Uso de estatística multivariada para a avaliação da qualidade do xarope de açúcar bruto usado no preparo de refrigerantes.

Abstract

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.