BRPI0804870A2 - composição e processo para clarificação do caldo de cana-de-açúcar por tratamento quìmico - 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.
Description
"COMPOSIÇÃO E PROCESSO PARA CLARIFICAÇÃO DO CALDO Ub CANA-DE-AÇÚCAR POR TRATAMENTO QUÍMICO"
CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO
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.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
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).
O processo mais amplamente utilizado atualmente para a clarificação do caldomisto (caldo obtido através da prensagem da cana de açúcar) é o da sulfitação.
Atualmente, não existe no mercado um produto que seja de tão fácil manuseio ealtamente econômico.
A composição e o processo que serão descritos a seguir suprem esta demanda.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
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).
DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
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.
Mediante a utilização da referida bomba, temos o envio da solução ao caldo a sersulfitado..
A Figura 2 ilustra o fluxograma do processo de fabricação da composição dapresente invenção.
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.
O produto é armazenado em local seco e arejado e, em seguida, expedidopaletizado.
A Figura 3 ilustra o fluxograma de aplicação da composição da presente invenção.
A Figura 4 ilustra o fluxograma do processo de fabricação de açúcar utilizando acomposição da presente invenção.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
A Figura 5 ilustra o processo de sulfitação realizado atualmente pelas usinas a sersubstituído pelo uso da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
O produto se propõe a substituir a etapa de sulfitação nas usinas de cana-de-açúcar nos moldes que hoje é realizada.
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.
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:
- aumento da emissão de poluentes,
- danos à estrutura metálica, alvenaria da estrutura e aos equipamentos,
- variação do teor de sulfito no caldo de cana de açúcar, e da qualidade (cor) finaldo açúcar, e
- sublimação do enxofre e obstrução das tubulações condutoras de Enxofre (S)para a coluna de sulfitação.
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.
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.
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.
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.
O processo de aplicação da composição da presente invenção é compreendido dasseguintes etapas:
EXEMPLO 1
Os exemplos tiveram como objetivo principal comprovar na prática eficácia doprocesso teórico.
A matéria-prima utilizada foi o caldo extraído da cana-de-açúcar (variedade 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.
Os testes de bancada seguiram o procedimento descrito abaixo.
Materiais & Equipamentos:
- 01 baqueta
- 02 béqueres de 1,0 litro
- 01 balança analítica
- 01 agitador magnético com aquecimento
- 01 pipeta de 1,0 ml
- 01 pipeta de 5,0 ml
- 01 pipeta de 10,0 ml
- 01 pêra de sucção
- 01 pHmetro
Produtos & Reaqentes:
-1,0 Litro de Caldo Misto recém produzido (Máx.: 30 minutos)
- 0,350 grama de composição compreendendo 95% de metabissulfito de Sódio, 3% debicarbonato de Sódio e 2% de ácido cítrico anidro
- acídulante 85%
- Cal ou Calda Dolomítica (solução 15%)
- Solução 0,1% (massa:volume) de Polímero de Médio ou Alto peso Molecular
Procedimento:
1) Medir 1,0 Litro de Caldo Misto em um béquer,
2) Medir o pH,
3) Adicionar 0,3 grama da composição da presente invenção.(CING 45)
4) Medir o pH,
5) Reduzir o pH entre 4,0 e 4,5, através da adição de acidulante,
6) Elevar o pH at, 7,0, através da adição de cal ou calda dolomítica,7) Aquecer até a ebulição,
8) Adicionar a solução de polímero (2,0 ppm),
9) Aguardar a sedimentação, medir o tempo
10) Retirar o sobrenadante para avaliação
Resultados & Conclusões:
Os resultados foram bastante satisfatórios, visto que a turbidez do caldo foireduzida a níveis bem abaixo dos padrões encontrados atualmente nas usinas de açúcar.
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.
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.
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:
> Não há contaminação por S02 ao meio ambiente
> Não há risco no manejo pelo pessoal de operação
> Fácil de manejar, dissolver e aplicar
> Economia de energia, pois não é necessário o uso de vapor ou ventiladoresde arraste.
> Ganhos esperados no aumento da pureza do caldo clarificado
> Sem problemas de aquisição ou de abastecimento
> Maior estabilidade produtiva durante o processo de aplicação
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.
Claims (6)
1. Composição para clarificação do caldo de cana-de-açúcar por tratamentoquímico, CARACTERIZADA por compreender metabissulfito de sódio, bicarbonato de sódioe ácido cítrico anidro.
2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato deque a concentração de metabissulfito de sódio varia de 95 a 98% p/v, a concentração debicarbonato de sódio varia de 0 a 3% e a concentração de ácido cítrico anidro varia de 0 a 2% p/v.
3. Processo para clarificação de açúcar utilizando-se a composição conformedefinida na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de compreender as seguintesetapas de:diluição da composição conforme definida na reivindicação 1, em água, comconcentração determinada pelas condições do caldo;aplicação da mistura diluída do item i), por meio de bomba dosadora, diretamenteao suco primário ou misto.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de queas doses variam de acordo com a qualidade do caldo ou da qualidade requerida do açúcarfinal, preferencialmente, a concentração de aplicação está em torno de 300 ppm (gramas deCING 45/Ton. de cana moída).
5. Processo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de quea aplicação da composição da presente invenção se dará através da dissolução de 300 à 400 partes por milhão do produto em água e conseqüente aplicação (apóshomogeneização) ao caldo misto.
6. Processo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de,preferencialmente, compreender adição de acidulante.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI0804870 BRPI0804870A2 (pt) | 2008-07-23 | 2008-07-23 | composição e processo para clarificação do caldo de cana-de-açúcar por tratamento quìmico |
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| BRPI0804870 BRPI0804870A2 (pt) | 2008-07-23 | 2008-07-23 | composição e processo para clarificação do caldo de cana-de-açúcar por tratamento quìmico |
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| BRPI0804870A2 true BRPI0804870A2 (pt) | 2010-07-27 |
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ID=42352814
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| Country | Link |
|---|---|
| BR (1) | BRPI0804870A2 (pt) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024152094A1 (pt) * | 2023-01-16 | 2024-07-25 | Italmatch Chemicals Spa | Método de redução da coloração de açúcar, processo de produção de açúcar com baixa coloração, composição e uso de um agente quelante |
-
2008
- 2008-07-23 BR BRPI0804870 patent/BRPI0804870A2/pt not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2024152094A1 (pt) * | 2023-01-16 | 2024-07-25 | Italmatch Chemicals Spa | Método de redução da coloração de açúcar, processo de produção de açúcar com baixa coloração, composição e uso de um agente quelante |
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