Como aplicar carvão ativado para purificação e descoloração de açúcar?

O açúcar é um produto essencial na produção de alimentos e no dia a dia, e sua qualidade afeta diretamente o sabor do produto e a aceitação no mercado. A purificação e a descoloração do açúcar são etapas críticas no processamento, pois o açúcar bruto contém impurezas, pigmentos e coloides que precisam ser removidos. O carvão ativado, devido à sua elevada capacidade de adsorção, é um material indispensável nesse processo. Com mais de 25 anos de experiência na indústria de carvão ativado, ajudei inúmeras usinas de açúcar a otimizar seus processos de purificação e descoloração. De refinarias em pequena escala a grandes empresas produtoras de açúcar com exportação global, a aplicação correta do carvão ativado pode melhorar significativamente a qualidade do açúcar e reduzir custos de produção. Neste artigo, compartilharei métodos práticos, considerações importantes e casos reais para ajudá-lo a dominar o uso do carvão ativado na purificação e descoloração do açúcar.

O primeiro passo para a purificação e descoloração bem-sucedidas do açúcar é escolher o carvão ativado apropriado. Como regra geral, o tratamento de gases normalmente utiliza carvão ativado em favo de mel e em pelotas, enquanto a descoloração e purificação dependem principalmente do carvão ativado em pó. No processamento de açúcar, o carvão ativado em pó é a escolha ideal devido à sua grande área superficial específica, alta taxa de adsorção e capacidade de se misturar completamente com o xarope de açúcar. Alguns anos atrás, um engenho de açúcar no sul da China enfrentava problemas com cor e pureza inconsistentes em seu açúcar refinado. Após analisar seu processo produtivo e amostras de xarope de açúcar, recomendamos um carvão ativado em pó à base de casca de coco, grau alimentício, com área superficial específica superior a 1100 m²/g. Essa escolha não apenas removeu eficazmente pigmentos e impurezas, mas também preservou a doçura natural do açúcar. É importante evitar o uso de carvão ativado granular ou em pelotas para essa tarefa, pois possuem taxas de adsorção mais lentas e podem não se misturar bem com o xarope, levando a uma purificação e descoloração incompletas. Especialistas da associação de processamento de açúcar enfatizam que o carvão ativado grau alimentício deve atender a rigorosos padrões de segurança, sem resíduos de metais pesados ou substâncias nocivas.

A dosagem de carvão ativado impacta diretamente o efeito de purificação e descoloração do açúcar, bem como os custos de produção. Usar uma quantidade insuficiente resultará na remoção inadequada de pigmentos e impurezas, enquanto uma quantidade excessiva pode causar desperdício desnecessário e afetar o sabor do açúcar. Com base em nossa experiência, a dosagem ideal de carvão ativado em pó para purificação e descoloração do açúcar varia entre 0,2% e 1,5% do peso do xarope de açúcar. Por exemplo, em um projeto para um grande engenho na Ásia Oriental, realizamos testes em pequena escala e determinamos uma dosagem de 0,5% de carvão ativado em pó. Essa dosagem reduziu com sucesso o valor da cor do xarope de açúcar de 800 ICUMSA para 150 ICUMSA, atendendo aos padrões internacionais de qualidade. Antes do uso, o carvão ativado em pó deve ser devidamente preparado. É recomendável misturá-lo com uma pequena quantidade de água morna (cerca de 40-50°C) para formar uma suspensão uniforme. Este passo ajuda a dispersar completamente as partículas de carvão no xarope de açúcar, garantindo o máximo contato com pigmentos e impurezas. Em nossas orientações técnicas, sempre lembramos aos clientes que devem mexer suavemente a suspensão para evitar danificar a estrutura de adsorção do carvão.

Temperatura, valor de pH e tempo de contato são três parâmetros críticos que influenciam o efeito do carvão ativado na purificação e descoloração do açúcar. Diferentes tipos de açúcar (como açúcar de cana, açúcar de beterraba) exigem configurações distintas desses parâmetros. Geralmente, o efeito de adsorção melhora com um aumento moderado da temperatura, mas temperaturas excessivamente altas podem causar degradação do açúcar. Na maioria dos processos de purificação e descoloração do açúcar, a temperatura deve ser controlada entre 60°C e 80°C. Uma usina de açúcar no norte da China já ignorou o controle de temperatura e processou o xarope a 90°C, resultando em menor rendimento de açúcar e má coloração. O valor de pH também desempenha um papel importante. A faixa de pH ideal para a purificação e descoloração do açúcar é de 7,0 a 8,5, pois esse ambiente potencializa a capacidade de adsorção do carvão ativado para pigmentos ácidos. O tempo de contato entre o carvão ativado e o xarope de açúcar deve ser de pelo menos 30 a 45 minutos para garantir uma adsorção suficiente. Em um projeto para uma fábrica de açúcar de beterraba na Europa, aumentamos o tempo de contato de 20 para 40 minutos, o que elevou a taxa de descoloração em 30% e melhorou a clareza do açúcar. De acordo com dados de pesquisa de laboratórios de processamento de açúcar, o controle adequado desses três parâmetros pode aumentar a eficiência do carvão ativado na purificação e descoloração do açúcar em 40-60%.

A mistura uniforme é essencial para garantir que cada partícula de carvão ativado entre em contato com pigmentos e impurezas no xarope de açúcar. Durante o processo de mistura, utilize um agitador de baixa velocidade para evitar a formação de bolhas excessivas, as quais podem afetar a separação subsequente. Em um caso envolvendo uma pequena refinaria de açúcar na África, o cliente inicialmente usou um agitador de alta velocidade, o que resultou em má mistura e adsorção incompleta. Após mudar para a agitação de baixa velocidade, a cor e a pureza do açúcar melhoraram significativamente. Uma vez concluída a adsorção, é crucial separar completamente o carvão ativado do xarope de açúcar. Os métodos comuns de separação incluem filtração, centrifugação e sedimentação. Para a produção de açúcar em larga escala, recomenda-se uma combinação de filtração por placas e quadros e filtração a vácuo, garantindo que o xarope final de açúcar esteja livre de resíduos de carbono. Em um projeto que realizamos para um engenho de açúcar no Brasil, esse método de separação resultou em um xarope claro e puro, sem impurezas visíveis. É importante observar que os equipamentos de separação devem ser limpos regularmente para prevenir contaminação cruzada e manter a eficiência da filtração.

A segurança alimentar é primordial ao aplicar carvão ativado na purificação e descoloração de açúcar. Todo carvão ativado utilizado deve ser de grau alimentício, com certificados de análise e relatórios de testes de segurança. O carvão ativado em pó da nossa empresa passa por um rigoroso controle de qualidade, com um departamento dedicado de inspeção testando cada lote quanto a metais pesados, teor de cinzas e capacidade de adsorção. Além disso, é necessário monitorar continuamente o processo de purificação e descoloração do açúcar. Teste regularmente o valor de cor (ICUMSA), pureza e teor de impurezas do xarope de açúcar antes e após o tratamento, para garantir qualidade consistente. Por exemplo, uma empresa de açúcar com a qual cooperamos realiza testes ICUMSA a cada duas horas durante a produção, ajustando em tempo real a dosagem de carvão ativado com base nos resultados. Também é importante armazenar adequadamente o carvão ativado em pó – mantenha-o em local seco e bem ventilado, longe de umidade e substâncias odoríferas. Lembre-se de que o tratamento de gases geralmente utiliza carvão ativado em forma de favo de colmeia e em pellets, enquanto a descoloração e purificação utilizam principalmente carvão ativado em pó. Essa divisão clara ajuda a evitar o uso incorreto de materiais e garante resultados ótimos na purificação e descoloração de açúcar.

A aplicação de carvão ativado para purificação e descoloração de açúcar requer uma combinação de seleção adequada do produto, controle preciso da dosagem, otimização dos parâmetros do processo e gestão rigorosa da qualidade. Ao seguir os métodos e precauções compartilhados neste artigo, você pode obter uma purificação e descoloração de açúcar eficientes e seguras, melhorando a qualidade e a competitividade no mercado dos seus produtos açucareiros. Cada tipo de açúcar possui características únicas, sendo essencial realizar testes em pequena escala antes da aplicação em larga escala para determinar as melhores condições. Com mais de 25 anos de experiência na indústria de carvão ativado, ajudamos 856 clientes em 78 países a alcançar sucesso na purificação e descoloração de açúcar. Seja no processamento de açúcar de cana, açúcar de beterraba ou outros tipos de açúcar, a aplicação correta de carvão ativado trará benefícios tangíveis à sua produção, incluindo melhoria da qualidade do produto, redução de custos e maior satisfação dos clientes.