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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2020.tde-13012021-155338
Document
Author
Full name
Juliana Lorenz Mandro Campiol
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2020
Supervisor
Committee
Aguiar, Claudio Lima de (President)
Godoy, Helena Teixeira
Kamogawa, Marcos Yassuo
Lira, Simone Possedente de
Title in Portuguese
Clarificação de caldo de cana-de-açúcar por processo fotocatalítico: efeito do tempo reacional e otimização da fotocatálise heterogênea
Keywords in Portuguese
Cor ICUMSA
Fotocatálise
Sacarose
Sulfito residual
Abstract in Portuguese
O açúcar está classificado como um dos produtos mais consumidos no mundo, utilizado como adoçante e na confecção de vários produtos. No Brasil, o açúcar representa uma das principais commodities do agronegócio, sendo o açúcar tipo branco responsável pelo maior valor agregado do produto a ser exportado. No entanto, internacionalmente, popularizaram-se os malefícios causados a saúde pela ingestão de alimentos clarificados ou conservados por sulfitação devido à presença de resíduos sulfitantes no produto final. Assim, como resultado, houve uma redução da exportação de açúcar branco brasileiro e tratando-se de um dos principais produtos da economia brasileira, cria-se a necessidade de buscar tecnologias alternativas para a clarificação do açúcar sem a geração de resíduos nocivos à saúde. Neste contexto, a fotocatálise apresenta-se como um promissor substituto do modelo de clarificação por sulfitação, pois, através da fotocatálise, é possível degradar compostos orgânicos e inorgânicos sem a geração de resíduos. Com esta dinâmica, propôs-se através do estudo a utilização do método fotocatalítico como alternativa para produção de açúcar com baixa cor ICUMSA. Para isso, foram realizados testes fotocatalíticos buscando otimizar fatores como condição do substrato, pH, catalisador e tipo de radiação (UV 185 nm e UV 254 nm). A partir das análises foi possível observar que a fotocatálise foi eficiente para reduzir a cor ICUMSA do caldo pré tratado com decantação mas, não foi eficiente para reduzir a cor do caldo in natura devido à alta concentração de partículas coloidais no meio. As condições de reação foram otimizadas para fotocatálise praticada com a lampada 185 nm (pH 7,5, TiO2 de 0,8 g L-1), onde o sistema fotocatalítico reduziu 31% da cor inicial e para a fotocatálise praticada com a lampada de 254 nm (pH 7,5, TiO2 de 0,6 g L-1), onde o sistema fotocatalítico reduziu 26% da cor inicial. A fotocatálise praticada com a lâmpada 254 nm também se mostrou eficiente para reduzir as bactérias mesofilas totais, os fungos e leveduras. Em comparação ao método de sulfitação, a redução de cor ICUMSA foi 12% superior no tratamento fotocatalítico, quando considerando a melhor condição de tratamento por fotocatálise.
Title in English
Clarification of sugarcane juice by photocatalytic process: effect of reaction time and optimization of heterogeneous photocatalysis
Keywords in English
ICUMSA color
Photocatalysis
Residual sulphite
Sucrose
Abstract in English
Sugar is classified as one of the most consumed products in the world, used as a sweetener and in the manufacture of various foods. In Brazil, sugar represents one of the main agribusiness commodities, with white sugar being responsible for the higher added value of the product to be exported. However, internationally, the harm caused to health by eating clarified or preserved foods due to the presence of sulphiting residues in the final product has become popular. Thus, as a result, there was a reduction in the export of Brazilian white sugar and since it is one of the main products of the Brazilian economy, there is a need to seek alternative technologies for the clarification of sugar without the generation of residues harmful to health. In this context, photocatalysis presents itself as a promising substitute for the current sulfitation clarification model, because, through photocatalysis, it is possible to degrade organic and inorganic compounds without generating waste. With this dynamic, it was proposed through the study the use of the photocatalytic method as an alternative for the production of sugar with low color ICUMSA. For this, photocatalytic tests were carried out in order to optimize factors such as substrate condition, pH, catalyst and type of radiation (UV 185 nm and UV 254 nm). From the analyzes it was possible to observe that the photocatalysis was efficient to reduce the ICUMSA color of the broth pre-treated with decantation, but it was not efficient to reduce the color of the broth in natura due to the high concentration of colloidal particles in the medium. The reaction conditions were optimized for photocatalysis practiced with the 185 nm lamp (pH 7.5, TiO2 of 0.8 g L-1), where the photocatalytic system reduced 31% of the initial color and for the photocatalysis practiced with the 254 nm (pH 7.5, 0.6 g L-1 TiO2), where the photocatalytic system reduced 26% of the initial color. Photocatalysis practiced with the 254 nm lamp was also shown to be effective in reducing total mesophyll bacteria, filamentous fungi and yeasts. In comparison to the sulfitation method, the ICUMSA color reduction was 12% higher in the photocatalytic treatment, when considering the best treatment condition by photocatalysis.
 
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Publishing Date
2021-01-15
 
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