02__Caracteristicas_do_caldo

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Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul
Unidade: Glória de Dourados
Curso: Tecnologia em Produção Sucroalcooleira
Disciplina: Tecnologia e Produção de Açúcar
02
Características químicas e físicas do caldo de
cana-de-açúcar
Prof. Clauber Dalmas Rodrigues
<clauber@uems.br>
Fevereiro/2015
Clauber D.R. (UEMS) Características do Caldo fev15 1 / 26
Sumário
1 Características do caldo extraído (Caldo Bruto)
2 Breve Revisão: Misturas, soluções e colóides
Mistura homogênea e heterogênea
Dispersões
Classificação das dispersões
Colóides
3 Características físicas e químicas do caldo bruto
Consequência das impurezas no Processo Industrial
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Figura 0.1: Caldo bruto
Sumario
1 Características do caldo extraído (Caldo Bruto)
2 Breve Revisão: Misturas, soluções e colóides
Mistura homogênea e heterogênea
Dispersões
Classificação das dispersões
Colóides
3 Características físicas e químicas do caldo bruto
Consequência das impurezas no Processo Industrial
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Composição do caldo de cana extraído (ou caldo bruto)
O caldo de cana recebido pelo setor de tratamento de caldo, não é o
mesmo caldo de cana contido na planta devido:
O processo de extração,
O tempo de retenção do caldo nos equipamentos de extração,
A água de embebição,
As novas impurezas como terra, areia e bagacilho.
Desta maneira, o caldo que vai ser tratado vai possuir características
diferentes.
Este caldo que será tratado é chamado de Caldo Bruto .
O caldo de cana bruto é opaco, de cor amarela pardacenta a
esverdeado, mais ou menos escuro e viscoso (veja novamente a
Figura 0.1 na pág. 3).
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Principais características do caldo bruto
O Caldo Bruto que chega ao setor de clarificação é uma mistura
complexa dos componentes da cana-de-açúcar, bagacinho e de
matérias estranhas que acompanham a cana, tais como : terra, areia,
palha e outros sólidos em suspensão.
O caldo de cana é uma suspensão coloidal onde as partículas
suspensas apresentam diferentes tamanhos e composição heterogênea
(ALBUQUERQUE, 2011).
A composição química do caldo da cana pode variar largamente
segundo uma serie de fatores, tais como:
variedade da cana,
grau de maturação da cana,
condições ambientais (clima),
tipo de solo,
trato culturais,
tipo de colheita,
cana crua,
cana queimada
Demora entre o corte da cana e seu
processamento.
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Sumario
1 Características do caldo extraído (Caldo Bruto)
2 Breve Revisão: Misturas, soluções e colóides
Mistura homogênea e heterogênea
Dispersões
Classificação das dispersões
Colóides
3 Características físicas e químicas do caldo bruto
Consequência das impurezas no Processo Industrial
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Sumario
1 Características do caldo extraído (Caldo Bruto)
2 Breve Revisão: Misturas, soluções e colóides
Mistura homogênea e heterogênea
Dispersões
Classificação das dispersões
Colóides
3 Características físicas e químicas do caldo bruto
Consequência das impurezas no Processo Industrial
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Misturas homogêneas e Heterogêneas
Ao se misturarem duas substâncias, pode resultar ou em uma mistura
homogênea ou em uma mistura heterogênea. Por exemplo:
Figura 2.1: Exemplos de misturas homogêneas.
Dizemos que o sal se dissolveu, enquanto a areia não se
dissolveu na água.
Imagine água barrenta em um copo e deixe esse sistema em repouso
por um certo tempo. O que irá ocorrer?
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Breve Revisão: Misturas, soluções e colóides
As misturas homogêneas também podem ser denominadas de
soluções. Ex.:
sal ou açúcar totalmente dissolvido na água.
Ligas metálicas: aliança de casamento, etc.
A adição de solutos a solventes pode originar três tipos de sistemas
— soluções, suspensões e colóides.
A diferença fundamental entre uma solução e uma suspensão é o
tamanho das partículas dispersas (veja a Figura 2.4).
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Fases
De acordo com o aspecto visual de uma mistura, podemos
classificá-la em função do seu número de fases:
Fase: cada uma das porções que apresenta aspecto vi-
sual homogêneo (uniforme), o qual pode ser contínuo ou
não, mesmo quando observado ao microscópio comum.
Figura 2.2: Fases de
um sistema (FELTRE,
2004).
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Sumario
1 Características do caldo extraído (Caldo Bruto)
2 Breve Revisão: Misturas, soluções e colóides
Mistura homogênea e heterogênea
Dispersões
Classificação das dispersões
Colóides
3 Características físicas e químicas do caldo bruto
Consequência das impurezas no Processo Industrial
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Figura 2.3: Classificação das misturas.
Lentamente, as partículas de terra vão se depositando no fundo do
copo; sedimentam primeiro as partículas maiores e, em seguida, as
partículas de tamanhos gradativamente menores; mesmo assim, a
água poderá ficar turva durante vários dias — indicando, nesse caso,
que partículas ainda menores permanecem em suspensão nessa água.
Desse fato resulta a seguinte definição:
Dispersões são sistemas nos quais uma substância está disseminada,
sob a forma de pequenas partículas, em uma segunda substância.
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Classificação das dispersões
É feita de acordo com o diâmetro médio das partículas dispersas:
Tabela 1: Classificação das soluções segundo o diâmetro das partículas dispersas
(FELTRE, 2004).
Nome da dispersão Diâmetro médio das partículas dispersas
Soluções verdadeiras 0 à 1 nm
Soluções coloidais 1 à 1.000 nm
Suspensões acima de 1.000 nm
1nm = 11.000.000.000m =
1
109m = 1×10
−9m
Exemplos:
Soluções verdadeiras → leite com sal dissolvido, água com açúcar dissolvido
Soluções coloidais → Leite
Suspensões → água barrenta
→
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Classificação das dispersões
Figura 2.4: Tamanho das partículas (solutos) em solventes e a sua classificação.
Fonte: (FELTRE, 2004)
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Sumario
1 Características do caldo extraído (Caldo Bruto)
2 Breve Revisão: Misturas, soluções e colóides
Mistura homogênea e heterogênea
Dispersões
Classificação das dispersões
Colóides
3 Características físicas e químicas do caldo bruto
Consequência das impurezas no Processo Industrial
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Colóides
Dispersões coloidais, também chamados de colóides, representam um
estado intermédio entre uma solução e uma suspensão (KOTZ;
TREICHEL, 2008).
Há vários tipos de colóides, mas possuem algumas características
principais:
Alto peso molecular.
São partículas relativamente grandes (veja a Tab. 1 e a Fig. 2.4)
Não é possível separar por decantação ou filtração.
Apresentam o Fenômeno Tyndall (veja a Fig. 2.6, pg. 19.)
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Figura 2.5: Exemplo de um Colóide hidrofóbico (KOTZ; TREICHEL, 2008).
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Efeito Tyndall e colóides
O tamanho das partículas de um
colóide permite-lhes atravessar
um filtro, mas não uma
membrana semipermeável.
Essas partículas são
suficientemente grandes para
refletir e dispersar a luz.
Essa dispersão da luz é
conhecida pelo nome de efeito
Tyndall.
Figura 2.6: Efeito Tyndall: os colóides
se apresentam translúcidos, porém, com
aspecto turvo. Fonte: Usberco e
Salvador (2002)
Tabela2: Propriedades das dispersões (soluções, colóides e suspensões). Fonte:
Usberco e Salvador (2002)
Tipo de
mistura
Características das
partículas
Efeito
da Luz
Efeito da
gravidade
(Sedimenta-
ção)
Separação
Solu-
ções
átomos, íons ou
pequenas moléculas
(partículas menores
que 10nm∗)
Trans-
parentes
não
sedimentam
não separáveis
por filtro ou
membrana se-
mipermeável
Colóide moléculas grandesou grupos de
moléculas ou íons
refletem
a luz
(Efeito
Tyndall)
não
sedimentam
separáveis só
por membrana
semipermeável
Suspen-
sões
partículas muito
grande e visíveis a
olho nu (partículas
maiores do que 1
000 nm)
opacas sedimentam
rapidamente
separáveis por
filtro
∗
1nm = 1 namômetro = 10−9 m
Sumario
1 Características do caldo extraído (Caldo Bruto)
2 Breve Revisão: Misturas, soluções e colóides
Mistura homogênea e heterogênea
Dispersões
Classificação das dispersões
Colóides
3 Características físicas e químicas do caldo bruto
Consequência das impurezas no Processo Industrial
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Caldo

Sólidos solúveis – 16%

Sacarose – 14%
Glicose – 0,4%
Frutose – 0,3%
Não açúcares – 1,3%
Sólidos insolúveis – 0,2%
Areia – 0,04%Bagacilho – 0,16%
Água – 83%
Figura 3.1: Composição média do caldo bruto misto (mistura de caldos primário
e secundário para extração por moendas)
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Características físicas do caldo bruto
A opacidade do caldo é
causada pelo:
Colóides,
Proteínas,
Pentosanas,
Pectina e
Compostos inorgânicos como
sílica
A cor varia com a cana e com a
energia do esmagamento e é
dada pela
Clorofila,
Antocianina,
Sacaretina e
Substâncias cromógenas.
A viscosidade do caldo é
causada por:
Gomas,
Pectinas,
Albuminas e
Sílica coloidal
O pH do caldo varia entre 5 a 6
a acidez aumenta:
Canas queimadas,
Doentes,
Praguejadas,
Cortadas a mais de 24 horas,
verdes e passadas
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1 Características do caldo extraído (Caldo Bruto)
2 Breve Revisão: Misturas, soluções e colóides
Mistura homogênea e heterogênea
Dispersões
Classificação das dispersões
Colóides
3 Características físicas e químicas do caldo bruto
Consequência das impurezas no Processo Industrial
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Consequência das impurezas
Aumento das incrustações nos evaporadores
Dificuldade operacional na fase de cristal na seção de vácuos
Dificuldades de “turbinação”
Baixa qualidade no produto final (açúcar)
Queda de rendimento industrial.
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Referências Bibliográficas I
ALBUQUERQUE, F. M. de. Processo de Fabricação de açúcar.
3. ed. Recife: Editora Universitária da UFPE, 2011. 447 p. ISBN
978-85-7315-965-3.
FELTRE, R. Química - volume único. 6. ed. São Paulo: Moderna,
2004.
KOTZ, J.; TREICHEL, P. Química e reações químicas. Livros
Técnicos e Científicos, 2008. ISBN 9788521613091. Disponível em:
<http://books.google.com.br/books?id=ffLcAAAACAAJ>.
USBERCO, J.; SALVADOR, E. Química - volume único. 5. ed.
São Paulo: Saraiva, 2002. ISBN 85-02-04027-8.
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	Breve Revisão: Misturas, soluções e colóides
	Mistura homogênea e heterogênea
	Dispersões
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