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Descoloração

Por Bento, Luis San Miguel
Inserida em 2006-09-18    Actualizada em 2010-10-30

Numa refinaria de açúcar de cana, depois da Clarificação, o licor apresenta uma cor de 600 UI ± 100 UI, utilisando um açúcar bruto normal. Esta cor representa ainda uma quantidade apreciável de compostos corados no licor.  
A fim de obter um açúcar branco de coinferior a 45 UI, num sistema típico de três cozeduras, será necessário descolorar o licor até a uma cor abaixo de 250 UI.
Sendo assim, é necessário efectuar uma descoloração do licor da Clarificação, com uma eficiência de remoção de cor superior a 60%.
Esta descoloração poderá ser efetuada usando diferentes processos:
 - com carvões adsorventes (carvão animal, carvão ativado granulado ou em pó);
- por oxidação (ozono; peróxido de hidrogénio);
- por redução (sulfitação; hidrosulfito de sódio);
- por métodos de separação (nanofiltração; chromatografia);
- por permuta iónica (resina aniónicas; polímeros catiónicos)

O carvão animal foi o primeiro descolorante utilisado na indústria do açúcar. Inicialmente as refinarias usavam ossos de gado bovino que, após queima, eram misturados com os licores. Atualmente o carvão anima é fornecido sog a forma granulada e a sua aplicaçã9 faz-se por contato com o licor em cisternas verticais em fluxo descendente. Depois do ciclo de trabalho, quando a atividade de descoloração atinge o mínimo desejado, o carvão é lavado, para expulsar o açúcar, retirado das cisternas e regenerado por aquecimento a 550 ºC em presença de uma quantidade limitada de ar (Riffer, 1993).
Depois dos anos 70 do século passado, o carvão animal começou a ser substituído carvão ativado granular. Este carvão apresenta um área especifica dez vezes maior do que a do carvão animal, resultando numa maior caccidade de descoloração (Field and Benecke, 2000). Assim,será necessário menos carvão para efetuar a mesma remoção de cor.
Uma desvantagem do carvão granulado em relação ao carvão animal é que não remove cinzas do licor.
A utilização de carvão animal te diminuído nos últimos anos principalmente pelo seu aumento de preço e por apresentar problemas para certas aplicações (não utilização de produtos de origem animal, ou de certos animais, na produção de produtos alimentares). 
A regeneração do carvão granulado exige uma temperatura mais elevada do que para o carvão animal. No entanto, a regeneração deste carvão pode ser efetuada quimicamente, não sendo necessário forno de regeneração nas refinarias (Bento, 2006).

Em algumas fábricas ou refinarias são usados oxidantse como descolorantes. É o caso do ozono e do peróxido de hidrogénio. Numa fábrica de açúcar da Venezuela é produzido um açúcar branco partindo do açúcar de primeira cozedura, de xarope de cana. Este açúcar é dissolvido, tratado com peróxido de hidrogénio,clarificado por fosdatação e descolorado por resinas aniónicas. O licor resultante é concentrado e cristalizado, obtendo-se um açúcar branco (Mendoza and Dichie, 2002). Neste processo os compostos corados são descolorados pelo peróxido e pelas resinas.

Um outro processo de diminuição de cor na indústria do açúcar é a aplicação de compostos redutores. Em alguns países como Índia, Brasil e China, usa-se dióxido de enxôfre que que é borbulhado através de licores ou xaropes, provocando a sua descoloração. Este processo denomina-se sulfitação. Neste processo os compostos contendo ligações duplas, que absorvem radiação visível, são descolorados devido à saturação das ligações duplas. 
Também pode ser usado hidrosulfito de sódio, em pó, que é adicionado diraetamente nos tachos de vácuo no início da cozedura.  Este processo está a ser abandonado devido às restrições legais quanto ao teor de SO2 em açúcar branco.

Recentemante têm-se aplicado técnicas de filtração tangencial, nanofiltração, para separação de corantes na indústria do açúcar. Algumas refinarias usam a nanofiltração para remover os corantes das soluções salinas resultantes da regeneração de resinas aniónicas. Com este processo mais de 90% de corantes são removidos das soluções salinas, permitindo a sua re-utilçização na regeneração de resinas.
A aplicação desta tecnologia a licores ou xaropes não é atrativa. In the effluents treatment, with nanofiltration, more than 90% of colourants are removed from salt solutions. The application of this technology for liquors decolourization is not attractive devido à alta viscosidade destas soluções.

Um outro processo de separação de corantes em soluções de açúcar é através de cromatografia. A nível industrial esta técnica é uitilizada para o desaçucaramento de mais do que 90% dos melaços de beterraba, nos Estados Unidos  (Kearney, 2002). Embora o objectivo principal seja a recuperação da sacaroes, também há uma efetiva separação de não açúcares, incluindo os corantes. Para se utilizar esta técnica, os melaços têm que ser diluídos a 40 ºBx pelo que os licores obtidos têm que ser concentrados antes da cristalização. Isto envolve um elevado consumo de energia.

De todas as técnicas de descoloração de soluções de açúcar listadas acima, a que usa resinas de permuta iónica é a que tem sofrido um grande aumento de aplicações nos últimos anos. 

Cada um dos sistemas de descoloração descritos acima trata uma dada categoria de corantes. Asimm, para certas aplicações,é necessário utilizar uma combinação de técnicas de descoloração para obter uma descoloração eficiente.

Bibliografia

Bento L.B., 2006, "Activated Carbons: adsorption of sugar colourants and chemical regeneration", Proc. of SIT Conf. ; Zuckerindustrie, December 2006
Field P.J., Benecke H.P. (2000) “Granular carbon decolorization system” in Handbook of Sugar Refining, Ed. C.C. Chou, Pub. John Wiley &Sons Inc., 91-119
Kearney M. (2002) “Cromatographic applications in the cane sugar industry” I.S.J.,104, 194-203
Mendoza J., Espejo D. (2002) “Updates on the use of hydrogen peroxide at Central El Palmar”, S.P.R.I.Conf.
Riffer R. (1993) “Decolorization” in Cane Sugar Handbook, Ed. J.P.C. Chen, C.C. Chou, Pub. John Whiley & Sons, 12ª ed, 460-467

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