“Mestre em Descoloração e Desodorização” na Indústria AçucareiraⅠ
No setor de alimentos e bebidas, a indústria açucareira é uma das áreas de aplicação importantes do carvão ativado. Durante os processos de produção de diversos tipos de açúcar, como açúcar de cana, açúcar de beterraba, açúcar de amido, maltose, lactose, melaço, xilose, xilitol, glicose e solução de proteína hidrolisada, o carvão ativado desempenha um papel crucial na descoloração e desodorização.
As usinas de açúcar são divididas em usinas de cana-de-açúcar e usinas de beterraba-de-açúcar. A solução de açúcar contém diversas substâncias corantes, como melanoidinas, caramelo e complexos de ferro-polifenóis. O carvão ativado, que possui uma enorme área superficial (500 a 1500 m²/g) e uma estrutura rica em mesoporos e microporos, pode apresentar bom desempenho de adsorção e alta eficiência de descoloração ao lidar com essas soluções de açúcar.
Existem inúmeros microporos dentro das partículas de carvão ativado, e a faixa de tamanho dos poros é bastante ampla, de alguns angstroms a vários micrômetros. Em particular, há um grande número de microporos com tamanhos na faixa de alguns a várias dezenas de angstroms. Cada um desses microporos corresponde a uma certa área superficial, tornando a área superficial específica total do carvão ativado bastante notável. Para 1 grama de carvão ativado com excelente atividade, sua área superficial específica pode atingir cerca de 1000 m². Como o campo de força atômica na superfície do carvão ativado está em um estado insaturado e existem forças de valência residuais, com base em uma área superficial específica tão grande, sua energia superficial é extremamente significativa. É precisamente devido ao efeito de adsorção que o campo de força insaturado na superfície do carvão ativado pode ser compensado até certo ponto, reduzindo assim a energia superficial. Portanto, sob condições específicas de temperatura e pressão, a superfície do carvão ativado adsorverá automaticamente substâncias que podem reduzir sua energia superficial. No entanto, quando o carvão ativado adsorve diferentes substâncias da solução, a quantidade adsorvida não é proporcional à concentração dessas substâncias na solução. O carvão ativado tende a equilibrar a concentração do soluto na superfície de adsorção. Dessa forma, mesmo com a mesma capacidade de adsorção, substâncias não açucaradas com menor concentração na solução de açúcar têm maior probabilidade de serem adsorvidas pelo carvão ativado em comparação com a sacarose, que possui maior concentração. As substâncias coloridas no xarope geralmente apresentam volume molecular e massa molecular relativamente altos. Através da adsorção pelo carvão ativado, sua energia superficial é reduzida consideravelmente, permitindo que o xarope tratado com carvão ativado atinja um grau significativo de descoloração. É justamente por possuir excelente capacidade de descoloração e purificação do xarope que o carvão ativado tem sido amplamente e eficazmente aplicado nas indústrias açucareiras avançadas no exterior.
Quando o carvão ativado é usado para tratar soluções de açúcar, além de seu significativo efeito de descoloração, ele também pode remover coloides e impurezas tensoativas presentes na solução. Esse processo aumenta a tensão superficial da solução de açúcar, reduz sua viscosidade, diminui a formação de espuma durante a evaporação, acelera a cristalização e otimiza o processo, promovendo a separação do melaço dos cristais de açúcar.
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Data da publicação: 23/04/2025