Açúcar

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Antecedentes

Antes do nascimento de Jesus de Nazaré, a cana-de-açúcar (da qual é feito o açúcar) era colhida nas margens da Baía de Bengala; espalhou-se pelos territórios vizinhos da Malásia, Indonésia, Indochina e sul da China. O povo árabe introduziu o "açúcar" (naquela época, uma pasta pegajosa, semicristalizada e que se acredita ter valor medicinal) ao mundo ocidental, trazendo o junco e o conhecimento para seu cultivo para a Sicília e depois para a Espanha nos séculos VIII e IX . Mais tarde, Veneza - importando açúcar refinado de Alexandria - conseguiu estabelecer o monopólio dessa nova especiaria no século XV; a partir daí, passou a comprar açúcar bruto, e até cana-de-açúcar, e tratá-lo nas próprias refinarias. O monopólio de Veneza, entretanto, durou pouco. Em 1498, o navegador português Vasco da Gama voltou da Índia trazendo o doce aromatizante para Portugal. Lisboa passou a importar e refinar açúcar bruto e, no século XVI, tornou-se a capital europeia do açúcar. Não demorou muito para que o adoçante estivesse disponível na França, onde sua função primária continuava a ser medicinal, e durante o reinado de Luís XIV, o açúcar podia ser comprado por onça no boticário. Por volta de 1800, o açúcar (embora ainda caro) estava amplamente disponível para as classes alta e média.

Matérias-primas

Açúcar é um termo amplo aplicado a um grande número de carboidratos presentes em muitas plantas e caracterizado por um sabor mais ou menos doce. O açúcar primário, a glicose, é um produto da fotossíntese e ocorre em todas as plantas verdes. Na maioria das plantas, os açúcares ocorrem como uma mistura que não pode ser facilmente separada nos componentes. Na seiva de algumas plantas, as misturas de açúcar são condensadas em xarope. Sucos de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) e beterraba sacarina (Beta vulgaris) são ricos em sacarose pura, embora o açúcar de beterraba seja geralmente muito menos doce do que o açúcar de cana. Essas duas safras de açúcar são as principais fontes de sacarose comercial.

A cana-de-açúcar é uma gramínea espessa, alta e perene que floresce em regiões tropicais ou subtropicais. O açúcar sintetizado nas folhas é usado como fonte de energia para o crescimento ou é enviado aos colmos para armazenamento. É a seiva doce dos talos que é a fonte do açúcar que conhecemos. A palheta acumula açúcar até cerca de 15% de seu peso. A cana-de-açúcar rende cerca de 2.600.000 toneladas de açúcar por ano.

A beterraba sacarina é uma variedade de beterraba com maior teor de açúcar, para a qual é especificamente cultivada. Embora sejam tipicamente brancas por dentro e por fora, algumas variedades de beterraba têm casca preta ou amarela. Cerca de 3.700.000 toneladas de açúcar são fabricadas a partir da beterraba sacarina.

Outras safras de açúcar incluem sorgo doce, bordo de açúcar, mel e açúcar de milho. Os tipos de açúcar usados ​​hoje são o açúcar branco (açúcar totalmente refinado), composto por fragmentos límpidos, incolores ou cristalinos; ou o açúcar mascavo, que é menos refinado e contém maior quantidade de resíduo de melaço, de onde obtém sua cor.

O processo de fabricação

Plantio e colheita

• 1 A cana-de-açúcar requer uma temperatura média de 75 graus Fahrenheit (23,9 graus Nos Estados Unidos, a colheita da cana e da beterraba é feita principalmente por máquina, embora em alguns estados isso também é feito à mão. Os caules da cana e a beterraba colhidos são carregados mecanicamente em caminhões ou vagões e levados às usinas para processamento do açúcar bruto. Uma vez lá, eles são limpos, lavados, moídos para extrair o suco, filtrados e purificados. O resultado é um suco límpido e cheio de açúcar. Celsius) e precipitação uniforme de cerca de 80 polegadas (203 centímetros) por ano. Portanto, é cultivado em áreas tropicais ou subtropicais.
  A cana-de-açúcar leva cerca de sete meses para amadurecer em uma área tropical e cerca de 12-22 meses em uma área subtropical. Neste momento, os campos de cana-de-açúcar são testados para sacarose, e os campos mais maduros são colhidos primeiro. Na Flórida, Havaí e Texas, a cana-de-pé é usada para queimar as folhas secas. Na Louisiana, os caules de cana de seis a dez pés (1,8 a 3 metros) de altura são cortados e colocados no chão antes da queima.
  
• 2 Nos Estados Unidos, a colheita (tanto da cana quanto da beterraba) é feita principalmente à máquina, embora em alguns estados também seja feita à mão. Os pés de cana colhidos são carregados mecanicamente em caminhões ou vagões e levados às usinas para processamento do açúcar bruto.

Preparação e processamento

• 3 Após a chegada da cana aos pátios da usina, ela é descarregada mecanicamente e o excesso de solo e pedras são retirados. A cana é limpa inundando o transportador com água morna (no caso de pedras esparsas e entulho) ou espalhando a cana em esteiras agitadoras que passam por fortes jatos de água e tambores de pentear (para remover grandes quantidades de pedras, lixo, e folhas, etc.). Nesse momento, a cana está limpa e pronta para ser moída.
  Quando as beterrabas são entregues na refinaria, elas são primeiro lavadas e depois cortadas em tiras. Em seguida, eles são colocados em células de difusão com Após ser purificado, o suco claro passa por evaporação a vácuo para remover a maior parte da água. Nesse processo, quatro células de ebulição a vácuo são organizadas em série de modo que cada célula sucessiva tenha um vácuo maior. Os vapores de um corpo podem, assim, ferver o suco do próximo, um método chamado evaporação de efeito múltiplo. Em seguida, a solução xaroposa é cristalizada a vácuo para formar cristais de açúcar. O líquido restante é removido por centrifugação e secagem, e o açúcar é embalado. água a cerca de 175 graus Fahrenheit (79,4 graus Celsius) e borrifada com água quente em contracorrente para remover a sacarose.
  

Prensagem de extração de suco

• 4 Dois ou três rolos trituradores com sulcos grossos quebram a cana e extraem grande parte do caldo, ou trituradores do tipo martelo oscilante (1.200 RPM) trituram a cana sem extrair o caldo. Facas giratórias que cortam os talos em cavacos são complementares aos trituradores. (Na maioria dos países, o triturador precede o triturador.) Uma combinação de dois, ou mesmo os três, métodos pode ser usada. O processo de prensagem envolve a trituração dos talos entre os rolos de metal pesados ​​e ranhurados para separar a fibra (bagaço) do suco que contém o açúcar.
• 5 À medida que a cana é esmagada, água quente (ou uma combinação de água quente e suco impuro recuperado) é borrifada na cana esmagada em contracorrente, conforme ela sai de cada moinho para diluição. O suco extraído, chamado vesou, contém 95 por cento ou mais da sacarose presente. A massa é então difundida, um processo que envolve o corte fino ou trituração dos caules. Em seguida, o açúcar é separado dos talos cortados, dissolvendo-o em água quente ou suco quente.

Purificação do suco - clarificação
e evaporação

• 6 O suco do moinho, de cor verde escura, é ácido e turvo. O processo de clarificação (ou defecação) é projetado para remover impurezas solúveis e insolúveis (como areia, solo e rocha moída) que não foram removidas por peneiramento preliminar. O processo emprega cal e calor como agentes de clarificação. O leite de limão (cerca de meio quilo por tonelada de cana) neutraliza a acidez natural do suco, formando sais insolúveis de limão. O aquecimento do suco de limão até a fervura coagula a albumina e algumas das gorduras, ceras e gomas, e o precipitado formado retém os sólidos em suspensão, bem como as partículas diminutas.
  A solução de beterraba sacarina, por outro lado, é purificada pela precipitação de carbonato de cálcio, sulfito de cálcio ou ambos repetidamente. As impurezas ficam emaranhadas nos cristais crescentes do precipitado e são removidas por filtração contínua.
  
• 7 As lamas se separam do suco claro por meio de sedimentação. As impurezas sem açúcar são removidas por filtração contínua. O suco clarificado final contém cerca de 85 por cento de água e tem a mesma composição do suco extraído cru, exceto pelas impurezas removidas.
• 8 Para concentrar esse suco clarificado, cerca de dois terços da água são removidos por evaporação a vácuo. Geralmente, quatro células ou corpos em ebulição a vácuo são organizados em série de modo que cada corpo sucessivo tenha um vácuo mais alto (e, portanto, ferve a uma temperatura mais baixa). Os vapores de um corpo podem ferver o suco do próximo - o vapor introduzido na primeira célula faz o que é chamado de evaporação de efeito múltiplo. O vapor da última célula vai para um condensador. O xarope deixa o último corpo continuamente com cerca de 65% de sólidos e 35% de água.
  A solução de sacarose de beterraba, neste ponto, também é quase incolor, e da mesma forma sofre evaporação a vácuo de efeito múltiplo. O xarope é semeado, resfriado e colocado em uma centrífuga. Os cristais de beterraba acabados são lavados com água e secos.
  

Cristalização

• 9 A cristalização é a próxima etapa na fabricação de açúcar. A cristalização ocorre em uma panela a vácuo de estágio único. O xarope é evaporado até ficar saturado com açúcar. Assim que o ponto de saturação é ultrapassado, pequenos grãos de açúcar são colocados na panela, ou "greve". Esses pequenos grãos, chamados de sementes, servem como núcleos para a formação de cristais de açúcar. (O grão de semente é formado pela adição de 56 onças [1.600 gramas] de açúcar branco na tigela de uma máquina de pasta e mistura com 3,3 partes de uma mistura líquida:70 por cento de álcool desnaturado e 30 por cento de glicerina. A máquina funciona a 200 RPM por 15 horas.) Xarope adicional é adicionado à greve e evaporado para que os cristais originais que foram formados cresçam em tamanho.
  O crescimento dos cristais continua até que a panela esteja cheia. Quando a concentração de sacarose atinge o nível desejado, a densa mistura de xarope e cristais de açúcar, chamada de massa cozida, é descarregado em grandes recipientes conhecidos como cristalizadores. A cristalização continua nos cristalizadores à medida que a massa cozida é lentamente agitada e resfriada.
  
• 10 A massa dos misturadores pode fluir para as centrífugas, onde o xarope espesso, ou melaço, é separado do açúcar bruto pela força centrífuga.

Centrifugação

• 11 A ação centrífuga de alta velocidade usada para separar a massa cozida em cristais de açúcar bruto e melaço é feita em máquinas giratórias chamadas centrífugas. Uma centrífuga possui uma cesta cilíndrica suspensa em um fuso, com as faces perfuradas forradas com tela de arame, dentro das quais há folhas de metal contendo de 400 a 600 perfurações por polegada quadrada. A cesta gira em velocidades de 1.000 a 1.800 RPM. O açúcar bruto é retido na cesta da centrífuga porque o revestimento perfurado retém os cristais de açúcar. O licor-mãe, ou melaço, passa pelo forro (devido à força centrífuga exercida). O melaço final (melado blackstrap) contendo sacarose, açúcares redutores, não açúcares orgânicos, cinzas e água, é enviado para grandes tanques de armazenamento.
  Depois de centrifugado, o açúcar é "cortado" e enviado a um granulador para secagem. Em alguns países, a cana-de-açúcar é processada em pequenas fábricas sem o uso de centrífugas, e um produto marrom-escuro (açúcar não centrífugo) é produzido. O açúcar centrífugo é produzido em mais de 60 países, enquanto o açúcar não centrífugo é produzido em cerca de vinte países.
  

Secagem e embalagem

• 12 Cristais de açúcar úmidos são secos ao serem revolvidos através de ar aquecido em um granulador. Os cristais de açúcar secos são então classificados por tamanho por meio de telas vibratórias e colocados em caixas de armazenamento. O açúcar é então enviado para ser embalado nas embalagens familiares que vemos nos supermercados, em embalagens a granel ou na forma líquida para uso industrial.

Subprodutos

O bagaço produzido após a extração do caldo da cana-de-açúcar é utilizado como combustível para a geração de vapor nas fábricas. Quantidades cada vez maiores de bagaço estão sendo transformadas em papel, papelão isolante e chapa dura, bem como furfural, um intermediário químico para a síntese de furano e tetrahidrofurano.

As pontas de beterraba e as rodelas extraídas, bem como o melaço, são utilizadas como ração para o gado. Foi demonstrado que mais alimentos para gado e outros animais semelhantes podem ser produzidos por acre-ano com beterraba do que com qualquer outra cultura amplamente cultivada nos Estados Unidos. As tiras de beterraba também são tratadas quimicamente para facilitar a extração da pectina comercial.

O produto final derivado do refino do açúcar é o melaço de blackstrap. É usado na alimentação do gado, bem como na produção de álcool industrial, fermento, produtos químicos orgânicos e rum.

Controle de qualidade

O saneamento das fábricas é um fator importante nas medidas de controle de qualidade. Os bacteriologistas demonstraram que uma pequena quantidade de bagaço azedo pode infectar todo o fluxo de suco quente que flui sobre ele. As usinas modernas possuem calhas autolimpantes com uma inclinação projetada de tal forma que o bagaço não se sustenta, mas flui com o fluxo de caldo. Medidas rígidas são tomadas para o controle de insetos e pragas.

Como a cana se deteriora com relativa rapidez, grandes passos foram dados para automatizar os métodos de transporte e levar a cana às fábricas o mais rápido possível. Manter a alta qualidade do produto final significa armazenar açúcares refinados marrons e amarelos (que contêm de dois a cinco por cento de umidade) em uma atmosfera fria e relativamente úmida, para que continuem a reter sua umidade e não endureçam.

A maioria dos açúcares granulados está em conformidade com os padrões estabelecidos pela National Food Processors Association e pela indústria farmacêutica (U.S. Pharmacopeia, National Formulary).