Qualidade do açúcar – Clarificação do xarope

1 – Tanque de xarope existente; 2 – Bombas de xarope sem clarificador; 3 – Medidores de nível; 4 – Válvula reguladora de vazão; 5 – Medidor de vazão; 6 – Tanque de reação; 7 – Tanque de preparação e alimentação de cloreto de cálcio; 8 – Bombas dosificadoras de cloreto de cálcio; 8 – Sistema de medição e controle de pH; 9 – Tanque de preparação e dosificação de ácido fosfórico; 10 – Bomba de dosificação de ácido fosfórico; 11 – Cilindro com anidro sulforoso líquido; 12 – Regulador de anidro sulforoso; 13 – Bomba de xarope para aquecedores e aereador; 14 – Aquecedor de xarope; 15 – Sistema de aeração; 16 – Tanque equalizador; 17 – Tanque de preparação de floculante; 18 – Tanque de dosificação de floculante; 19 – Bomba dosificadora de floculante; 20 – Mesclador de linha; 21 – Tanque flotador e clarificador de xarope; 22 – Tanque de xarope clarificado.

Os princípios básicos da clarificação de xarope são:

A – Objetivos do processo.

A clarificação do xarope é um processo usado na maior parte das unidades produtoras de açúcar branco direto, partindo de xarope sulfitado, com o objetivo de diminuir a cor e as impurezas que acompanham o produto final, aumentando sua polarização, diminuindo a cor e aumentando a filtrabilidade do açúcar.

B – Princípios básicos.

A matéria prima deste processo é o xarope da forma que sai da evaporação. Esta contém uma boa parte de impurezas, que se não são eliminadas, irão fazer parte dos grãos de açúcar, diminuindo a qualidade do açúcar, e por tanto seu valor comercial.

Para eliminar estas impurezas, usamos como recurso a retirada das mesmas ocluindola em floculos de Sulfito de Cálcio, e Fosfato Tricalcico. Como estes são mais pesados que o xarope a decantação dos mesmos seria demasiado lenta, o que impediria o bom funcionamento da operação, usamos o processo de flotação, diminuindo a densidade dos floculos colocando bolhas de ar nos mesmos, e aglomerando-os com floculante.

Neste processo diminuímos ao máximo a turbidez do xarope, conseguindo adicionalmente diminuir a cor do mesmo, sendo que o objetivo é diminuir pelo menos 50% da turbidez, e geralmente é diminuído na ordem de 20% da cor, obtendo adicionalmente uma redução da viscosidade em cerca de 20%, e uma diminuição de cinzas no xarope tratado.

Isto será de grande importância para a fabricação de açúcar refinado, já que aumentará a retenção, melhorando a qualidade do açúcar final, e evitando o reprocesso, que tanto prejudica a retenção geral da Usina.

Se pretendermos diminuir em maior índice a cor deveremos aplicar alguns elementos que ajudem neste fim. Estes geralmente aumentam o custo da operação, e muita vezes os resultados econômicos não são compensados.

C – Descritivo do processo.

O processo de clarificação de xarope tem diversos equipamentos que são usados seguindo o esquema da figura:

Descreveremos brevemente o processo, para entender melhor os trabalhos dos diversos componentes.

O xarope é recebido em baixo da evaporação por um sistema que pode ser de descarga natural com selo, no caso de ter uma altura maior do que 5 metros entre o funil de descarga e a parte superior do selo. Se a evaporação estiver numa altura menor que esta, deverá ser descarregada por bombas, em um sistema de compensação de vácuo. Este tanque que é chamado de xarope sem clarificar, servirá para absorver as variações momentâneas de fluxo do xarope na saída do evaporador, e deverá ser controlado com medidores de nível, e uma válvula que regula o fluxo ao sistema de clarificação do xarope da forma mais contínua possível, ou seja, que o caldo deverá ser controlado por estes níveis e um medidor de fluxo, que também servirá para enviar sinais às diferentes alimentações de produtos que entram no processo.

Para diminuir a densidade e a viscosidade, o xarope deverá ser aquecido a uma temperatura entre 80 e 85ºC, o que pode ser feito com equipamentos de contato direto, ou transmissão de calor indireto, que podem ser de tubos con-vencionais ou de placas do tipo Alfa Laval.

O aqueci-mento direto tem como in-conveniente a diminuição do brix, para mais tarde ser usado vapor adicional para evaporar a água dissolta; e para os aquece-dores indiretos o maior incon-veniente é o alto grau de incrustações que o xarope produz, e que em alguns casos cria transtornos de operação que são considerados grandes.

O xarope aquecido é levado a um tanque de reação, onde são colocados os produtos químicos que são usados para clarificar a mesma. Os produtos são preparados em tanques especiais individuais, para cada um, e tem suas bombas dosificadores que atuam segundo a velocidade do fluxo do xarope.

Após passar pelo tanque de reação é dissolvido ar no xarope de forma de ocluir este em a forma mas homogênea possível, dentro dos flóculos formados ou em formação.

Para evitar que o ar crie turbulência na entrada do tanque flotador, é colocado um recipiente chamado equalizador, onde o excesso de ar é eliminado, e o que eventualmente sai por cima será espuma e irá para a parte superior do flotador

A agregação de floculante será feita antes de entrar no flotador, no mesmo tanque equalizador, caso tenhamos um misturador, ou na entrada de um mesclador da linha, antes de entrar no flotador.

As impurezas saem do tanque flotador pela parte superior como espuma, e voltam para o início do processo, de preferência no tanque de neutralização de caldo, antes de ser enviado para os aquecedores.

O xarope clarificado que sai pelos coletores colocados na parte inferior do flotador está em condições de alimentar os tachos de cozimentos.

Julio Américo González, Consultorias e Projetos

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