Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol
MeT 07 /2015
Camila Cardoso Rezende Maria Teresa Borges Pimenta
Fracionamento por peneiras do bagaço de cana-de-açúcar para obtenção das frações fibra e medula
RESUMO
O bagaço de cana-de-açúcar é um material lignocelulósico fibroso resultante do processamento da cana-de-açúcar e constituído por um conjunto heterogêneo de partículas de diversos tamanhos. As frações majoritárias do bagaço de cana são as frações fibra e medula que correspondem, respectivamente, às células fibrilares e às células de parênquima. O fracionamento por peneiras é um procedimento utilizado para separar estas duas frações distintas do bagaço de cana-de-açúcar. No processo de fracionamento, o sistema de separação empregado é composto por peneiras com diferentes aberturas de malha. Este memorando técnico apresenta o procedimento para o fracionamento por peneiras a seco do bagaço de cana-de-açúcar para a separação das frações ricas em fibra e medula.
SUMÁRIO
1. Resumo ... 1 2. Fracionamento por peneiras do bagaço de cana-de-açúcar ... 3 3. Referências bibliográficas ... 5
FRACIONAMENTO POR PENEIRAS DO BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR O bagaço de cana-de-açúcar é um material lignocelulósico de natureza fibrosa resultante do processamento dos colmos da cana-de-açúcar para extração da sacarose. Essa extração ocorre mediante processos físico- mecânicos de: ajuste de tamanho empregando um ou dois estágios de picadores de facas, abertura da matriz através de desfibrador de martelos oscilantes e placas, extração por prensagem em moendas ou difusão [CORREA, 1982].
A estrutura morfológica do bagaço integral de cana-de-açúcar é constituída basicamente por partículas tipo fibra (células fibrilares) e medula (células de parênquima).
Em geral, ao fim do processo de extração da sacarose, o bagaço proveniente da usina apresenta um teor de umidade de cerca de 50% (base úmida), 45% de estruturas fibrilares e 5 % de outros sólidos. A água fica retida na estrutura celular do material vegetal através de mecanismos de adsorção e capilaridade [TRIANA 1990].
A fração de estruturas fibrilares é constituída por cerca de 60% de fibras, 30% de medula e 10% de outros componentes [ICIDCA, 1999]. As fibras de bagaço são rígidas e alongadas enquanto as células de parênquima, ou medula, se caracterizam pelo aspecto fino, semelhante a pó, conforme apresentado na
Figura 1. Bagaço de cana-de-açúcar: fração fibra (A) e fração medula (B).
Estas duas frações podem ser separadas pelo processo de fracionamento por peneiras que consiste em submeter um material a uma série de até 6 peneiras, em ambiente seco. A operação é caracterizada pelo tempo de peneiramento, pela amplitude da vibração e pelas malhas das peneiras empregadas.
Primeiramente, o bagaço de cana recebido para estudo é homogeneizado e, então, amostrado por quarteamento, armazenando-se parte representativa do material. Posteriormente, o material armazenado é submetido ao fracionamento em um peneirador vibratório, marca Fritsch, modelo Analysette 3 PRO, utilizando-se peneiras de diferentes malhas (60, 40, 30, 20, 16 e 5 mesh). O conjunto deve respeitar a ordem crescente de granulometria, ou seja, a peneira de malha mais fina (menor granulometria) é encaixada logo acima da base e, em seguida, as demais peneiras de maior abertura de malha, conforme apresentado na Figura 2 (base – 60 mesh – 40 mesh – 30 mesh – 20 mesh – 16 mesh – 5 mesh – tampa).
Figura 2. Esquema ilustrativo com a ordem das peneiras no sistema vibratório (A) e imagem de catálogo do Analysette 3 PRO, da Fritsch GmbH (www.fritsch.de) (B).
Após o processo de separação a fração retida na peneira de 5 mesh, considerada como casca, é descartada por se tratar de materiais mais “grossos”. As frações das peneiras de 16, 20 e 30 mesh são misturadas e atribuídas como fração rica em fibras. O material retido na peneira de 40 mesh é inspecionado visualmente quanto ao teor de medula misturado às fibras. Se houver um alto teor de medula, esta fração é armazenada separadamente das demais, caso contrário, é adicionada à fração anterior rica em fibras. Por fim, as frações retidas na peneira de 60 mesh e a da base do sistema de peneiramento são reunidas e consideradas como fração rica em medula.
Após o processo de fracionamento por peneiras a fração rica em fibras é colocada em uma peneira de 40 mesh e lavada com água corrente com o intuito de remover possíveis resíduos de medula, ainda remanescentes do processo de fracionamento.
ICIDCA: Instituto Cubano de Investigaciones sobre los Derivados de la Caña de Azúcar. Sistemas y equipos de desmedulado en la industria del bagazo de la caña de azúcar. ICIDCA –Editorial Científico-Técnica, Habana, Cuba, 1982. 576p.
ICIDCA: Instituto Cubano de Pesquisa dos Derivados da Cana-de-Açúcar. Manual dos derivados da cana-de-açúcar: diversificação, matérias-primas, derivados do bagaço, derivados do melaço, outros derivados, resíduos, energia. 1ª edição em português. Brasília: ABIPTI, 1999. 474p.
TRIANA, O.; LEONARD, M.; SAAVEDRA, F.; FERNÁNDEZ, N.; GÁLVEZ, G.; PEÑA, E. Atlas del bagazo de la caña de azucar. México: GEPLACEA/PNUD/ICIDCA, 1990. 143p.
