Cristalização e Cozimento Açúcar

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Cristalização e Cozimento do Açúcar 
O objetivo deste trabalho é apresentar de maneira simples e direta como se pode obter os 
melhores resultados possíveis no processo de cristalização e cozimento e a importância de cada 
etapa para se atingir uma boa Retenção de Açúcar na Fábrica, mantendo a qualidade do produto 
final.
Primeiramente, é importante se entender os sistemas de massas cozidas que a Usina 
trabalha e a importância da pureza do mel final na retenção de açúcar na fábrica.
O esquema abaixo mostra uma Usina que trabalha com sistema de uma massa cozida, 
sendo que o mel pobre vai para a Destilaria na forma de mel final, não sendo mais reaproveitado 
na fábrica.
Como esse sistema de uma massa proporciona um esgotamento muito baixo, a maioria 
das Usinas não utiliza esse sistema, utilizando o sistema de duas massas, conforme esquema 
abaixo:
1
Dessa forma, podemos observar que o objetivo da massa B (ou de 2ª) é recuperar parte do 
açúcar perdido na massa A (ou de 1ª), aumentando a recuperação de açúcar na fábrica.
A tabela abaixo mostra a importância da pureza do mel final na Recuperação de Açúcar da Fábrica 
partindo de um xarope com pureza conhecida, ou seja, vamos tomar como exemplo 100 kg de 
sólidos no xarope com pureza de 85% entrando no setor de cozimento do açúcar obtendo mel final 
com pureza de 60% e 70%.
Podemos notar que, partindo de um xarope com a mesma pureza e obtendo mel final com duas 
purezas diferentes, a produção de açúcar vai ser maior quanto menor for a pureza do mel final. 
Ou seja, com pureza mais alta no mel final teremos maior quantidade de açúcar com a mesma 
quantidade de impurezas (esta depende da pureza do xarope), gerando maior volume de mel 
final e menor quantidade de açúcar.
Outro fato importante para se entender é que a recuperação de açúcar na fábrica depende 
também da pureza do xarope, como mostra o quadro abaixo de dois xarope com purezas 
diferentes (80 e 90%), obtendo mel final com a mesma pureza (60%).
2
XAROPE
60ºBx. - 85% Pz.
100 kg de sólidos
85 kg de sacarose
15 kg de impurezas
166,7 kg de Xarope
MEL FINAL “1”
 60% Pz. - 85ºBx
15 kg de impurezas
22,5 kg de sacarose
37,5 kg de sólidos
44 kg de Mel Final
AÇÚCAR “1”
99,8º S
0 kg de impurezas
62,5 kg de sacarose
Retenção = 73,52 % 
AÇÚCAR “2”
99,8º S
0 kg de impurezas
50 kg de sacarose
Retenção = 58,8%
MEL FINAL “2”
 70% Pz. - 85ºBx
15 kg de impurezas
35 kg de sacarose
50 kg de sólidos
58,8 kg de Mel Final
XAROPE “1”
60ºBx. - 80% Pz.
100 kg de sólidos
80 kg de sacarose
20 kg de impurezas
166,7 kg de Xarope
XAROPE “2”
60ºBx. - 90% Pz.
100 kg de sólidos
90 kg de sacarose
10 kg de impurezas
166,7 kg de Xarope
AÇÚCAR “1”
99,8º S
0 kg de impurezas
50,0 kg de sacarose
Retenção = 62,5 % 
MEL FINAL “1”
 60% Pz. - 85ºBx
20 kg de impurezas
30 kg de sacarose
50,0 kg de sólidos
58,8 kg de Mel Final
kg de impurezas
75,0 kg de sacarose
Retenção AÇÚCAR 
“2”
99,8º S
0 = 83,3 % 
MEL FINAL “2”
 60% Pz. - 85ºBx
10 kg de impurezas
15 kg de sacarose
25,0 kg de sólidos
31,25 kg de Mel 
Final
Como se pode observar pelo esquema acima, quando a pureza do xarope aumenta, reduz a 
quantidade de impurezas no mesmo, reduzindo a quantidade de mel final e consequentemente, 
aumentando a produção de açúcar com maior retenção na fábrica. 
Na prática, para uma pureza de 60% no mel final, podemos dizer que cada kg de impureza 
no xarope arrasta 1,5 kg de açúcar no mel final.
Para se conseguir bons resultados na Fábrica tanto em produção como em qualidade, 
considerando que já se está partindo de um xarope de boa qualidade (operações anteriores bem 
executadas), um fator extremamente importante é que se obtenha granulometria uniforme no 
açúcar, que é conseguida com uma boa cristalização, além de uma série de outros detalhes que 
serão citados a seguir.
1. Cristalização ou Granagem
A cristalização do açúcar é o primeiro passo para se conseguir os resultados esperados e 
o mais importante.
Existem 3 métodos diferentes para fazer a granagem do açúcar : por espera, por choque 
ou por meio de adição de semente. Este último método é o único utilizado atualmente porque é o 
que dá maior uniformidade nos cristais obtidos e padronização entre uma cristalização e outra.
Para se entender melhor o processo de cristalização, é fundamental conhecer alguns 
conceitos básicos.
Quando uma solução contém a quantidade de açúcar total que é capaz de dissolver, diz-se 
que esta é uma “solução saturada”.
Porém, na prática, trabalhamos apenas com soluções impuras que contém, além da 
sacarose, glicose, frutose, sais minerais, etc. Com isso, a solubilidade do açúcar diminui na mesma 
proporção que a pureza.
Quando um mel qualquer é concentrado em um cozedor, em determinado momento atinge 
o seu ponto de saturação. A partir deste ponto, os cristais não aparecem imediatamente, e se 
forem adicionados cristais já formados, estes se desenvolverão. A solução neste ponto é chamada 
então de “Supersaturada”.
Continuando a concentrar o mel, este passará da zona supersaturada para a “Zona Lábil”, 
na qual os cristais existentes continuarão se desenvolvendo e haverá a formação espontânea de 
novos cristais.
Resumindo, podemos ter o mel em três zonas diferentes de concentração, de acordo com 
o Gráfico abaixo, sendo:
⇒ Zona Insaturada ou não saturada
⇒ Zona Metaestável
⇒ Zona Lábil
3
⇒ Zona Insaturada - Não há a formação espontânea de cristais e os cristais adicionados se 
dissolvem.
⇒ Zona Metaestável - Não há a formação espontânea de cristais e os cristais adicionados se 
desenvolvem (cristalização).
Zona Lábil - Há a formação espontânea de cristais e os cristais existentes se desenvolvem 
rapidamente. 
Podemos então notar que, para obtermos uma cristalização uniforme e padronizada, temos 
que fazer a adição da semente na zona Metaestável e, após a injeção desta, evitar que atinja tanto 
a zona insaturada, na qual os cristais adicionados se dissolverão, como a zona lábil, na qual 
aparecerão cristais indesejáveis chamados de falsos cristais ou de “poeira”.
A velocidade de cristalização depende de 4 fatores:
1. Viscosidade - depende da pureza e da qualidade da matéria prima, sendo difícil interferir 
diretamente para a redução da viscosidade na hora de cristalizar, a não ser com a aplicação de 
produtos químicos chamados de “lubrificantes de massa”. Portanto, temos a viscosidade como 
um fator que podemos interferir pouco quando desejamos trabalhar com um alto esgotamento 
de açúcar na fábrica, ou seja, temos que fazer a cristalização só com o mel pobre que sobrou 
da massa A e a pureza do mel a cristalizar não deve ser corrigida com a adição de xarope ou 
mel rico no cozedor de massa B durante a formação do pé para cristalização.
Obs.: A viscosidade diminui à medida que se aumenta a temperatura do mel a cristalizar. E, 
quanto maior for a viscosidade do mel, mais lenta será a cristalização.
2. Temperatura - como citado anteriormente, a temperatura reduz a viscosidade e, portanto, 
aumenta a velocidade de cristalização. É por esse motivo que fazemos a cristalização a 70ºC 
como forma de reduzir um pouco o efeito da viscosidade durante a formação dos cristais.
3. Supersaturação - A velocidade de absorção dos cristais é maior à medida que aumenta a 
supersaturação. Porém, é importante observar a concentração para não se atingir a zona lábil 
onde a cristalização se realiza de modo desordenado, com abundante formação de cristais 
falsos. 
Obs.: Esse é outro recurso que temos para controlar a cristalização. O brix do mel a ser 
cristalizado deve ser controlado de acordo com a pureza do mel a ser cristalizado. Ou seja, 
quanto mais alta a pureza, menor será o brix para se fazer a cristalização e vice e versa.
4. Pureza - A velocidade de cristalização diminui bastante à medida que diminui a pureza do licor 
mãe (mel que envolve os cristais). Por isso que um cozimento com baixa pureza ( Massa B ) 
exige maistempo que um cozimento de pureza mais alta ( Massa A ). No entanto, como o 
objetivo é esgotar bem o mel final que será enviado para a destilaria, deve-se fazer a 
cristalização com purezas baixas, ou seja, apenas com o mel pobre, conforme citado 
anteriormente, não sendo conveniente na prática usar também esse recurso para melhorar a 
cristalização.
2. Procedimento para a Cristalização
Descrevemos a seguir o procedimento adotado para fazer a cristalização, com o objetivo 
de evitar a formação de cristais falsos e obter açúcar de boa qualidade a partir de mel com pureza 
baixa.
1º- Fazer a carga do vácuo com mel pobre até o nível da calandra e colocar o vácuo em 
funcionamento.
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2º- Alimentar com mel pobre à medida que o vácuo for evaporando até atingir o nível de 
granagem. 
Obs. 1- Estabelecer um nível de cristalização constante para que haja padronização entre uma 
cristalização e outra.
Obs. 2- Verificar se não tem cristais no mel antes de injetar a semente, provenientes da má 
diluição do mel pobre. Caso haja, dissolvê-los antes da injeção da semente.
3º- Concentrar o mel até o ponto de fio (2 a 3 cm) a uma temperatura de 70°C (regulando a água 
do multi-jato) e injetar a semente.
Obs.: A quantidade de semente a ser adicionada deve ser de 0,5 a 1,25 litro por 100 hl de 
capacidade do cozedor, dependendo do número de cortes que se deseja fazer na massa B e da 
granulometria do açúcar. É importante considerar que os cristais não podem ser muito grandes 
na massa B pois eleva a cor e cinzas do açúcar, além de tirar o brilho. E nem muito fino para 
não atrapalhar a drenagem do mel nas centrífugas contínuas, dificultando a centrifugação.
4º- Abrir a água quente logo em seguida para manter o mel na mesma concentração por alguns 
minutos e, assim que aparecerem os cristais (se tornarem visíveis a olho nu), deixar a 
concentração ir aumentando devagar, reduzindo a abertura da válvula de água, por um tempo de 
15 a 30 minutos (dependendo da viscosidade), até a redução da viscosidade do mel e a formação 
de uma massa cozida com cristais bem formados e com consistência característica de massa 
cozida e já não mais de mel.
5º- Após terminada a etapa anterior, abrir a água do multi-jato na condição normal de trabalho 
para que a temperatura da massa abaixe para 60 °C, iniciando também a alimentação com mel 
pobre. É interessante evitar o uso de mel rico e xarope no cozimento de massa de B, a fim de obter 
pureza mais baixa no mel final.
6º- É importante observar também que a condução do cozimento a partir da etapa anterior, deve 
ser com a massa firme, o que garante que o mel fique sempre numa região alta de supersaturação, 
na zona metaestável, provocando a deposição da sacarose nos cristais, esgotando o mel final. 
Mais alguns detalhes devem ser observados no cozimento da massa B, sendo:
⇒ O brix da massa cozida após o final do cozimento deve estar ao redor de 92 °Bx.
⇒ Deve haver uma queda de pureza entre 15 e 20 pontos percentuais entre a massa B e o mel 
final, o que indica um bom esgotamento.
⇒ Todo o mel pobre deve ser consumido na fábrica para se obter uma boa recuperação. Caso 
parte do mel pobre seja enviada para a Destilaria, a pureza que deve ser considerada para 
calcular a Recuperação de Açúcar na Fábrica é a pureza do mel coletado no tanque da 
destilaria e não a do mel que sai das centrífugas contínuas.
2. Centrífugas Contínuas
As centrífugas contínuas têm por objetivo fazer a separação física entre os cristais da 
massa B (magma) e o mel final. Alguns cuidados devem ser tomados para que esta separação 
tenha bons resultados, sendo:
1. Deve-se utilizar o mínimo de água na lavagem do açúcar nas centrífugas contínuas a fim de 
obter a menor diluição possível dos cristais, sem comprometer a qualidade do magma.
2. A carga das centrífugas contínuas deve ser ajustada de acordo com a necessidade no 
cozimento de massa A, trabalhando sem interrupções.
3. A tela deve ser lavada a cada 8 horas aproximadamente, para evitar que se formem 
incrustações na contra-tela.
4. Tem que haver um equilíbrio entre a quantidade de magma necessário na massa A e a 
quantidade de massa B produzida em função do mel pobre disponível, de modo que não falte 
magma para os vácuos de massa A nem sobre massa B, obrigando o desvio de mel pobre para 
a destilaria. Caso isso aconteça, deve refundir o magma para incorporar ao xarope, evitando 
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esse descarte de mel pobre. Esse “excesso de mel pobre” pode-se dar por dois fatores: 1º) 
Baixa pureza do xarope e consequentemente da massa A e; 2º) Má condução do cozimento de 
massa A, com baixo esgotamento e aumento da pureza e quantidade de mel pobre.
Obs.: A pureza e o brix do mel final indicam se a quantidade de água utilizada na lavagem do 
açúcar nas centrífugas contínuas está sendo exagerada ou não. Se estiver, haverá queda do brix e 
elevação da pureza.
4. Cozimento de Massa A
Alguns cuidados devem ser tomados para se obter bons resultados neste cozimento, tanto no que 
diz respeito ao esgotamento, como no aspecto qualidade e granulometria do açúcar.
1º- Após puxado o magma, o mesmo deve ser lavado por alguns minutos com água quente para 
dissolver pequenas pontas de cristais que se quebram nas centrífugas contínuas. Isso deve ser 
feito reduzindo-se a concentração do magma por um período de aproximadamente 5 minutos 
abaixo da linha de saturação, com acompanhamento através da sonda. Após terminada a lavagem, 
abrir a válvula de alimentação de xarope, concentrando a massa cozida lentamente para evitar a 
formação espontânea de cristais, até atingir uma consistência firme. 
2º- O cozimento deve ser conduzido com uma concentração firme, de modo que o mel que 
envolve os cristais esteja sempre supersaturado para forçar a deposição da sacarose dissolvida 
nos cristais, como ocorre na massa B. Isso garantirá um melhor esgotamento na massa A, obtendo 
mel pobre com pureza mais baixa e menor volume.
3º- O mel rico deve ser utilizado sempre no final do cozimento porque os cristais já estão 
completamente formados, o que impedirá uma elevação na cor do açúcar.
4º- A concentração final da massa A deve ser de 92 a 93 °Bx, devendo chegar às centrífugas 
automáticas com 91,5 a 92 °Bx. A concentração cai após a lavagem do vácuo com vapor.
5. Centrífugas Automáticas
As centrífugas automáticas têm por objetivo fazer a separação física dos cristais da massa 
A e do mel. Devem ser tomados os seguintes cuidados:
1º- O cesto deve ser carregado completamente para aproveitar bem a capacidade da máquina.
2º- O tempo de separação de mel deve ser regulado de 10 a 30 segundos após o início da 
lavagem do açúcar, sendo que a lavagem deve iniciar quando a centrífuga estiver entre 800 e 850 
RPM, durante a fase de aceleração. Quando a lavagem se inicia com rotação mais alta, a força 
centrífuga provoca uma compactação do açúcar na tela, dificultando a drenagem do mel.
Obs.: Quanto mais baixo for o tempo de separação do mel, menor será a pureza dos méis rico e 
pobre. Caso seja aumentado, as purezas tendem a subir, principalmente a do mel rico, mas 
também a do mel pobre.
3º- A lavagem com vapor deve ser evitada, a menos que se tenha deficiência de capacidade no 
secador.
4º- O raspador que descarrega o açúcar após a centrifugação deve ficar no máximo 3 a 4 mm 
distante da tela quando acionado.
5º- A distribuição de água pelos bicos deve ser uniforme, evitando os pontos de concentração de 
água que dissolvem açúcar em excesso.
6º- O tempo de lavagem da tela deve ser regulado para eliminar totalmente o açúcar que ficou 
retido após a descarga.
7º- O tempo de centrifugação deve ser controlado de acordo com a umidade do açúcar, ou seja, 
se a umidade do açúcar estiver alta após o secador, o tempo de centrifugação deve ser 
aumentado. Outro fator quetambém interfere na umidade do açúcar e consequentemente no 
tempo de centrifugação é a granulometria do açúcar. Açúcar mais fino necessita de tempo de 
centrifugação maior.
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6. Retenção de Açúcar nas massas e Recuperação de Açúcar na Fábrica
Para termos um controle adequado do processo de cozimento, é importante fazermos a 
determinação da Retenção de Açúcar nas massas A e B, o que vão determinar a Recuperação de 
Açúcar na Fábrica. 
A Retenção de açúcar nas massas pode ser determinada pela seguinte equação:
 
R = (pureza da massa - pureza do mel) / (pureza do açúcar - pureza do mel) x 100
Sendo: 
• R = Retenção na massa - %
• Pureza da massa A ou B - %
• Pureza do pobre para determinação da Retenção da massa A e mel final para massa B 
- %
• Pureza do Açúcar (Pol do açúcar para determinação da massa A e pureza do magma 
para determinação da massa B) - %
A seguinte tabela de Brix e Purezas serve como uma referência para se controlar essa 
etapa do processo:
Brix Pureza
Massa A 91,0 a 93,0 1 a 2 pontos > pureza xarope
Mel Rico (diluído) 65 a 70% = ou maior que a pureza do xarope
Mel Pobre (diluído) 65 a 70% 12 a 15 pontos 90,0 > 95,0%
Mel Final >82,0 15 a 20 pontos