RELATÓRIO 1 suco de laranja concentrado final

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UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO 
 
 
LABORATÓRIO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
Professora Bárbara Flaibam 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BALANÇO DE MASSA E ENERGIA EM UM PROCESSO PRODUTIVO DE SUCO 
CONCENTRADO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Caroline Ashelley RA:002201400491 
Jady Cristina RA:002201401634 
Juliana Guedes RA: 002201400254 
Larissa Campos RA: 002201400246 
Rodrigo Magalhães RA: 002201501425 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ITATIBA-SP 
2018 
 
 
SUMÁRIO 
1. RESUMO ........................................................................................................................... 4 
2. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 4 
2.1 MATERIAIS ................................................................................................................ 6 
2.1.1 Extração do suco de laranja .................................................................................. 6 
2.1.2 Determinação da densidade do suco de laranja in Natura .................................... 7 
2.1.3 Determinação dos sólidos totais do suco de laranja in Natura ............................. 7 
2.1.4 Concentração do suco de laranja .......................................................................... 7 
2.1.5 Determinação da densidade do suco de laranja concentrado ............................... 7 
2.1.6 Determinação dos sólidos totais do suco de laranja concentrado ......................... 7 
2.2 MÉTODOS .................................................................................................................. 8 
2.2.1 Extração do Suco de Laranja ................................................................................ 8 
2.2.2 Determinação da Densidade do Suco de Laranja in Natura ................................. 8 
2.2.3 Determinação dos Sólidos Totais Iniciais do Suco de Laranja In Natura ............ 8 
2.2.5 Determinação da Densidade do Suco de Laranja Concentrada: ........................... 9 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES ...................................................................................... 9 
3.1 Balanço de massa da etapa de extração e fluxograma ilustrando o processo com as 
correntes determinadas no balanço de massa: ........................................................................ 9 
3.2 Determinação do rendimento do processo de extração: ............................................ 10 
3.3 Conversão dos cálculos para um abastecimento de 10.000 kg de laranja por hora no 
extrator: ................................................................................................................................. 10 
3.4 Densidade do suco de laranja in natura: .................................................................... 11 
3.5 Quantia de sólidos totais iniciais do suco de laranja in natura: ................................. 11 
3.6 Cálculo da densidade do suco de laranja concentrado: .............................................. 12 
3.7 Quantidade de sólidos totais no suco de laranja concentrado. ............................... 12 
3.8 Balanço de massa para a etapa da concentração do suco realizando uma análise 
individual desta operação unitária: ....................................................................................... 12 
 
 
3.9 Fluxograma ilustrando o processo de concentração com as correntes determinadas no 
balanço de massa: ................................................................................................................. 13 
3.10 Convertendo os cálculos para um abastecimento de 10.000 kg de laranja por hora no 
extrator: ................................................................................................................................. 13 
3.11 Rendimento final do processo em termos de suco concentrado: ............................... 14 
3.12 Demais etapas que envolvem o processo produtivo de suco de laranja concentrado;
 14 
3.13 Encontrar um valor compatível para o calor específico de suco de laranja e realizar o 
balanço de energia da etapa de concentração, indicando todas as hipóteses e considerações 
utilizadas, com base na equação do Balanço de Energia apresentada na teoria deste 
procedimento. ....................................................................................................................... 15 
4. CONCLUSÕES ................................................................................................................ 17 
5. SUGESTÕES PARA CONTINUAÇÃO DO TRABALHO ............................................ 18 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................. 18 
 
 
 
 
 
 
4 
 
1. RESUMO 
A extração do suco de laranja é um fator peculiar a ser tratado, uma vez que este apresenta 
uma característica muito importante: a quantidade de água presente na solução. Segundo 
Camila Lisboa da Faculdade Horizontina, o suco de laranja, apresenta cerca de 80% a 90% de 
água, o que faz com que haja a necessidade de vendê-los na sua forma concentrada para melhor 
aproveitamento. 
O relatório a seguir, tem o intuito de mostrar as fases de extração de suco de laranja in 
natura, e suco de laranja concentrado, bem como os processos que são encontrados nas 
indústrias com grande demanda do produto. 
Um dos principais processos de transformar o suco de laranja normal, em suco concentrado, 
é fazer a evaporação máxima de água presente, até que consiga uma cor mais viva, e uma 
densidade cada vez maior (g/cm³). 
O objetivo deste, é fazer com que haja relação entre as operações unitárias existentes dentro 
de uma indústria especializada, e o laboratório de química, podendo transpor dados em uma 
escala maior e analisar cuidadosamente os dados obtidos, de forma a respeitar os limites padrão 
da produção de suco concentrado de laranja. 
2. INTRODUÇÃO 
Oriunda da Ásia, a laranjeira é uma árvore frutífera que pode ser cultivada em diversos 
climas. Entretanto, necessita de um elevado índice pluviométrico para seu desenvolvimento. 
Seu fruto é constituído em maior parte de suco e os subprodutos da laranja também possuem 
valor comercial e espaço no mercado. O suco apresenta elevada concentração de vitamina C e 
antioxidantes. Apesar do suco fresco de laranja ser o mais difundido no país devido à facilidade 
de acesso ao fruto, o suco de laranja concentrado possui como vantagem o fato de minimizar 
os custos com transporte e armazenamento, além de possuir maior estabilidade microbiológica 
e, portanto, maior vida-de-prateleira. Tais características fazem com que o suco concentrado se 
destaque principalmente na exportação: o Brasil, por exemplo, desde 1980 é líder mundial no 
cultivo da laranja para produção de seu suco. O grande impulso para a indústria brasileira de 
suco ocorreu na década de 60, quando a geada de 1962 afetou a citricultura norte-americana. 
 Em 1963, foi instalada a primeira grande fábrica de suco concentrado congelado de laranja 
em São Paulo (SUCONASA, em Araraquara). Uma das primeiras preocupações foi a de 
suprimento da matéria-prima para o processamento industrial que deveria ocorrer durante 
alguns meses e com um fluxo diário de frutas em condições de manter as máquinas (extratoras 
 
5 
 
e evaporador) em contínua operação. Houve, portanto, necessidade não só de formação de mão-
de-obra nas fábricas, mas também, de ajustar um sistema de aquisição e recepção da matéria-
prima. A solução foi a de se valer da oferta a ser proporcionada por grandes atacadistas e 
exportadores de fruta fresca, além de algumas compras diretas junto a citricultores. Comoera 
tradicional nos meios citrícolas de São Paulo, a colheita e o transporte ficavam por conta dos 
“fornecedores da indústria”. A partir de meados da década de 70, todas as empresas de 
processamento passaram a se responsabilizar pela colheita e transporte da laranja dos pomares 
para as fábricas, uma vez que havia disputa pela matéria-prima. O Brasil passa a ser o maior 
exportador de suco de laranja, devido às dificuldades enfrentadas pelas indústrias de suco dos 
EUA. 
Na Engenharia Química, a primeira etapa na solução de um problema em processo é o 
balanço de massa, pois é baseado na lei de conservação de massa (a massa não pode ser criada, 
nem destruída). Logo, não havendo acúmulo de massa no interior de um equipamento, tem-se 
ao longo de um determinado intervalo de tempo que: 
Massa total que entra = Massa total que sai 
A operação de um processo pode ser classificada conforme o comportamento das variáveis 
ao longo do tempo. Na operação em regime estacionário, os valores das variáveis de processo 
(temperatura, pressão, vazões, concentrações) não variam com o tempo em qualquer posição 
fixa, e na operação em regime transiente os valores das variáveis de processo variam com o 
tempo em alguma posição fixa do processo. Na elaboração de um balanço de massa devem ser 
bem definidos: o volume de controle, que pode ser um processo completo, um equipamento ou 
um conjunto de equipamentos; e as correntes envolvidas no balanço de massa que atravessam 
as fronteiras do volume de controle. Assim, o balanço de massa é o inventário de um 
determinado material em relação a um sistema definido. Um sistema é classificado em função 
da sua transferência de massa através de sua fronteira, durante o intervalo de tempo de interesse, 
em: aberto (há transferência de material através da fronteira do sistema) e fechado (não há 
transferência de material através da fronteira do sistema). Analogamente, a operação de um 
processo pode ser classificada como batelada, contínua e semi-batelada. Na operação em 
batelada, a massa não cruza as fronteiras do processo durante o tempo da batelada. O sistema é 
alimentado e os produtos são retirados de uma só vez, no início e ao final do tempo de processo, 
respectivamente. Assim, o processo ao longo da batelada se comporta como um sistema 
fechado. Na operação contínua, há continuamente a passagem de massa através das fronteiras 
 
6 
 
do sistema pelas correntes de entrada e saída. Desta forma o sistema se comporta como um 
sistema aberto. 
 BALANÇO DE ENERGIA 
 Um sistema é classificado como aberto ou fechado de acordo em haver ou não massa 
atravessando as fronteiras do sistema, durante o período de tempo coberto pelo balanço de 
energia. Um processo em batelada é então, um processo fechado e processos contínuos e 
semicontínuos são processos abertos. Para sistemas fechados, desde que a energia não pode ser 
criada ou destruída, a equação geral do balanço transforma-se em: 
SAI = ENTRA – ACÚMULO 
 No balanço de massa para sistemas fechados, os termos ENTRADA e SAÍDA, são 
eliminados, pois não há matéria atravessando as fronteiras do sistema. No balanço de energia, 
no entanto, é possível transferir energia nas formas de calor e trabalho através da fronteira. 
Desta forma, os termos “SAI” e “ENTRA” não podem ser eliminados automaticamente. 
Como vimos à energia é dada pela soma das 3 partes: energia interna, cinética e potencial. 
A energia inicial é dada por: Ui + Eci + Epi 
A energia final é dada por: Uf + Ecf + Epf 
A energia transferida é dada por Q + W 
Onde o subscrito i e f indicam os estados inicial e final do sistema e U, Ec, Ep W e Q 
representam a energia interna, a energia cinética, a energia potencial, o trabalho realizado e o 
calor transferido para o sistema a partir de sua vizinhança. 
(Uf – Ui) + (Ecf – Eci) + (Epf – Epi) = Q + W 
 
MATERIAIS E MÉTODOS 
2.1 MATERIAIS 
2.1.1 Extração do suco de laranja 
- 5 Laranjas; 
- Espremedor manual de laranjas; 
- Faca metálica sem ponta; 
- Peneira; 
- 2 Béqueres de 600 mL; 
- Balança analítica. 
 
 
7 
 
2.1.2 Determinação da densidade do suco de laranja in Natura 
- Balança analítica; 
- Proveta de 50 mL. 
 
2.1.3 Determinação dos sólidos totais do suco de laranja in Natura 
- Bagueta de vidro; 
- Placa de Petri; 
- Pipeta graduada de 25 mL; 
- Estufa a 103-105 °C; 
- Dessecador; 
- Balança analítica. 
 
2.1.4 Concentração do suco de laranja 
- Chapa de aquecimento; 
- Béquer de 600 mL; 
- Termômetro. 
 
2.1.5 Determinação da densidade do suco de laranja concentrado 
- Balança analítica; 
- Proveta de 25 mL. 
 
2.1.6 Determinação dos sólidos totais do suco de laranja concentrado 
- Bagueta de vidro; 
- Placa de Petri; 
- Pipeta graduada de 25 mL; 
- Estufa a 103-105 °C; 
- Dessecador; 
- Balança analítica. 
 
 
 
 
 
8 
 
2.2 MÉTODOS 
 
2.2.1 Extração do Suco de Laranja 
- Pesaram-se as 5 laranjas disponibilizadas com o auxílio de uma balança analítica e somou-se 
a massa total dos frutos; 
- Realizou-se a extração do suco dos frutos após cortá-los ao meio com a faca metálica, para 
tal, utilizou-se o espremedor manual; 
- O suco foi transferido a um béquer de 600 mL enquanto era filtrado pela peneira posicionada 
no recipiente; 
- Pesou-se o suco filtrado e anotou-se a massa. 
 
2.2.2 Determinação da Densidade do Suco de Laranja in Natura 
- Pesou-se em balança analítica a proveta de 50 mL limpa e seca; 
- Transferiu-se 50 mL do suco para a proveta até que o fluido atingisse o menisco; 
- Pesou-se novamente a proveta com o suco in natura e anotou-se a massa. 
 
2.2.3 Determinação dos Sólidos Totais Iniciais do Suco de Laranja In Natura 
- Adicionaram-se 10 mL do suco de laranja natural em uma placa de Petri que havia sido 
previamente pesada; 
- Colocou-se a placa de Petri na estufa a 103-105 °C; 
- Quando o líquido evaporou completamente, colocou-se a placa no dessecador para que a 
mesma esfriasse; 
- Assim que a placa resfriou-se, pesou-se e anotou-se a massa da placa com os sólidos totais. 
2.2.4 Concentração do Suco de Laranja: 
- Transferiu-se 150 mL do suco natural de laranja a um béquer de 600 mL; 
- Aqueceu-se a amostra durante aproximadamente 1 hora, sem deixar que a mesma 
ultrapassasse 90 °C com agitação contínua; 
- Quando o volume da amostra reduziu-se para 50 mL devido a evaporação do líquido, desligou-
se a chapa de aquecimento e aguardou-se para que o suco concentrado esfriasse; 
- Logo após, pesou-se o suco concentrado. 
 
 
9 
 
2.2.5 Determinação da Densidade do Suco de Laranja Concentrada: 
- Colocou-se uma alíquota de 25 mL na proveta e pesou-se em balança analítica a amostra. 
 
2.2.6 Determinação dos Sólidos Totais Iniciais do Suco de Laranja Concentrado: 
- Transferiram-se 10 mL do suco concentrado na placa de Petri; 
- A placa foi levada a estufa a 103-105 °C até que todo o líquido evaporasse; 
- Colocou-se a placa para ser resfriada no dessecador; 
- Após o resfriamento, pesou-se a placa com os sólidos totais. 
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
3.1 Balanço de massa da etapa de extração e fluxograma ilustrando o processo com as 
correntes determinadas no balanço de massa: 
Primeiramente, pesaram-se as 5 laranjas que logo em seguida foram cortadas ao meio 
com o intuito de extrair o suco das mesmas. O procedimento de extração e suas correntes pode 
ser observado na figura 1. 
 
 
Figura 1: fluxograma da extração do suco de laranja. 
 
 Na corrente 1 encontra-se a entrada de matéria-prima, 5 laranjas que com seus pesos 
somados atingiram 992,69 g. 
 
10 
 
 Na corrente 2 os processos de cortesdas laranjas, extrações dos sucos in natura e a 
filtração já haviam ocorrido. Entretanto, foi obtido uma quantidade de 427 g de suco. Com isso, 
na corrente 3 onde encontram-se os rejeitos que são cascas e bagaços, totalizam 565,69 g. 
Tabela 1. Balanço de Massa suco in Natura: 
Corrente Massa (g) 
1 992,69 
2 427 
3 565,69 
 
 Sendo que na corrente 2, a massa de 427 g é na verdade composta por 45,6 g de sólidos 
totais, devido o valor encontrado em 10 mL em uma das etapas seguintes de cálculo de sólidos 
totais, e o restante é de 381,4 g de líquido do fruto, água. 
 
3.2 Determinação do rendimento do processo de extração: 
O rendimento do processo de extração pode ser calculado da seguinte forma: 
992,69 g 100% 
 427 g X 
Com esta simples regra de três conclui-se que o rendimento desse processo atinge 
43,01%. O que segundo a literatura analisada é comum, pois em indústrias que realizam a 
extração obtém-se em média de 40-60% de rendimento. Logo o resultado do procedimento 
experimental é aceitável. 
 
3.3 Conversão dos cálculos para um abastecimento de 10.000 kg de laranja por hora no 
extrator: 
Considerando que com 992,69 g de laranjas conseguiu-se obter 427 g de suco in natura, 
com o abastecimento de 10000 kg de laranjas é possível obter-se 4301,44 kg de suco natural. 
Para isto, foi necessário aplicar uma regra de três: 
 0,99269 kg 0,427 kg 
 10000 kg X 
Tomando-se como base a figura 1 do processo, têm-se o novo balanço sendo: 
 
 
11 
 
Tabela 2. Balanço de Massa suco in Natura: 
Corrente Massa (kg) 
1 10000 
2 4301,44 
3 5698,56 
 
Neste caso, a corrente 2 de suco seria composta por 459,35 kg de sólidos, tendo o 
restante, 3842 kg, como água. 
3.4 Densidade do suco de laranja in natura: 
 A fórmula da densidade é dada por: 
𝐷 = 
𝑚 
𝑉 
 
𝑚 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 (𝑔); 
𝑉 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 (𝑚𝐿); 
 Como a massa do suco natural encontrada em uma proveta de 50 mL foi de 
51,49 g, fazendo-se os cálculos: 
𝐷 = 
51,49 𝑔
50 𝑚𝐿
= 1,0298
𝑔
𝑚𝐿
 𝑜𝑢 
𝑔
𝑐𝑚3
 
 Com isso, pode-se observar que a densidade do suco natural de laranja é bem próxima 
a da água a 25 °C. 
 
3.5 Quantia de sólidos totais iniciais do suco de laranja in natura: 
Como a massa da Placa de Petri era conhecida, foi possível descobrir quanto de massa de 
Sólidos Totais haviam após o tempo na estufa, que ficou de 103 a 105ºC. 
Tabela 3. Massa da Placa de Petri e massa do suco de laranja in natura. 
Placa de Petri Nº 6 (g) 
Placa de Petri + Suco de laranja 
in natura (g) 
(Placa de Petri + suco de laranja in 
natura pós estufa) – Placa de Petri (g) 
45,18 46,32 1,14 
 
 
 
12 
 
3.6 Cálculo da densidade do suco de laranja concentrado: 
Como a massa do suco concentrado foi de 27,95 g e seu volume na proveta era de 
25 mL: 
𝐷 = 
27,95 𝑔
25 𝑚𝐿
= 1,118
𝑔
𝑚𝐿
 𝑜𝑢 
𝑔
𝑐𝑚3
 
 
3.7 Quantidade de sólidos totais no suco de laranja concentrado. 
Para isso, também foi preciso saber a massa da Placa de Petri utilizada, para depois saber 
a massa de sólidos totais no suco concentrado. 
 
Tabela 4. Massa da Placa de Petri e suco de laranja concentrado 
Placa de Petri Nº 7 (g) 
Placa de Petri + Suco concentrado 
de laranja (g) 
(Placa de Petri + suco concentrado 
de laranja pós estufa) – Placa de Petri 
(g) 
43,60 54,70 11,1 
 
 
3.8 Balanço de massa para a etapa da concentração do suco realizando uma análise 
individual desta operação unitária: 
 Na corrente 1, entrou 150 mL de suco natural, aproximadamente, com peso de 173,38 
g. Na corrente 2, onde obteve-se o suco concentrado, foram retirados 50 mL de líquido, 
aproximadamente, e um total de 72,24 g. Com isso, na corrente 3 a quantia de água evaporada 
foi de 101,14 g ou 100 mL. 
 
 
13 
 
3.9 Fluxograma ilustrando o processo de concentração com as correntes determinadas 
no balanço de massa: 
 
 Figura 2: Processo de concentração do suco. 
 Abaixo, têm-se a tabela com os valores das correntes. 
Tabela 5. Balanço de Massa suco concentrado: 
Corrente Massa (g) 
1 173,38 
2 72,24 
3 101,14 
 
 Com 10 mL têm-se 11,1 g de sólidos, como o volume da corrente 2 era de 50 mL, 
assume-se que 55,5 g dessa corrente pertence a sólidos e 16,74 g de água. 
3.10 Convertendo os cálculos para um abastecimento de 10.000 kg de laranja por hora 
no extrator: 
Analisando-se que com 173,38 g de suco de laranja natural, pode-se obter 72,24 g de 
suco concentrado, com os 4301,44 kg de suco que se teria disponível, devido ao rendimento do 
extrator de suco, realizando-se o cálculo de proporção, essa quantia iria gerar: 
 0,17338 kg 0,07224 kg 
 4301,44 kg X 
 Com os cálculos, nessas condições, geram-se 1792,22 kg de suco concentrado por hora. 
 
 
14 
 
3.11 Rendimento final do processo em termos de suco concentrado: 
Com os dados pode-se calcular o rendimento do processo de concentração do suco de 
laranja natural: 
 4301,44 kg 100% 
 1792,22 kg X 
Esse procedimento teve o rendimento de 41,66% 
Sabendo-se que com 10000 kg de laranjas obtém-se 1792,22 kg de suco concentrado, 
pode-se observar que: 
 10000 kg 100% 
 1792,22 kg X 
 Ou seja, o rendimento final do processo do suco concentrado é de 17,92% 
3.12 Demais etapas que envolvem o processo produtivo de suco de laranja concentrado; 
O início do processo para a se obter o suco de laranja concentrado dá-se no campo, onde 
as laranjas são coletadas e colocadas em caminhões para serem transportadas até a indústria, 
onde serão colocadas em uma esteira para uma prévia seleção e retirada das laranjas com 
problemas, para depois depositá-las em silos perfeitamente arquitetados para não pressionar 
excessivamente as laranjas. Para iniciar o processo na indústria, os compartimentos dos silos 
são liberados separadamente e levados por uma esteira até a etapa de limpeza em duas etapas 
sendo a primeira com solução detergente e cloro passando por uma seria de escovas de nylon e 
a segunda com água clorada através de bicos pulverizadores. A limpeza ajuda muito na 
eliminação de sujidades e microrganismos que possam contaminar o processo. Passando 
novamente por roletes, as laranjas são selecionadas mais precisamente agora, retirando as 
danificadas e rasgada, pois podem atrapalhar no processo pois os equipamentos são regulados 
para laranjas boas. 
A etapa de extração pode acontecer de maneiras mais tecnológicas ou simplesmente no 
amassamento da fruta para retirada do suco e óleos essenciais. Na extração moderna a laranja 
entra em um equipamento específico que com auxílio da pressão e lâminas, a polpa é separada 
do restante da fruta e a casca com o restante da fruta é triturado por um moinho e separado com 
jatos de água junto com o óleo essencial que é separado posteriormente do sumo por uma 
centrífuga. O suco também passa por esse processo de centrifugação chamado de clarificação 
que separa a parte líquida do suco da parte mais sólida indesejada ao processo e ao produto. 
Todo o suco de diversos lotes é encaminhado para um tanque, onde serão realizadas análises 
 
15 
 
físico-químicas e organolépticas do suco para realizar os ajustes necessários para um produto 
dentro dos padrões exigidos pelo consumidor e legislação. 
A etapa de pasteurização é muito importante para a eliminação tanto dos 
microrganismos que pode causar doenças quanto para a destruição das enzimas pectinesterases 
que são capazes de alterar a qualidade do produto durantea vida de prateleira do mesmo. 
Normalmente, o binômio tempo x temperatura utilizado para pasteurização do suco é de 92°C 
por 45 segundos em um trocador de calor a placas sendo levado posteriormente para o 
concentrador. 
A concentração pode ser realizadas por três tipos de sistemas sendo eles película 
descendente, película descendente-ascendente e “centri-therm” No evaporador a placas a 
concentração é realizada por dois estágios, o aquecimento e a descompressão que faz com que 
o suco entre em ebulição a temperatura de 75°C e posteriormente em um ambiente controlado 
por uma bomba de vácuo, deixando a pressão interna mais baixa e fazendo com que o suco 
evapore a 54°C. Logo após o suco sair do concentrador ele passa por uma etapa de resfriamento 
imediato que abaixa a temperatura do suco para 27°C. O suco agora concentrado é levado a 
tanques para serem resfriados em duas etapas por trocadores de calor pequenos que abaixam a 
temperatura até 7°C no primeiro estágio e até -7°C no segundo estágio para posteriormente 
serem embalados em tambores metálicos ou em embalagens menores para consumo. A 
estocagem do suco deve ser feita a temperaturas de -28°C para melhor conservação. 
3.13 Encontrar um valor compatível para o calor específico de suco de laranja e realizar 
o balanço de energia da etapa de concentração, indicando todas as hipóteses e 
considerações utilizadas, com base na equação do Balanço de Energia apresentada 
na teoria deste procedimento. 
 
Outro cálculo para contribuição de dados do relatório, foi a taxa de energia envolvida 
no processo de concentração de suco de laranja. Este, pode ser encontrado pela seguinte 
fórmula: 
 
Como no processo, não houve a consideração de energia cinética (não houve 
movimentos que envolvessem velocidade), energia potencial (que atribui pressões diferentes 
em determinadas alturas) e trabalho (o sistema foi considerado, utilizou-se a seguinte fórmula: 
∆𝑈 = 𝑄 
 
16 
 
𝑄 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 = 𝑚. 𝑐. ∆𝑇 
Dado que: 
𝑄 = 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 (𝑐𝑎𝑙 𝑜𝑢 𝐽); 
𝑐 = 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 (𝑐𝑎𝑙 𝑔º𝐶 𝑜𝑢 𝐽 𝑘𝑔⁄ . º𝐶)⁄ ; 
𝑚 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑎 𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 (𝑔 𝑜𝑢 𝑘𝑔); 
∆𝑇 = 𝑣𝑎𝑟𝑖𝑎çã𝑜 𝑑𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 (º𝐶 𝑜𝑢 𝐾); 
 
 Entretanto, para o cálculo do Cp (calor específico) foi utilizado uma outra fórmula 
encontrada na literatura (TELLIS et al, 1999), e por esta, pôde-se utilizar as informações já 
coletadas em ambiente laboratorial, como a fração de água e temperatura. 
 
Figura 3: Fórmula para o cálculo do Cp (calor específico) do suco de laranja, segundo TELLIS 
et al,1999. Xw – fração de água (massa) e T – Temperatura (k). 
 
A quantidade de água evaporada no processo foi de 101,14 g ou 0,10114 kg -
aproximadamente 100 mL - e a temperatura se manteve entre 85ºC e 87ºC por 
aproximadamente 55 minutos. A temperatura inicial do suco de laranja in natura foi de 27ºC. 
Calculou-se então, uma média destas temperaturas finais do processo, substituiu-as na fórmula 
descrita. 
Μ =
(85 + 87)
2
+ 273 = 359𝐾 
Cp = 1424,34 + 2673,19(0,10114) + 2,446(359) 
𝐶𝑝 = 2572,82
𝐽
𝑘𝑔
𝐾 
∆𝑇 = 359 − (27 + 273) = 59𝐾 
Então: 
∆𝑈 = [72,24g x
1kg
1000g
 .2572,82
𝐽
𝑘𝑔𝐾
. (59)𝐾] 
∆𝑈 = 11421,16 𝐽 
 
Sendo assim, a energia interna equivale ao calor que é 11421,16 J 
 
17 
 
 
Todavia, ainda foi considerado o calor latente do qual foi necessário para 
evaporar a quantidade de água: 
∆𝑄 = 𝑚. 𝐿 
Em que: 
∆Q= Calor (cal); 
m= massa da substância (g); 
L= Calor latente de vaporização (cal/g); 
 
∆𝑄 = 100𝑔 𝑥 540
𝑐𝑎𝑙
𝑔
= 54000 𝑐𝑎𝑙 
Seriam necessários cerca de 54000 cal para a evaporação de 100 mL da solução em 
questão. 
O dado de 540 cal (GASPAR. A 2000) foi encontrado na literatura a fim de 
complementar os dados. 
 
4. CONCLUSÕES 
Com o experimento realizado dentro do laboratório de química, foi possível conceituar 
melhor alguns processos para extração do produto final, localizar onde estão os “resíduos” do 
processo, e verificar de forma geral, o balanço de massa que é considerado uma das partes mais 
importantes para determinar uma solução para um problema. 
O rendimento calculado ficou entre os 40 – 60% - parâmetro este, definido como 
“aceitável” – do qual houve sucesso, com cerca de 43% de rendimento. Algumas perdas podem 
ser consideradas na hora de transportar o suco para outros recipientes, que no caso foi o béquer. 
Existe também perda de suco no escoamento, onde retirou-se o bagaço para utilizar apenas o 
suco puro. No processo que utilizou uma escala maior de 10.000kg de laranja, concluiu que 
para esta quantidade, o processo seria o mesmo, onde haveria a entrada se suco de laranja in 
natura, que posteriormente após ser aquecido, geraria um suco concentrado que teve uma 
“descarga” de volume de água, do qual no produto final ficaram concentrados os sólidos em 
uma quantidade menor de líquido. 
De acordo com o balanço de energia, pôde-se concluir também que para um sistema 
aberto o trabalho não foi considerado, nem a energia potencial pela ausência da variação de 
altura – que relaciona a variação de pressão também – e nem a energia cinética, portanto, a 
 
18 
 
energia interna igualou-se ao calor. Apesar das diversas formas de calcular o Cp (calor 
específico) do suco de laranja, optou-se pelo menos “distante” da realidade, que necessitou 
apenas da fração de água que foi evaporada para a quantidade de volume de suco de laranja. 
 
5. SUGESTÕES PARA CONTINUAÇÃO DO TRABALHO 
 
Não há sugestões para a continuação do trabalho, pois acredita-se que tudo está nos 
conformes em termos da explicação do roteiro, da execução prática e da elaboração do relatório. 
 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
1. Acerbi, W. Lenin; Garcia, L. Rogério. Planta de Produção de Suco de Laranja 
Concentrado. UNIFAL- MG – Universidade Federal de Alfenas, 2015. Disponível em: 
<http://www.unifal-
mg.edu.br/engenhariaquimica/system/files/imce/TCC_2015_2/TCC-
%20Lenin%20Acerbi%20e%20Rog%C3%A9rio%20Garcia.pdf> Acesso em 28 de 
fevereiro de 2018. 
2. Bihre, Eduardo; Cirolini, Julio; Rutsatz, Marcus - Fluxograma de processamento do 
suco concentrado de laranja (UFRGS) 
<http://www.ufrgs.br/alimentus1/feira/prfruta/slc/Processo/estocagem.htm> Acesso 
em 02 de março de 2018. 
3. Lisboa, P. Camila. Desenvolvimento de um concentrador de suco de frutas a partir da 
redução da pressão. FAHOR – Faculdade Horizontina, 2015 
http://www.fahor.com.br/publicacoes/TFC/EngMec/2015/CamilaPereiraLisboa.pdf> 
Acesso em 28 e fevereiro de 2018. 
4. Pereira, G. S. Francisco. Processos Químicos. IPOJUCA – Instituto Federal 
Pernambuco, 2015. Disponível em: 
<https://www.researchgate.net/profile/Francisco_Pereira20/publication/312298442_C
HEMICAL_PROCESSES_in_portuguese_PROCESSOS_QUIMICOS/links/5878e6fb
08ae4445c05d244c/CHEMICAL-PROCESSES-in-portuguese-PROCESSOS-
QUIMICOS.pdf> Acesso em 29 de fevereiro de 2018. 
 
19 
 
5. Senhoras, M. Elói1; Takeuchi, P. Kelly2; Takeuchi, P. Katiuchia3. Estrutura da Indústria 
de Suco de Laranja Concentrado. 1(UNICAMP) – Instituto de Geociências (IG); 
2(UERJ) – Faculdade de Tecnologia (FAT); 3(UEM) Campus Regional de Umuarama. 
Disponível em: <https://www.aedb.br/seget/arquivos/artigos06/639_SucoLaranja.pdf> 
Acesso em 27 de fevereiro de 2018.