Estudo de variáveis no processo de carbonatação do caldo de cana-de-açúcar

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Hamerski, Fabiane
Data de Publicação: 2009
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/20957
Resumo: Orientadora: Profª. Drª. Arislete Dantas de Aquino
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spelling Ndiaye, Papa Matar, 1966-Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de AlimentosAquino, Arislete Dantas de, 1960-Hamerski, Fabiane2024-07-16T14:37:05Z2024-07-16T14:37:05Z2009https://hdl.handle.net/1884/20957Orientadora: Profª. Drª. Arislete Dantas de AquinoCoorientador: Prof. Dr. Papa Matar NdiayeDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos. Defesa: Curitiba, 28/08/2009Inclui bibliografiaResumo: A produção de açúcar apresenta relevância na economia brasileira e o País temdestaque mundial por sua produção e exportação. Uma das operações unitáriasmais críticas do processo é a clarificação do caldo de cana-de-açúcar, por influenciaras etapas subseqüentes do processo de obtenção do açúcar branco. No Brasil, ométodo tradicional de clarificação é a sulfitação, técnica que emprega SO2 gasoso ecal. Porém, tem apresentado restrições, de ordem tecnológica, operacional,ambiental e normas de segurança alimentar. Neste sentido, é necessário a avaliaçãode alternativas e o processo de carbonatação, utilizando CO2 gasoso e cal, pode seruma opção viável. O objetivo deste trabalho foi a clarificação do caldo de cana-deaçúcar por carbonatação, em escala de laboratório. Os experimentos realizadosforam definidos de acordo com o Delineamento Fatorial Completo, em dois níveis(23) e um ponto central em triplicata, sendo este empregado em três lotes distintosde caldo de cana-de-açúcar, para avaliar o efeito das variáveis operacionais: pHentre os níveis 6,5 e 9,5, tempo entre os níveis 20 e 60 minutos e temperatura entre40 e 80°C; sobre os seguintes parâmetros: teor de sólidos solúveis totais (SST),sacarose, açúcares redutores (AR), amido, fosfato inorgânico, turbidez, cor ICUMSA,dureza total e cinzas condutimétricas. Para realizar a carbonatação, o caldo de cana,inicialmente, foi aquecido e o pH ajustado, com a adição de leite de cal a 5°Bé, emvalores de temperatura e pH conforme cada um dos experimentos definidos noplanejamento experimental. Em seguida, uma corrente gasosa contendo CO2 foiborbulhada no caldo de cana, e o leite de cal adicionado de forma a manter o pH emum valor constante durante todo o processo. Ao final da reação o polímero aniônico1011 foi adicionado e a mistura permaneceu em repouso, por 60 minutos, para asedimentação total dos precipitados. O caldo clarificado foi retirado do reator e asanálises físico-químicas efetuadas. Observou-se que o processo de clarificação docaldo de cana-de-açúcar pelo método da carbonatação, nas diferentes condiçõesestudadas, permite a remoção de amido, fosfato, cor e turbidez, além de reduzir oteor de açúcares redutores e permitir o aumento do percentual de sacarose no caldoclarificado. Caldos clarificados com menor percentual de SST e AR, e maior teor desacarose, foram obtidos como conseqüência dos tratamentos com valores máximosde pH, tempo e temperatura de reação, 9,5, 60, 80°C, respectivamente. Maioresvalores de remoção de amido foram obtidos nos tratamentos com maior temperatura(80°C), independente do valor do pH e do tempo de reação. A maior remoção defosfato foi obtida nos experimentos com valor mínimo de pH (6,5) e temperaturamáxima (80°C), independente do tempo de reação. A remoção de turbidez foicorrelacionada com a remoção de amido e fosfato, e aumentou a medida que atemperatura de carbonatação aumentou, independente do valor do pH e do tempode reação. A maior percentagem de remoção de cor, no lote 1, ocorreu notratamento com pH 8,0, tempo 40 minutos e temperatura de 60°C, enquanto noslotes 2 e 3 as condições máximas destas variáveis apresentaram maior remoção decor. Valores menores de dureza e cinzas foram obtidos nos experimentos commaiores valores de pH, tempo e temperatura. Por fim, verificou-se que as diferentescondições operacionais das variáveis pH, tempo e temperatura influenciam demaneira distinta nos parâmetros avaliados do caldo de cana clarificado e a própriacomposição de caldo in natura pode influenciar o processo de carbonatação.Abstract: The sugar production has relevance in the Brazilian economy and the country hasglobal prominence on its production and exportation. One critical unit operations ofthe process is the sugar cane juice clarification, because it influences on thesubsequent stages of the process of obtaining the white sugar. In Brazil, sulfitation isthe traditional method of clarification, technique that uses gaseous SO2 and lime.However, it has made restrictions on its use of technological, operational,environmental and food safety standards. There is a need to evaluate alternativesand the process of carbonation, using gaseous CO2 and lime, can be a viable option.The objective, of this study, was to clarify, in laboratory scale, sugar cane juice forcarbonation process. The experiments were defined according to the Full FactorialDesign in two levels (23) and a central point, carried out in triplicate, of three differentbatches of sugar cane juice, to evaluate the effect of operating variables such as pHbetween 6.5 and 9.5, the time used between 20 and 60 minutes and the temperaturebetween 40 and 80°C on the following parameters: total soluble solids (TSS),sucrose, reducing sugars (RS) , starch, inorganic phosphate, turbidity, colorICUMSA, total hardness and conductivity ash. To perform the carbonation, the sugarcane juice was first heated and the pH was adjusted adding lime milk at 5°Bé attemperature and pH values of each of the experiments as defined in the experimentaldesign. Subsequently, the gaseous CO2 was bubbled in the sugar cane juice, andlime milk was added to maintain the pH at a constant value throughout the process.At the end of the reaction an anionic polymer was added and the mixture was kept atrest for 60 minutes to the total sedimentation of precipitates. The clarified sugar canejuice was taken out of the reactor and the physical-chemical analyses were carriedout. It was observed that the sugar cane juice clarification process, by thecarbonation method, in the different conditions studied, allows the removal of starch,phosphate, turbidity and color, while reducing the reducing sugar content and allowan increase in the percentage of sucrose in clarified juice. Clarified juices wereobtained with a lower percentage of TSS and RS, and higher sucrose content as aconsequence of maximum pH, time and temperature of reaction treatments, 9.5, 60,80°C, respectively. Higher values of starch removal were obtained as a consequenceof higher temperature treatments (80°C), independent of pH and reaction time. Thephosphate was removed in higher proportion in minimum pH (6.5), maximumtemperature (80°C) and independent of the reaction time treatment. The removal ofturbidity was correlated with starch and phosphate removal, and increased as thetemperature of carbonation increased, independent of the pH value and reactiontime. The higher percentage of color removal, in batch 1, was observed in treatmentwith pH 8.0, time 40 minutes and 60°C, while in batch 2 and 3 the maximum valuesof these variables showed higher color removal. Lower values of hardness andconductivity ash were obtained in experiments with higher values of pH, time andtemperature. Finally, we found that the different operating conditions of pH, time andtemperature influence on parameters evaluated in a different way of sugarcane juiceand the composition of clarified juice may influence the carbonation process.148f. : il. algumas color., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalCana-de-açúcarBranqueamentoDioxido de carbonoTecnologia de alimentosEstudo de variáveis no processo de carbonatação do caldo de cana-de-açúcarinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALDissertacao Fabiane Hamerski.pdfapplication/pdf2612341https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/20957/1/Dissertacao%20Fabiane%20Hamerski.pdf00d5b21976cb8d7c8b110970bc85be99MD51open accessTEXTDissertacao Fabiane Hamerski.pdf.txtExtracted Texttext/plain244605https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/20957/2/Dissertacao%20Fabiane%20Hamerski.pdf.txt81f5dbc52cb0fa231a9ae863efed2354MD52open accessTHUMBNAILDissertacao Fabiane Hamerski.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1150https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/20957/3/Dissertacao%20Fabiane%20Hamerski.pdf.jpg5a282cf4404998ca7ccc2cba9ed05591MD53open access1884/209572024-07-16 11:37:05.754open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/20957Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-07-16T14:37:05Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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