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AC Fernandes
Tecnicaa 2005
Antonio Carlos Fernandes
Eng Agr - MSc
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
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AC Fernandes
Tecnicaa 2005
RB72-454 SP87-396
COMPOSICION TECNOLGICA
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
COMPOSICION TECNOLGICA
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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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
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7/88AC Fernandes
Tecnicaa 2005POL JUGO
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)
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8/88AC Fernandes
Tecnicaa 2005POL JUGO
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%
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9/88AC Fernandes
Tecnicaa 2005POL JUGO
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
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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
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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
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12/88AC Fernandes
Tecnicaa 2005POL JUGO
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
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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
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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
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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.
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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
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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
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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
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19/88AC Fernandes
Tecnicaa 2005
PUREZA DEL JUGO
Es el ms importante indicadorde calidad de la caa
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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
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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 (%)
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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 (%)
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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)
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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)
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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)
Fonte: K.C. Koster. SASTA, 2000
P l ( / t i ) M l (f i d S l f 00/01)
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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)
Fonte: K.C. Koster. SASTA, 2000
Tecnicaa 2005
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AC Fernandes
POL CAA
versus
PUREZA
Pureza caldo P l
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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
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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
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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
Pol cana Ensaios plantados em 1995
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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
Pol cana Ensaios plantados em 1995Resultados de cana-planta (1996)
Fonte: Copersucar
Pol cana Ensaios plantados em 1996
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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
Pol cana Ensaios plantados em 1996Resultados de cana-planta (1997)
Fonte: Copersucar
Tecnicaa 2005
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33/88
AC Fernandes
AZCARESREDUCTORES
La energa de la planta
Tecnicaa 2005
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34/88
AC Fernandes
AZCARES
AZCARES REDUCTORES
(C12H22O11) (C6H12O6) (C6H12O6)
SACAROSA GLUCOSA FRUCTOSA
Reducen el xido decobre del estadocprico a cuproso
Tecnicaa 2005
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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
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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
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37/88
AC Fernandes
AZCARES REDUCTORES(Glucosa y fructosa)
Determinacin directaLane & Eynon (1922)
(Mtodo oficial de la ICUMSA)
Tecnicaa 2005
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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
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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
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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
-
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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
5,0 mg sacarosa/100 mL de la solucin
10,0 mg sacarosa/100 mL de la solucin
25,0 mg sacarosa/100 mL de la solucin
Tecnicaa 2005
-
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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
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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
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AC Fernandes
AZCARES REDUCTORES(Glucosa y fructosa)
ESTIMATIVA
Vlido para sistema de pago
caa en Brasil
Ac. red. % jugo
-
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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
-
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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
-
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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
-
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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
-
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AC Fernandes
AZCARES REDUCTORESAR
AZCARES INVERTIDOS
AZCARES REDUCTORES TOTALESART
AZCARES TOTALES RECUPERABLESATR
Tecnicaa 2005
-
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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
-
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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
-
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AC Fernandes
AZCARESREDUCTORES
TOTALES
Los azcares fermentecibles
Tecnicaa 2005
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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
-
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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
-
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AC Fernandes
AZCARES REDUCTORES TOTALES(ART)
Determinacin directaLane & Eynon (1922)
(Mtodo oficial de la ICUMSA)
Somogy & Nelson (colorimtrico)(Bajos contenidos)
Cromatografa
Estimativa - Pol y AR
ART = PC/0,95 + ARC
Tecnicaa 2005
-
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AC Fernandes
AZCARES REDUCTORES TOTALES
(Sacarosa invertida +Glucosa e fructosa)
Determinacin directaLane & Eynon (1922)
(Mtodo oficial de la ICUMSA)
Tecnicaa 2005Hidrlisis de la sacarosa
-
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AC Fernandes
AZCARES REDUCTORES TOTALES
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
-
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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
-
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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
-
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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
-
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AC Fernandes
AZCARES REDUCTORES TOTALES
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
-
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AC Fernandes
AZCARES REDUCTORES TOTALES
(Sacarosa invertida +Glucosa y fructosa)
ESTIMATIVA
CONPOL Y AR
Tecnicaa 2005
-
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AC Fernandes
Para materiales de alta pureza (>80%) o con bajosvalores de azcares reductores (at 1,5%).
ART POL0,95
+ AR
AZCARES REDUCTORES TOTALES
ART=Sacarosa
0,95
+ Glucosa + Fructosa
ART
Tecnicaa 2005
-
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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:
AZCARES REDUCTORES TOTALES
ARTPOL
0,95
+ AR
Esta regla es vlida para determinacin de losART en el mosto (mixtura de jugo, miel y agua)
ART
Tecnicaa 2005
-
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AC Fernandes
ATRkg/t caa
AZCARESTOTALESRECUPERABLES
Consecana SP1998
Tecnicaa 2005
-
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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
-
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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
-
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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
-
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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
-
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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
-
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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)
-
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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
-
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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
-
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Estudios del alcohol.Alcohometra
FERMENTACIN
La transformacin de los azcares en etanol
Tecnicaa 2005
GRADO DEL ALCOHOL
-
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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
-
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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
-
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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
-
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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
-
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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
-
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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
-
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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
-
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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
-
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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
-
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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
Volumen de alcohol a diferentes graduaciones
-
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AC Fernandes
Volumen de alcohol a diferentes graduaciones
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
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7/14/2019 CURSO AZUCAR ETANOL.ppt
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