Recuperação de água de caldo de cana-de-açúcar oriundo da indústria sucroalcooleira com uso de ultrassom

Abstract

Neste estudo investigou-se a aplicação de ondas ultrassônicas na atomização do caldo da cana-de-açúcar (Saccharum officinarum), para recuperação de água na indústria sucroalcooleira, uma vez que esta técnica da engenharia verde equivale a cerca de 10% da energia gasta para vaporização térmica da água. Dada a grande quantidade de água utilizada nos processos de produção de açúcar e etanol, a implementação de técnicas eficazes de recuperação de água não apenas minimiza o impacto ambiental através da redução do consumo e do desperdício de água, mas também contribui para a redução de custos operacionais. Utilizou-se a metodologia de superfície de resposta (MSR) para analisar como diferentes variáveis influenciam a eficiência da recuperação de água utilizando-se evaporação a frio por atomização ultrassônica em um único estágio. Em um protótipo de bancada com capacidade para 3 L/h a vazão do ar de arraste (X1), a temperatura do ar de arraste (X2), os SST (Sólidos Totais Solúveis) do caldo de alimentação (X3) e pressão na câmara de atomização (X4) foram submetidas a um planejamento fatorial fracionário do tipo 24-1 . Em seguida, no mesmo protótipo laboratorial, foi aplicado um delineamento composto central rotacional (DCCR) do tipo 2 para a atomização do caldo de cana. Os resultados obtidos indicaram que a concentração máxima alcançada, em um único estágio, foi de 93,15 SST. A comparação das propriedades de composição e físico-químicas do caldo residual sonicado mostraram que o Ultrassom (US) não interfere de modo prejudicial nas propriedades do caldo de cana-de-açúcar como insumo para a indústria sucroalcooleira. O reuso da água recuperada foi recomendado para a maioria das aplicações internas de processos da indústria sucroalcooleira, após ajustes no pH, com exceção da alimentação de caldeiras. A aplicação de ondas ultrassônicas garante significativamente a separação de água, contribuindo para um processo mais sustentável e eficiente. O estudo revelou que a combinação adequada das variáveis independentes pode maximizar a recuperação de água, demonstrando a importância do planejamento experimental no aprimoramento dos processos industriais.