Processo de eletrocoagulação como alternativa de clarificação do caldo de cana na produção de açúcar cristal

Fabiana Sabadini Rezende Niglio, Coordenadora de Comunicação do Brazilian Journal of Food Technology, Campinas, SP, Brasil.

Silvia Pimentel Marconi Germer, Editora Adjunta do Brazilian Journal of Food Technology, Campinas, SP, Brasil.

Na produção de açúcar cristal, o caldo da cana-de-açúcar extraído nas usinas é submetido a uma série de etapas de processo, dentre as quais a calagem [adição de Ca(OH)2] e a sulfitação (adição de HSO3-). O tratamento completo tem por objetivo garantir a qualidade do produto, eliminando microrganismos e impurezas, evitando a hidrólise e o escurecimento do açúcar. Entretanto, o uso do enxofre (ou sulfito) apresenta problemas operacionais, bem como ambientais, e seu consumo pode ser danoso à saúde humana.

Nesse contexto, o processo de eletrocoagulação se apresenta como uma alternativa de clarificação do caldo de cana. A técnica foi tema do estudo coordenado por pesquisadores da Universidade de São Paulo, campus de Piracicaba, em conjunto com a empresa Metrohm Brasil, que resultou no artigo Remoção de cor e turbidez de caldo de cana-de-açúcar por eletrocoagulação utilizando eletrodos de alumínio, publicado no Brazilian Journal of Food Technology, v.24, 2021.

Imagem: Claudio Lima/PROGT.

Figura 1: Sistema proto-SE2c(TM) para eletropurificação e separação sólido-líquido.

O processo de eletrocoagulação é a geração de espécies coagulantes a partir de um eletrodo (anodo) com a aplicação de uma corrente elétrica (AKHTAR et al., 2020). De acordo com o pH, o metal liberado do anodo se hidrolisa formando espécies coagulantes, capazes de remover impurezas. As impurezas são, então, atraídas para o outro eletrodo (catodo), onde são depositadas. Segundo Ogando et al. (2019), o processo de eletrocoagulação pode reduzir a turbidez e a cor de caldos de cana em até 99,9% e 70%, respectivamente.

Segundo os autores do trabalho, no entanto, embora promissor, o processo deve ser devidamente ajustado e controlado para evitar hidrólise de açúcares e formação de residual de alumínio, elemento químico cujo consumo está associado a processos cancerígenos e neurodegenerativos.

No estudo, os ensaios de eletrocoagulação foram conduzidos em um reator, ilustrado na Figura 1, contendo duas barras de alumínio como eletrodos, e que estava acoplado a um banho térmico. O delineamento experimental empregou por fatores o pH e o teor de sólidos solúveis (oBrix) do caldo de cana, assim como a temperatura de processo, a voltagem e a distância dos eletrodos. As análises realizadas no caldo foram cor (YCUMSA), turbidez (NTU), conteúdo aparente de sacarose (pol%juice) e o teor de açúcares redutores do caldo. Foi quantificado, também, a presença de alumínio (Al+3) no caldo.

Imagem: autoras.

Figura 2. Diagrama esquemático de reator para tratamento de caldo de cana por eletrocoagulação com eletrodos de alumínio. 1. Banho-maria. 2. Bomba bomba (Modelo King HP 1/30, 1.550 rpm, 60 ciclos). 3. Reator Jacket com capacidade de 400 mL. 4. Duas folhas de alumínio (15×3,5×2 cm). 5. Transformador (modelo Superior Electric) para ajuste de tensão. 6. Caldo de cana.

O estudo mostrou que eletrocoagulação diminuiu a cor e a turbidez, sendo que a melhor condição de processo foi obtida com a maior voltagem (25 V), a menor distância entre os eletrodos e o menor pH. Verificou-se, contudo, que, nessas condições, a sacarose foi parcialmente convertida em açúcar redutor, indicando hidrólise, o que não é desejável. No entanto, concluiu-se que a concentração de alumínio residual foi muito baixa, não sendo considerada problemática. A eletrocoagulação, portanto, mostrou-se uma técnica em potencial para a substituição da sulfitação no tratamento do caldo de cana, podendo agregar valor ao açúcar cristal e garantir a produção de um insumo mais seguro.

Leia mais

AKHTAR, A., et al. Electrocoagulation of Congo Red dye-containing wastewater: Optimization of operational parameters and process mechanism. Journal of Environmental Chemical Engineering [online]. 2020, vol. 8, no. 5, 104055 [viewed 8 March 2022]. http://dx.doi.org/10.1016/j.jece.2020.104055. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2213343720304036?via%3Dihub

OGANDO, F.I.B., et al. Removal of phenolic, turbidity and color in sugarcane juice by electrocoagulation as a sulfur-free process. Food Research International [online]. 2019, vol. 122, pp. 643-652 [viewed 8 March 2022]. http://dx.doi.org/10.1016/j.foodres.2019.01.039. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0963996919300390?via%3Dihub

Para ler o artigo, acesse

OGANDO, F.I.B, et al. Remoção de cor e turbidez de caldo de cana-de-açúcar por eletrocoagulação utilizando eletrodos de alumínio. Brazilian Journal of Food Technology [online]. 2021, vol. 24, e2020236 [viewed 8 March 2022]. https://doi.org/10.1590/1981-6723.23620. Available from: https://www.scielo.br/j/bjft/a/nKL9b9NcCPTZ3XpdQRVgbfg/?lang=en

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Como citar este post [ISO 690/2010]:

NIGLIO, F.S.R. and GERMER, S.P.M. Processo de eletrocoagulação como alternativa de clarificação do caldo de cana na produção de açúcar cristal [online]. SciELO em Perspectiva | Press Releases, 2022 [viewed ]. Available from: https://pressreleases.scielo.org/blog/2022/03/09/processo-de-eletrocoagulacao-como-alternativa-de-clarificacao-do-caldo-de-cana-na-producao-de-acucar-cristal/

 

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