IMPUREZAS VEGETAIS NA COLHEITA MECANIZADA E A CONCENTRAÇÃO DO AMIDO NO CALDO DE CANA

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1 IMPUREZAS VEGETAIS NA COLHEITA MECANIZADA E A CONCENTRAÇÃO DO AMIDO NO CALDO DE CANA PLANT IMPURITIES IN MECHANIZED HARVESTING AND CONCENTRATION OF STARCH IN THE SUGARCANE JUICE Adriano Zerbinatti Gimenez (1) Rodrigo Vezzani Franzé (2) Leonardo Lucas Madaleno (3) Resumo O objetivo deste estudo de caso foi relacionar o aumento da quantidade de impurezas vegetais com o aumento no teor de amido no caldo, pelo avanço da mecanização da colheita da cana crua. O estudo foi realizado na usina Santa Fé, localizada na região de Araraquara-SP durante as safras de 21/211, 211/212, 212/213 e 213/214 e o avanço da mecanização da colheita nestas safras foi, respectivamente, de 82,7%, 94,8%, 98,8% e 99,8%. A amostragem da cana foi realizada em caminhões sorteados através de sonda oblíqua, sendo separado 1 Kg da amostra para a determinação de impurezas vegetais. Parte da cana coletada (1 Kg) foi triturada, homogeneizada e separada 5g para prensagem e extração do caldo para análises convencionais (Brix, Pol) e 2 ml desta amostra foram reunidas durante 24 h (caldo total) para determinação do teor de amido. A mecanização da colheita de cana crua aumentou a quantidade de impurezas vegetais adicionadas na matéria-prima. A concentração de amido, aparentemente, não se relaciona somente pelo aumento das impurezas vegetais adicionadas, indicando que mais fatores atuam na concentração desse polissacarídeo. Palavras-chave: Açúcar. Etanol. Cana crua. Cana-de-Açúcar. Carboidrato. Precipitação. Abstract The purpose of this study was to observe the increased plant impurities amount with increasing starch levels in the sugarcane juice with advanced green cane mechanized harvesting. This study was carried out at Santa Fé sugar mill, located in the region of Araraquara-SP during seasons 21/211, 211/212, 212/213 e 213/114 and the progress of harvesting was 82,7%, 94,8%, 98,8% and 99,8% respectively. The sampling was performed in separated trucks, being 1kg of the sample used to determine of plant impurities. Part of the collected sugarcane (1Kg) was crushed, homogenized and separated 5g for pressing and juice extraction for ordinary analyses (Brix, Pol e PBU) and 2 ml of this sample were collected over 24 h (total juice) for the determination of starch content. Harvest mechanization of green sugarcane increased the amount of plant impurities added to the raw material. Apparently the starch content found did not correlate with the level of plant impurities. This fact shows that others factors play role on polysaccharide levels. 1,3 Faculdade de Tecnologia Nilo de Stéfani, Jaboticabal (Fatec-JB) SP; 2 Usina Santa Fé Nova Europa SP; contato: leonardo.madaleno@fatec.sp.gov.br 1

2 Keywords: Sugar. Ethanol. Green cane. Sugarcane. Carbohydrate. Precipitation. 1 Introdução Para atender a uma necessidade ambiental, prevista em protocolos e legislações, gradualmente o setor sucroenergético vem modificando o modo de colheita da matéria-prima para cana crua. A colheita em áreas sem queima prévia e de forma mecanizada resultou em aumento de 15% das impurezas vegetais (palha, palmitos e folha verde) e minerais adicionados ao processamento industrial. Essas impurezas contribuíram inclusive para o aumento no teor de amido encontrado no caldo (BENEDINI et al, 28). Amorim e Oliveira (1982) afirmam que a presença de polissacarídeos no caldo de cana é responsável pela redução na recuperação do açúcar na fábrica. Concentrações no caldo acima de 4 mg L -1 podem resultar na produção de açúcar com teor de amido superior a 15 mg L -1 (FIGUEIRA, 29), o que deixa o uso do produto bem restrito nas indústrias subsequentes. Nas refinarias dos EUA, por exemplo, há penalidade para açúcares que apresentam elevadas concentrações do carboidrato (EGGLESTON et al., 21). Dentro desse contexto, o objetivo desse estudo de caso foi verificar em uma unidade industrial a influência do aumento da mecanização da cana crua, ao longo de quatro safras, na quantidade de impurezas vegetais adicionadas ao processo. Em seguida, relacionar a adição dessas impurezas com a concentração de amido encontrada no caldo. 2 Material e Métodos Esse estudo de caso foi realizado na Usina Santa Fé, localizada na região de Araraquara-SP durante as safras 21/211, 211/212, 212/213 e 213/214. Em cada ano-safra houve aumento da mecanização da colheita da cana-de-açúcar sem queima prévia, que foi respectivamente de 82,7; 94,8; 98,8 e 99,8% de cana crua. As datas de início e final das safras ocorreram de 1/5 a 15/11; 27/4 a 19/11; 8/5 a 22/12 e 8/4 a 26/11. Foi realizada em todos os dias das safras amostragem por sonda oblíqua de caminhões sorteados que chegavam à usina. Dos 1 kg amostrados foi retirado 1 kg para verificação da quantidade de impurezas vegetais que acompanhavam a carga. As impurezas foram separadas para mensurar a percentagem de massa da matéria. A análise de impureza foi realizada 3 vezes ao dia de cada frente de colheita da usina. Ao final do dia se obtinha a média das impurezas vegetais. Para o presente estudo foi calculada a média de 15 dias. 2

3 A cana coletada pela sonda foi triturada, homogeneizada e submetida a análises convencionais (Brix, Pol). Uma amostra composta de subamostras de 2 ml foi reunida ao longo de 24h, formando o caldo total do dia. O amido foi determinado conforme CTC (211) e foi calculada a média dos 15 dias. Foram construídos gráficos em que se verificam os níveis de impurezas vegetais e de amido em relação a cada quinzena dos anos safras, com respectivas médias. 3 Resultados e Discussão Verificou-se na Figura 1A que a quantidade de impurezas vegetais foram diferentes, sendo que a colheita mecanizada, com 82,7% de cana não queimada, apresentou níveis mais baixos (em torno de 4%) ao longo da safra com relação aos níveis de 98,8 e 99,8% de colheita de cana crua, que chegou a dobrar, em algumas quinzenas (em novembro). Benedini et al. (28) indicam que impurezas acima de 7% são consideradas elevadas. A quantidade de amido aparentemente não foi influenciada pela mudança do sistema de colheita (Figura 1B). O que pode se verificar para esse parâmetro foi que a partir do dia 1/1, com o aumento da intensidade de chuvas, houve acréscimo na quantidade do carboidrato. A concentração de amido no caldo pode ser influenciada pela quantidade de impurezas que são adicionadas, mas também dependem das cultivares, da época do ano de colheita, quantidade de folhas e ponteiros adicionados processados, fotoperíodo, doenças, maturação da cana, condições de processamento e do manejo da limpeza da cana nas colhedoras pelos extratores primários e secundários (EGGLESTON et al., 21). Salienta-se que em momentos de precipitações, quando a cana está em maturação fisiológica, dependendo das cultivares, pode haver maior ou menor declínio do teor de sacarose nos vacúolos (RODRIGUES, 1995) e maior acúmulo de amido pela retomada do crescimento vegetativo, o que contribui para o aumento dos níveis do polissacarídeo no caldo da cana. O grupo de cultivares que a usina utiliza para colheita a partir de outubro podem apresentar maiores teores ou houve dificuldade no momento da colheita com colhedoras (separação de folhas e palmito) devido ao aumento das precipitações de final de ano (Figura 2). A chuva, que se intensifica em outubro na região próxima à usina, atrapalhou o processo de colheita mecanizada, que diminuiu a eficiência na separação das impurezas da cana pelos extratores da colhedora (DINARDO-MIRANDA et al., 28). 3

4 Deve-se destacar que a quantidade de amido nas safras superou o preconizado por Figueira (29) (4 mg L -1 ), em que seria recomendando o uso da enzima α-amilase para hidrólise do carboidrato. Atenção especial deve ser dada para o final da safra em que os níveis de amido chegaram ao pico de 1328 mg L -1 na safra 212/213 (98,8% de cana crua). Figura 1 Porcentagem crescente de cana crua média e das safras 21/211 (82,7%), 211/212 (94,8%), 212/213 (98,8%) e 213/214 (99,8%). A Impurezas Vegetais; B Amido. Impurezas vegetais (%) /4 a 15/4 16/4 a 3/4 1/5 a 15/5 16/5 a 31/5 1/6 a 15/6 16/6 a 3/6 1/7 a 15/7 16/7 a 31/7 1/8 a 15/8 16/8 a 3/8 1/9 a 15/9 16/9 a 3/9 1/1 a 15/1 16/1 a 31/1 1/11 a 15/11 16/11 a 19/11 1/12 a 15/12 16/12 a 22/12 A 82,7% 94,8% 98,8% 99,8% Média Média de 15 dias B Amido (mg L -1 ) /4 a 15/4 16/4 a 3/4 1/5 a 15/5 16/5 a 31/5 1/6 a 15/6 16/6 a 3/6 1/7 a 15/7 16/7 a 31/7 1/8 a 15/8 16/8 a 3/8 1/9 a 15/9 16/9 a 3/9 1/1 a 15/1 16/1 a 31/1 1/11 a 15/11 16/11 a 19/11 1/12 a 15/12 16/12 a 22/12 82,7% 94,8% 98,8% 99,8% Média Média de 15 dias Linha vermelha indica a concentração de 4 mg L -1 (FIGUEIRA, 29). 4 Conclusões A mecanização da colheita de cana crua aumenta a quantidade de impurezas vegetais adicionadas na matéria-prima. A concentração de amido aparentemente não se relacionou somente pelo aumento das impurezas vegetais adicionadas, indicando que mais fatores atuam na concentração desse polissacarídeo. 4

5 Figura 2 Precipitação (mm) média e dos anos de 21 a 213 nos meses de janeiro a dezembro na região de Ibitinga-SP, próximo à usina Santa Fé. 3 Precipitação (mm) média jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez Meses Referências AMORIM, H. V.; OLIVEIRA, A. J. Injeção na fermentação: como evitá-la. Açúcar & Álcool, São Paulo, v.2, n.5 p.12-18, BENEDINI, M. S., BROD,F. P. R., PERTICARRARI, J. G. Perdas de cana e impurezas vegetais e minerais na colheita mecanizada. Coplana, 28. Disponível em: < Circulares%5CPerdas_na_colheita_mecanizada.pdf>. Acesso em: 28 de abril CONSECANA. Normas de avaliação da qualidade da cana-de-açúcar. Disponível em: < >. Acesso em: 21 Set. 28. CTC. Manual de métodos de análises para açúcar. Piracicaba, Centro de Tecnologia Canavieira, Laboratório de análises, 211. Disponível em CD Rom. DINARDO-MIRANDA, L. L.; VASCONCELOS, A. C. M.; LANDELL, M. G. A. Cana-deaçúcar. Campinas: Ed. Instituto Agronômico, p. EGGLESTON, G.; MONTES, B.; ANTOINE, A.; STEWART, D. Seasonal variations in 5optimized applications of intermediate temperature stable α-amylase in raw sugar manufacture. International Sugar Journal, Glamorgan, v. 112, p , 21. FIGUEIRA, J. A. Determinação e caracterização de amido de cana-de-açúcar e adequação de metodologia para determinação de alfa-amilase em açúcar bruto. Campinas: FAPESP, 29. Disponível em:< htpp:// Acesso em: 14 abr RODRIGUES, J.D. Fisiologia da cana-de-açúcar. Botucatu: Instituto de Biociências Universidade Estadual Paulista, p. (Apostila). 5