Fabricação de Açúcar (Parte 2) PDF

INDÚSTRIA SUCROENERGÉTICA FABRICAÇÃO DE AÇÚCAR (PARTE 2) 8. Tratamento do caldo 8. Tratamento do caldo Objetivos: eliminação de impurezas grosseiras (bagacilho, areia), que aumentam o desgaste dos equipamentos e as incrustações; máxima eliminação de partículas coloidais, responsáveis pela m...

INDÚSTRIA SUCROENERGÉTICA FABRICAÇÃO DE AÇÚCAR (PARTE 2) 8. Tratamento do caldo 8. Tratamento do caldo Objetivos: eliminação de impurezas grosseiras (bagacilho, areia), que aumentam o desgaste dos equipamentos e as incrustações; máxima eliminação de partículas coloidais, responsáveis pela maior formação de espuma; preservação de nutrientes, vitaminas, açúcares, fosfatos, sais minerais e aminoácidos livres, necessários ao metabolismo das leveduras; minimização de contaminantes microbianos, os quais competem com as leveduras pelo substrato e podem produzir metabólitos tóxicos a estas, diminuindo a eficiência e a viabilidade do fermento. 8. Tratamento do caldo Substâncias responsáveis pela cor no caldo: Pigmentos vegetais (clorofilas, xantofilas e antocianinas), produtos de reação de Maillard (melanoidinas), caramelização e degradação da frutose. 8. Tratamento do caldo Peneiramento Sulfitação e caleação Coagulação e floculação Caldo clarificado Aquecimento e Decantação 8. 1. Peneiramento Visa a redução das partículas leves (bagacilho) e pesadas (areia, terra etc). Os equipamentos utilizados são peneiras e hidrociclones, os quais conseguem eficiência de 70 a 85%, dependendo do teor de sólidos na alimentação, condições de operação, abertura de telas etc. As principais vantagens de sua utilização são, sobretudo, a redução de entupimento e de desgastes em outros equipamentos, válvulas e bombas. Torta de filtro É o resíduo da filtração mecânica do lodo na fabricação do açúcar e também na do álcool direto, quando o caldo é submetido ao tratamento de clarificação. A torta de filtro é produzida na proporção de 20 a 40 quilos por tonelada de cana, apresentando, em média, 75% de umidade e é utilizada como fertilizante, rica fonte de fósforo. 8.2. Sulfitação e Calagem 8.2. Sulfitação e Calagem A sulfitação ainda é a mais tradicional e usual tecnologia de tratamento de clarificação do caldo para se obter o açúcar branco. O processo usual consiste em queimar o enxofre (S) gerando SO2 o qual é absorvido pelo caldo, promovendo o rebaixamento do pH do caldo tornando-o ácido (pH 3.2 a 3.8), em seguida é necessário neutralizar o caldo usando uma solução de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), a solução de hidróxido de cálcio (ou leite de cal) dever ter uma concentração de 5 ºBé máximo, quando se faz a neutralização com o leite de cal acontece uma reação de precipitação e formação de um sal pouco solúvel em meio ácido e neutro, o sulfito de cálcio(CaSO3). A técnica da sulfitação está embasada no princípio de neutralização do ácido sulfuroso pela solução de hidróxido de Cálcio (Ca(OH)2), gerando um sal insolúvel que se precipita, sulfito de cálcio (CaSO3). 8.2. Sulfitação e Calagem 8.2. Sulfitação e Calagem O tratamento de caldo com leite de cal não somente provoca a floculação e favorece a decantação das impurezas, mas também protege os equipamentos contra a corrosão. Em relação ao pH a ser alcançado, quanto mais se aproxima de sete, maior é a remoção de nutrientes do caldo e o excesso de cal pode afetar o crescimento da levedura em cultura. O pH do caldo decantado é ideal quando atinge a faixa entre 5,6 e 5,8, pois não provoca remoção significativa de nutrientes e diminui a ação corrosiva do caldo sobre os equipamentos, além de favorecer a redução do número de microrganismos contaminantes. A calagem é conduzida continuamente pela mistura do leite de cal com o caldo no tanque de calagem, sendo a dosagem automaticamente controlada pelo monitoramento do pH do caldo calado. 8.3. Floculação e coagulação Adição de um polímero aniônico floculante (polieletrolítico- poliacrilamida)para formação dos flocos e posterior coagulação. 8.4. Aquecimento O aquecimento consiste em elevar a temperatura do caldo entre 103 e 105º C (Celsius). O aquecimento em si pouco reduz a contaminação microbiana devido ao baixo tempo de residência à elevada temperatura. Para aquecer o caldo, utiliza-se normalmente aquecedores verticais, horizontais, tubulares. Após o aquecimento o caldo é levado para a próxima etapa, a decantação. 8.5. Decantação Visando a separação (por meio da gravidade) de impurezas com mínima remoção de nutrientes, a decantação é conduzida em menor intensidade na clarificação do caldo para destilaria do que para produção de açúcar. Esta menor intensidade é dada pelo menor tempo de retenção do caldo no decantador, que gira em torno de três ou três horas e meia contra quatro a cinco horas para a fabricação de açúcar. 9. Evaporação do caldo clarificado O objetivo do Sistema de Evaporação do Caldo é a remoção da maior parcela possível da água contida no caldo clarificado oriundo do tratamento de caldo, sem que haja a cristalização da sacarose. Ou seja, objetiva a máxima a concentração sem o aparecimento de cristais de sacarose, pois a função da Evaporação é somente retirar a água no Caldo Clarificado tornando em um caldo concentrado que seguirá para a fábrica de açúcar. Normalmente usa-se concentrar o Caldo de 60 a 65° Brix. 10. Cozimento do xarope e cristalização Esta etapa visa a cristalização e recuperação de 80% a 85% da sacarose presente no xarope. O sistema utilizado transforma o xarope em massa que posteriormente será centrifugada. O xarope produzido pela etapa de evaporação passa por um processo de cozimento, feito em cristalizadores, que na verdade são evaporadores de simples efeito. Nesta etapa, que é realizada em batelada, o xarope é concentrado sob vácuo, até atingir certo grau de supersaturação. 10. Cozimento do xarope e cristalização A massa cozida, após ter sido processada nos cozedores, à temperatura na faixa de 65-70°C e coeficiente de supersaturação de aproximadamente 1,20, é descarregada nos tanques de cristalização. A massa é então mantida em regime de agitação lenta sobre refrigeração, o que torna possível a continuidade do processo de cristalização iniciado na fase de cozimento do xarope. A agitação também assume grande importância, na medida em que garante o crescimento individual dos cristais em tamanho. A não realização da agitação poderia fazer com que a massa cozida se solidificasse, formando um único bloco, o que não seria desejável. 11. Centrifugação Ocorre a separação física do açúcar. Nessa etapa, o açúcar, que é lavado com água quente e vapor, gera um subproduto chamado melaço, o qual segue para a produção de etanol. De forma geral, as centrífugas de açúcar compõem-se de um cesto metálico telado, ao qual se conecta um eixo vertical através da sua extremidade inferior. Este eixo, por sua vez, é acionado por um motor elétrico, sendo o movimento transferido ao conjunto eixo/cesto através de polias, provocando rotação. Esse movimento de rotação, por sua vez, acaba por gerar força centrífuga no interior do cesto fazendo com que o “licor-mãe” drene através dos orifícios da tela. Os cristais de sacarose, por sua vez, são retidos no interior da tela. As porções iniciais do mel drenado são denominadas de “mel pobre”. Porém, após a aplicação de água e injeção de vapor para a remoção do filme de “licor-mãe”, que ainda permanece recobrindo os cristais de sacarose (conferindo-lhes coloração escura) apresenta maior teor de sacarose. A junção desta porção (com maior teor de sacarose) com o “mel pobre” resulta na obtenção do “mel rico”. 12. Secagem Quando o açúcar possui umidade elevada, sua deterioração é acelerada, resultando em maiores perdas. O inverso também é verdadeiro. Assim, independentemente do tipo de açúcar, faz-se necessária à realização da secagem do açúcar de tal forma que a sua umidade seja reduzida aos níveis de 0,1-0,2%. 12. Secagem Entre as partes constituintes de um secador de açúcar, destacam-se o aquecedor de ar e um ventilador que promove a circulação do ar quente em contracorrente à movimentação do açúcar no interior do secador. A temperatura do ar de secagem não deve ultrapassar a marca de 100°C. O ideal é que, na saída do aquecedor, o ar apresente temperatura na faixa de 70-95°C. Nessa condição, tem-se a certeza de que não haverá prejuízos em termos de qualidade decorrentes do amarelamento dos cristais por conta de aquecimentos exercidos pelo ar empregado. Outra variável importante nessa fase do processo é a velocidade do ar de aquecimento. A mesma deve ser regulada para permanecer na faixa de 1-5 m/s.  SECADORES VERTICAIS SECADORES HORIZONTAIS  13. Armazenamento De uma forma geral, o armazenamento do açúcar é realizado em sacas de 50 kg, big-bag de 1.500 kg ou a granel. 13. 1. Armazenamento em sacas Embalagens de 50 a 1.500 kg podem ser encontradas nas usinas. As sacas de 50 kg, bastante comuns, podem ser de algodão, polietileno e mistura de algodão e polietileno. As embalagens maiores, também conhecidas como big-bag, são construídas em polietileno e destinam-se ao fornecimento de grandes quantidades a indústrias de alimentos (doces e refrigerantes). Os produtos para exportação podem ser acondicionados nesses ou em outros tipos de embalagens, dependendo do produto, do mercado de destino e das finalidades. 13. 2. Armazenamento a granel Disposição do açúcar em pátios cobertos ou em silos. 13.3. Cuidados gerais no armazenamento Tipos de açúcar Açúcares sólidos Açúcares líquidos Açúcares sólidos Açúcar refinado granulado: Puro, sem corantes, baixo teor de umidade ou empedramento e com cristais bem definidos e granulometria homogênea. É mais usado na indústria farmacêutica, em confeitos, xaropes de alta transparência e em misturas secas. Características – pureza elevada, granulometria uniforme (final, média ou grossa) e muitíssimo branco. Açúcares sólidos Açúcar cristal Açúcar em forma cristalina produzido sem refino. É muito utilizado na indústria alimentícia para confecção de bebidas, biscoitos e confeitos, dentre outros. Açúcar demerara Produto de cor escura, que não passou pelo refino. Os cristais contêm melaço e mel residual da própria cana-de-açúcar. Com textura firme, não se dissolve facilmente. Açúcares sólidos Açúcar branco (tipo exportação) Há dois tipos para exportação – o branco para consumo humano direto, com baixa cor, sem refino e o branco para reprocessamento no destino, usina, sem refino, com cor mais escura. Açúcar mascavo Úmido e de cor amarronzada, não passa pelo processo de branqueamento, cristalização e refino. Tem sabor mais forte, assim como o melaço, semelhante ao da rapadura. É utilizado para a produção de pães, bolos e biscoitos integrais e granolas Açúcares sólidos Açúcar orgânico Açúcar de granulação uniforme, produzido sem qualquer aditivo químico tanto na fase agrícola como na industrial, disponível nas versões clara e dourada (visualmente similar ao demerara). Segue padrões internacionais e certificação por órgãos competentes. Açúcar refinado amorfo É o mais utilizado no consumo doméstico, por sua brancura, granulometria fina e dissolução rápida, sendo usado na confecção de bolos e confeitos, caldas transparentes e incolores e misturas sólidas de dissolução instantânea. Açúcares sólidos Açúcar Very High Polarization (VHP) O açúcar VHP é o tipo mais exportado pelo Brasil. É mais claro que o demerara e apresenta cristais amarelados. No seu branqueamento não há a utilização de anidrido sulfuroso. Açúcar de confeiteiro Tem grânulos bem finos, mais que o refinado, e cristalino. É destinado à indústria alimentícia, sendo muito utilizado no preparo de bolos, glacês, coberturas, suspiros, etc. Açúcares sólidos Açúcar light É constituído pela mistura de açúcar refinado e edulcorantes. Tem proporcionalmente menor conteúdo calórico e maior poder adoçante do que o açúcar refinado. Açúcar colorido É elaborado a partir de dois tipos de açúcares: cristal e granulado. É adicionado de corantes alimentícios para obtenção de diferentes cores. Açúcares líquidos Xarope de açúcar invertido O açúcar líquido invertido é um adoçante natural constituído pela mistura de glicose, frutose e sacarose. Pode ser produzido a partir de inversão ácida, inversão enzimática e inversão catiônica (resinas). Apresenta-se na forma líquida em uma solução límpida e ligeiramente amarelada, com odor e sabor característicos e com alto poder adoçante. Em geral, possui concentração de 76 a 78% de açúcar sólido diluído (Brix). Possui um alto grau de resistência à contaminação microbiológica. De poder umectante e anticristalizante, é utilizado na indústria alimentícia, principalmente para a produção de bebidas. Açúcares líquidos Xarope simples ou açúcar líquido O açúcar líquido é um adoçante natural de sacarose apresentado na forma líquida em uma solução inodora, límpida e cristalina, obtido pela dissolução de açúcar sólido em água, com posterior purificação e descoloração, o que garante a esse produto alta transparência e limpidez. É usado pela indústria farmacêutica e alimentícia, aplicado onde a ausência de cor é essencial, como bebidas claras, balas e outros confeitos