Obtencao e clarificacao de caldo de cana de acucar

Universidade Estadual de Campinas Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA) TA322 A Relatório - Prática 3: Obtenção e clarificação de caldo de cana Grupo 04 : Professora: Campinas, 15 de Outubro, 2013

Introdução

A cana de açucar é composta de seis espécies de gramíneas perenes do gênero Saccharum, ordem Gramineae. Existem duas espécies selvagens S. spontaneum e S. Robustum e quatro espécies cultivadas S. Officinarum L. S. barberi Jeswiet, S. sinense Roxb e S. edule Hassk. Acredita-se que a cana tenha se originado no sul do Pacífico com a S. spontaneum ocorrendo naturalmente do leste ao norte da África, ao longo do Oriente Médio, Índia, China, Taiwan, Malásia e através do Pacífico até a Nova Guiné.  A S. robustum é encontrada na margens de rios na Nova Guiné e algumas ilhas adjacentes, sendo nativa da área (SHARPE, 1998).

A importância da cultura da cana-de-açúcar tem raízes antigas na economia brasileira. As primeiras mudas da planta chegaram ao Brasil por volta de 1515, vindas da Ilha da Madeira (Portugal), tendo sido o primeiro engenho de açúcar construído em 1532, na capitania de São Vicente. Mas foi no Nordeste, especialmente nas capitanias de Pernambuco e da Bahia, que os engenhos de açúcar se multiplicaram. No século seguinte, já éramos o maior produtor e fornecedor mundial de açúcar, posição mantida até o fim do século XVII. Historicamente, a cana-de-açúcar sempre foi um dos principais produtos agrícolas do Brasil e, hoje, o País tem novamente a primeira posição no ranking mundial da cultura.  Seu plantio visa principalmente à obtenção do açucar (sacarose) e do etanol (CIB, 2009).

Para a fabricação de açucar, uma das etapas do processo é a clarificação do caldo obtido da cana, que é feito através da coagulação com auxílio de produtos químicos de compostos solúveis coloidais e insolúveis e posterior eliminação após sua decantação.  A finalidade da clarificação é separar a maior quantidade de substâncias presentes no caldo que não seja a sacarose procurando não diminuir sua quantidade por perdas no decorrer das diversas operações e por inversão através de hidrólise química ou enzimática (MARTUCCI, 1983).

O processo de clarificação do caldo de cana durante a produção do açúcar é realizado utilizando-se um ou mais agentes químicos (leite de cal e anidrido sulfuroso), envolvendo também aquecimento, decantação e filtração do resíduo decantado(borra). Assim, consiste em um processo trabalhoso, que requer insumos, mão de obra e necessita de equipamentos específicos para cada etapa do tratamento.

Objetivos

        Obtenção e clarificação do caldo de cana mediante a extração da matéria prima e posterior análises físico-químicas vinculadas ao padrão de qualidade.

Materiais e Métodos

Materiais

• Matéria prima: cana de açúcar
• Moenda
• Leite de cal (10%)
• Aquecedor elétrico (“rabo quente”)
• Proveta 500 mL
• Aparelho clarificador
• Funil
• Algodão
• Erlenmyer 250 mL
• Metabissulfito de sódio
• Ácido fosfórico 0,2 %
• Refratômetro digital
• Pipeta volumétrica 10 mL
• Potenciômetro
• Fenolftaleína
• NaOH 0,1 N
• Bequer 100 mL
• Balança
• Estufa
• Cadinho de porcelana
• Água destilada
• Agitador magnético

Métodos

        Os métodos descritos estão baseados nos procedimentos realizados apenas pelo Grupo 04, porém na discussão serão feitos todos os comentários pertinentes considerando os resultados de todas as turmas.

1) Extração e preparo do caldo de cana

        Pesou-se a matéria prima suja em balança e posteriormente extraiu-se o caldo na moenda de 1 terno  (fig. 1) para cálculo do rendimento. Em seguida realizou-se uma segunda extração e calculou-se também o rendimento desta extração e do processo como um todo.

        Foi determinado o teor de sólidos solúveis totais, pH, acidez e matéria seca do caldo extraído. A partir da determinação do ºBrix do caldo, corrigiu-se com água destilada para concentração de 14 ºBrix.

[pic 1]

Fig. 1. Moenda de 1 terno utilizada na extração do caldo.

2) Clarificação do Caldo: Sulfodefecação a frio

        Foi utilizado 300 mL de caldo de 1ª moagem, onde acrescentou-se 0,21 g de metabissulfito de sódio mantendo-se sob agitação por 3 minutos. Corrigiu-se o pH para 4,72 com ácido fosfórico 0,2 % em seguida acrescentou-se leite de cal (10%) até que caldo atingisse pH 7,2. Aqueceu-se o caldo com aquecedor elétrico (“rabo quente”) até 95 ºC.

        O caldo foi transferido para uma proveta de 500 mL, que foi mantida em repouso no aparelho clarificador por 15 minutos para decantação.

        Após este processo, foi filtrada uma alíquota de 100 mL, utilizando um funil com algodão, para realizações das análises físico-químicas do caldo clarificado: sólidos solúveis totais, pH, acidez e matéria seca.

3) Determinações físico-químicas

3.1) Sólidos solúveis por refratometria: a partir da pequena alíquota mediu-se o teor de sólidos solúveis em refratômetro digital

3.2) Determinação de acidez total

        Pipetou-se 10 mL da amostra em pipeta volumétrica em um Erlenmeyer de 250 mL e acrescentou-se 90 mL de água destilada. Adicionou-se 4 gotas de fenolftaleína e efetuou-se a titulação com NaOH 0,1 N e calculou-se a acidez.

3.3) Determinação do pH

        Transferiu-se uma alíquota de amostra para um Bequer de 100 mL e mediu-se o pH em potenciômetro previamente calibrado.

3.4) Matéria seca - por dessecação em estufa

        Pesou-se com precisão 10 mL da amostra e cápsula de porcelana previamente seca e pesada, evaporou-se a água em estufa a 105 ºC até peso constante e calculou-se a quantidade de matéria seca presente no caldo clarificado.