Cinética química do decaimento de cor ICUMSA de caldo de cana-de-açúcar por reação de oxidação com peróxido de hidrogênio em reatores de fase homogênea

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Sartori, Juliana Aparecida de Souza
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Saccharum; Color; Cor; Enxofre; Hydrogen peroxide; Oxidation-Reduction; Oxirredução; Peróxido de hidrogênio; Precipitação; Precipitation; Sulphur
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11141/tde-19032014-163240/

O processo de clarificação do caldo de cana-de-açúcar tem sido alvo de vários trabalhos de pesquisa, no intuito de melhorar a qualidade do açúcar obtido, tanto do ponto de vista de novas tecnologias em equipamentos e processos, quanto a respeito do estudo das propriedades físico-químicas da sacarose durante sua decomposição na clarificação. Os POA (Processos Oxidativos Avançados) têm sido aplicados, em especial, ozonização do caldo, tal qual este projeto propõe estudar uma alternativa ao processo convencional de sulfitação do caldo para a obtenção do açúcar cristal branco, através da utilização do peróxido de hidrogênio como agente de redução de cor ICUMSA do caldo e o impacto na degradação da sacarose em compostos não-cristalizáveis, reduzindo o rendimento industrial. Não há relatos na literatura sobre condições ideais de uso do peróxido de hidrogênio, bem como quais alterações essa tecnologia pode ocasionar no caldo. Por isso, buscaram-se elucidar quais são as melhores condições de trabalho e quais fatores influenciam na sua ação, bem como quais são os seus efeitos sobre o caldo tratado. As melhores condições para o uso do peróxido de hidrogênio são: pH entre 3,0 e 7,0, temperatura entre 40 a 70ºC, peróxido de hidrogênio maior que 600 ppm e dextrana menor que 750 ppm. Pode-se verificar que a maturidade da cana-de-açúcar no corte pode influenciar na ação do peróxido de hidrogênio, uma vez que quanto maior o grau de maturação da cana-de-açúcar, maior quantidade de compostos fenólicos e maior a cor inicial do caldo. A cinética de degradação da cor ICUMSA não apresentou distribuição regular, oscilando em pequenos intervalos de tempo, devido provavelmente à pequena quantidade de peróxido de hidrogênio utilizada nos ensaios. Não houve diminuição visual da cor do caldo quando utilizado doses até 5.000 ppm de H2O2. Com relação à turbidez, não foi possível identificar a influência da peroxidação nos valores. Houve degradação de sacarose quando foi feito o tratamento combinando temperatura elevada (62ºC) com pH ácido (3,8). A rede neural artificial (RNA) mostrou um bom ajuste na maioria dos casos apresentados e indicou a variável temperatura como a que apresentou maior influência na diminuição da absorbância à 420 nm. A segunda variável com maior influência foi o Brix do caldo de cana-de-açúcar. A espectrometria de massa mostrou que a peroxidação, nas condições reacionais avaliadas, não foi capaz de reduzir significativamente a cor do caldo, sugerindo que haja uma promoção de sedimentação de algumas impurezas do caldo, o que faz com que haja uma diminuição visual da cor do mesmo, não ocorrendo aparentemente reação química no caldo, quando utilizamos doses de 50.000 ppm. Assim o peróxido de hidrogênio não funcionou como um agente clarificante, nas condições estudadas.