Fıkhî Yorumları

MANTOVANI et al. (1985) demonstraram que no processo convencional de fabricação de açúcar, as altas velocidades crescimento dos cristais sacarose, provocada pela rápida evaporação do solvente e elevada temperatura, provocam intensa inclusão e oclusão de corpos coloridos e impurezas presentes no licor-mãe, e na superfície do cristal.

MANTOVANI et al. (1986) investigaram os fatores que causam oclusão de licor-mãe, contendo agentes coloridos no interior dos cristais de sacarose, no processo de cristalização da sacarose por evaporação do solvente, processo convencional. Verificaram que a oclusão de licor-mãe e inclusão de compostos coloridos e cinzas nos cristais, ocorrem mais intensamente no final do processo de cristalização, denominado como “aperto final”, que é caracterizado como o tempo final do cozimento, onde há evaporação sem a adição simultânea de xarope (ver figura 3). Observaram nítida e intensa inclusão de cor, principalmente nos cristais

grandes mais concentrados na face p’, onde a velocidade de crescimento é maior. Concluíram finalmente que no processo convencional de fabricação de açúcar uma redução na quantidade de impurezas ocluídas ou inclusas ocorreria se houvesse uma diminuição no tamanho final dos cristais e uma redução na taxa de concentração do licor-mãe no “aperto final”. Recomendam, ainda, a associação da cristalização por resfriamento na etapa final da cristalização.

LIONNET (1996) correlacionou a influência do nível de cor do licor-mãe com a coloração dos cristais obtidos para o processo convencional de cristalização da sacarose de cana na África do Sul, verificou que a transferência de cor do licor para o cristal é muito mais intensa para o caso da cana-de-açúcar que para beterraba. Finalmente sugere ser necessário abaixar a cor do licor-mãe para se obter um açúcar cristal bruto com coloração melhorada, por exemplo pela via química.

LIONNET (1998) constatou que o mecanismo de transferência de impurezas do licor-mãe, em processo de fabricação de açúcar de cana, para o cristal (superfície e estrutura), é função da velocidade de crescimento dos mesmos. Determinou, por exemplo, que as taxas de transferência de amido eram de cerca de 300 vezes maior que as de potássio, e que estas aumentavam com o aumento da velocidade de crescimento e com o tamanho dos cristais de sacarose. Avaliou ainda os efeitos da temperatura e da viscosidade.

WRIGTH (2002) estudou o processo de incorporação de cor e propôs um modelo matemático para os mesmos. O autor afirma que os mecanismos de transferência de impurezas do licor mãe para a estrutura dos cristais se dão por três mecanismos básicos: através da co-precipitação de sais na superfície cristalina e subseqüente inclusão, através da oclusão de gotas de licor mãe na superfície cristalina crescendo e pelo recobrimento do cristal com um filme de licor-mãe. Conclui finalmente que significativas modificações da taxa de inclusão requereriam

a adoção de grandes modificações no processo como, por exemplo, utilizar o açúcar B como pé de cozimento do açúcar A.

VERHAART et al. verificaram que sais de sódio, potássio e lítio são excluídos ou fracamente incorporados à estrutura cristalina enquanto outros como cálcio são preferencialmente incorporados no processo de cristalização por evaporação.

MANTOVANI et al. (1988) demonstraram que cristais de sacarose de boa qualidade podem ser obtidos, mesmo que partindo de soluções altamente impuras. Para tanto recomendam velocidades de cristalização mais brandas que as praticadas no processo convencional de fabricação de açúcar. Propõem a adoção da cristalização por resfriamento como forma de atingir uma taxa de cristalização mais baixa, ideal para minimização da inclusão de cor nos cristais. O processo recomendado consiste basicamente em concentrar o xarope até um certo grau de supersaturação, efetuar a semeadura dos germens de cristalização e aplicar o resfriamento do mesmo.

VACCARI et al. (1988) realizaram estudos, em escala piloto, para avaliar a cristalização de sacarose, por resfriamento, em xarope de caldo de beterraba que não foi submetido ao tratamento químico (cor ICUMSA de 6000). Obtiveram açúcar do tipo 2 (cor 150 UI), após um tempo de cristalização de 4 a 5 horas, com um tamanho médio de cristal de 0,4 a 0,6 mm, um coeficiente de variação entre 30 e 40% e um rendimento em cristais de 32,5%.

MANTOVANI e VACCARI (1993) conduziram testes, em escala de laboratório, da cristalização de xarope obtido de caldo de beterraba sem tratamento químico, com uma cor inicial de 6.000 UI, obtendo-se cristais de açúcar com uma cor de 40 UI. O processo foi conduzido partindo-se de um xarope saturado a 80- 85ºC, adicionando-se semente e resfriando-se, o xarope saturado, a uma taxa de 10ºC por hora, até se atingir 30-35ºC. O processo foi repetido em três estágios, isto

é, cristalizando-se o mel obtido no estágio anterior, obtendo-se uma recuperação total de açúcar de cerca de 86%. O mesmo ensaio foi conduzido utilizando-se caldo de cana-de-açúcar oriundo da Ilha de Reunion e que não recebeu nenhum tratamento químico, obtendo-se no primeiro estágio um açúcar com uma cor de 80 UI.

VACCARI e MONTOVANI (1993), VACCARI et al. (1991a, 1991b, 1992, 1993a, 1993b, 1995) relatam um conjunto de vantagens, além do aspecto qualidade dos cristais de açúcar obtidos, advindas da adoção do processo de cristalização da sacarose por resfriamento para caldo de cana e principalmente para o de beterraba, entre estas os aspectos relacionados ao meio ambiente, a economia de energia, a simplicidade do projeto de engenharia e da tecnologia empregada.

VACCARI et al. (1996) efetuaram um estudo para determinar a cinética de crescimento de cristais de sacarose em solução pura, por resfriamento, em xarope obtido de caldo de beterraba sem tratamento (1º estágio de cristalização), e em mel obtida da centrifugação da massa de cristais do xarope (2º estágio de cristalização), tendo em vista a utilização desses dados no projeto da planta piloto para obtenção de açúcar a partir de caldo sem tratamento. Os resultados são apresentados na figura 23, 24 e 25 respectivamente.

MANTOVANI e VACCARI (1999) compararam a cristalização por resfriamento com o processo convencional (por evaporação) de cristalização de sacarose e destacam as vantagens do primeiro método em relação ao convencional para o caso de açúcar de cana e de beterraba.

VACCARI et al. (1999) relatam que nos estudos efetuados, em escala de laboratório e piloto, embora tenha sido inicialmente proposto a substituição do processo convencional de produção de açúcar comercial pela adoção da cristalização por resfriamento diretamente do caldo misto concentrado (sem tratamento químico), o mesmo só se tornava possível a partir de um processo de

refinação do açúcar então obtido. Desta forma, reavaliaram os estudos até então efetuados, propondo um sistema baseado na cristalização por resfriamento direto do xarope concentrado, obtido do caldo misto em que não foi efetuado tratamento químico, seguido da dissolução dos cristais assim obtidos, filtração da calda e finalmente nova recristalização da sacarose por resfriamento em uma ou mais etapas.

VACCARI e MONTOVANI (2000) baseado nos resultados obtidos, em escala de laboratório, para a cristalização por resfriamento de xaropes de sacarose obtidos com a recristalização de açúcar cristal de cana-de-açúcar sugerem a possibilidade de se eliminar as etapas convencionais de refino de açúcar (fosfatação, flotação, e colunas de troca iônica) que passaria a consistir apenas da dissolução, afinação, descoloração em colunas de carvão ativado, filtração e cristalização por resfriamento.

VACCARI et al. (2001 e 2003) fizeram estudo aplicando a técnica de cristalização por resfriamento do extrato obtido por separação cromatográfica (sistema SMB - “simulated moving bed”) de caldo de beterraba previamente microfiltrado, porém sem ser submetido a qualquer tratamento químico. Observaram modificações no hábito cristalino, causado pela presença de açúcares redutores no extrato, principalmente na cristalização do 2º, 3º e 4º estágio.

Figura 23: Taxa de crescimento de cristais de sacarose pura, utilizando cristalização por resfriamento (VACCARI et al., 1996)

Figura 24: Taxa de crescimento de cristais de sacarose em xarope , 1º estágio, utilizando cristalização por resfriamento (VACCARI et al., 1996)

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 Supersaturação R ( g/ c m 2.s ) T=30ºC T=40ºC T=60ºC 0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 Supersaturação R ( g/ cm ². m in ) _T=30ºC T=40ºC T=60ºC

Figura 25: Taxa de crescimento de cristais de sacarose em xarope - 2º estágio, utilizando cristalização por resfriamento (VACCARI et al., 1996)

0 0,2 0,4 0,6 0,8 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 Supersaturação R ( g/ c m 2.s ) T=30ºC T=40ºC T=60ºC