Les marchands

O Brasil é, atualmente, o maior produtor e exportador mundial de açúcar, sendo responsável por mais da metade do açúcar comercializado no mundo (MAPA, 2014). Na safra 13/14, foram produzidas, aproximadamente, 38 milhões de toneladas (CONAB, 2014), e a previsão esperada é atingir um aumento de produção de 3,25%, até a safra 2018/19 (MAPA, 2014).

A produção brasileira de açúcar, tal qual a área de cultivo da cana e a produção de álcool, está dividida por regiões: Norte/Nordeste e Centro/Sul. O Centro/Sul (São Paulo, Paraná, Minas Gerais, Mato Grosso, Goiás e Mato Grosso do Sul) produz cerca de 90% do açúcar do Brasil, sendo São Paulo o estado com maior representatividade, em torno de 23 milhões de toneladas de açúcar produzidas por safra. A área de cultivo do estado, segundo o MAPA (2014), representa 66,3% da área total cultivada no Centro/Sul.

Em 2007, o Governo Estadual Paulista criou o Protocolo de Cooperação Agroambiental, que prevê a eliminação da queima da palha de cana até 2014, em áreas cuja declividade é menor que 12%, e a eliminação total dessa prática em 2017, independentemente da declividade existente, além de outras medidas que visam consolidar o desenvolvimento sustentável da indústria canavieira.

No entanto, quando a cana-de-açúcar deixar de ser queimada, alguns componentes da planta que ficavam no campo com a queima passarão a entrar no processo em maiores quantidades. Dentre todos esses componentes da planta, podem ser citadas com grande importância as folhas verdes e as pontas das variedades, que detém grandes quantidades de amido.

O amido, além de ser um dos itens classificatórios do açúcar, é dificilmente removido do processo, e em altas concentrações pode interferir negativamente na produção de açúcar. Se o conteúdo de amido na cana de açúcar for aproximadamente 400ppm em material seco (Brix), o conteúdo de amido no açúcar será de aproximadamente 150ppm ou mais (OLIVEIRA et al, 2007). Durante o refino do açúcar, tais concentrações de amido podem causar problemas durante o processo de filtração ou, até mesmo, contribuir para um processo de cristalização de baixa qualidade. Além disso, o co-precipitado de amido pode causar uma turbidez visível durante a dissolução do açúcar em água, o que seria um grave problema para

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a indústria de refrigerantes, por exemplo. Altos níveis de amido presentes na cana de açúcar poderão também reduzir o rendimento do processo de cristalização (OLIVEIRA et al, 2007).

Outro ponto relevante que pode ser citado, com o aumento da colheita mecanizada de cana crua (98% de cana picada em relação a cana inteira), será maior a área de exposição da cana à contaminação dos microrganismos responsáveis pela formação de dextrana.

A presença de dextrana no processo de produção de açúcar ocasiona perda de sacarose, alterações dos cristais, aumento da viscosidade nos xaropes e dificuldades na cristalização da sacarose (OLIVEIRA et al, 2002). A dextrana, quando presente em nível de 300ppm, causa distorção na polarização do açúcar bruto, propiciando problemas no refino do açúcar. Indústrias que usam açúcar contaminado com dextrana em seus produtos podem apresentar problemas de qualidade, como encolhimento de balas, fraturas em tabletes de açúcar e turbidez em bebidas (VANE, 1981).

Dentre todas as etapas do processo de produção de açúcar, a cristalização, apesar de ser uma das etapas afetadas pela presença desses contaminantes, também pode ser considerada a “chave” para obtenção de um produto de qualidade, pois sendo uma das últimas operações na produção de substâncias cristalinas, ela afeta diretamente a pureza, além de poder evitar ou diminuir propriedades indesejáveis nesses, como: empedramento, retenção demasiada de umidade e altas perdas de material devido à formação de pó (NÝVLT; HOSTOMSKÝ; GIULIETTI, 2001).

Atualmente, a cristalização por evaporação a vácuo (cozimento) é a mais antiga e empregada no processo de produção de açúcar no Brasil. No entanto, ela apresenta desvantagens, como a presença de cristais aglomerados, dificuldade de controle de aparecimento de cristais, inclusão de mel nos cristais, falsos cristais, entre outros.

A literatura (VACCARI et al., 2005; MANTELATTO, 2005 e MERHEB, 2009) indica que o emprego da cristalização por resfriamento controlado da sacarose, resulta em cristais melhor formados e com menor quantidade de impurezas presentes. Esses autores realizaram estudos da cinética de resfriamento da sacarose de cana de açúcar e de beterraba visando a remoção de impurezas dos cristais finais. Foram variadas as concentrações, as purezas das soluções e as rampas de resfriamento.

Merheb (2009) sugere a aplicação da cristalização por resfriamento através do emprego da rampa cúbica, como forma de diminuir a contaminação nos cristais de açúcar. A

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remoção de impurezas no trabalho realizado foi de 96% na cor do açúcar final (361 UI) em relação ao xarope original (10.100 UI), enquanto que na linear, a redução da cor foi de 95% no açúcar final (453 UI) em relação ao xarope original (8.600 UI).

Tendo em vista o estudo dos contaminantes dextrana e amido provenientes de uma colheita de cana crua, e o impacto desses na qualidade do açúcar, este presente trabalho estudou a aplicação da técnica de cristalização por resfriamento controlado por rampa cúbica (MERHEB, 2009), para verificar o comportamento e a contaminação do açúcar. Foram também realizados experimentos equivalentes aos do resfriamento, mas com a aplicação da cristalização por evaporação a vácuo, para efeito de comparação.

1. 1. Descrição das divisões do trabalho

O presente trabalho foi realizado no Centro de Tecnologia Canavieira (CTC), em Piracicaba, e no Departamento de Engenharia Química da UFSCar, em São Carlos (Figura 1. 1).

Figura 1. 1 - Foto do Centro de Tecnologia Canavieira em Piracicaba e da entrada da UFSCar em São Carlos.

O CTC foi criado em 1969, em uma iniciativa de um grupo de usinas da região de Piracicaba, a 160 km da capital paulista, com o objetivo de investir no desenvolvimento de variedades mais produtivas e agregar qualidade à produção de açúcar e álcool. Em 2004, entrou em uma nova era: foi reestruturado com o objetivo de se tornar o principal centro mundial de desenvolvimento e integração de tecnologias disruptivas da indústria sucroenergética, capaz de vencer o desafio de dobrar, de maneira economicamente sustentável, a taxa de inovação do setor (CTC, 2013).

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As atividades desenvolvidas no CTC foram: experimentos de cristalização por resfriamento e por evaporação a vácuo, análises físico-químicas dos açúcares utilizados e produzidos nos experimentos e análises granulométricas.

No departamento de engenharia química da UFSCar foram realizadas as análises de microscopia óptica, as apresentações do plano inicial, do exame de acompanhamento da tese do doutorado, a qualificação e as disciplinas obrigatórias.

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