Cromatografia na usina: melhor custo-benefício na determinação de açúcares

A mecanização da colheita propiciou uma redução no tempo de entrega, além de aumento da qualidade da cana que hoje está mais sadia e com menos impurezas minerais. Porém, a chegada da planta na usina com pontas e folhas aumentou a presença de carboidratos no processo. Muitos deles estão diretamente relacionados com a quantificação dos açúcares analisados no laboratório de PCTS, monitoramento de perdas, determinação do final de fermentação e, principalmente, pelas dificuldades causadas no processo de produção do álcool e mais exacerbada no açúcar.

Nesse contexto vale mencionar os carboidratos, considerando o número de moléculas de glucose e frutose responsáveis pela formação das estruturas moleculares:

Monossacarídeos (Glucose e Frutose): carboidratos mais simples
Dissacarídeos (Sacarose, Maltose e Lactose): moléculas de 02 monossacarídeos
Oligossacarídeos (Maltotriose e Kestoses): moléculas de 3 a 7 monossacarídeos
Polissacarídeos (Dextrana, Amido e Celulose): Macromoléculas de dezenas de monossacarídeos.

Dentre esses carboidratos, os que exigem maior atenção são os Polissacarídeos (Amido e Dextrana) e Oligossacarídeos (Kestoses, maltrotrioses e outros Trissacarídeos), esses últimos presentes na cana antes mesmo de qualquer processo de deterioração.

Em particular, a Dextrana e Amido causam dificuldades na fabricação do açúcar, provocando o aumento de viscosidade das massas, além das características redutoras e com capacidade de provocar desvios da luz polarizada, comprometendo diretamente a determinação dos açúcares redutores totais pela Polarimetria (Pol aparente) e pela utilização dos métodos químicos (Somogyi & Nelson e Eynon & Lane).

Esses desvios são representados numericamente e com sinais que determinam em particular o quanto e o lado que as substâncias provocam o desvio da luz polarizada, sendo positivo para direita e negativo para esquerda, por isso denominadas em diversas literaturas como substâncias Dextrogira (+) e Levógiras (-).

Embora na maioria das usinas e destilarias a determinação de açúcares seja realizada com o emprego do método de Eynon-Lane para elevadas concentrações de açúcares e de Somogyi-Nelson para baixas concentrações de açúcares, ambos se baseiam na capacidade da glicose e frutose reduzir o íon Cu(II) para Cu(I). Já a determinação através da polarimetria é obtida através da fórmula que segue:

ART = ((POL % Cana Corrigida / 0,95) + AR))

Importante destacar que na década de 90, a Fermentec desenvolveu um fator de correção da Pol % Cana para minimizar a interferência dos açúcares redutores (Glicose e Frutose) que segue:

Fator de Correção da Pol % Cana = (AR% Cana*0,01734118)-0,0004823469)+1

Apesar desses métodos estarem servindo até o presente momento à indústria sucroenergética, a presença de qualquer substância que tenha a capacidade de reduzir o cobre na reação de óxido-redução ou com capacidade de desvio óptico, serão quantificadas como se fosse açúcares, superestimando a sua concentração e, consequentemente, distorcendo o balanço industrial que prejudica a tomada de decisões.

Importante ressaltar que no mel final, além da concentração dessas substâncias, pode ainda ocorrer um incremento devido à destruição de açúcares que ocorre no processo de fabricação do açúcar. Assim, quanto maior a quantidade de mel para preparar o mosto, maior vai ser a quantidade de infermentescíveis que causará a interferência nos métodos citados anteriormente.

Cromatografia na usina na determinação de açúcares

Desta forma, para contornar a interferência causada pelos infermentescíveis, muitas usinas e destilarias vêm adotando o método de cromatografia no monitoramento de perdas, no final de fermentação e, principalmente, na determinação de açúcares na cana. Os resultados comparativos podem ser conferidos nos gráficos abaixo. Os dados são de 2014, 2015 e 2016, mas ilustram bem as vantagens do uso da cromatografia.

Em relação aos tipos de cromatografia, o setor tem optado pela líquida, que é de fato a melhor opção para a determinação de açúcares nas usinas e destilarias. Neste contexto deve ser destacada a cromatografia líquida utilizando o detector amperométrico, também conhecido como cromatógrafo iônico, pelas suas vantagens como menor tempo de análise, maior durabilidade da coluna e melhor seletividade para os açúcares.

Avaliação realizada recentemente pela Fermentec, considerando a diminuição de mão de obra (um analista por turno), reagentes/manutenção e energia elétrica, mostra que o payback pode ocorrer em pelo menos dois anos.

Existem ainda importantes aspectos em relação ao custo benefício para utilização da cromatografia:

- No caso de um gargalo em relação ao tamanho da fermentação, a determinação do ART % Vinho Bruto, no máximo em 20 minutos, pode evitar a necessidade da repetição do brix, possibilitando dessa forma um aumento de até 20% na produção, tornando o investimento irrisório para aquisição dessa tecnologia;

- O monitoramento de perdas, considerando o desempenho de cada setor, pode ser realizado se necessário até de hora em hora ou em condições normais de turno em turno (8/8 horas).

A utilização da cromatografia possibilita, nesse contexto, “medir o que se quer medir”. Isto é, por não sofrer interferência dos infermentescíveis, quantifica apenas os açúcares fermentescíveis. Consequentemente permite uma avaliação mais realista, seja para o Balanço de ART, assim como para os cálculos de rendimentos e eficiência industrial.

Autores: Claudemir Bernardino, André Ferrisse, Eduardo Borges, Armando Gameiro Jr., Eder Silvestrini e Bruno Sattolo
Fonte: Portal FT Novembro/2016

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