CURSO AZUCAR ETANOL.ppt

7/14/2019 CURSO AZUCAR ETANOL.ppt

1/88

AC Fernandes

Tecnicaa 2005

Antonio Carlos Fernandes

Eng Agr - MSc

[email protected]

www.gatec.com.br

TECNOLOGA DE LACAA DE AZCARCONOCIMIENTOS BSICOS


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AC Fernandes

Tecnicaa 2005

COMPOSICION TECNOLGICA

CAA = AGUA + BRIX + FIBRA

100 = HUMEDAD + BRIX + FIBRA

CAA

JUGOABSOLUTO

SLIDOS

INSOLUBLES

AGUASLIDOS

SOLUBLES

FIBRA

BRIX


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AC Fernandes

Tecnicaa 2005

COMPOSICION TECNOLGICARB72-454 SP87-396

Fibra10,9

Jugo absoluto

89,1

Fibra10,8

Jugo absoluto

89,2


4/88

AC Fernandes

Tecnicaa 2005

RB72-454 SP87-396


Fibra10,9

Brix18,0

Humedad71,1%

Fibra10,8

Brix19,8

C

Humedad69,4%


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AC Fernandes

Tecnicaa 2005

RB72-454 SP87-396


Fibra10,9

Nonazc.

2,0

G+F0,5

Sacarosa

15,5

Humedad71,1%

Fibra10,8 Sacarosa

17,5

G+F0,4

Nonazc.

2,0

Humedad69,4%


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AC Fernandes

Tecnicaa 2005POL JUGO

x= 26*LPol100

g/100 mL

Luz polarizada

LPol S

Tubo de 200mm

Jugo clarificado

x g/100mL20C

+ + -S + G + F

Luz polarizada

100 S

Tubo de 200mm

Solucin pura de sacarosa26g/100mL

20C S

26 g sacarosa100S

x g sacarosaLPol

La pol del jugo es una medida en porcentaje masa/masa


7/88AC Fernandes


Pol jugo=260 * LPol

Djg/100g

Dj = masavolumenDj * volumen = masa

Dj = densidad del jugo

kgm3

26*LPol100

100 mLg 100 * Dj (gramos)

Pol jugo 100 (gramos)


8/88AC Fernandes


Pol jugo= 260*LPolDj

g/100g

Brix= 16,0%LPol= 55,2 S

Dj = 1 062,421 kg/m3

Ejemplo

Pol jugo=260 * 55,2

1062,421g/100g

Pol jugo = 13,51%


9/88AC Fernandes


Pol jugo= 260*LPolDj

g/100g

La densidad del jugo tiene correlacin con el brixAs como el factor de pol se correlaciona con el brix

Pol jugo = fp * LPol (g/100g)

fp = factor de pol (Tabla de Schmidt)

Factor de Schmidt =

260

Dj = factor de pol


10/88

y = 0,0183x2 + 3,6973x + 998,23

R2 = 1

900

1.000

1.100

1.200

1.300

1.400

1.500

1.600

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Densidad (kg/m3)

Brix

Correlacin de la densidad del jugo con el brixTabla ICUMSA - 2000


11/88

y = -0,0009x + 0,2595

R2 = 0,9994

0,15

0,17

0,19

0,21

0,23

0,25

0,27

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Relao: 0,26 Densidade

Brix

Correlacin del factor de pol con el brix


12/88AC Fernandes


Pol jugo = fp * LPol (g/100g)

Para el rango de brix de 1% a 26%:

Pol jugo = LPol * (0,260666 - 0,000995*Brix)

LPol = Lectura de pol en sacarmetro

Brix = Brix del jugo


13/88AC Fernandes

Tecnicaa 2005POL JUGO (g/100g)

Pol jugo = fp * LPol

Para el rango de brix de 1% a 26%:

Pol jugo = LPol * (0,260666 - 0,000995*Brix)

Pol jugo=

260 * LPol

Dj

Dj = dens idad del jug o (kg/m3)

LPol = lectu ra de po l (S)

fp = factor de po l (Tabla de Schm idt)

Br ix = br ix del jugo


14/88

y = -0,0943x2 + 8,6409x - 61,719

R

2

= 0,9627

20

30

40

50

60

70

80

90

100

10 12 14 16 18 20 22 24 26

Brix del jugo

12.963 datos de muestrasanalizadas de 1990 a 1997

Fuente: Copersucar

Lectura sacarimtrica


15/88AC Fernandes

Tecnicaa 2005

POL

OSACAROSA?

Los ingenios de Sudfrica emplean hace casi 20 aosmtodos cromatograficos para el control de las

fbricas de azcar.

Motivo: la presencia de dextrana provoca aumentode la lectura sacarimtrica y aumenta artificialmente

la pol del jugo y la pureza.


16/88AC Fernandes

Tecnicaa 2005SACAROSA versus POL

R2 = 0,9807

R2

= 0,9952

12

14

16

18

12 14 16 18

Ensaio 1

Ensaio 2

Pol jugo

Sacarosa % jugoSacarosa determinada porcromatografa gaseosa

Cox & Sahadeo (Post harvestdeterioration of burnt cane inbundles) SASTA 1992 frica do Sul


17/88

y = 1,0113x

R2

= 0,9986

7,5

8,0

8,5

9,0

9,5

10,010,5

11,0

11,5

12,0

12,5

13,0

13,5

7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 12,5 13,0 13,5

Pol

Sacarosa Jugo mixto (frica del Sur, zafra 00/01)

Fonte: K.C. Koster, Illovo Sugar Ltd.

Practical experiences in raw sugar manufacturewith reference to the quality of cane processed

Raw Sugar Quality Workshop, South African Sug.Assoc. Technol., 2000

Sacarosa > pol1,13%

Relacin

glucosa/fructosa

Pol 13,0%-1,5 kg azcar/t caa


18/88

y = 0,0251x2 - 0,8161x + 33,495

R2 = 0,8523

26

28

30

32

34

36

22 24 26 28 30 32 34 36

Pol

Sacarosa Melaza (frica del Sur, zafra 00/01)

Fonte: K.C. Koster. SASTA, 2000


19/88AC Fernandes

Tecnicaa 2005

PUREZA DEL JUGO

Es el ms importante indicadorde calidad de la caa


20/88AC Fernandes

Tecnicaa 2005

PUREZA

Mayor pureza Mayor pol de la caa

Menor contenido de AR

Menor cantidad de cogollos Probablemente:

Caa madura

Recin cortada Mejor agotamiento de la miel final

Fermentacin ms rpida y eficiente


21/88

y = 0,9846x + 3,7133

R2 = 0,9321

85,0

85,5

86,0

86,5

87,0

87,5

88,0

88,5

89,0

83,0 83,5 84,0 84,5 85,0 85,5 86,0 86,5

frica del Sur, 1981 a 1997

Pureza del jugo mixto

Eficiencia cocimiento (%)

Efi i i i d t i l ART (%)


22/88

y = 4,4359x - 304,95

R2 = 0,5803

74

76

78

80

82

84

86

85,5 86,0 86,5 87,0 87,5 88,0

Eficincia industrial ART (%)

Fonte: Sistema PCTS do

Estado de So Paulo, dadosde 1983 a 1999 (17 anos)

Pureza do caldo (%)


23/88

y = -2,7738x + 275,93

R

2

= 0,9277

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

83,0 83,5 84,0 84,5 85,0 85,5 86,0 86,5

Sudfrica

Datos de 1993 - 1997

Pureza jugo mixto

Miel final 85 brix (kg/ t cana)


24/88

AC Fernandes

Tecnicaa 2005

PUREZA APARENTEO

PUREZA REAL

?

La determinacin de la sacarosa por cromatografapermite el clculo de la pureza real de los materiales.

( / ) C (f S f 00/01)


25/88

y = 0,9237x + 7,4559

R2

= 0,944

82

83

84

85

86

87

88

89

90

82 83 84 85 86 87 88 89

Pureza aparente (pol/brix)

Pureza (sacarose/brix) Caldo misto (frica do Sul, safra 00/01)


P l ( / t i ) M l (f i d S l f 00/01)


26/88

y = 0,0201x2

- 0,7856x + 42,181

R2

= 0,8993

33

35

37

39

41

43

45

47

27 29 31 33 35 37 39 41 43

Pureza aparente (pol/brix)

Pureza real (sacarose/matria seca) Melao (frica do Sul, safra 00/01)


Tecnicaa 2005


27/88

AC Fernandes

POL CAA

versus

PUREZA

Pureza caldo P l


28/88

R2 = 0,8401

R2 = 0,7538

76

78

80

82

84

86

88

90

92

94

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 168

9

10

11

12

13

14

15

1617

18

19

Pureza caldo

Pol cana

Quinzenas

Pureza caldo11 variedades, colmos inteiros, limpos e despontados

Pol cana

P d ld


29/88

y = -0,3044x2

+ 9,8981x + 8,1147

R2

= 0,9216

65

68

71

74

77

80

83

86

89

7 8 9 10 11 12 13 14 15

Pureza do caldo

Pol na cana

Fonte: Usina Alto AlegreDados da anlise pr-colheitada safra 2001/02 (26/02 a 14/03)

Pol cana Ensaios plantados em 1995


30/88

8

10

12

14

16

18

20

70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96

IAC82-2045RB835486

SP79-2312

SP79-1011

Pureza caldo

Pol cana Ensaios plantados em 1995Resultados de cana-planta (1996)

Fonte: Copersucar



31/88

PUREZA CALDO E POL CANA

R2 = 0,8928

R2 = 0,9325

R2 = 0,8902

R2 = 0,9411

8

10

12

14

16

18

20

70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96

IAC82-2045

RB835486

SP79-2312

SP79-1011

Pureza caldo


Fonte: Copersucar



32/88

PUREZA CALDO E POL CANA

R2 = 0,5899

R2 = 0,8596

R2 = 0,622R2 = 0,9257

R2 = 0,6982

8

10

12

14

16

18

20

70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96

SP80-1842

RB72454

SP87-365SP86-172

SP87-396

Pureza caldo


Fonte: Copersucar

Tecnicaa 2005


33/88

AC Fernandes

AZCARESREDUCTORES

La energa de la planta

Tecnicaa 2005


34/88

AC Fernandes

AZCARES

AZCARES REDUCTORES

(C12H22O11) (C6H12O6) (C6H12O6)

SACAROSA GLUCOSA FRUCTOSA

Reducen el xido decobre del estadocprico a cuproso

Tecnicaa 2005


35/88

AC Fernandes

CH2OHO

H

C

C

C

C

HO

H OH

H OH

CH2OH

FRUCTOSAGLUCOSA

CHO

H

C

C

C

C

HO

H OH

H OH

CH2OH

H OH

C6H12O6

Tecnicaa 2005


36/88

AC Fernandes

AZCARES REDUCTORES(Glucosa e fructosa)

Determinacin directa

Lane & Eynon (1922)(Mtodo oficial de la ICUMSA)

Somogy & Nelson (colorimtrico)(Bajas concentraciones)

Cromatografa (HPLC)

Estimativa

Correlacin linear con la pureza*

*Sistema de pago de caa empleado en Brasil Tecnicaa 2005


37/88

AC Fernandes

AZCARES REDUCTORES(Glucosa y fructosa)

Determinacin directaLane & Eynon (1922)

(Mtodo oficial de la ICUMSA)

Tecnicaa 2005


38/88

AC Fernandes

AZCARES REDUCTORESA B

Soluo de

Fehling

Erlenmeyer

250mL

AMOSTRA

Utilizar pipeta

volumtrica

Diluir a amostra (caldos, mosto, xarope,

massas e mis) para que o volume gasto na

titulao esteja entre 20 e 40mL

Balo

100mL

Bureta de

Mohr

Pipetar 10mL do licor

para outro erlenmeyer

Volume de

licor de

Fehling

suficiente

para um turnode trabalho

Adicionar 15mL da

soluo da amostra no

erlenmeyer com 10mL

do licor de Fehling

Aquecer atebulio

7 56

121110

8 4

21

9 3

Manter 2min

sob ebulio

3 gotas de

azul de

metileno 1%

Outro

erlenmeyer

limpo com

10mL licor

de Fehling

Completar o volume da

bureta com a mesma

soluo em anlise

Adicionar (Vq - 1) mL da soluo

em anlise em outro erlenmeyer

com 10mL de licor

7 56

121110

8 4

21

9 3

Manter 2min

sob ebulio

3 gotas de

azul de

metileno 1%

7 56

121110

8 4

21

9 3

Completar a titulao

em 1 minuto e

anotar o volume VarmL

7 56

121110

8 4

21

9 3

Completar a titulaoem 1 min. e anotar o

volume gasto (Vq)

Titular gota a

gota at viragem

para cor tijolo

Tecnicaa 2005


39/88

AC Fernandes

AZCARES REDUCTORESAzcares invertidos (mg/100mL) en funcin del volumen y

de la concentracin de sacarosa en la solucinmL 0 1 5 10 2515 336,0 333,0 317,0 307,0 289,016 316,0 312,0 297,0 288,0 271,017 298,0 295,0 280,0 271,0 255,018 282,0 278,0 264,0 256,0 240,019 267,0 264,0 250,0 243,0 227,020 254,5 251,0 238,0 230,5 216,021 242,9 239,0 226,7 219,5 206,022 231,8 228,2 216,4 209,5 196,023 222,2 218,7 207,0 200,4 187,024 213,3 209,8 198,3 192,1 179,025 204,8 201,6 190,4 184,0 171,026 197,4 193,8 183,1 176,9 164,027 190,4 186,7 176,4 170,4 158,028 183,7 180,2 170,3 164,3 152,029 177,6 174,1 164,5 158,6 147,030 171,7 168,3 159,0 153,3 142,0

Tecnicaa 2005


40/88

AC Fernandes

AZCARES REDUCTORES31 166,3 163,1 153,9 148,1 137,032 161,2 158,1 149,1 143,4 132,033 156,6 153,3 144,5 139,1 128,034 152,2 149,9 140,3 134,9 124,035 147,9 144,7 136,3 130,9 121,036 143,9 140,7 132,5 127,1 117,037 140,2 137,0 128,9 123,5 114,038 136,6 133,5 125,5 120,3 111,039 133,3 130,2 122,3 117,1 107,040 130,1 127,0 119,2 114,1 104,041 127,1 123,9 116,3 111,2 102,042 124,2 121,0 113,5 108,5 99,043 121,4 118,2 110,9 105,8 97,044 118,7 115,6 108,4 103,4 94,045 116,1 113,1 106,0 101,0 92,046 113,7 110,6 103,7 98,7 90,047 111,4 108,2 101,5 96,4 88,048 109,2 106,0 99,4 94,3 86,049 107,1 104,0 97,4 92,3 84,050 105,1 102,0 95,4 90,4 82,0

Tecnicaa 2005


41/88

AC Fernandes

AZCARES REDUCTORES

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49

Volumen gasto em la titulacin (mL)

Azcares invertidos (mg/100mL)

Zero mg sacarosa/100 mL de la solucin

1,0 mg sacarosa/100 mL de la solucin




Tecnicaa 2005


42/88

AC Fernandes

AZCARES REDUCTORES

0,99367)B*(0,00431*V

f

LPol*0,26

*0,26255,2096*fAR

jar

3

j

ARj azcares reductores % jugo

f factor de dilucin del jugo para titulacin (1, 2, 4, 5 o 10).

LPol lectura sacarimtrica del jugo (tubo de 200 mm).

Bj brix del jugo

Var volumen de jugo diluido gasto en la titulacin (corregidopelo factor del licor de Fehling) de 10 mL do licor (mL).

Fuente: Fernandes, A.C. Representacin matemtica de las tablasde Lane & Eynon. Boletim Tcnico Copersucar, 26:30-35, 1984.

Tecnicaa 2005


43/88

AC Fernandes

EXTRACTO DEL DIGESTORAzcares reductores (AR)

AR da caa: 0,1% e 1,5%Asi: AR en el extracto: 0,03% e 0,70%(30 a 700 mg/100mL)

Para 10 mL del licor de Fehling (15 a 50 mL)

Soluciones con AR entre 95 e 333 mg/100 mL AR < 0,3% volumen titulacin > 50 mL AR > 0,9% volumen titulacin < 15 mL

AR > 0,9% Dilucin del extracto(25 mL ou 50 mL en baln de 100 mL)

AR < 0,3% Ad ic in de azcaresinvert ido s en el extracto.

Tecnicaa 2005


44/88

AC Fernandes

AZCARES REDUCTORES(Glucosa y fructosa)

ESTIMATIVA

Vlido para sistema de pago

caa en Brasil

Ac. red. % jugo


45/88

ARj= 9,9408 0,1049*PUR

y = -0,1049x + 9,9408R2 = 0,9244

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

70 75 80 85 90 95Pureza jugo

j g

Ensayos de variedades,tallos enteros, limpios y

despuntados

AR jugo


46/88

0,00,20,40,60,81,01,21,41,61,8

2,02,2

77 79 81 83 85 87 89 91 93Pureza jugo

AR jugoPrimera ecuacin: de 1999 hasta inicio 2001ARj = (9,9408 - 0,1049*PUR)

89,23

98% de los promedios quincenalesestn entre 82 e 90% (SP)

Diferencia de 2,4 kg AR/t caa

Ecuacin actual (desde 2001)ARj = (3,641 - 0,0343*PUR)

Safra 00/01

Azcares reductores % jugo


47/88

Safra 00/01Pesquisa Consecana

0,400,500,60

0,700,800,90

1,001,101,20

1,301,40

78 80 82 84 86 88 90 92

Ingenio 01Ingenio 02

Ingenio 03Ingenio 04

Ingenio 05

Consecana

Pureza jugo (prensa)

CONCLUSIN

La ecuacin para estimativa de losazcares reductores en funcin dela pureza del jugo es adecuada para

el sistema de pago de caa.

Para el control de la fbrica, el usode la ecuacin puede resultar en

errores significativos de clculo dela eficiencia de la fbrica y en elbalance de azcares del proceso.

Tecnicaa 2005


48/88

AC Fernandes

ESTEQUIOMETRIA

Es la parte de la qumica en que se investigan

las proporciones de los elementos que se

combinan o de los compuestos que reaccionan.

Para entender ART y conversin de azcares

en etanol son necesarios conocimientosbsicos de estequiometra.

Tecnicaa 2005


49/88

AC Fernandes

AZCARES REDUCTORESAR

AZCARES INVERTIDOS

AZCARES REDUCTORES TOTALESART

AZCARES TOTALES RECUPERABLESATR

Tecnicaa 2005


50/88

AC Fernandes

SACAROSA AZCARES INVERTIDOS

En la presencia de ciertas enzimas (invertasas) obajo reaccin cida y temperatura adecuada, lasacarosa absorbe una molcula de agua yse desdobla (hidroliza) en una molcula de

glucosa y otra de fructosa (azcares invertidos).

Esta reaccin ocurre en la planta en los dos sentidos

(fotosntesis e respiracin), pero, despus de la quemay/o corte, hay solamente desdoblamiento de lasacarosa (deterioro).

Tecnicaa 2005


51/88

AC Fernandes

Azcaresinvertidos

Sacarosa*2*180342

Sacarosa0,95

AZCARES INVERTIDOS

342 g sacarosa + 18 g agua = 360 g azc. invert.100 g de sacarosa = 105,263 g de azc. invert.

95 g sacarosa = 100 g de azcares invertidos

C H O H O12 22 11342 g

2

18 gsacarosa agua

C H O C H O6 12 6180 g

6 12 6

180 gglucosa fructosa

Tecnicaa 2005


52/88

AC Fernandes

AZCARESREDUCTORES

TOTALES

Los azcares fermentecibles

Tecnicaa 2005


53/88

AC Fernandes

AZCARES REDUCTORES TOTALES(sacarosa, glucosa e fructosa)

Son todos los azcares de la caa enforma de azcares reductores.

La sacarosa debe estar en formainvertida para la suma.

Pueden ser determinados analticamente

Pueden ser estimados con la pol jugo yAR % jugo.

Tecnicaa 2005


54/88

AC Fernandes

AZCARES REDUCTORES TOTALES

ART=Sacarosa

0,95+ Glucosa + Fructosa

ART

Azcaresinvertidos

Azcaresreductores

Son los azcares de la caa expresadosen la forma de azcares reductores.

Tecnicaa 2005


55/88

AC Fernandes

AZCARES REDUCTORES TOTALES(ART)



Somogy & Nelson (colorimtrico)(Bajos contenidos)

Cromatografa

Estimativa - Pol y AR

ART = PC/0,95 + ARC

Tecnicaa 2005


56/88

AC Fernandes


(Sacarosa invertida +Glucosa e fructosa)



Tecnicaa 2005Hidrlisis de la sacarosa


57/88

AC Fernandes


Balana

Pesar "Pm"g

da amostra

7 56

121110

8 4

21

9 3

Aguardar

30min.

AMOSTRA

Pipetar

"Vm" mL

Balo200mL

Adicionar

20mL

gua

destilada

Completar o

volume com gua

destilada e

homogeneizar Outro balo200mL

Utilizar pipeta

Introduzir

termmetro0-120CAgitar com

movimentos

circulares

Adicionar 10mL

de HCl 6,34N Retirar otermmetro

Banho-maria at

atingir 65C

Neutralizar

com soluo

NaOH 20%

Resfriar, completar o

volume com gua

destilada e

homogeneizar

Soluo indicadora defenolftalena 1% oupapel de tornassol(indicador pH 7,0)

Adicionar EDTA 4%

(xarope, massas e mis)

Esta soluo

contm "m" g da

amostra original

Hidrlisis de la sacarosa

Tecnicaa 2005

Titulacin de los ART


58/88

AC Fernandes

A B

Soluo de

Fehling

Erlenmeyer250mL

AMOSTRA

Utilizar pipeta

volumtrica

Diluir a amostra (caldos, mosto, xarope,

massas e mis) para que o volume gasto na

titulao esteja entre 20 e 40mL

Balo

100mL

Bureta de

Mohr

Pipetar 10mL do licor

para outro erlenmeyer

Volume de

licor de

Fehling

suficientepara um turno

de trabalho

Adicionar 15mL da

soluo da amostra no

erlenmeyer com 10mL

do licor de Fehling

Aquecer at

ebulio

7 56

121110

8 4

21

9 3

Manter 2min

sob ebulio

3 gotas de

azul de

metileno 1%

Outro

erlenmeyer

limpo com

10mL licor

de Fehling

Completar o volume da

bureta com a mesma

soluo em anlise

Adicionar (Vq - 1) mL da soluo

em anlise em outro erlenmeyer

com 10mL de licor

7 56

121110

8 4

21

9 3

Manter 2min

sob ebulio

3 gotas de

azul de

metileno 1%

7 56

121110

8 4

21

9 3

Completar a titulao

em 1 minuto eanotar o volume V

armL

7 56

121110

8 4

21

9 3

Completar a titulao

em 1 min. e anotar o

volume gasto (Vq)

Titular gota a

gota at viragem

para cor tijolo

Titulacin de los ART

Tecnicaa 2005


59/88

AC Fernandes

AZCARES REDUCTORES TOTALESAzcares invertidos (mg/100mL) en funcin del volumen

gasto en la titulacin de 10 mL de licor de Felhing

mL15 336,016 316,017 298,018 282,019 267,020 254,521 242,922 231,823 222,224 213,325 204,826 197,4

27 190,428 183,729 177,630 171,731 166,332 161,233 156,634 152,235 147,936 143,937 140,238 136,6

39 133,340 130,141 127,142 124,243 121,444 118,745 116,146 113,747 111,448 109,249 107,150 105,1

mL mg* mL mg*mg*

* mg de ART por 100 mL de la solucin

Tecnicaa 2005AZCARES REDUCTORES TOTALES


60/88

AC Fernandes

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49

Volumen gasto em la titulacin (mL)

Azcares invertidos (mg/100mL)

Zero mg sacarosa/100 mL de la solucin

Tecnicaa 2005


61/88

AC Fernandes


m

art

10 496,4404ART * 0,605

n V

ARTm azcares reductores totales en material (%)

Vart volumen gasto en la titulacin de ART (mL)

n material de la solucin utilizada en la titulacin (g/L)

Fuente: Fernandes, A.C. Representacin matemtica de las tablasde Lane & Eynon. Boletim Tcnico Copersucar, 26:30-35, 1984.

Tecnicaa 2005


62/88

AC Fernandes


(Sacarosa invertida +Glucosa y fructosa)

ESTIMATIVA

CONPOL Y AR

Tecnicaa 2005


63/88

AC Fernandes

Para materiales de alta pureza (>80%) o con bajosvalores de azcares reductores (at 1,5%).

ART POL0,95

+ AR


ART=Sacarosa

0,95

+ Glucosa + Fructosa

ART

Tecnicaa 2005


64/88

AC Fernandes

Debido a la gran diferencia entre pol ysacarosa en algunos materiales, como la mielfinal, los ART no pueden ser estimados por la

relacin:


ARTPOL

0,95

+ AR

Esta regla es vlida para determinacin de losART en el mosto (mixtura de jugo, miel y agua)

ART

Tecnicaa 2005


65/88

AC Fernandes

ATRkg/t caa

AZCARESTOTALESRECUPERABLES

Consecana SP1998

Tecnicaa 2005


66/88

AC Fernandes

ART EN CAA

PRDIDAS INDETERMINADAS

IGUAL

Total de azcaresentregados con la caa

PRDIDAS DETERMINADAS

MENOSLavado de caa, bagazo,cachaza, multijatos ...

ART RECUPERADOAZCAR, ALCOHOL

MENOS ART en los productosfabricados

Errores de mediciones de

volumen, masas, muestreoy determinaciones analticas

MATERIA PRIMA ART = AZCARES REDUCTORES TOTALES


67/88

EVAPOCRISTALIZACIN

AZCAR MELAZA

LAVADO L= PRDIDA EN AGUA

ATR = AZCARES TOTALES RECUPERABLES

MOLIENDA B= PRDIDA EN BAGAZO

TRATAMIENTO JUGO T= PRDIDA EN CACHAZA

MELADURA

I= PRDIDAS INDETERMINADAS

DESTILERIA

ALCOHOL PRDIDAS EN FERMENTACINY EN LA DESTILACIN

Tecnicaa 2005


68/88

AC Fernandes

ATRPREMISA:

Prdidas: 12% de los azcares (PC y ARC):

Lavado de caa Bagazo Torta (cachaza)

IndeterminadasEficiencia LBTI de 88%

Estado de San Pablo, 1998

AZCARES TOTALES RECUPERABLES

Tecnicaa 2005


69/88

AC Fernandes

ATR= 10*PC*1,0526*0,88 + 10*ARC*0,88

ATR= 9,26288*PC + 8,8*ARC

PC Pol % caa0,88 Eficiencia LBTI (88%)ARC Azcares reductores % caa

CLCULO ATRkg/t caa

Tecnicaa 2005


70/88

AC Fernandes

ATR= 10*PC*1,0526*0,88 + 10*ARC*0,88

PC

PC Pol % caa

0,88 Eficiencia LBTI (88%)ARC Azcares reductores % caa

CLCULO ATRkg/t caa

ATR= 10*0,88*(PC*1,0526 + ARC)

ATR= 8,8*( + ARC)0,95

Tecnicaa 2005


71/88

AC Fernandes

ART e ATR

ART: AZCARES REDUCTORES TOTALES % CAA

ART= +ARPC0,95

Cantidad de azucares totales de la caarecuperados despus de las prdidas LBTI

ATR= 8,8 * ART

ATR= 8,8* ( + AR)PC

0,95

ATR: AZCARES TOTALES RECUPERABLES (kg/t caa)

POL e ATR

170ATR (kg/t cana)


72/88

POL e ATR

100

110

120

130

140

150

160

170

10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0

Andrade

Sta Maria

Iturama

Pol cana

ART % cana AR % ART


73/88

R2 = 0,7519

R2 = 0,7879

R2 = 0,789

R2 = 0,7111

12

13

14

15

16

17

18

19

20

abr mai jun jul ago set out nov

4

6

8

10

12

14

16

18

20

RB72454

RB835486

SP80-1842

SP70-1143

AR % ARTSP80-1842

RB72454

FERMENTACIN


74/88

Estudios del alcohol.Alcohometra

FERMENTACIN

La transformacin de los azcares en etanol

Tecnicaa 2005

GRADO DEL ALCOHOL


75/88

AC Fernandes

Los kilogramos de etanol para cada 100 kg dealcohol (mixturaetanol + agua) es conocida enBrasil como grados INPM (Instituto Nacional de

Pesos e Medidas)

GRADO DEL ALCOHOL

Ejemplos:

Alcohol anidro 99,3 INPM 99,3%m/mAlcohol hidratado 93,2 INPM 93,2%m/m

Masa/ masa

Tecnicaa 2005

GRADO DEL ALCOHOL


76/88

AC Fernandes

Grados GL (Gay Lussac) son los litros de etanol paracada 100 L de alcohol (mixtura etanol + agua).

El resultado es expresado normalmente a 15 C

GRADO DEL ALCOHOL

Ejemplos:

Alcohol anidro 99,57 GL15 99,57%v/vAlcohol hidratado 95,54 GL15 95,54%v/v

Volumen/ volumen

Tecnicaa 2005

GRADO DEL ALCOHOL


77/88

AC Fernandes

Los grados INPM (% m/m) y GL (% v/v) estnconsolidados en la industria alcoholera de Brasil:

GRADO DEL ALCOHOLConceptos

En la fermentacin, son empleados los grados GL.

Para control del alcohol y comercializacin, se

utiliza el grado % masa/ masa (INPM).

Tecnicaa 2005GRADO DEL ALCOHOL


78/88

AC Fernandes

La masa especfica del alcohol (20 C/ 4 C)

est relacionada con la graduacin alcohlica.

Conceptos

y = -0,0012x3 + 0,3107x2 - 30,11x + 1866,3

R2

= 1

785

790

795

800

805

810

815

92,0 93,0 94,0 95,0 96,0 97,0 98,0 99,0 100,0

Massa especfica (kg/m3)

Grau INPM (%m/m)

Tecnicaa 2005


79/88

AC Fernandes

ART EN ETANOL

C6H12O6 2*CH3CH2OH + 2*CO2

180 g 2*46 g + 2*44 g

ART etanol + gas carbnico

Transformacin de los azcaresreductores totales en etanol.

Tecnicaa 2005

ART EN ETANOL


80/88

AC Fernandes

180 kg 2*46 kg ART etanol

2*46 L etanolME

180 kg ART = 92 kg de etanol100 kg ART = 51,111... kg etanol

ME = masa especfica (kg/L)

1 kg ART = 2*46 L etanolME*180

ART EN ETANOL

Tecnicaa 2005

ART EN ETANOL


81/88

AC Fernandes

Masa especfica del etanol= 789,3 kg/m3

1 kg ART = 2*46 L etanol789,3*180

1 kg ART = 0,6475 L de etanolTransformacin estequiometrica de los

azcares totales en alcohol absoluto (100%)

1kg ART = 2*46 L etanolME*180ART EN ETANOL

Tecnicaa 2005

ART EN ETANOL


82/88

AC Fernandes

Alcohol anidro

1kg ART = 2*46*100 L alcoholME*180*%m/m

Ejemplo: el alcohol anidro a 99,3%m/m tienemasa especfica de 791,5 kg/m3

1 kg ART = 2*46*100 L anidro791,5*180*99,3

1 kg ART = 0,6503 L de alcohol anidro

ART EN ETANOL

Tecnicaa 2005

Ej l


83/88

AC Fernandes

Ejemplo

Variedad Sacarosa Glucosa +Fructosa ART(kg/t cana)

RB72454 15,5 0,6 169,2

SP87-396 17,5 0,4 188,2

169,2 kg ART * 0,6503 = 110,0 L/t caa188,2 kg ART * 0,6503 = 122,4 L/t caa

Rendimiento de alcohol anidro

Eficiencia general de 100%

Tecnicaa 2005

V l d l h l dif t d i


84/88

AC Fernandes

Volumen de alcohol a diferentes graduaciones

Un determinado volumen de alcohol puede ser tericamente

transformado en otro volumen de alcohol con diferentegraduacin considerando que la masa del etanol es la misma en

las dos graduaciones:

V= volumen del alcohol (m3)

E= graduacin alcohlica (%m/m)

ME= mas especfica (kg/m3)

V * ME * E = Vx

* MEx

* Ex

m3 * kg/m3 * kg/kg = kg

x= alcohol a ser obtenido

Tecnicaa 2005



85/88

AC Fernandes


V= volumen de alcohol conocido congraduacin E y masa especfica ME

Vx= volumen de alcohol a ser obtenido congraduacin Ex y masa especfica MEx

Vx

= V *E * ME

Ex * MEx

V * ME * E = Vx * MEx * Ex

Tecnicaa 2005

Ej l


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AC Fernandes

Ejemplo

Vx

= 255.000 *93,3*809,0

99,3*791,5

Volumen de alcohol producido = 255.000 L

Grado = 93,3%m/m y masa especfica = 809,0 kg/m3

Cual es el volumen en correspondiente alcohol anidro ?

Alcohol anidro: grado = 99,3%m/mMasa especfica = 791,5 kg/m3

Vx = 240.088 L de alcohol anidro

Tecnicaa 2005


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AC Fernandes

Anhidro en Etanol 0,99577

Hidratado

1,04361

Hidratado en Etanol 0,95415

Hidratado: 93,0%m/m e 809,8 kg/m3

0,95821

Para

transformar:

Multiplicar

por:

Anidro : 99,3%m/m e 791,5 kg/m3

Anidro

Tecnicaa 2005

MUCHAS GRACIAS!


88/88

MUCHAS GRACIAS!

MUITO OBRIGADO!

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