-Xarope é armazenado em tanque pulmão e enviado para o setor de cozimento; -média de 50% de sacarose, porém não na forma cristalina;

Transcrição

1 Cozimento do açúcar

2 Introdução -Xarope é armazenado em tanque pulmão e enviado para o setor de cozimento; -média de 50% de sacarose, porém não na forma cristalina; Cozimento: condições controladas de temperatura e pressão (simples efeito)

3 Saturação Insaturado CS<1 Saturado CS=1 Supersaturado CS>1 (CSS)

4 Saturação Depende da temperatura: A solubilidade de sacarose aumenta com o aumento da temperatura; Impurezas alteram a solubilidade da sacarose (cinzas e açúcares redutores);

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6 Métodos de Cristalização (Granagem): Existem 3 métodos diferentes para se fazer a granagem: Por meio de adição de semente (semeamento total) - método mais utilizado atualmente. Por espera Por choque: redução brusca da temperatura, adicionando xarope frio, por exemplo.

7 Métodos de Cristalização (Granagem): Método do Semeamento Total: Vantagens deste Método: Padronização, maior rapidez e melhor controle sobre as operações. Controle do tamanho do cristal produzido. Melhor esgotamento das massas cozidas. Garantia de qualidade do açúcar.

8 Métodos de Cristalização (Granagem): Preparação da Semente: Equipamento de Preparo: moinho de bolas. Composição: 1,0 de açúcar para 2,0 litros de álcool (anidro). Tempo de Preparo: mínimo de 48 horas (o ideal seria 5 dias), para se obter uma pasta muito fina e regular. Tempo de Descanso: o máximo possível (15 dias), promovendo agitação vigorosa uma vez por dia.

9 Quantidade de Semente? Regra geral: 100 a 200 ml de pasta de semente para cada 100 hl de massa cozida final a ser arriada para a centrifuga. Pode ser calculada, mas precisa-se conhecer precisamente o tamanho do cristal da semente. Para reduzir o tamanho do cristal final de açúcar a ser obtido? Para aumentar o tamanho do cristal final de açúcar a ser obtido?

10 Onde Injetar a Semente? Taça com tampa para evitar que se deposite impurezas durante um cozimento e outro. No coletor central, o mais profundo possível, através de tubulação própria e independente dos tubos de alimentação de mel. Evitar a entrada de ar durante a injeção de semente tubos de pequeno diâmetro e sem formar sifão ou pontos mortos

11 Determinação do Momento de Adição da Semente: a) prova do fio por meio de uma sonda se retira uma amostra da massa. Coloca-se um pouco entre o polegar e o indicador, abrindo-os rapidamente. Se o fio se quebra quando se atinge um comprimento de 2 a 3 cm, é o momento certo de adicionar a semente. Se o brix ideal ainda não foi atingido, o fio se quebra antes desta medida. Para massas muito concentradas, o fio não se rompe ou se rompe com medidas bem maiores que a indicada

12 Determinação do Momento de Adição da Semente: b) Via Refratômetro: c) Via sondas: Rádio Freqüência necessitam de ajustes freqüentes. Eficientes para medir brix de méis, onde não há presença de cristais. Na presença destes, a medição fica imprecisa. Microondas praticamente não sofrem variações medem a água em solução e calculam o brix = 1 água Ideal para trabalhar na presença de cristais de açúcar.

13 Experimento em laboratório...

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41 Tipos de cozedores -Serpentina clássica

42 Tipos de cozedores -Calandria fixa

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44 Cozedores = evaporadores (encher) Mecanismos de operação Água Evaporada Caldo Evaporado

45 Tipos de cozedores -Calandria flutuante

46 Tipos de cozedores -em anel com circulação forçada mecânica.

47 Tipos de cozedores Cozedores horizontais

48 Tipos de cozedores

49 Especificação

50 Procedimento na Usina

51 Procedimento de Cristalização: a) Preparo do Pé de Cristalização (padronizado): Objetivo: padronizar o pé-de-cristalização: Cristalizar com elevadas purezas, pode levar à formação de Conglomerados. Pureza = 73 a 75% Medir a pureza a cada pé e ajustar o set-point de concentração (brix) de acordo com a curva de saturação. Componentes do pé de cristalização: Mel Rico. Mel Rico + Xarope. Mel Rico + Mel Pobre.

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53 Procedimento de Cristalização: Alimentar o tacho com o pé-de-cristalização até cobrir a Calandra. Iniciar a concentração da massa, com a injeção de vapor, até o ponto de supersaturação ( ponto fio ). - Não permitir que a massa ultrapasse a zona metaestável, atingindo a zona lábil, evitando a formação de cristais falsos. - No início da concentração válvula 100% aberta.

54 Procedimento de Cristalização: b) Fase da Formação dos Cristais injeção da semente: À medida que a concentração se aproxima do ponto fio, a válvula de vapor se fecha gradativamente, para evitar que a zona lábil seja atingida. A válvula de vapor deve ficar um pouco aberta para possibilitar uma melhor circulação da massa por evaporação. Necessidade de agitadores mecânicos. Atingido o ponto de injeção da semente (ponto fio ideal), quebrar o vazio parcialmente para elevar a temperatura a 70 C.

55 Procedimento de Cristalização: Injetar a semente. Para SS = 1,2: Pureza = 75% - Temperatura = 70 C - Brix = 82,61% Aguardar a formação da quantidade desejada de cristais (tempo). - Nesta fase usa-se injetar água com dois objetivos: Manter a concentração constante (evitar a zona lábil). Manter uma agitação vigorosa da massa. - O uso de água pode ser eliminado com um bom sistema de automatização do tacho, controlando-se a alimentação de vapor.

56 Procedimento de Cristalização: c) Fase de Crescimento dos Cristais: Após a formação da quantidade de cristais desejada, iniciar a alimentação de mel. - A alimentação de mel deve ser controlada em função da evaporação, mantendo-se a concentração constante. - O brix durante a alimentação deve ser um pouco maior que o brix de granulação, para acelerar o crescimento dos cristais. - A concentração da massa deve ser proporcional ao seu esgotamento, para impedir que a massa chegue à zona lábil, onde ocorre a formação de cristais falsos.

57 Procedimento de Cristalização: d) Aperto Fase de Aumento do Esgotamento: Atingido o nível final de trabalho do tacho, iniciar a concentração final da massa (set-point de concentra point de concentração final). - Fecha-se a válvula de alimentação de mel, mantendo-se a alimentação de vapor e o vazio até a massa atingir o brix desejado. - O aperto não pode ser feito muito rápido. O aumento do Brix deve acompanhar a curva de redução de pureza da massa. A medida que a massa se esgota, o brix aumenta, mantendo o sistema dentro da zona meta-estável.

58 Procedimento de Cristalização: e) Descarga da Massa: Atingido o brix final programado, fechar a válvula de vapor, romper o vazio e descarregar a massa. Brix de Massa Ideais: - Massa A = 92 a 93% - Massa B = 94 a 95% Atingido o brix final programado, fechar a válvula de vapor, romper o vazio e descarregar a massa.

59 Procedimento de Cristalização f) Limpeza do Tacho: Terminada a descarga da massa, iniciar o procedimento de limpeza do tacho com vapor ( evaporação ) para eliminar os cristais de açúcar que ficaram depositados (visa qualidade). Deve-se utilizar vapor V1 para efetuar esta limpeza: -Condensação mais fácil, formando água mais rapidamente. -Tempo de limpeza maior. A água resultante do processo de limpeza não deve ser descarregada no cristalizador ou depósito de massa. O mesmo deve ocorrer com as águas das pias dos tachos.

60 Procedimento de Cristalização: f) Limpeza do Tacho: Manter o vácuo baixo para que a temperatura seja alta. A limpeza deve impedir o progresso de destruição de açúcares, que formariam incrustações que certamente piorariam a qualidade do açúcar nos próximos cozimentos. Se possível, ferver água nos tachos uma vez por dia, principalmente no de granagem.

61 Tamanho dos Cristais: O tamanho dos cristais e seu coeficiente de variação são importantes para a qualidade do açúcar e para o processo em si. Cristais finos representam baixa eficiência de recuperação Cristais finos reduzem a porosidade da camada de massa dentro do cesto da centrífuga, dificultando a purga do mel. Cristais finos aumentam a superfície específica dos cristais, facilitando a deposição de não-açúcares (impurezas) sobre o mesmo. Nos cristais maiores, a presença de não-açúcares está associada a inclusões, germinados e conglomerados.

62 Tamanho dos Cristais: Fatores que afetam o coeficiente de variação dos cristais: A prática de bom processo de cristalização, evitando a formação de cristais falsos. A probabilidade de ocorrer a formação de cristais falsos é menor quando se cristaliza com supersaturação mais baixa (S = 1,2, por exemplo). Automatização do tacho de cristalização.

63 Fatores que evitam a formação de germinados e conglomerados: Cristalizar com purezas mais baixas (70 a 75%). A probabilidade de ocorrência destes cristais na cristalização com xarope é menor. Cristalizar em supersaturações mais baixas. Evitar alta taxa de evaporação

64 Causa da formação de cristais falsos Entrada de ar no tacho: -Abaixa a temperatura da massa, alterando o ponto de saturação. Circulação insuficiente: -Está provado que a agitação mecânica melhora a qualidade e a granulometria do açúcar. Presença de impurezas no xarope: - Pequenas partículas de impurezas servem como pontos efetivos de formação de novos núcleos de cristais. Presença de cristais no mel alimentação - Necessidade de um eficiente sistema de diluição e aquecimento do mel de alimentação.

65 Circulação Natural (tachos sem circuladores mecânicos): A boa circulação é necessária para garantir renovação do licor-mãe ao redor dos cristais. Os fatores de projeto que afetam a circulação de massa são: - Razão de circulação = área dos tubos Área do tubo central ~ 3. - Altura dos tubos máximo de 1,0 metro. - Diâmetro dos tubos 4. - Instalação para eliminação de gases incondensáveis adequada e bem dimensionada uniformiza a distribuição de vapor, maximizando a circulação natural da massa.

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68 Circulação Natural (tachos sem circuladores mecânicos): Outros fatores que influenciam a circulação da massa são: -Brix do Xarope quanto maior, mais difícil a circulação -Brix até 65% - tacho opera bem sem circuladores mecânicos -Brix 65 a 68% - é aconselhável o uso de circuladores. -Brix > 68% - uso de circuladores praticamente obrigatório. -Brix dos Méis Diluídos: - Sem circulação = 65 a 70%. O conteúdo de água é o responsável pela boa circula pela boa circulação da massa. Porém, a sua adição no tacho, durante o processo de cozimento, deve ser evitada ao máximo.

69 Outros Pontos Importantes: a) Brix do Xarope: Brix de xarope alto Aumenta o risco de formação de cristais falsos e diminui a velocidade de crescimento dos cristais. Brix de xarope baixo Aumenta o tempo de cozimento, aumentando a possibilidade de desenvolvimento de cor. Aumenta o consumo de vapor.

70 Outros Pontos Importantes: b) Cortes: O corte da massa é feito com o objetivo de atingir o tamanho desejado de cristais. - Os cortes devem ser proporcionais. Cortes desproporcionais promovem a formação de cristais de tamanhos diferentes. Tachos de tamanhos diferentes favorecem a desproporcionalidade. - O ideal seria enviar a massa do primeiro cozimento para um depósito e destiná-la a cada tacho na quantidade proporcional a sua capacidade.

71 Cozimento em duas massas

72 Fluxograma de Fabrica de Açucar com Duas Massas

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