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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2016.tde-09082016-185519
Document
Author
Full name
Juliana Lorenz Mandro
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2016
Supervisor
Committee
Aguiar, Claudio Lima de (President)
Fleuri, Luciana Francisco
Kamogawa, Marcos Yassuo
Title in Portuguese
Processo de peroxidação de açúcar tipo VHP na produção de açúcar refinado: implicações químicas, tecnológicas e microbiológicas
Keywords in Portuguese
Clarificação
Peróxido de hidrogênio
Sacarose
Sulfito
Abstract in Portuguese
Atualmente, o setor sucroenergético está se tornando cada vez mais competitivo, o que de fato é incentivado, principalmente, pela representativa demanda e exigências do mercado externo. Ao se analisar a produção do açúcar refinado, podem-se encontrar barreiras para a sua ampla aceitação nacional e internacional devido ao método de clarificação empregado, uma vez que este é realizado através da queima de enxofre elementar em câmaras de combustão. O uso do sulfito acima dos limites permitidos pode ocasionar potenciais problemas de saúde pública. Neste sentido, o Brasil tem realizado estudos sobre a adoção de novas tecnologias para a substituição da sulfitação, sem alteração da qualidade do açúcar refinado a ser produzido. Partindo deste pressuposto, fez-se a avaliação do uso do peróxido de hidrogênio (H2O2) em solução comercial (35% v/v) como reagente alternativo ao dióxido de enxofre para obtenção de açúcar refinado com menor cor ICUMSA. Para isso, na calda de açúcar do tipo VHP, foram testadas doses distintas de peróxido de hidrogênio, aliadas a diferentes pH e temperaturas frente a um Delineamento composto central composto central, permitindo a otimização e o acompanhamento das transformações decorrentes do processo. Com isso, obteve-se como melhores condições o pH 7,5 e 10, temperaturas entre 50 e 70 °C e dosagens entre 500 e 797,6 ppm de H2O2. A análise a partir da cinética química da peroxidação da calda permitiu observar maiores reduções da cor ICUMSA em geral nos tempos de 50 a 75 minutos e nos 30 primeiros minutos para os pontos extremos de pH, temperatura e dose de H2O2. A degradação de sacarose não foi um fator expressivo quanto ao tempo, pois a mesma na maioria dos casos foi degradada nos 5 primeiros minutos e após esse tempo se mantinha sem muitas alterações, sendo mais vulnerável as condições de pH 3,32 e 11,68, altas temperaturas (83,6 °C) e máxima dosagem H2O2 (1000 ppm) aplicados. Além de favorecer a redução da cor ICUMSA da calda, o H2O2 também se mostrou como um bom agente antimicrobiano, principalmente quando associado às altas temperaturas. Agindo com maior intensidade na diminuição da carga bactériana do que na diminuição da carga fungica. A rede neural artificial (RNA) mostrou um bom ajuste e indicou a variável °Brix (teor de sólidos solúveis) como a que apresentou maior influência na redução da cor ICUMSA e a variável tempo a que menor influenciou na redução de cor.
Title in English
Clarification of the type VHP sugar syrup by hydrogen peroxide: chemical implications, technological and microbiological
Keywords in English
Clarification
Hydrogen peroxide
Sucrose
Abstract in English
Nowadays, the sugar-energy industry is becoming increasingly competitive, which indeed is encouraged mainly by representative demand and requirements of foreign markets. When analyzing the production of refined sugar can be found barriers to their widespread international acceptance due to the clarification method employed, since this is performed by burning elemental sulfur in combustion boilers. The use of sulfite above the permitted limits can result in potential public health problems. In this regard, Brazil has conducted studies on the adoption of new technologies to replace the sulfite, without changing the quality of the produced refined sugar. On that basis, it was done the evaluation of the use of hydrogen peroxide (H2O2) in commercial solution (35% v/v) as an alternative reagent to sulfur dioxide to obtain refined sugar with less ICUMSA color. For this the sugar liquor VHP different doses of hydrogen peroxide were tested, together with different pH and temperatures outside a central composite design, enabling optimization and monitoring of changes resulting from the process. Thus there was obtained as the best pH conditions 7.5 to 10, temperatures between 50 and 70 °C and dosages between 500 and 797.6 ppm H2O2. The analysis from the chemical kinetics of the peroxidation of the liquor has observed greater reductions in ICUMSA color in general in the time of 50 minutes to 75 minutes and in the first 25 minutes to the extremes of pH, temperature and H2O2 dose. As for sucrose degradation was not a significant factor, since it in most cases was first degraded within 5 minutes and after this time remained without many changes, being more vulnerable conditions (3.32 and 11.68), high temperatures (83.6 °C) and H2O2 maximum dosage (1000 ppm) applied. In addition to further reduce color ICUMSA H2O2 Liquor also showed such a good antimicrobial agent, particularly when combined with high temperatures. Acting with more intensity in the decrease of bacteria than the reduction of fungi. The artificial neural network (ANN) showed good fit and indicated the variable ° Brix (soluble solids) as the one with the greatest influence in reducing the ICUMSA color and variable time that less influenced the color reduction.
 
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Publishing Date
2016-08-18
 
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