A extração do caldo da cana consiste no processo físico de separação da fibra (bagaço), sendo feito, fundamentalmente, por meio de dois processos: moagem ou difusão.

Na extração por moagem, a separação é feita por pressão mecânica dos rolos da moenda sobre o colchão de cana desfibrada. Na difusão, a separação é feita pela lavagem da sacarose absorvida ao colchão de cana.

Esses processos serão detalhados a seguir.

Extração do caldo por moendas

A cana intensamente picada e desfibrada chega às moendas por meio de um alimentador vertical, o Chutt – Donelly. Cada conjunto de rolos de moenda, montados numa estrutura denominada castelo (Figura 1), constitui um terno de moenda. O número de ternos utilizados no processo de moagem varia de quatro a seis, e cada um deles é formado por três cilindros principais, denominados cilindro de entrada, cilindro superior e cilindro de saída.

Foto: Raffaella Rossetto.

Figura 1. Vista geral de moendas de cana-de-açúcar.

Normalmente, as moendas contam com um quarto rolo, denominado rolo de pressão, que melhora a eficiência de alimentação. A carga que atua na camada de bagaço é transmitida por um sistema hidráulico que atua no rolo superior. Com o aumento da capacidade de moagem advindo do preparo da cana, é necessária a instalação do rolo de pressão, cuja finalidade é manter constante o fluxo de alimentação da moenda.

A cana desfibrada chega à primeira moenda (Figura 2), onde recebe a primeira compressão entre o cilindro anterior e superior e uma segunda compressão entre o cilindro posterior e o superior. Tem-se, pois, um caldo conhecido como primário. O bagaço resultante segue pela esteira intermediária para o segundo terno de moagem, recebendo novamente duas pressões, como mencionado anteriormente. Os esmagamentos se sucedem para os ternos seguintes. O bagaço final sai com umidade em torno de 50% e segue para as caldeiras onde se produz vapor, que será consumido em todo o processamento e no acionamento das próprias moendas.

Foto: Raffaella Rossetto.

Figura 2. Moenda de cana-de-açúcar.

Durante a passagem do bagaço de uma moenda para outra, realiza-se a embebição, ou seja, a adição de água (Figura 3) ou caldo diluído, com a finalidade de se aumentar a extração de sacarose. Os três cilindros que compõem a moenda são posicionados de forma triangular. Os cilindros inferiores trabalham rigidamente em suas posições, enquanto o superior trabalha sob o controle de uma pressão. As moendas são acionadas por turbinas a vapor.

Foto: Patrícia Cândida Lopes.

Figura 3. Adição de água para otimizar a extração de sacarose.

Eficiência das moendas

A eficiência de um terno de moenda pode ser medida por dois parâmetros: capacidade e eficiência de extração. Entende-se por capacidade de um terno de moagem a quantidade de cana moída por unidade de tempo. Já o termo eficiência de extração refere-se à quantidade de sacarose extraída da cana pelas moendas.

Alguns fatores que afetam a capacidade de moagem são:

• preparo da cana;
• eficiência de alimentação da moenda;
• tamanho e tipo dos cilindros da moenda;

• regulagem da bagaceira.

Extração do caldo por difusão

A difusão consiste na condução da cana em aparelhos conhecidos como difusores, a fim de que a sacarose adsorvida ao material fibroso seja diluída e removida por lixiviação ou lavagem num processo de contra-corrente. Visando reduzir a quantidade de água necessária, é feita uma operação de retorno do caldo diluído extraído. Assim, ao final da operação, quando o bagaço se apresenta exaurido ao máximo, faz-se a lavagem com água fresca. O líquido obtido dessa lavagem, contendo alguma sacarose que se conseguiu extrair do bagaço, é usado na lavagem anterior por ser um pouco mais rico e, assim sucessivamente. Esse retorno pode ser efetuado de cinco a 20 vezes, dependendo do grau de esgotamento desejado.

Com a utilização de difusores obtém-se eficiência de extração da ordem de 98%, contra os 96% conseguidos com a extração por moendas. Os tipos de difusores utilizados são:

• difusores oblíquos (DDS);
• difusores horizontais;
• difusores circulares. 

No Brasil é usado o difusor horizontal. A seguir, estão relacionadas algumas vantagens do uso de difusores:

• baixo custo de manutenção;
• baixo consumo de energia;
• obtenção de caldos mais puros;

• alta extração de sacarose;

• menor desgaste. 

A desvantagem do uso de difusores é que estes carregam mais impurezas com o bagaço para as caldeiras, exigindo maior limpeza das mesmas devido à pior qualidade do bagaço.