ÁREA
Química de Alimentos
Autores
Costa, G.H.G. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS) ; Alcantara, G.U. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS) ; da Silva, E.A. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS) ; Rocha, L.P. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS) ; Corrêa, T.A. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS)
RESUMO
O objetivo do trabalho foi comparar as características físico-químicas do caldo clarificado com extrato de quiabo, alga vermelha e polímero sintético. Os tratamentos foram: Polímero sintético aniônico (PSA), Extrato de quiabo (EQ), Extrato de alga vermelha (EAV), sem adição de floculante (Controle). Cada extrato foi inserido no decantador, previamente a adição do caldo neutralizado e aquecido até ebulição. Os caldos clarificados foram analisados quanto ao Brix, pH, Turbidez e velocidade de sedimentação das impurezas. O tratamento com uso de polímero sintético comercial resultou em caldo com características físico-químicas melhor do que com floculantes naturais.
Palavras Chaves
Abelmoschus esculentus; Kappaphycus alvarezii; Caleagem simples
Introdução
O setor sucroenergético destaca-se mundialmente pela sua sustentabilidade, bem como pela diversificação de produtos originados a partir da industrialização da cana-de-açúcar, sejam eles obtidos a partir do processamento do caldo (açúcar, etanol, levedura hidrolisada, entre outros) ou da fibra/bagaço/palha (energia elétrica, etanol de 2ª geração). Para obtenção dos produtos originados do caldo, inicialmente o caldo extraído é submetido a processo de clarificação, objetivando remover impurezas coloidais presentes, sendo o caldo clarificado resultante, destinado a produção de açúcar ou etanol. Destaca-se que esse processo consiste na neutralização do caldo até pH 6,0 – 8,0 com hidróxido de cálcio, seguido de aquecimento até ebulição (100-105ºC) e decantação para precipitação das impurezas. Nessa etapa ocorre a formação de fosfatos de cálcio, originados da reação entre o cálcio adicionado e fosfatos presentes no caldo; elementos esses que por serem insolúveis, precipitam, adsorvendo e arrastando coloides solubilizados (ALBUQUERQUE, 2011). Para acelerar o processo de sedimentação, são adicionados polímeros sintéticos aniônicos, os quais podem diminuir o tempo de decantação em até 3 horas, além de resultar no decréscimo de 85% a turbidez do caldo clarificado (REIN, 2012). Considerando que esses insumos são derivados da cadeia produtiva petroquímica (XIONG et al., 2018), o setor busca por produtos orgânicos que possibilitem maior sustentabilidade do seu processo agroindustrial. Neste sentido, o presente estudo buscou comparar a característica do caldo clarificado com extrato de quiabo, alga vermelha e polímero sintético.
Material e métodos
O experimento foi conduzido nos Laboratórios de Biologia e Pesquisas Ambientais da Universidade do Estado de Minas Gerais, unidade Frutal-MG, na safra 2022/2023, utilizando colmos de cana da variedade RB867515. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com 4 tratamentos e 4 repetições. Os tratamentos foram originados a partir de caldos clarificados com 4 diferentes floculantes: Polímero sintético aniônico (PSA), Extrato de quiabo (EQ), Extrato de alga vermelha (EAV), sem adição de floculante (Controle). Para obtenção dos caldos clarificados, inicialmente os colmos de cana foram submetidos a processo de extração em moenda elétrica de 3 cilindros, seguido de peneiragem e etapa de clarificação. Essa etapa consistiu no ajuste do Brix para 16%, pH até 7,00,4 (hidróxido de cálcio 56g/L) e aquecimento até ebulição. A seguir o caldo aquecido foi transferido para provetas de vidro de 1L, em sistema de decantação aquecido por lâmpadas (80ºC), adicionando-se os floculantes nas seguintes dosagens (determinadas em ensaios preliminares): PSA – 1,5mg/L, EQ - 10mg/L, e EAV – 1000mg/L. O tempo de retenção foi de 20 minutos, recuperando-se, ao final, o caldo clarificado por sifonação. O processo de clarificação foi avaliado quanto a velocidade de sedimentação, enquanto os caldos clarificados foram caracterizados quanto ao Brix, pH e Turbidez (CTC, 2005). Os dados foram submetidos à análise de variância pelo teste F e as médias comparadas segundo teste de Tukey (5%), utilizando o programa AgroEstat (BARBOSA; MALDONADO, 2015).
Resultado e discussão
Os resultados obtidos para Brix, pH, turbidez e velocidade de sedimentação das
impurezas, sendo esses representados na Tabela 01.
Para o o Brix, não foram verificadas diferenças significativas entre os
tratamentos, os quais variaram na ordem de 17,6%. Porém, observou-se elevação
desse parâmetro em relação ao caldo extraído (16%), o que pode ser decorrente do
aquecimento do caldo, resultando na evaporação de água e consequente
concentração de sólidos solúveis (TEIXEIRA et al., 2021).
Verificou-se que o tratamento controle resultou em maior pH do caldo
clarificado. Isso pode ser decorrente a precipitação parcial dos fosfatos de
cálcio, que podem ter ficado no caldo clarificado (REIN, 2012). Esse resultado
pode ser corroborado com a turbidez do caldo clarificado, que também foi maior
para o tratamento controle, indicando a maior presença de compostos em
suspensão.
Deve-se destacar que a presença de sólidos insolubilizados no caldo clarificado
não é desejável para a fabricação de açúcar ou etanol, uma vez que pode resultar
em incrustações e entupimentos de bombas, vasos e tubulações, ou ainda em morte
celular de leveduras (COSTA et al., 2018).
Considerando a velocidade de sedimentação, observou-se que apenas o PSA promoveu
velocidade de sedimentação significativamente superior aos demais tratamentos,
os quais não diferiram entre si. Esse fato é interessante, pois embora o EAV não
tenha aumentado a velocidade de sedimentação, ele promoveu uma redução
significativa da turbidez.
Estes resultados diferem dos apresentados por Teixeira et al. (2021), que
determinaram índices de turbidez de 132 NTU e velocidade de sedimentação 3,74
cm.min-1, no processo de clarificação do caldo de cana utilizando floculante
natural de sementes de moringa.
Conclusões
A partir dos resultados obtidos conclui-se: 1) O caldo clarificado obtido a partir de clarificação com uso de polímero sintético comercial apresenta características físico-químicas melhor do que com floculantes naturais.2) O floculantes natural obtido a partir da alga vermelha utilizado como auxiliar de sedimentação do caldo de cana, resulta em caldo clarificado de qualidade superior ao que se utilizou o floculante de quiabo e o tratamento controle.
Agradecimentos
Os autores agradecem ao CNPq pelo fomento concedido ao Projeto Universal (Processo 409649/2018-0). A Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG) pela Bolsa Produtividade e auxílio PAPEV, bem como a CAPES/PROAP.
Referências
ALBUQUERQUE, L. M. Processo de Fabricação de Açúcar. 2. Ed. UFPE: Recife, 2011.
BARBOSA, J.C.; MALDONADO JUNIOR, W. Experimentação Agronômica & AgroEstat – Sistema para Análises Estatísticas de Ensaios Agronômicos. FUNEP: Jaboticabal, 2017.
CTC. Manual de métodos de análises para açúcar. Piracicaba, Centro de Tecnologia Canavieira, Laboratório de análises, 2005. Disponível em CD ROM.
COSTA, G. H. G.; MESSIAS, R. C.; LOZANO, E. V.; NOGUEIRA, L. C.; BLANCO, L. M. The effect of calcium concentration on the physiology of Saccharomyces cerevisiae yeast in fermentation. Sugar Tech, v.20, p. 371-374, 2018. Disponível em: < https://doi.org/10.1007/s12355-018-0603-5>.
REIN, P. Ingenieria de la Cana de Azucar. 1 ed, 883 p., Bartens: Berlin, 2012.
TEIXEIRA, V.; PARRA, S. C. M.; SILVA, A. F.; COSTAM G. H. G.; FREITA, L. A.; FREITA, C. M.; MUTTON, M. J. R. Moringa seed extract with a potential similar flocculant activity to a synthetic polymer during sugarcane clarification. Biomass Conversion and Biorefinery, 2021. Disponível em: <https://doi.org/10.1007/s13399-021-01694-5>.
XIONG, B.; LOSS, R. D.; SHIELDS, D.; PAWLIK, T.; HOCHREITER, R.; ZYDNEY, A. L.; KUMAR, M.. Polyacrylamide degradation and its implications in environmental systems. NPJ Clean Water, v. 1, n. 17, 2018. Disponível em: <https://doi.org/10.1038/s41545-018-0016-8>.
