A produção de açúcar com elevado padrão de qualidade e com uma boa recuperação é o objetivo de todas as usinas de açúcar. Especialistas e práticos do setor afirmam que, para garantir a excelente qualidade do produto final e redução da perda de açúcar, um bom processo de fabricação do açúcar é essencial.

A obtenção de açúcar de qualidade segue dois caminhos distintos: uma boa clarificação e um bom sistema de cristalização. É essencial conhecer a qualidade da matéria-prima através de suas principais variáveis e seus efeitos no processo de fabricação do açúcar e na qualidade do produto final, para que possa atingir as metas de produtividade e rentabilidade.

Cristalização: Quanto de mistério tem a cristalização? Sabemos que não existe outra indústria que cristaliza tanto material em grande escala como a indústria açucareira, sob as condições que prevalecem com as severas viscosidades que enfrenta. Há também uma grande variabilidade na qualidade da matéria-prima processada, e isso se refere aos temas de “difícil cristalização” ou massas cozidas refratárias. A presença de não açúcares nos méis exerce influência adversa no processo de cristalização. A cristalização é a formação inicial da grã, e esta deve ser conduzida corretamente, pois é a base de um bom processo de fabricação do açúcar. Cristal uniforme significa grã de melhor poder de adsorção de sacarose, açúcar livre de impurezas e de melhor qualidade. 

O objetivo da cristalização da sacarose é duplo. Em primeira etapa, o açúcar em solução deve ser transformado em um estado cristalino e, no seguinte passo da fabricação do açúcar, a centrifugação, produza o mais elevado rendimento de açúcar como produto comercial. Em segunda etapa, é necessário que a quantidade de sacarose presente na matéria-prima se transforme em cristais na mais alta percentagem possível e que o produto final do processo de cristalização, o mel final ou última água-mãe, esteja bem esgotado. Para que haja formação e crescimento dos cristais de açúcar, é condição essencial a supersaturação. A supersaturação é o fenômeno que proporciona a força impulsora da cristalização.

Um aumento na supersaturação afeta a cristalização de três maneiras: aumenta a tendência das moléculas da sacarose à rede cristalina, aumenta o gradiente de concentração através da qual se difundem as moléculas da sacarose e, por último, aumenta a viscosidade e, dessa maneira, diminui a difusão. A experiência ao longo dos anos indica que, para formar cristais simples, uniformes, sem geminados ou conglomerados, faz-se necessário cristalizar na menor supersaturação possível. Supersaturação elevada proporciona altas taxas de cristalização, e a prática indica que há grande possibilidade de se produzir falso grão.

É sabido que, na cristalização de açúcar, há duas zonas, acima da saturação, que influenciam grandemente na formação e no crescimento do cristal. Entretanto a literatura assinala uma pequena zona intermediária entre as principais. De conformidade com a teoria da supersaturação, há uma relação definida entre a temperatura e a concentração que proporcionam um crescimento dos cristais que se formarão em uma solução não semeada. A primeira zona, situada acima da linha de saturação, denomina-se zona “metaestável”. Nela, ocorre o crescimento normal do cristal, visto que, não sendo suficientemente alta a supersaturação, não haverá o perigo de formação de novos grãos (cristalizações espontâneas). A cristalização do açúcar pode ser conduzida dentro de uma ampla faixa de purezas.

Em ambiente de baixa pureza, a chance de aparecerem cristais indesejáveis é mínima. A cristalização em ambiente de alta pureza produz o efeito de um crescimento muito rápido e anormal de algumas grãs em prejuízo de outras, produzindo cristalização não uniforme. A utilização da semente de boa qualidade é de extrema importância no processo de cristalização do açúcar, os resultados que podem ser obtidos com uma operação correta na preparação da semente são mais importantes do que normalmente se considera. No processo de granagem (cristalização) por semeadura completa, é de extrema importância utilizar semente de boa qualidade. A quantidade de semente que deve ser introduzida no tacho para conduzir a cristalização depende do fator a seguir: utilizar açúcar de boa qualidade na preparação da semente.  

O açúcar selecionado para preparar a semente não deve conter conglomerados ou geminados. Sua presença aparecerá no produto final, pois estes não serão destruídos; os finos que se destinam à semeadura devem ser fabricados por moagem de açúcar de grã grande e bem formados; é prudente fazer uma pré-seleção granulométrica do açúcar que será utilizado no preparo da semente; finura da semente, quanto mais fina, mais núcleos se introduzem por igual peso.

Granagem: O método de semeadura completo é o melhor para obter-se um bom grão para semente, que consiste em adicionar, no momento adequado, a quantidade total de grão de tamanho predeterminado para obter-se uma granagem com superfície cristalina suficiente.

Não se forma grão em absoluto no tacho, já que nunca se permite à supersaturação exceder a zona de trabalho metaestável. O primeiro requisito é um tacho automatizado com instrumentos confiáveis, que permita, mediante seu uso, conhecer a supersaturação correta em todo momento. Após homogeneização do material que irá cristalizar com pureza adequada, concentrar para cristalizar na menor concentração possível.

Na prática, ajustar a concentração para obter-se uma boa qualidade granulométrica e suficiente superfície cristalina, em seguida, introduzir a semente (núcleo) no tacho. Após a injeção da semente, reduzir a pressão do vapor de alimentação, aguardar um tempo mínimo adequado para que os núcleos de cristais sejam misturados ao pé e, em seguida, iniciar o período de estabilização com adição de água de movimento para manter a supersaturação estável. Devemos recordar que temos plantado uma semente muito pequena, que, por oferecer pouca superfície de contato, necessita de boas condições iniciais e um tempo de estabilização para a grã começar a desenvolver-se, sem formação de novas grãs.

O período de estabilização deve ser criteriosamente observado, pois sabemos que, infelizmente, a migração da sacarose do licor-mãe para os cristais presentes necessita de tempo para ocorrer. O tempo de migração da sacarose está condicionado à taxa de cristalização. A taxa de cristalização é a velocidade com que a sacarose do licor-mãe se transfere para os cristais, e essa taxa depende, fundamentalmente, do grau de supersaturação, da pureza do licor-mãe, da viscosidade da massa cozida e da temperatura, já que a temperatura tem grande influência sobre a viscosidade.

Após o período de estabilização, as condições normais de operação do tacho devem ser restabelecidas. Em seguida, concentrar de maneira adequada para avaliação da quantidade e da qualidade de núcleos obtidos. O trabalho de cristalização busca produzir açúcar de qualidade com exaustão máxima dos méis em tempo mínimo. Para alcançar esses objetivos, se recomenda que duas condições primárias relativas à concentração ótima dos cristais sejam harmonizadas dentro dos limites práticos impostos pelas condições locais (equipamentos, matéria-prima, nível dos operadores, etc.).

As condições primárias relativas à concentração ótima dos cristais serão especificadas a seguir: superfície máxima em cristais, por unidade de volume da massa cozida e porosidade máxima das camadas dos cristais nas centrífugas. Para obter-se a superfície máxima de cristais, a concentração destes deverá ser a maior permissível pela mobilidade dos cristais.

A porosidade máxima dos cristais depende da grandeza dos cristais, porém essa especificação é indesejável para a exaustão de uma massa cozida com superfície máxima cristalina. Dessa forma, é melhor ter uma grã menor com CV baixo do que ter uma grã grande com CV alto. O ponto de granagem poderá sofrer alguma variação, em função da qualidade da cana, época, solo e tipo de colheita da cana. Concluída a granagem, iniciar a elaboração das massas cozidas para obter-se o desenvolvimento da grã com AM (médio) desejado do açúcar que irá produzir.

A operação de crescimento do cristal deve ser conduzida, mantendo a proporcionalidade dos pés de cozimento nas operações de cortes. Dessa forma, os tachos descarregarão as massas que estarão iguais e uniformes entre si. Percebe-se que uma fábrica bem operada deve conduzir a operação de elaboração das massas com méis ou xarope, objetivando elaborar massas cozidas de alta qualidade.

    

Semente de Qualidade                                      Massa Cozida de qualidade                                Açúcar de qualidade