores
� UV-VIS
� Condutividade
� Índice de refração
� Amperométrico � Iônica
Limitações
� Diluição
� Tempo
Método CLAE
Usina 02 - MG
Amostra de caldo � Diluição: 400 X
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 mi n
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
uA
Cell
Gli
co
se
0.5
36
Fr
uto
se
0.5
37
Sa
ca
ro
se 1
9.2
67
� Análise de caldo � diluição 400 X
Usina 03 - PE
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 mi n
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
uA
Cell
Gli
cose 0
.700
Fr
uto
se 0
.403
Sa
ca
ro
se 1
6.7
09
Otimização (Diluição 5 X)
Ainda impossível ser usado no pagamento de cana porque existirão usinas com NIRS
calibrado pelo sacarimetro e
outras pela CLAE,
MAS perfeitamente possível ser utilizado
nas avaliações das fábricas
CLAE X NIRS
� Agradecimentos
� AL � Usinas Santo Antônio, Camaragibe, Leão
� PE � Usina União Indústria
� GO � Usinas Odebrecht Morro Vermelho e Rio Claro
� MG � Usina Coruripe Carneirinho, Usinas Delta e
Volta Grande
Comparativo
� Parâmetros (%m/m)
� Pol e sacarose (CLAE)
� Pol e sacarose (NIRS calibrado por CLAE)
� AR� AR analisado x CLAE
� AR calculado x CLAE
� AR calculado x NIRS (calibrado por CLAE)
Comparativo
� ALAGOAS
Comparativo
Médias POL = 15,12%CLAE = 14,80%
0,000
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
114
27
40
53
66
79
92
10
511
813
114
415
717
018
319
620
922
223
524
826
127
428
7
% m/m
Dados
POL PCTS x SACAROSE CLAE
CLAE
POL
� ALAGOAS
Comparativo
Relação G/F1,23
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
113
25
37
49
61
73
85
97
10
912
113
314
515
716
918
119
320
521
722
924
125
326
527
728
9
% m/v
dados
Relação Glicose x Frutose
Glicose
Frutose
� ALAGOAS
Comparativo
0
0,5
1
1,5
2
2,5
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
% m/v
Dados
AR%CALDOm/v (CLAE) X REDUTEC
CLAE
Eynon-Lane
Médias CLAE = 1,24%REDUTEC = 1,24%
� ALAGOAS
Comparativo
Médias CLAE = 1,03%CONSECANA = 0,99%
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
116
31
46
61
76
91
10
612
113
615
116
618
119
621
122
624
125
627
128
6
% m/m
Dados
AR%caldo m/m CLAE x CONSECANA
AR CONSECANA
AR CLAE
� PERNAMBUCO
Comparativo
Médias POL = 16,51 % CLAE = 15,87 %
11,00
12,00
13,00
14,00
15,00
16,00
17,00
18,00
19,00
20,00
21,00
22,00
1 5 9 13172125293337414549535761656973778185899397101105109
% m/m
POL (PCTS) X SACAROSE (CLAE)
POL (PCTS)
SacaroseHPLC (g/100g)
� PERNAMBUCO
Comparativo
Relação G/F1,26 -
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
4,000
4,500
5,000
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97101105109
g/100g
nº análise
GLICOSE X FRUTOSE - CLAE
Glicose HPLC (g/100g)
Frutose HPLC (g/100g)
� PERNAMBUCO
Comparativo
Médias CLAE = 1,43 % CONSECANA = 1,37 %
-
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
4,000
4,500
5,000
5,500
6,000
6,500
7,000
1 5 9 13172125293337414549535761656973778185899397101105109
g/100g
AR%caldo m/m CLAE X CONSECANA
AR CLAE
AR CONSECANA
� SUDESTE
Comparativo
Médias POL = 14,26 %CLAE = 14,22 %
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33
%
Dados
POL (PCTS) x SACAROSE m/m (CLAE)
SAC (m/v)
POL (m/v)
� SUDESTE
Comparativo
Relação G/F1,09
0,0000
0,2000
0,4000
0,6000
0,8000
1,0000
1,2000
1,4000
1 611
16
21
26
31
36
41
46
51
56
61
66
71
76
81
86
91
96
10
110
611
1
% m/v
Dados
Relação Glicose x Frutose
Glicose
Frutose
� SUDESTE
Comparativo
Médias CLAE = 1,09%REDUTEC = 1,07%
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
1 611
16
21
26
31
36
41
46
51
56
61
66
71
76
81
86
91
96
10
110
611
1
% m/m
Dados
AR%Caldo (m/m) CLAE x REDUTEC
CLAE
REDUTEC
� Comparativo POL x SAC CLAE
Resumo
Estado / Região
POLCONSECANA
SAC CLAE
DIF RelaçãoG / F
AL 15,12 14,80 + 0,32 1,23
PE 16,51 15,87 + 0,64 1,26
C/S 14,26 14,22 + 0,04 1,09
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
AL PE C/S
Relação G/F
Estados / Região
Diferença POL x SAC X Relação G/F
Diferença POL x SAC
Relação G/F
� Comparativo AR x (GLICOSE + FRUTOSE)CLAE
Resumo
Estado / Região
AR CONSECANA
AR CLAE
DIF
AL 0,99 1,03 - 0,04
PE 1,37 1,43 -0,06
C/S 1,07* 1,09 - 0,02
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
AL PE C/S
AR%caldo m/m
Estados / Região
AR Consecana X AR CLAE
AR Consecana
AR CLAR
� NIRS* � Calibrado pelo HPLC
CONSECANA (AL) X NIRS*
15,00
16,00
17,00
18,00
19,00
20,00
21,00
22,00
23,00
24,00
25,00
1 713
19
25
31
37
43
49
55
61
67
73
79
85
91
97
10
310
911
512
112
713
313
914
515
1
% m/m
Dados
POL x SAC m/m (NIRS)
POL
NIRS(SACm/m)
Médias POL = 18,57 %NIRS = 18,66 %
� NIRS* � Calibrado pelo HPLC
CONSECANA (AL) X NIRS*
Relação G/F1,42
0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
1,200
1 713
19
25
31
37
43
49
55
61
67
73
79
85
91
97
10
310
911
512
112
713
313
914
515
1
% m/v
Dados
Relação Glicose x Frutose
Glicose
Frutose
� NIRS* � Calibrado pelo HPLC
CONSECANA (AL) X NIRS*
Médias NIRS = 1,31%CONSECANA = 0,89%
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
1 815
22
29
36
43
50
57
64
71
78
85
92
99
10
611
312
012
713
414
114
8
% m/m
Dados
AR%caldo m/m NIRS x CONSECANA
NIRS
CONSECANA
� Nas comparações a pol foi levemente superior a sacarose (CLAE) certamente devido a:
� Relação glicose X frutose nas diversas variedades de cana
� Presença de outros açúcares opticamente ativos (principalmente dextrógiros)
� Os valores CALCULADOS de AR no caldo foram sempre MENORES do que os obtidos pela CLAE, indicando uma FALHA nas equações dos CONSECANAS que estimam os valores de AR
� Estas duas conclusões indicam que os atuais métodos dos CONSECANAS são ANALITICAMENTE FALHOS para avaliação da qualidade de cana
CONSIDERAÇÕES FINAIS
� O método CLAE é mais preciso e seletivo que os adotados pelos CONSECANAS, mas precisa ainda ser melhor otimizado para colocação como UM DOS métodos de pagamento de cana
� As diferenças encontradas nas comparações dos métodos CONSECANA com o NIRS calibrado pela CLAE são explicadas pela calibração ter sido realizada em outra Unidade, ficando com uma “matriz” de calibração diferente da “matriz” das amostras analisadas
� A técnica NIRS devidamente calibrada pela CLAE é a melhor opção para avaliação da qualidade de cana e dos desempenhos das fábricas de açúcar e álcool
CONSIDERAÇÕES FINAIS
