Influência das etapas de lavagem e secagem nas propriedades do amido de milho modificado por acetilação

Abstract

Resumo: O amido de milho é um ingrediente utilizado em diversos segmentos industriais, principalmente na indústria de alimentos. Nesta é empregado para o controle de diversas características como estabilidade, umidade, aparência, textura e consistência de diferentes produtos. Em função da ampla aplicação, o mercado de amido tem evoluído nos últimos anos. Para a extração do amido de milho são necessárias as seguintes etapas de processo: maceração, separação do germe, separação da casca, separação do glúten-amido e lavagem. Caso o amido seja comercializado na forma regular, após a etapa de lavagem, este é enviado diretamente à secagem e comercializado com umidade entre 10 e 14 %. No entanto, o amido regular possui algumas limitações em sua utilização e, nesse contexto, os amidos modificados são amplamente empregados nas indústrias. O amido pode ser modificado por ações físicas ou químicas, submetido a uma etapa de lavagem e posterior secagem. A etapa de lavagem dos amidos modificados é de extrema importância, pois as características da pasta formada são determinantes para a qualidade final do amido após a secagem. Por sua vez, a secagem é uma das operações de maior consumo energético na planta industrial de produção de amido e melhorias nessa etapa são de grande interesse para a indústria. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do tipo de lavagem (em hidroclones e filtro prensa) e da tecnologia de secagem (flash dryer convencional e ring dryer) nas propriedades do amido de milho modificado por acetilação. Além disso, foram analisadas as características dos efluentes gerados durante ambas as tecnologias de lavagem e comparados os gastos energéticos dos secadores avaliados. De forma geral, não foram observadas diferenças significativas entre as características físico-químicas e reológicas do amido acetilado submetido a ambas as tecnologias de lavagem e de secagem avaliadas. Além disso, todos os parâmetros avaliados atenderam às especificações do produto. Por outro lado, a lavagem em hidroclones utiliza uma maior quantidade de água para se atingir um teor de cinzas na torta inferior a 0,3 %, gerando um volume maior de efluente para a estação de tratamento. Além disso, não houve diferença estatística significativa entre a carga orgânica desse efluente e a do efluente gerado no filtro prensa. Assim, entende-se que para o amido acetilado a lavagem em filtro prensa foi mais eficiente. Com relação ao consumo energético dos secadores, o ring dryer apresentou um maior consumo de energia elétrica, porém o consumo de energia térmica foi menor e a eficiência energética maior quando comparado ao flash dryer. Como a energia térmica normalmente possui um custo mais elevado, o investimento na tecnologia do secador ring dryer pode ser compensado com o passar dos anos. Dessa forma, conclui-se que para definir a tecnologia de secagem deve-se levar em consideração o consumo de energia de cada secador, bem como a disponibilidade energética do local. Com relação às tecnologias de lavagem, é importante observar além das propriedades finais do amido, as características do efluente gerado.

Abstract: Corn starch is an ingredient used in several industrial segments, especially in the food industry. It is used to control several characteristics such as stability, moisture, appearance, texture, and consistency of different products. The starch market has evolved in recent years due to its wide application. For the extraction of corn starch, the following process steps are necessary: maceration, germ separation, fiber separation, gluten-starch separation, and washing. If the starch is sold in the regular form, after the washing step it is sent directly for drying and marketed with a moisture content between 10 and 14 %. However, regular starch has some limitations in its use and in this context modified starches are employed in the industries. Starch can be modified by physical or chemical actions, submitted to a washing stage and then dried. The washing stage of modified starches is extremely important, because the characteristics of the paste formed are crucial to the final quality of the starch after drying. In turn, drying is one of the most energy consuming operations in the industrial starch production plant, and improvements in this stage are of great interest for the industry. In this context, this work aimed to evaluate the influence of the type of washing (hydroclone and filter press) and drying technology (conventional flash dryer and ring dryer) on the properties of acetylated modified corn starch. In addition, the characteristics of the effluents generated during both washing technologies were analyzed and the energy expenditures of the evaluated dryers were compared. In general, the washing and drying technologies did not influence the physicochemical and rheological characteristics of acetylated starch and all the parameters evaluated met the product specifications. The washing in hydroclones uses a larger amount of water to wash the starch, generating a larger volume of effluent to the treatment plant. Moreover, the organic load of this effluent did not differ statistically to the effluent generated in the filter press. Thus, it is understood that for acetylated starch the washing in filter press was more efficient. In relation to the energy costs of the dryers, the ring dryer presented a higher consumption of electrical energy, however the thermal energy consumption was lower than for the flash dryer. As thermal energy normally has a higher cost, the investment in the ring dryer technology can be compensated over the years. Thus, we conclude that to define the drying technology one should take into consideration the energy consumption of each dryer, as well as the energy availability of the site. In relation to washing technologies, it is important to observe not only the final properties of the starch, but also the characteristics of the effluent generated.