Utilização de quitosana no processo de clarificação do caldo de cana para fabricação de açúcar do tipo mascavo

Abstract

Neste trabalho investigou-se a clarificação do caldo de cana-de-açúcar por processo de coagulação e floculação utilizando o polímero catiônico natural quitosana para fabricação de açúcar tipo mascavo. A otimização do processo de redução de turbidez e cor do caldo bruto com o uso do polímero foi conduzida empregando-se metodologia de superfície de resposta, com intuito de definir o nível de máxima redução de turbidez e o menor índice de cor no caldo clarificado. As variáveis estudadas no processo foram pH do meio, concentração do polímero, tempo de sedimentação, velocidade e tempo de rotação lenta do equipamento Jar-Test. Os testes foram conduzidos em temperatura do caldo de cana de (17,7 ± 2) oC. A velocidade de rotação rápida usada na dispersão do polímero no caldo foi mantida fixa em 100 rpm por três 5 minutos para cada tratamento. O fatorial fracionado 2V−1 foi empregado no planejamento composto central para minimizar o número de experimentos e explicar os efeitos das variáveis e possíveis interações na otimização das respostas. Em relação à resposta redução de turbidez as variáveis significativas foram pH, concentração do polímero e tempo de rotação lenta, sendo que os valores ótimos foram pH igual a 6,0, concentração do polímero de 300 mg/L e tempo de rotação lenta de 4 minutos. Para a resposta medida de cor as variáveis significativas foram pH igual a 5,7 e concentração do polímero igual a 337 mg/L. Observou-se que os maiores valores na redução de turbidez e os menores índices de cor tiveram comportamento próximo à região central do experimento. No caldo clarificado reduziu-se a turbidez em 97,6 % e obteve-se uma medida de cor de 0,066 em absorbância. A clarificação do caldo de cana com quitosana permitiu a fabricação de um açúcar com índice de cor ICUMSA de 3 359 UI. A quitosana mostrou-se eficiente na redução de turbidez e cor do caldo de cana, e além disso, tem a vantagem de ser considerado um produto alimentar.

In this work the clarification of the sugar cane juice was investigated by coagulation and flocculation process using the natural cationic polymer chitosan for production of muscovado type sugar. The optimization turbidity and raw juice color reduction process using the polymer was led using methodology of response surface, aiming at the definition the of greatest turbidity level reduction and the smallest color index in the clarified juice. The variables studied in the process were: pH of the medium, polymer concentration, sedimentation time, speed and slow rotation time of the Jar-Test equipment. The tests were led at the temperature of the sugar cane juice (17,7 ± 2) oC. The fast rotation speed used in the polymer dispersion in the juice was fixed at 100 rpm during three 5 minutes for each treatment. The 2V−1 fractional factorial was used in the composite central planning to minimize the number of experiments, and to explain the effects of the variables and possible interactions in the optimization of the responses. Regarding to the turbidity reduction response the significant variables were pH, polymer concentration, and slow rotation time, being the pH optimum values equals to 6.0, polymer concentration equals to 300 mg/L and, time of slow rotation equals to 4 minutes. For the color measurement response the significant variables were pH equals to 5.7 and polymer concentration equals to 337 mg/L. It was observed that the largest values in the turbidity reduction and the smallest color indexes had close behavior to the central area of the experiment. In the clarified juice the turbidity was reduced in 97.6 % and it was obtained a color measurement of 0.066 in absorbance. The clarification of the sugar cane juice with chitosan allowed the production of a sugar with ICUMSA color index of 3 359 UI. The chitosan was shown efficient in the reduction of the turbidity and of the sugar cane juice color and, besides, it has the advantage of being considered an alimentary product.