Portfólio Uma usina de açúcar e etanol

R$30,00

Assim que o site confirmar o pagamento, será enviado no e-mail cadastrado o link para download do arquivo

Descrição

Portfólio Uma usina de açúcar e etanol – Semestre: 9° e 10°

Curso: Engenharia de Produção

Disciplinas:  Gestão do conhecimento e da tecnologia da informação;

 Engenharia de métodos;
 Planejamento financeiro e orçamentário;
 Gestão de recursos naturais e energéticos;
 Projeto de fábrica e instalações industriais.


POSSUI UM TOTAL DE 16 PÁGINAS

A proposta de Produção Textual Interdisciplinar em Grupo (PTG) terá como temática “Uma
usina de açúcar e etanol”. Com essa temática objetivamos possibilitar a vocês, estudantes, a
aprendizagem interdisciplinar de conteúdos contemplados nas disciplinas desse semestre.
Neste trabalho vocês desenvolverão a atitude de investigação e prática, sistematizando
julgamentos baseados em critérios e padrões qualitativos e quantitativos relacionados a uma
situação geradora de aprendizagem (SGA) e embasados em conhecimentos construídos em cada
disciplina. A seguir apresentamos as orientações.
Situação Geradora de Aprendizagem (SGA)

Quem acompanha o noticiário já percebeu que os mercados de açúcar e etanol são bastante
dinâmicos. Ora está mais favorável a um, ora a outro. Então, como as usinas decidem qual deles
produzir? Como em todo negócio, o fator determinante é a melhor remuneração, que oscila de
acordo com a lei da oferta e da procura no Brasil e no mundo, influenciada, principalmente, pelo
excesso ou escassez de chuva, aumento ou redução do consumo, preço internacional do petróleo,
câmbio e cotações em bolsa de valores.
Contudo, a decisão não depende apenas do preço, mas da capacidade instalada das usinas.
Cada unidade precisa avaliar seu processo produtivo, para maximizar o produto de maior
rentabilidade e garantir a moagem de toda a cana prevista para a safra.
Segundo essa temática, temos a Usina de açúcar e etanol Açúcool, uma empresa familiar à
qual iniciou suas atividades no final da década de 50. Ela está localizada em Minas Gerais (MG – Brasil)
e trabalha com as duas vertentes de produtos e distribuição (açúcar e etanol) e conta com o apoio
de 70 colaboradores em sua totalidade (produção e administrativo). Para entender melhor os
problemas pelos quais a “Açúcool” está passando, vamos conhecer o processo da usina desde a
colheita da cana.
A cana de açúcar, após colhida, chega na usina por meio de caminhões. No parque industrial,
o caminhão é pesado em uma balança que tem como objetivo precisar a quantidade de cana que ele
carrega. O próximo passo é a análise da quantidade de açúcar que aquela cana específica possui. Isto
é feito com a retirada de uma pequena amostra do carregamento por meio de sondas que podem
ser oblíquas ou horizontais. A amostra da cana é direcionada para um laboratório que diagnosticará
o índice de ATR (Açúcares Totais Recuperáveis), ou seja, a quantidade de açúcar efetiva que aquela
cana possui.
Depois de pesada, a cana poderá ter dois destinos distintos: encaminhada diretamente para
a mesa alimentadora da usina onde, se colhida manualmente, poderá ser lavada ou ventilada para a
remoção das impurezas, ou, no caso da cana colhida mecanicamente, segue direto para a moenda

ou difusor. Algumas usinas trabalham com pátios de recepção de cana e estocagem, onde a cana é
depositada ou fica aguardando nos próprios caminhões até ser encaminhada à mesa alimentadora.
Os passos seguintes consistem em preparar a cana para a extração do caldo aumentando
assim sua densidade e capacidade de moagem. Neste processo, objetiva-se também romper as
células para a liberação do caldo nelas contido. Assim, a cana é passada por um jogo de facas num
processo de preparação até entrar em um desfibrador onde 85 a 92% de suas células são rompidas,
o que facilitará a extração do caldo.
Constituída basicamente de fibras e caldo, o que interessa para a cadeia produtiva da cana de
açúcar é o açúcar contido na matéria-prima que se encontra dissolvido no caldo. Portanto, o objetivo
principal é extrair o máximo de caldo da cana. A extração do caldo ocorre por duas diferentes
técnicas: a utilização de moendas ou por meio de um difusor de cana.
Nas moendas, formadas por vários ternos com dimensões diferentes, a cana é esmagada.
Cada terno, ou “castelo” como também são conhecidos, possui quatro rolos principais denominados
rolos de entrada, rolo superior, rolo de pressão e rolo de saída. No primeiro terno, são extraídas as
maiores quantidades de caldo. Depois disso, a cana é embebecida com água e passa pelos demais
ternos até que cerca de 94 a 97% do seu caldo seja extraído. O número de ternos varia de quatro a
sete. Outra forma de extração do caldo é o difusor de cana onde a extração ocorre por meio da
ruptura das células no preparo da cana onde se encontra a sacarose e a lavagem destas com água ou
caldo da própria cana.
Neste processo, os índices de extração podem chegar a até 98%. Após a extração do caldo, o
processo se divide em três diferentes estágios. De um lado, o bagaço que sobra é dirigido para uma
esteira, ou direcionado diretamente para as caldeiras onde será queimado e seu vapor transformado
em energia, em um processo conhecido por cogeração de energia ou bioeletricidade. As usinas
brasileiras são autossuficientes em energia no período da safra e ainda exportam um excedente para
as redes de distribuição vendendo, assim, créditos de carbono em conformidade com o protocolo de
Kyoto.

Cada tonelada de cana processada gera em média 260 quilos de bagaço e a energia cogerada
pode acionar as moendas dos processos elétricos ou o vapor utilizado para o acionamento que
transforma energia térmica em mecânica. Depois de extraído o caldo da cana, o próximo passo será
um tratamento neste caldo que tem como finalidade a retirada de impurezas solúveis e insolúveis
nele encontradas. O tratamento pode ocorrer em várias fases desde a passagem deste caldo por
peneiras, por meio de força centrífuga para separar os materiais sólidos do líquido, pesagem do
caldo, permitindo melhor controle químico do processo e tratamento químico do caldo. Depois de
tratado, o caldo pode ser encaminhado para a fabricação de açúcar ou de etanol. No primeiro caso,
o caldo passa por um processo conhecido como “sulfitação”, que tem por objetivo inibir reações que
causam formação de cor como, por exemplo, o escurecimento do caldo, coagulação de coloides e
ainda, diminuir a viscosidade do caldo. Após isso, o caldo é submetido à calagem que tem como
objetivo diminuir o PH e eliminar corantes. Enfim, o caldo é preparado para a próxima fase: o
aquecimento.
Nela, o caldo é aquecido à aproximadamente 105 oC com a finalidade de acelerar e facilitar a
coagulação aumentando a eficiência da decantação e possibilitando a degasagem, ou seja, a retirada
dos gases que ainda possam constar neste caldo que está sendo preparado. Depois de aquecido, o
caldo é purificado em um processo chamado decantação ou clarificação.
O caldo decantado é retirado da parte superior de cada compartimento e enviado ao setor de
evaporação para concentração. As impurezas sedimentadas constituem o lodo, que normalmente é
retirado do decantador pelo fundo e enviado ao setor de filtração para que o açúcar ainda existente
neste lodo possa ser retirado. Na sequência, o caldo passa por evaporadores para ser depois cozido,
cristalizado, centrifugado e secado. Depois deste processo, o açúcar, que pode então ser refinado ou
ganhar outras formas e especificações é ensacado, pesado e armazenado até ser transportado para
o mercado consumidor.
Já no caso do etanol, após passar pelo tratamento primário de peneiramento, o caldo é
submetido a um tratamento mais complexo que implica na adição de cal, aquecimento e posterior
decantação, ou seja, um tratamento semelhante àquele utilizado na fabricação do açúcar. Livre de
impurezas e devidamente esterilizado o caldo está pronto para ser encaminhado para a fermentação

onde os açúcares são transformados em álcool. As reações ocorrem em tanques denominados
“dornas de fermentação”.
O tempo de fermentação varia de seis a dez horas e ao final deste período, praticamente todo
o açúcar já foi consumido com a consequente redução da liberação de gases e multiplicação do
fermento. Após a fermentação, o caldo agora chamado de “vinho”, é enviado à centrífugas para a
recuperação do fermento que é tratado novamente e utilizado para a continuidade do processo
fermentativo.
O excedente de fermento pode ser encaminhado para a secagem dando origem a um novo
produto: a levedura seca que será comercializada como complemento alimentar animal ou humano
como fonte de proteínas. O “vinho” centrifugado é encaminhado para a destilaria, processo este que

se utiliza dos diferentes pontos de ebulição nas diversas substâncias voláteis presentes, separando-
as. A operação é realizada com o auxílio de colunas distribuídas em vários troncos.

Uma coluna tem por finalidade esgotar a maior quantidade possível de álcool do seu produto
de fundo, que é denominado vinhaça. Após extraído o álcool, essa vinhaça, composta basicamente
de água e sais minerais, ainda é utilizada na agricultura como fertilizante.
O álcool, produto final dos processos de destilação e retificação é chamado de álcool
hidratado, uma mistura binária por ser composto tanto por álcool (96%) quanto por água (4%). Este
álcool hidratado pode ser comercializado desta forma ou passar por um processo de desidratação
transformando-se no álcool anidro, que é utilizado no Brasil como aditivo para a gasolina. Depois de
pronto, o álcool produzido é armazenado em tanques de grande volume situados nos parques
industriais para serem embarcados e enviados aos seus respectivos pontos de vendas.
Após o entendimento de todo o processo da usina “Açúcool”, você e sua equipe foram
contratados para prestar serviços de consultoria para a Usina. Após algumas análises preliminares,
vocês perceberam que a usina deve estar com a questão orçamentária em dia, ou seja, a empresa
deve ter um planejamento financeiro adequado, entender seus custos de produção, entre outros.
Também é necessário verificar a capacidade de produção, para isto será necessário saber qual que é
o tempo de produção.

Para que a família dona da Usina fique satisfeita com os serviços prestados, vocês deverão
resolver os passos a seguir e apresentar os resultados.
Agora, é com vocês!
Bom trabalho!
Passo 1 – Gestão do Conhecimento e da Tecnologia da Informação
Conforme descrito na situação geradora de aprendizagem, a Usina “Açúcool”, possui
processos complexos para obter seus produtos finais (açúcar e álcool). Logo, para que a “Açúcool”,
tenha eficiência em sua produção é necessário que seus colaboradores tenham o devido
conhecimento de suas atribuições, além de ter equipamentos, máquinas, tecnologia da informação
e uma gestão adequada para aumentar sua produtividade. Portanto, você e sua equipe devem
auxiliar a Usina “Açúcool”, nos seguintes questionamentos:
a.1) Vocês devem esclarecer para a alta administração da “Açúcool”, que o conhecimento é
fundamental em toda e qualquer empresa, logo, devem explicar o que é o conhecimento explícito e
o conhecimento tácito, além de explicar as dimensões cognitivas e técnicas do conhecimento tácito.
a.2) Sabendo que a Usina “Açúcool” possui concorrentes, logo ela precisa tomar decisões
rápidas e assertivas. Nesse contexto, a tecnologia da informação possui um papel fundamental para
as organizações manterem vantagem competitiva perante a concorrência. Portanto, você e sua
equipe, analisaram e indicaram que a Usina “Açúcool” tenha um sistema de BI (Business Intelligence
ou Inteligência de Negócios.
Agora, vocês devem explicar para a alta administração da Usina “Açúcool” o que é o BI e como
ele pode contribuir nas tomadas de decisões.

Bibliografia recomendada:
AKKARI, Alessandra Cristina Santos. Gestão do conhecimento e da tecnologia da informação.
Londrina : Editora e Distribuidora Educacional S.A., 2018.

Passo 2 – Engenharia de Métodos
Você e sua equipe de consultoria, ao visitarem a Usina “Açúcool”, detectaram a necessidade
de realizar um estudo de tempo e métodos em uma das operações manuais (realizada apenas por
um operador) da usina, de modo a aumentar a produtividade dessa operação. Esse estudo de tempos
e métodos teve como objetivo definir o tempo padrão e por meio deste, definir a capacidade
produtivo desse setor em estudo. Diante disto, você e sua equipe realizaram 30 tomadas de tempos
(em minutos), conforme demonstra a tabela 1.

OBS: O expediente de trabalho é de 8 horas por turno.
Diante dos valores apresentados na tabela, agora é necessário calcular:
1.1) O Tempo Médio (TM).
1.2) O Tempo Normal (TN).
OBS: Para o FR (Fator de Ritmo) utilizar o valor de 90% (0,9)
1.3) O Fator de tolerância (FT).
OBS: Para a tolerância total, considerar o tempo de 144 minutos.
1.4) O Tempo Padrão (TP)
Bibliografia recomendada:
PINTO, Valdir Rogério Corrêa. Engenharia de métodos. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional
S.A., 2016.

Passo 3 – Planejamento financeiro e orçamentário
Planejamento de Caixa é uma ferramenta que permite à empresa reconhecer seu perfil de
pagamentos e recebimentos para então entender seus descasamentos de prazo e antecipar possíveis
gastos financeiros oriundos dessa situação. O Planejamento de Caixa é um problema sério e pode
levar uma empresa ao fechamento do negócio. Em outras palavras, a maioria das empresas encerra
suas atividades porque faltou dinheiro para honrar seus compromissos.
Nele será possível prever quando poderá faltar dinheiro na empresa e quanto irá faltar, e isso
dará tempo para se planejar visando superar a escassez de recursos. O inverso também é verdadeiro:
a ferramenta poderá apontar quando poderá sobrar dinheiro e quanto. Conhecer de antemão
quando haverá sobra ou falta de dinheiro é fundamental para diminuir despesas financeiras
Entenda, não há nada de errado em obter financiamento de capital de giro para honrar a
diferença entre pagamentos e recebimentos. O problema é desconhecer tais necessidades e permitir
que elas peguem a empresa de surpresa em um momento em que a organização pode não possuir
recursos para pagá-las.
E você, na qualidade de consultor, em uma reunião com a empresa Açúcool, obteve os
orçamentos de receitas e gastos da empresa para os próximos seis meses, como mostra a tabela 2.

A Usina de açúcar e etanol Açúcool lhe informou o seguinte perfil de pagamento de gastos e
recebimento de receitas:

1. 25% das vendas no mês são recebidas à vista, 25% após 1 mês e 50% após 2 meses.
2. A matéria-prima é paga metade no próprio mês em que é comprada e metade no mês
seguinte.
3. Por questões trabalhistas, a mão de obra recebe apenas no mês subsequente à produção.
4. Os demais custos da empresa são pagos à vista.
5. As despesas são pagas na ordem de 30% (fixas) à vista e 70% (variáveis) no mês seguinte à
sua competência.
Com as informações apresentadas, espera-se que você realize um planejamento de caixa
para a empresa Açúcool para os próximos seis meses.

Bibliografia recomendada:
PADOVEZE, Clóvis Luís. Planejamento orçamentário. 2. ed. São Paulo: Cengage Learning,
2010. (Minha Biblioteca).
https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-92511993000100003&lang=en.
Acesso em: 13 Junho 2021.
https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-92511991000100003. Acesso em:
13 Julho 2021.
https://www.scielo.br/pdf/rac/v12n1/a10v12n1.pdf. Acesso em: 13 Julho 2021.

Passo 4 – Gestão de recursos naturais e energéticos
Na leitura e análise da Situação Geradora de Aprendizagem (SGA), você compreendeu os
processos de remoção do caldo, com índices de extração que podem chegar a 98%. Contudo, após a
retirada do caldo, o processo se divide em diferentes estágios. Um deles diz respeito à utilização do
bagaço, que é considerado um subproduto ou resíduo, dependendo da aplicação.
O bagaço da cana-de-açúcar é o maior resíduo da agroindústria brasileira. Estima-se que, a
cada ano, sobrem de 5 a 12 milhões de toneladas deste material, que corresponde a
aproximadamente 30% da cana moída. As próprias usinas utilizam de 60% a 90% do bagaço
produzido como fonte energética (substitui o óleo combustível no processo de aquecimento das
caldeiras) e para a geração de energia elétrica.
Na usina, grande parte do bagaço que sobra é dirigido para uma esteira, ou direcionado
diretamente para as caldeiras onde será queimado e seu vapor transformado em energia, em um
processo conhecido por cogeração de energia ou bioeletricidade.
E ainda, com o desenvolvimento tecnológico, e o surgimento da indústria 4.0, existem
potencialmente usos não energéticos para o bagaço da cana, sendo que alguns deles já viabilizados
comercialmente e utilizados no dia a dia.

Os proprietários da usina sempre se preocuparam na redução e aproveitamento dos resíduos
oriundos do processo de extração do caldo da cana-de-açúcar. Assim, nesta etapa do projeto, você e
sua equipe terão de explicitar alguns questionamentos a respeito da utilização do bagaço de cana, já
que a usina tem apresentado elevado custo para destinar adequadamente os resíduos, podendo
tratá-los internamente. Dessa forma:
a) Explique o que são fonte alternativas de energia e quais as suas perspectivas. Cite 3
exemplos descrevendo suas principais aplicações, vantagens e desvantagens.
b) O processo de cogeração de energia ou bioeletricidade podem ser considerados como
fontes alternativas de energia? Justifique sua resposta explicando e caracterizando esses processos.
c) O bagaço tem sido utilizado em outras aplicações em nosso cotidiano, fora a geração de
energia e adubagem. Cite pelo menos duas aplicações e suas características.
Bibliografia recomendada:

http://www.biomassaworld.com.br/wp-content/uploads/2016/04/a-importncia-da-utilizao-do-
bagao-de-cana-de-acar.pdf, acesso em 14/07/2021.

https://revistapesquisa.fapesp.br/propriedades-do-bagaco-da-cana-de-
acucar/#:~:text=O%20baga%C3%A7o%20da%20cana%2Dde,maior%20res%C3%ADduo%20da%20ag

roind%C3%BAstria%20brasileira.&text=As%20pr%C3%B3prias%20usinas%20utilizam%20de,a%20ge
ra%C3%A7%C3%A3o%20de%20energia%20el%C3%A9trica. Acesso em 14/07/2021.

Passo 5 – Projeto de Fábrica e Instalações Industriais
Com o aumento na demanda por álcool, a alta administração da Açúcool está pensando em
instalar um Centro de Distribuição (CD) próximo a seus principais clientes, porém ele não sabe qual
será a melhor cidade a instalar esse CD.
Portanto, vocês deverão auxiliar a “Açúcool” a escolher a melhor cidade a ser instalada um
CD, por meio do Método da Ponderação Qualitativa. Assim, primeiramente, vocês levantaram os

dados e as informações necessárias. Vocês verificaram quatro (4) possíveis cidades para instalação
(aqui chamaremos de cidade A, cidade B, cidade C e cidade D), também verificaram quais os principais
fatores a serem analisados, bem como os seus respectivos pesos.
Logo, vocês junto com a alta administração da “Açúcool” elaboraram a Tabela 3.

Portanto, vocês deverão apresentar os cálculos e qual a cidade a ser escolhida pelo Método
da Ponderação Qualitativa.

Bibliografia recomendada:
SQUILLANTE JÚNIOR, R. Projeto de Fábrica e Instalações Industriais. Londrina: Editora e
Distribuidora Educacional S.A., 2019.