Uso de estatística multivariada para a avaliação da qualidade do xarope de açúcar bruto usado no preparo de refrigerantes.
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Data
2022
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Resumo
Esse trabalho propôs o estudo do xarope simples do açúcar usado na produção de
refrigerantes com vista a avaliar a sua qualidade. Para garantir o produto dentro das
especificações de qualidade exigidas faz-se tratamentos físicos e químicos, com o objetivo de
se obter um xarope límpido e incolor. Dentre as várias técnicas de remoção dos compostos que
conferem cor e turbidez ao xarope, as indústrias de refrigerantes optam pela utilização de
resinas de troca-iônica. Outro parâmetro determinante para a qualidade do xarope gerado são
as cinzas condutimétricas que são componentes minerais, constituídos principalmente de Al,
Ca, Cu, Fe, K, Mg, Na, e Zn, bem como traços de F, I, além de outros elementos e estão
presentes no açúcar bruto. A determinação destes componentes em açúcar por espectrometria
de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES) aplicando ferramentas
multivariadas são escassas e/ou incompletas até o presente momento. Assim, neste trabalho foi
feito um planejamento experimental composto central esférico com o objetivo de obter a
condição mais adequada para a digestão úmida, em sistemas abertos, para esse tipo de amostra,
investigando-se quatro variáveis: massa de açúcar, volume de ácido nítrico 50% (V V-1
),
temperatura e tempo. Excetuando o volume de ácido, as demais variáveis foram significativas
à digestão. Foi possível construir um modelo quadrático por regressão linear múltipla
(p = 0,0000026). A condição ótima de digestão foi 25 mL de ácido nítrico 50%; 1,5000 g de
massa de açúcar; 80 oC e 50 min. Antes do emprego do planejamento experimental foram feitos
testes preliminares que geraram depósitos de carbono em compartimentos do instrumento.
Portanto, fez-se a análise de carbono orgânico total para investigar a carga orgânica residual
nas amostras digeridas de acordo com a abordagem multivariada. A otimização do processo de
digestão ácida possibilitou a caracterização elementar do açúcar cristal por ICP OES sem
comprometer o funcionamento do instrumento, aumentando a detectabilidade das espécies de
interesse. Para a continuidade da investigação proposta, a indústria de refrigerantes parceira do
projeto cedeu cento e noventa amostras entre açúcar cristal e refinado, nas quais foi feita a
varredura espectral na região do ultravioleta, além dos parâmetros de qualidade cor e turbidez
ICUMSA (International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis), filtrabilidade e
floco alcóolico. Embora a indústria proceda análises de qualidade pré-uso e tenha considerado
as amostras fornecidas com padrão adequado para a linha de produção, a análise das
componentes principais dos parâmetros de qualidade e dos perfis espectrais UV mostrou que
há diferença estatisticamente significativa entre as amostras de açúcar cristal e refinado,
principalmente devido aos parâmetros cor e filtrabilidade, o que certamente impacta as resinas
de forma diferenciada comprometendo a vida útil. Com base nos resultados obtidos verifica-se
a necessidade de continuidade dos estudos, a fim de prever a potencialidade de
comprometimento das resinas utilizadas para a purificação do xarope simples.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Química. Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Açúcar, Refrigerante, Espectrometria
Citação
MAPERO, Monteiro Carlos Monteiro. Uso de estatística multivariada para a avaliação da qualidade do xarope de açúcar bruto usado no preparo de refrigerantes. 2022. 61 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2022.