Parâmetros de qualidade de açúcar avaliados por métodos estatísticos multivariados

Bruno José Chiaramonte Castro, André Bernardo

Abstract


Introdução: O controle de qualidade e o monitoramento de processos nas usinas do setor sucroenergético têm como principal objetivo a maximização das produções de açúcar e etanol dentro dos parâmetros de qualidade exigidos pelos clientes. O principal parâmetro utilizado para classificação do açúcar é a cor, porém diversas outras análises são realizadas no produto, tais como polarização, umidade, pH, turbidez, filtrabilidade, presença de flocos alcoólicos, concentrações de cinzas, resíduos insolúveis, pontos pretos, amido e dextrana. Objetivos: Identificar as principais correlações entre os parâmetros de qualidade utilizados para classificação do açúcar e avaliar os parâmetros com maiores pesos sobre a cor. Metodologia: Os parâmetros de qualidade do açúcar citados e demais variáveis do processo industrial foram acompanhados durante 101 dias de produção em uma usina localizada no interior do Estado de São Paulo, entre 01 de junho a 31 de outubro de 2015. Foram aplicados aos dados dois métodos estatísticos multivariados: PCA (análise por componentes principais) e PLS (regressão por mínimos quadrados parciais), utilizando o programa Minitab. Por meio da identificação dos maiores valores dos coeficientes cij da matriz de correlações da análise PCA, foram identificados os parâmetros de qualidade do açúcar que estiveram mais correlacionados no período estudado e as variáveis que apresentaram as maiores correlações com a cor do açúcar. Também foram identificadas as variáveis com maiores coeficientes na regressão PLS aplicada à cor. Resultados e discussão: As seguintes correlações entre parâmetros de qualidade do açúcar destacaram-se na matriz da análise PCA: concentração de dextrana e presença de flocos alcoólicos (c45,47 = 0,8591), concentração de dextrana e amido (c45,46 = 0,8071). Tais correlações indicaram que a dextrana e o amido são responsáveis pelo aparecimento dos flocos em soluções hidro alcoólicas. A dextrana é um polissacarídeo que resulta da ação de microrganismos do gênero Leuconostoc na sacarose. Já o amido é um polissacarídeo produzido pela própria cana-de-açúcar, presente, principalmente, nas folhas, internódios e pontas. Ambos têm impacto negativo na qualidade do açúcar. Os flocos alcoólicos, por sua vez, apesar de não afetarem a qualidade do produto, causam impressão de produto deteriorado ou contaminado. Com relação aos parâmetros de qualidade com maiores pesos sobre a cor do açúcar, tanto a análise PCA como a regressão PLS apontaram: polarização, umidade, turbidez, concentrações de cinzas e pontos pretos. O resultado de polarização, que representa a pureza dos cristais de sacarose, apresentou correlação negativa com a cor. Conclusão: Os resultados indicaram que açúcar de menor cor, ou seja, de melhor qualidade, esteve altamente correlacionado à maior polarização e a menores concentrações de compostos que aumentam os resultados das análises de umidade, turbidez, concentrações de cinzas e pontos pretos, tais como água, dextrana, amido, sais inorgânicos, fuligem, bagacilho, ferrugem e caramelo.


Keywords


qualidade de açúcar, Principal Component Analysis, Partial Least Squares.

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