Kur’ân’ı Kur’ân’la Tefsiri.…

O objetivo do processo de clarificação está em remover o máximo possível de impurezas presentes no caldo. Conforme já discutido, no item 2.3, as impurezas no caldo podem estar na forma solúvel, coloidal e insolúvel em suspensão. O processo consiste em promover a coagulação e floculação das partículas indesejáveis e subseqüente separação. Normalmente este processo se dá aquecendo, corrigindo o pH, adicionando agentes coagulantes e floculantes e finalmente decantando.Todas estas operações devem ser feitas de modo a preservar a sacarose e os açúcares redutores presentes.

Os objetivos da clarificação residem em (COPERSUCAR, 1987):

a) Promover a máxima eliminação de não-açúcares, materiais coloidais e compostos coloridos;

b) Obter um caldo clarificado com um nível mínimo possível de turbidez, de modo a minimizar a formação de cor e a menor concentração possível dos agentes químicos utilizados;

c) Maximizar a taxa de sedimentação; d) Obter um volume de lodo mínimo;

e) Obter um caldo clarificado com pH adequado à preservação da sacarose e de modo a evitar a decomposição os açúcares redutores.

2.4.1.2. Reações envolvidas no processo de clarificação do caldo

Os objetivos do tratamento químico concordam em gênero e número com os objetivos da clarificação. Os agentes químicos empregados para realização da coagulação, floculação e posterior decantação no processo convencional de fabricação são: a cal (ou sacarato de cálcio), o ácido fosfórico, o dióxido de enxofre e um polieletrólito aniônico (agente floculante) normalmente uma poliacrilamida de alto peso molecular.

2.4.1.2.1.Tratamento com leite de cal

À adição da cal ao caldo dá-se o nome de calagem ou defecação. A cal, que é composta basicamente de hidróxido de cálcio, é o agente mais comumente utilizado na clarificação do caldo e atua removendo impurezas do caldo através de sua precipitação, ou adsorção nos coágulos formados. Normalmente é utilizada numa fração de 500 a 1000 g por tonelada de cana, de modo a obter-se um pH no caldo entre 7,0 e 7,5. Este processo está muito bem detalhado em HONIG (1953), mas de uma maneira geral, a cal atua neutralizando os ácidos orgânicos e os fosfatos presentes no caldo, que após o aquecimento levam à formação de um precipitado de composição complexa onde se encontram precipitados de fosfatos e

sais insolúveis (sulfatos, aconitatos, citratos, tartaratos, oxalatos e etc.) de cálcio, proteínas desnaturadas, parte de ceras e graxas, gomas entre outras. Embora diversas impurezas sejam precipitadas no processo de calagem, este não se demonstra efetivo na remoção de polissacarídeos e compostos coloridos. De fato, a cor caldo, muitas vezes é aumentada no processo de calagem ao invés de reduzida. Isto se dá primariamente devido a ação combinada dos complexos envolvendo os compostos de polifenólicos-ferro (ver item 2.3). Um mínimo de fosfato, no caldo, é requerido para que o processo de coagulação desse e remoção de cor se dê de maneira eficaz, a ação deste agente é discutida no próximo item.

2.4.1.2.2. Tratamento com ácido fosfórico

Normalmente são necessários níveis de P2O5 da ordem de 300 a 500 ppm

para se conseguir níveis satisfatórios de remoção de cor no tratamento do caldo. Variedades de cana que possuem níveis baixos de fósforo exigem a adição complementar do mesmo, que normalmente é efetuada adicionando-se ácido fosfórico antes da calagem (HONIG, 1953; COPERSUCAR, 1987). A adição de ácido fosfórico, e posterior neutralização com hidróxido de cálcio permitem a formação de fosfatos de cálcio, que além de agregar as impurezas, principalmente coloidais, permitem a adsorção de vários tipos de compostos coloridos. O teor de fosfatos no caldo clarificado depende do pH atingido na neutralização; se acima de 8,0 favorece maior solubilização de cálcio e fosfato no caldo clarificado, e favorecem a destruição de açúcares redutores. Portanto recomenda-se não ultrapassar a faixa de pH de 7,0 a 7,5. O tratamento combinado ácido fosfórico e calagem no tratamento do caldo de cana permitem a remoção da maioria dos compostos coloidais dos complexos de ferro-polifenólicos, que apresentam uma coloração verde amarronzada. Os níveis de remoção de cor alcançados são da ordem de 20 a 40% (SPENCER e MEAD, 1945).

2.4.1.2.3. Tratamento com dióxido de enxofre (sulfitação)

A sulfitação consiste em aplicar dióxido de enxofre na forma de gás em contato com o caldo de cana é, ainda, largamente empregada no Brasil na fabricação de açúcar cristal branco para consumo doméstico. Esta técnica foi muito difundida devido, principalmente, ao baixo custo do insumo enxofre que é queimado nos fornos para produção do dióxido de enxofre. Nas usinas brasileiras o sulfito é adicionado ao caldo misto até se obter um pH entre 4,0 e 4,5 (de 150 a 300 g de enxofre por tonelada de cana), sendo o caldo misto pré-aquecido a 40ºC e em seguida enviado a calagem. A neutralização do caldo sulfitado conduz à formação de sulfito de cálcio que age adsorvendo compostos coloridos, bem como outras impurezas. O sulfito também atua na descoloração temporária de alguns elementos, provavelmente devido à combinação do SO2 com os açúcares redutores

presentes, bloqueando o grupo funcional carbonila, impedindo a formação de oligossacarídeos coloridos (caramelos) (HONIG, 1953). De acordo com SPENCER e MEADE (1945) a antocianina é também descolorada pela ação de sulfito. A sacaretina não é afetada pela sulfitação.

2.4.1.2.4. Tratamento com polieletrólito (agente floculante)

A ação do polieletrólito como agente floculante no tratamento do caldo está muita bem descrita em WAYMAN (1974), CHEN (1974) e BENNETT (1975).

Após o tratamento do caldo misto pela sulfitação, calagem, aquecimento, remoção do ar dissolvido, o caldo tratado recebe, então, a adição de 2 a 3 ppm de um polieletrólito dissolvido em água numa concentração de 0,1%. Nestas condições o caldo tratado, que se apresenta coagulado e com uma densidade de carga positiva, recebe a adição de um polieletrólito aniônico de cadeia longa, normalmente uma poliacrilamida, com peso molecular entre 18 e 25 milhões e um grau de hidrólise de 25 a 30%, sofre um rápido processo de floculação. Desta

forma, o polieletrólito age agrupando os coágulos em flocos maiores, e assim favorecendo o processo subseqüente de decantação. O polieletrólito tem ainda um segundo efeito muito importante, que reside na remoção de bagacilhos em suspensão no caldo juntamente com o floco, através de um aprisionamento da partícula (“trap”) no seio do floco por um processo puramente mecânico, uma vez que estas partículas (fibras) não possuem carga. Essa ação combinada, permite altas velocidades de sedimentação da ordem de 20 a 40 cm/min, e a obtenção de um caldo clarificado de baixa turbidez, um lodo relativamente concentrado e adequado ao processo de filtração.

2.4.2. Remoção de polissacarídeos e compostos coloridos na fabricação de