BRPI0804870A2 - composition and process for clarification of sugarcane juice by chemical treatment - Google Patents
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Abstract
A presente invenção se refere a uma composição compreendendo metabissulfito de sódio, bicarbonato de sódio e um ácido orgânico, tal como ácido cítrico anidro. Adicionalmente, a invenção fornece um processo para clarificação de caldo de cana-de-açucar utilizando esta composição. A invenção será amplamente utilizada na fabricação de açúcar.The present invention relates to a composition comprising sodium metabisulfite, sodium bicarbonate and an organic acid such as anhydrous citric acid. Additionally, the invention provides a process for clarifying sugarcane juice using this composition. The invention will be widely used in sugar manufacture.
Description
"COMPOSIÇÃO E PROCESSO PARA CLARIFICAÇÃO DO CALDO Ub CANA-DE-AÇÚCAR POR TRATAMENTO QUÍMICO""COMPOSITION AND PROCESS FOR CLARIFICATION OF THE SUGAR CANE BY CHEMICAL TREATMENT"
CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃOTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
A presente invenção se refere a uma composição compreendendo metabisulfito desódio, bicarbonato de sódio e um ácido orgânico, tal como ácido cítrico anidro, paraclarificação do caldo de cana-de-açúcar. Adicionalmente, a invenção fornece um processopara clarificação de caldo de cana-de-açucar utilizando esta composição. A invenção seráamplamente utilizada na fabricação de açúcar.The present invention relates to a composition comprising disodium metabisulfite, sodium bicarbonate and an organic acid such as anhydrous citric acid for the clarification of sugarcane juice. Additionally, the invention provides a process for clarifying sugarcane juice using this composition. The invention will be widely used in sugar manufacture.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION
Várias propostas têm sido apresentadas para o aperfeiçoamento da fabricação deaçúcar. De maneira geral, as propostas até o momento apresentadas procuram melhorar acor do açúcar, pois este é um parâmetro de qualidade muito importante, resultando atémesmo na classificação de qualidade do Açúcar (Parâmetro: Cor IMCUSA).Several proposals have been put forward to improve sugar manufacturing. In general, the proposals presented so far seek to improve the sugar color, as this is a very important quality parameter, even resulting in the Sugar quality classification (Parameter: Color IMCUSA).
O processo mais amplamente utilizado atualmente para a clarificação do caldomisto (caldo obtido através da prensagem da cana de açúcar) é o da sulfitação.The most widely used process today for clarification of caldomisto (juice obtained by pressing sugarcane) is that of sulfitation.
Atualmente, não existe no mercado um produto que seja de tão fácil manuseio ealtamente econômico.Currently, there is no product on the market that is so easy to handle and highly economical.
A composição e o processo que serão descritos a seguir suprem esta demanda.The composition and process that will be described below supply this demand.
SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION
A presente invenção se refere a uma composição compreendendo metabissulfito desódio, bicarbonato de sódio e um ácido orgânico, tal como ácido cítrico anidro, paraclarificação do caldo de cana-de-açúcar. Adicionalmente, a invenção fornece um processopara clarificação de caldo de cana-de-açucar utilizando esta composição. A invenção seráamplamente utilizada na fabricação de açúcar. A mistura de metabissulfito de sódio,bicarbonato de sódio e um ácido orgânico (ex. ácido cítrico anidro) propõe a substituição daetapa de sulfitação nas usinas de cana-de-açúcar nos moldes que hoje é realizada. A etapade sulfitação atualmente é feita através de uma coluna, onde o gás sulfídrico (S02) obtidoatravés do aquecimento direto do Enxofre (S), e o caldo extraído da cana de açúcar seencontram, ocasionando a solubilização do gás sulfídrico(S02).The present invention relates to a composition comprising disodium metabisulfite, sodium bicarbonate and an organic acid such as anhydrous citric acid for the clarification of sugarcane juice. Additionally, the invention provides a process for clarifying sugarcane juice using this composition. The invention will be widely used in sugar manufacture. The mixture of sodium metabisulphite, sodium bicarbonate and an organic acid (eg anhydrous citric acid) proposes to replace the sulphitation step in the sugarcane mills as it is today. The sulfitation stage is currently done through a column, where the sulfur gas (S02) obtained through the direct heating of Sulfur (S), and the juice extracted from sugarcane are found, causing the solubilization of the sulfur gas (S02).
DESCRIÇÃO DOS DESENHOSDESCRIPTION OF DRAWINGS
A Figura 1 ilustra o esquema básico de aplicação da composição da presenteinvenção, o qual mostra a adição de água potável (à temperatura ambiente) em um tanquede diluição e homogeneização, iniciando-se agitação forçada (mínimo de 300rpm) seguidoda transferência da mistura a um tanque de estocagem. Em seguida, realiza-se a adição dacomposição da invenção, formando uma solução 50%. A agitação forçada deverá sermantida durante no mínimo 300 segundos, seguida da transferência do produto para umtanque pulmão. Em seguida, aconselha-se a instalação de uma bomba com inversor defreqüência para enviar o produto do tanque de estocagem para a dosagem da solução nocaldo misto.Figure 1 illustrates the basic scheme of application of the composition of the present invention, which shows the addition of potable water (at room temperature) in a dilution and homogenization tank, starting with forced agitation (minimum 300 rpm) followed by the transfer of the mixture to a storage tank. Thereafter, the composition of the invention is added to form a 50% solution. Forced shaking should be continued for at least 300 seconds, followed by transfer of the product to a lung tank. Next, it is advisable to install a pump with frequency inverter to send the product from the storage tank to the mixed solution solution.
Mediante a utilização da referida bomba, temos o envio da solução ao caldo a sersulfitado..By using said pump, we have the solution sent to the broth to sersulphite.
A Figura 2 ilustra o fluxograma do processo de fabricação da composição dapresente invenção.Figure 2 illustrates the flowchart of the manufacturing process of the composition of the present invention.
As matérias-primas e as embalagens recebidas passam pelo controle de qualidade.Após sua liberação, os ingredientes serão pesados, conforme procedimento específico, osquais compõem a alimentação do misturador. A referida alimentação adicionalmente éefetuada conforme procedimento específico. No dito misturador é realizada a etapa demistura dos ingredientes, com tempo mínimo de 360 segundos. O produto acabado éliberado mediante análise prévia de características como pH, aspecto e granulometria. Oqual dirige-se para a disponibilização de embalagem(efetuada conforme procedimentoespecífico). Em seguida, são utilizados sacos de Ráfia de 25,0 Kg para a envase.The raw materials and packaging received go through quality control. After their release, the ingredients will be weighed, according to specific procedure, which make up the mixer feed. Said feed is additionally performed according to the specific procedure. Said mixer is performed the blending step of the ingredients, with a minimum time of 360 seconds. The finished product is released by prior analysis of characteristics such as pH, appearance and particle size. What is directed to the availability of packaging (made according to specific procedure). Next, 25.0 kg Raffia bags are used for filling.
O produto é armazenado em local seco e arejado e, em seguida, expedidopaletizado.The product is stored in a cool, dry place and then palletized.
A Figura 3 ilustra o fluxograma de aplicação da composição da presente invenção.Figure 3 illustrates the application flow chart of the composition of the present invention.
A Figura 4 ilustra o fluxograma do processo de fabricação de açúcar utilizando acomposição da presente invenção.Figure 4 illustrates the flowchart of the sugar manufacturing process using the composition of the present invention.
A cana é preparada mediante realização de lavagem, passagem por um picador edesfibrador e depois segue para a moagem (embebição), da qual teremos como resultadobagaço e caldo bruto. O bagaço resultante da moagem da cana preparada pode ser usadona produção de combustível, alimentos para animais, fabricação de álcool e celulose.The cane is prepared by washing, passing through a shredder and then proceeding to the milling (soaking), which will result in bagasse and broth. The bagasse resulting from the milling of prepared sugarcane can be used for fuel production, feed, alcohol and cellulose manufacture.
Já o caldo bruto segue para a retenção de impurezas e substâncias coloridas,mediante o tratamento com fósforo, sulfito, cal e polímero. Como resultado teremos o lodo eo caldo clarificado.Already the raw broth follows for the retention of impurities and colored substances, by treatment with phosphorus, sulfite, lime and polymer. As a result we will have the sludge and broth clarified.
O primeiro, segue para a filtração a qual separa o caldo filtrado da torta de filtro. Ocaldo filtrado sofre decantação e retorna para o tratamento. Na torta de filtro ficam retidasimpurezas orgânicas como clorofila, bagaço e ácidos e impurezas minerais como sulfatos,cálcios e fosfados que podem ser empregadas como fertilizante para lavoura.The first goes to filtration which separates the filtered broth from the filter cake. The filtered sacral is decanted and returned for treatment. In the filter cake organic impurities such as chlorophyll, bagasse and acids and mineral impurities such as sulfates, calcium and phosphates that can be used as a fertilizer for farming are retained.
O segundo, contendo água, sacarose, outros açúcares e sais minerais segue paraevaporação, retirando-se água, onde ocorre a clarificação do xarope (flotação). Em seguida,realiza-se o cozimento, ou cristalização, formando-se cristais (massa cozida).The second, containing water, sucrose, other sugars and minerals, follows for evaporation, removing water, where the syrup clarification (flotation) occurs. Then, the cooking or crystallization takes place, forming crystals (baked dough).
Na corrente de massa cozida, sacarose e mel,realiza-se uma centrifugação, a qualsepara o mel dos cristais.O mel dirige-se para fabricação do álcool e os cristais, contendo, basicamente,sacarose, água e cinzas vão para a etapa de secagem, retirando-se água, seguida deempacotamento.In the cooked dough, sucrose and honey stream, a centrifugation is carried out which separates the honey from the crystals. The honey is directed to the manufacture of the alcohol and the crystals containing basically sucrose, water and ashes go to the drying, removing water, followed by unpacking.
Após a realização destas etapas teremos o produto final com um teor de 99,85% desacarose, 0,05% de água e 0,10% de sais.After performing these steps we will have the final product with a content of 99.85% desaccharose, 0.05% water and 0.10% salts.
A Figura 5 ilustra o processo de sulfitação realizado atualmente pelas usinas a sersubstituído pelo uso da presente invenção.Figure 5 illustrates the sulphitation process currently carried out by mills to be replaced by the use of the present invention.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
O produto se propõe a substituir a etapa de sulfitação nas usinas de cana-de-açúcar nos moldes que hoje é realizada.The product proposes to replace the sulphitation step in sugarcane mills in the mold that is performed today.
O enxofre ao ser aquecido se transforma em dióxido de enxofre (S02). Os gases decombustão de enxofre entram na coluna após ligeiro resfriamento (de 250° C à 120°C)entrando em contracorrente com o caldo a ser sulfitado, que se encontra à uma temperaturamédia de 60°C.Sulfur upon heating turns into sulfur dioxide (SO2). Sulfur combustion gases enter the column after slight cooling (from 250 ° C to 120 ° C) and countercurrent with the broth to be sulphited at a temperature of 60 ° C.
Em conseqüência das grandes variações, principalmente operacionais, já que nãose pode controlar totalmente um processo de combustão ou até mesmo toda a etapa desublimação do gás, constata-se os seguintes pontos críticos desse processo:As a result of the large variations, mainly operational, as it cannot fully control a combustion process or even the entire gas de-sublimation step, the following critical points of this process are noted:
- aumento da emissão de poluentes,- increased pollutant emissions,
- danos à estrutura metálica, alvenaria da estrutura e aos equipamentos,- damage to the metal structure, masonry of the structure and equipment,
- variação do teor de sulfito no caldo de cana de açúcar, e da qualidade (cor) finaldo açúcar, e- variation of the sulphite content in sugarcane juice and the final quality (color) of sugar, and
- sublimação do enxofre e obstrução das tubulações condutoras de Enxofre (S)para a coluna de sulfitação.- Sublimation of sulfur and obstruction of Sulfur (S) conductive pipes to the sulphitation column.
A principal alteração que será promovida pela composição da presente invenção éa eliminação do processo de queima do enxofre. A presente invenção substitui a formacomo o enxofre é adicionado ao caldo, eliminando a coluna de sulfitação do processo detratamento do caldo bruto.The main change that will be promoted by the composition of the present invention is the elimination of the sulfur burning process. The present invention replaces the form as sulfur is added to the broth, eliminating the sulphitation column from the broth branding process.
O objetivo da sulfitação é a doação de S02. Esta doação continuará sendo feita, sóque sem o processo de queima e as conseqüências citadas acima.The purpose of sulfitation is the donation of SO2. This donation will continue to be made, except without the burning process and the consequences mentioned above.
A composição da presente invenção terá como forma de adição a dissolução deuma mistura de metabissulfito de sódio, bicarbonato de sódio e um ácido orgânico (ex. ácidocítrico anidro), à temperatura ambiente, eliminando-se a coluna de absorção de sulfito daforma que ocorre atualmente.The composition of the present invention will be added by dissolving a mixture of sodium metabisulphite, sodium bicarbonate and an organic acid (eg anhydrous citric acid) at room temperature and removing the sulphite absorption column as it currently occurs. .
A principal vantagem do uso do ácido cítrico anidro em relação a outros ácidos sedeve à estabilidade do preço, encontrado na forma sólida (pó em diferentes granulometrias).Por outro lado, o uso do Bicarbonato de Sódio provoca a formação de precipitadosinsolúveis, auxiliando a decantação e conseqüente clarificação do caldo.A aplicação da composição da presente invenção se dará através da dissolução de300 à 400 partes por milhão do produto em água e conseqüente aplicação (apóshomogeneização) ao caldo misto.The main advantage of the use of anhydrous citric acid over other acids leads to price stability, found in solid form (powder in different granulometry). On the other hand, the use of Sodium Bicarbonate causes the formation of insoluble precipitates, helping to decant and consequent clarification of the broth. The application of the composition of the present invention will be through the dissolution of 300 to 400 parts per million of the product in water and consequent application (after homogenization) to the mixed broth.
O processo de aplicação da composição da presente invenção é compreendido dasseguintes etapas:The process of applying the composition of the present invention is comprised of the following steps:
EXEMPLO 1EXAMPLE 1
Os exemplos tiveram como objetivo principal comprovar na prática eficácia doprocesso teórico.The examples had as their main objective to prove in practice the effectiveness of the theoretical process.
A matéria-prima utilizada foi o caldo extraído da cana-de-açúcar (variedade IAC-413).The raw material used was sugarcane juice (variety IAC-413).
Os pedaços (talos) de cana-de-açúcar utilizados tiveram ambas as extremidadesdescartadas, com a finalidade de se eliminar a provável presença de dextranas.The sugarcane pieces used had both ends discarded in order to eliminate the probable presence of dextrans.
Os testes de bancada seguiram o procedimento descrito abaixo.The bench tests followed the procedure described below.
Materiais & Equipamentos:Materials & Equipment:
- 01 baqueta- 01 drumstick
- 02 béqueres de 1,0 litro- 02 1.0 liter beakers
- 01 balança analítica- 01 analytical balance
- 01 agitador magnético com aquecimento- 01 magnetic stirrer with heating
- 01 pipeta de 1,0 ml- 01 1.0 ml pipette
- 01 pipeta de 5,0 ml- 01 5.0 ml pipette
- 01 pipeta de 10,0 ml- 01 10.0 ml pipette
- 01 pêra de sucção- 01 suction pear
- 01 pHmetro- 01 pH meter
Produtos & Reaqentes:Products & Reagents:
-1,0 Litro de Caldo Misto recém produzido (Máx.: 30 minutos)-1.0 Liter Freshly Produced Mixed Broth (Max .: 30 minutes)
- 0,350 grama de composição compreendendo 95% de metabissulfito de Sódio, 3% debicarbonato de Sódio e 2% de ácido cítrico anidro0.350 grams of composition comprising 95% Sodium metabisulphite, 3% Sodium debicarbonate and 2% anhydrous citric acid
- acídulante 85%- acidic 85%
- Cal ou Calda Dolomítica (solução 15%)- Lime or Dolomitic Syrup (15% solution)
- Solução 0,1% (massa:volume) de Polímero de Médio ou Alto peso Molecular- Solution 0.1% (mass: volume) of medium or high molecular weight polymer
Procedimento:Procedure:
1) Medir 1,0 Litro de Caldo Misto em um béquer,1) Measure 1.0 liter of mixed broth in a beaker,
2) Medir o pH,2) Measure the pH,
3) Adicionar 0,3 grama da composição da presente invenção.(CING 45)3) Add 0.3 grams of the composition of the present invention. (CING 45)
4) Medir o pH,4) Measure the pH,
5) Reduzir o pH entre 4,0 e 4,5, através da adição de acidulante,5) Reduce the pH between 4.0 and 4.5 by the addition of acidulant,
6) Elevar o pH at, 7,0, através da adição de cal ou calda dolomítica,7) Aquecer até a ebulição,6) Raise the pH to 7,0 by the addition of lime or dolomitic syrup. 7) Heat to boiling,
8) Adicionar a solução de polímero (2,0 ppm),8) Add polymer solution (2.0 ppm),
9) Aguardar a sedimentação, medir o tempo9) Wait for sedimentation, measure time
10) Retirar o sobrenadante para avaliação10) Remove supernatant for evaluation
Resultados & Conclusões:Results & Conclusions:
Os resultados foram bastante satisfatórios, visto que a turbidez do caldo foireduzida a níveis bem abaixo dos padrões encontrados atualmente nas usinas de açúcar.The results were quite satisfactory, since the broth turbidity was reduced to levels well below the standards currently found in sugar mills.
Os resultados comprovam que esta nova tecnologia de doação de S02, solucionatotalmente os problemas em se usar o enxofre como fonte de sulfitação, obtendo-se assimmuito mais benefícios e melhorando a qualidade do açúcar final.The results prove that this new SO2 donation technology completely solves the problems of using sulfur as a source of sulphitation, thus obtaining much more benefits and improving the quality of the final sugar.
Durante a safra, as dosagens da composição da presente invenção (CING 45)poderão variar de acordo com a necessidade da usina e/ou condições da cana recebida.During the harvest, the dosages of the composition of the present invention (CING 45) may vary according to the need of the mill and / or the conditions of the received cane.
Em geral, a aplicação do CING 45 é menor ou igual a aplicação do enxofre, eocorre sem perdas na aplicação, com uma série de vantagens, a saber:In general, the application of CING 45 is less than or equal to sulfur application, and occurs without application loss, with a number of advantages, namely:
> Não há contaminação por S02 ao meio ambiente> No environmental contamination by S02
> Não há risco no manejo pelo pessoal de operação> There is no risk of handling by operating personnel
> Fácil de manejar, dissolver e aplicar> Easy to handle, dissolve and apply
> Economia de energia, pois não é necessário o uso de vapor ou ventiladoresde arraste.> Energy saving as no steam or drag fans are required.
> Ganhos esperados no aumento da pureza do caldo clarificado> Expected gains in increased clarity of clarity
> Sem problemas de aquisição ou de abastecimento> No procurement or supply problems
> Maior estabilidade produtiva durante o processo de aplicação> Greater productive stability during the application process
Será evidente a uma pessoa versada na técnica que a presente invenção não estálimitada ao exemplo ilustrativo precedente e que pode ser concretizada em outras formasespecíficas, sem fugir dos atributos essenciais da mesma. É, portanto, desejado que oexemplo seja considerado em todos os aspectos, como ilustrativo e não restritivo, sendofeita referência às reivindicações anexas e todas as alterações que possam encontrar-sedentro do significado e faixa de equivalência das reivindicações e, desta forma, destinadas aserem incluídas aqui.It will be apparent to one skilled in the art that the present invention is not limited to the foregoing illustrative example and may be embodied in other specific forms without departing from the essential attributes thereof. It is therefore desired that the example be considered in all respects as illustrative and not restrictive, to refer to the appended claims and to any changes which may be found within the meaning and equivalence range of the claims and thus intended to be included. on here.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI0804870 BRPI0804870A2 (en) | 2008-07-23 | 2008-07-23 | composition and process for clarification of sugarcane juice by chemical treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI0804870 BRPI0804870A2 (en) | 2008-07-23 | 2008-07-23 | composition and process for clarification of sugarcane juice by chemical treatment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BRPI0804870A2 true BRPI0804870A2 (en) | 2010-07-27 |
Family
ID=42352814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BRPI0804870 BRPI0804870A2 (en) | 2008-07-23 | 2008-07-23 | composition and process for clarification of sugarcane juice by chemical treatment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BR (1) | BRPI0804870A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024152094A1 (en) * | 2023-01-16 | 2024-07-25 | Italmatch Chemicals Spa | Method for reducing the colouring of sugar, process for producing sugar with low colour, composition and use of a chelating agent |
-
2008
- 2008-07-23 BR BRPI0804870 patent/BRPI0804870A2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024152094A1 (en) * | 2023-01-16 | 2024-07-25 | Italmatch Chemicals Spa | Method for reducing the colouring of sugar, process for producing sugar with low colour, composition and use of a chelating agent |
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| B08F | Application fees: dismissal - article 86 of industrial property law |
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