Considerando o aspecto industrial, as três premissas básicas para o sucesso da atividade sucroalcooleira são: elevado índice de recuperação de açúcar/álcool, baixo custo operacional e elevados índices de geração de energia elétrica excedente para venda.

Essas premissas são conseguidas através da utilização de equipamentos e instalações de boa qualidade, operação eficiente e com um mínimo de descontinuidade por falta de cana, limpezas e manutenção, além de um balanço energético afinado, para se obter baixo consumo de vapor no processo e assim possibilitar a queima do bagaço excedente para gerar vapor e acionar a geração de energia elétrica excedente, na forma de uma termoelétrica de condensação.   

Neste contexto, a evaporação é o coração do processo, tendo em vista que todo o vapor gerado (vapor obtido), após gerar energia mecânica/elétrica, para acionar a usina, é encaminhado para a evaporação (vapor de escape), onde é condensado no 1º efeito (pré-evaporação) e regenera-se formando o vapor vegetal responsável por fornecer energia aos demais processos, evaporação, cozimento, destilação , etc..

Já é um consenso nas usinas brasileiras a utilização de um sistema de evaporação composto de um primeiro efeito (pré-evaporador) grande, para possibilitar sangrias para todos os outros setores, e mais 4 efeitos de tamanho decrescentes, com sangrias no 2º e 3º efeitos, para abastecerem os aquecedores de caldo e os cozedores contínuos de açúcar. Estão disponíveis no mercado 4 tipos de evaporadores, quais sejam:

• Roberts: É o mais comum, de calandra inundada, permite operação manual, suporta bem as variações de fluxo de caldo, operam com circulação natural e permitem limpeza química (CIP) ou mecânica manual.

• Falling Film: São evaporadores de tubos longos para fluxo descendente. Requerem automação e são mais sensíveis a variações de carga, operam com circulação forçada, através de bombas, e somente permitem limpeza química (CIP). As limpezas mecânicas são demoradas, dispendiosas e realizadas,se necessária na entressafra.

• Placa: Esses evaporadores usam placas, ao invés de tubos, para a troca térmica e podem operar de forma similar ao Roberts inundada ou do Falling Film, com caldo recalcado com alta velocidade, através das placas para flash, em câmaras separadas. A limpeza deve ser obrigatoriamente química (CIP), não permitindo limpeza mecânica.

• Multi-reb: esse tipo dispõe de calandras tubulares inundadas, semelhantes ao Roberts, isoladas por válvulas que as interligam a uma única câmara de “flasheamento”. Cada calandra dispõe de uma tampa superior que descobre toda a calandra tubular, o que possibilita, além de limpeza química (CIP), enorme facilidade para limpeza mecânica, onde o operador trabalha de forma segura, fora da caixa, não correndo riscos de acidentes por queimadura.

Os evaporadores mais sofisticados tipo Falling Film ou de Placa operam com taxas de cerca de 50% a 100% mais elevadas, que os demais modelos Roberts, com aparelhos limpos, livre de incrustações. Nas condições rotineiras de tratamento do caldo, que utilizam leite de cal no tratamento do caldo a ser evaporado, é altamente incrustante e forma uma película de complexo de cálcio nas paredes do aparelho, isolando-a e reduzindo as altas taxas de evaporação, trazendo-as para valores próximos aos encontrados nos modelos tradicionais.

Por outro lado, a obrigação da limpeza química, além de demorada e onerosa, não é tão eficiente quanto a limpeza mecânica. De modo geral, o dimensionamento dos equipamentos de evaporação independentemente do tipo, deve apresentar a mesma área de troca térmica, que corresponde a uma taxa evaporativa entre 25 a 35 kg/m²h, dependendo da freqüência de limpeza e das condições operacionais. O modelo Multi-reb, desenvolvido pela Empral, apresenta a característica de ser modular e possibilitar um crescimento racional. Apresenta também segurança operacional na operação de limpeza - pela abertura de tampa superior, com o operador trabalhando fora do equipamento.

Cozimento: O caldo de cana, após tratamento físico-químico, é concentrado nos evaporadores até a fase de xarope, com concentração de 60° à 70° Brix, e juntamente com os méis reciclados no processo, são enviados ao setor de cozimento, onde ocorre o fenômeno de formação e crescimento dos cristais de sacarose, por evapocristalização.

O processo de cozimento pode ser feito com 2 ou 3 massas, com o objetivo de se esgotar o açúcar contido no mel final, a ser enviado à destilaria, para a produção de álcool. O cozimento pode ser executado por 2 sistemas distintos, o tradicional, em batelada, e o contínuo, sendo que a fase inicial de cristalização, que corresponde à formação dos cristais, só pode ser feita em cozedores de batelada. É na fase de crescimento dos cristais, onde se podem usar os sistemas contínuo, batelada ou ambos.

Os cozedores contínuos são normalmente empregados nas massas B e C, de purezas mais baixas, havendo restrições a seu emprego na massa A e em massas de açúcar refinado, sendo que apresentam enormes vantagens sobre os descontínuos, por não causarem desequilíbrios nos fluxos de vapor e nos demais produtos envolvidos.

Os cozedores em batelada, ora demandam grandes quantidades de vapor e produtos, e quando param para descarregar, sua demanda de vapor e produtos é zero, causando oscilações no processo. Os cozedores contínuos, de modo geral, permitem operação com pressões de vapor mais baixas (95°C a 100°C) e assim apresentam vantagens no balanço térmico.

Como operam continuamente, tornam-se mais econômicos e demandam menor área para instalação que os de batelada, necessitando de automação mínima para se conseguir bons resultados. Atualmente, o mercado dispõe de diversos fornecedores de cozedores contínuos, desde os pioneiros Fives-Lille e Fletcher e, mais recentemente, cozedores bastante avançados como SRI. e Dedini, como o modelo Dedini/Empral.