Tecnologia quimica de produto natural : Fabricação de açúcar e amido

28.1 Introdução


A sacarose é um dissacárido que ocorre naturalmente na maioria das frutas e vegetais. 
O açúcar ocorre em maiores quantidades na cana-de-açúcar e na beterraba açucareira a partir da qual o açúcar é separado economicamente e comercialmente. 
Fórmula química - c 12 H 22 O 11 
Peso molecular - 342 
Densidade = 1,58 kg / m 3 
A sacarose é solúvel em água, mas ligeiramente solúvel em álcool metílico e álcool etílico. 
Folha de fluxo do processo: ilustrada na figura.

Figura 28.1 Folha de fluxo de fabricação de açúcar da cana-de-açúcar


Matéria-prima: cana-de-açúcar


28.2 Função funcional de vários processos (Figura 28.1)

(a) Cortador

  • • O cortador consiste em facas em um eixo cilíndrico que rodam a uma velocidade de 400 a 500 rpm.

• As facas cortaram os bastões em pequenos pedaços.

(b) Triturador

  • • Os bastões são destruídos aqui.

• Consiste em dois rolos que rodam na direção oposta.

(c) Moinhos de série de pressão

  • • Bastões esmagados são passados ​​através de quatro moinhos de pressão para extrair suco.

• Cada moinho de pressão é composto de rolos de ferro fundido.

• Os rolos são ranhurados e a largura diminui do primeiro rolo para o último.

• A água de maquiagem adicionada no terceiro e quarto moinho é reciclada de volta às duas primeiras fábricas.

• Cerca de 85-90% de suco presente na cana é extraído.

• Bagasses são produzidos como subproduto.

(d) Clarificador

  • • Em geral, estão disponíveis dois métodos de esclarecimento para o fabrico de açúcar branco, nomeadamente o processo de sulfatação e o processo de carbonação.

• O suco agora chega a espessar.

• Para precipitar os colóides, adiciona-se fosfato de cálcio (CaHPO4) seguido de leite de lima.

• O leite de limão usado tem 9 a 10% de força e cerca de 400mg de alcalinidade CaO / litro.

• Além de manter p H aproximadamente 7, o gás SO 2 também atua como agente de branqueamento.

• O ácido fosfórico ou o CO 2 também podem ser substituídos como agente acidificante dependendo do tipo de suco extraído.

• No fundo do clarificador, a lama (impurezas) é instalada e drenada.

• O vapor é usado para aquecer ligeiramente o suco.

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Perguntas técnicas  sobre   tecnologia  de   processo 1. O que é especial no processo de produção de açúcar da cana-de-açúcar?

Resposta: A cana -de- açúcar é um recurso biológico para o açúcar. Se o açúcar é usado para a produção de álcoois que podem ser utilizados como combustíveis em carros modernos, a fonte original para obter esses combustíveis é a indústria agrícola. Em outras palavras, uma fonte biológica para combustíveis é um conceito tecnológico interessante para as necessidades energéticas da sociedade moderna. Por outro lado, o consumo excessivo de açúcares para os requisitos de combustível poderia aumentar a demanda de açúcar para o uso de alimentos e poderia aumentar os preços da cana-de-açúcar. Portanto, uma política cuidadosa precisa ser adotada para a utilização de açúcar em direção a diversas rotas e tecnologias do processo.

2. Por que o evaporador de último efeito é mantido a vácuo de 63 cm?

Ans:

  • • Permitir o fluxo de suco do primeiro efeito para outro devido a queda de pressão.

• Para aumentar o gradiente de temperatura para uma melhor transferência de calor.

3. Qual é a diferença técnica entre o processo de esclarecimento de sulfitação e carbonatação?

Resposta : O processo de sulfatação baseia-se em grandes quantidades de ácido sulfuroso com quantidade proporcional de lima. O sulfito de cálcio formado evita a oxidação e o escurecimento do suco. Também precipita gengivas e matéria albuminosa por isso ajuda na filtração. 
Neste processo a cerca de 65 ° C, o gás SO 2 é borbulhado em suco para aumentar ligeiramente a acidez. O suco é então aquecido até o ponto de ebulição por 2 horas. Após o processo de sulfatação, PH se torna 7 e a concentração se torna de 12 a 13 Brix. 
No processo de carbonação, adiciona-se 1 a 1,5% de lima por peso a 50 a 55 ° C ao suco. O gás CO 2 é borbulhado para remover a alcalinidade. A temperatura é aumentada para o ponto de ebulição para remover o excesso de ácido carbônico.

4. Quais são os subprodutos das indústrias açucareiras?

Ans: Bagasse, bolo de filtrado e melaço.

5. Discutir a economia de energia no processo de fabricação de açúcar?

Ans:

  • • O bagaço pode ser usado para gerar vapor. O vapor pode ser usado para geração de eletricidade que pode ser usado para executar máquinas na planta. O poder adicional pode ser exportado para o uso doméstico e assim economizar o consumo de combustível.

• O bagaço também é usado como matéria-prima para indústrias de papel como fertilizantes e alimentos para gado.

• O licor-mãe final; O melaço é enviado para a produção de álcool etílico por processo de fermentação.

• A pressão da lama é utilizada como fertilizante fosfatado nas fazendas.

6. Qual é o problema no armazenamento da cana-de-açúcar?

Resposta: Não deve haver atraso no transporte de cana de cana recém-cortada para açúcar, porque após 24 horas de corte causa perda de sacarose por inversão a glicose e frutose (monosaccaharides). 
C 12 H 22 O 11 + H 2 O → C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 
      Sacarose                       glicose                  frutose 


A extensão da inversão é medida pelo polarímetro. O açúcar não invertido possui uma polarização de +97 ° e o açúcar completamente invertido tem polarização de -20 °. 
Esta inversão da sacarose é mantida por entrega rápida de cana de cana recém-cortada aos moinhos de açúcar.

7. Por que é utilizado o cristalizador de panela a vácuo?

Resposta: Com o uso de cristalizador de panela de vácuo, a pressão é reduzida de modo a super saturar a solução de açúcar. Após a supersaturação, começa a formação de cristais. Quando o volume de massecuite (solução de açúcar + cristais) excede determinado limite, então é transferido para centrífuga para separação.

8. Quais são os problemas ambientais enfrentados pelas indústrias açucareiras?

Ans:

  • • Gás de combustão (cinzas volantes) produzido pela combustão do bagaço.

• O efluente não tratado de moinhos de açúcar tem DBO de 1,7 a 6,6 g / litro, DQO de 2,3 a 8 g / lit, TSS até 5 g / litro e alto teor de amônio.

• O moinho gera muita poeira e odor.

• Às vezes, os pesticidas também estão presentes no suco da cana-de-açúcar.

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   Equipamentos  de  processo  de producao 

     

(e)# iltro rotativo

  • • A lama inferior do fundo do espessante é passada para uma prensa filtrante rotativa contínua para recuperar a solução de açúcar.

• Esta solução de açúcar, se for clara, é passada para o evaporador de múltiplos efeitos ou reciclada novamente para o clarificador.

• O bolo de filtro produzido é usado para fertilizantes.

(f) evaporador Multieffecto

  • • O licor clarificado transborda para o evaporador multi-efetuação de alimentação 3-4.

• Aqui o caldo de cana ou suco é concentrado de 80-85% de H 2 O a 40% de H 2 O para preparar suco pronto para cristalização.

• Um vácuo de 63 cm é mantido no último efeito.

(g) Cristalizador

  • • A solução de açúcar concentrado clarificada chega ao cristalizador.

• A solução de açucar é ainda cozida  , evaporada em panelas de vácuo a uma temperatura de vapor de 57 ° C até se ver uma nuvem fina de cristais.

• A cristalização é completada na unidade de panela de vácuo.

(h) Centrífuga

  • • A mistura de cristais e xarope é chamada masscuite.

• O masscuite do cristalizador é centrifugado em tipo de cesto centrifugado até o tipo de cesta para centrifugação, remova o licor-mãe (melaço) que é um subproduto.

• Os cristais de açúcar de alta qualidade são obtidos aqui.

• A velocidade da centrífuga é mantida a 800 a 1000 rpm.

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