Post on 12-Nov-2020
TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
CARBOHIDRATOS, HIDRATOS DE CARBONO, GLICÍDIOS, AÇUCARES
SÃO OS POLIHIDROXI ALDEÍDOS E AS POLIHIDROXI CETONAS E OS COMPOSTOS QUE POR HIPRÓLISE, FORNECEM POLIHIDROXI-ALDEÍDOS OU POLIHIDROXI-CETONAS
ALDOSES (ALDOHEXOSE)H C = O
|H C - OH
|H C - OH
|H C - OH
|H C - OH
|H2 C - OH
CETOSES (CETOHEXOSE)H2 C - OH
|C = O|
H C - OH|
H C - OH|
H C - OH|
H2 C - OH
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
EXEMPLO
GLICOSE (SUCO DE UVA) – UM DOS ISÔMEROS ENTRE AS 16 ALDOHEXOSES
GALACTOSE (LEITE ) – OUTRO ISÔMERO.
FRUTOSE – UM DOS 8 ISÔMEROS ENTRE AS CETOHEXOSES.
CELULOSE - PRODUTO DA CONDENSAÇÃO DE MOLÉCULAS DE βGLICOSE.
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
AÇUCARES
GLICOSÍDEOS
MONOSACARÍDEOS (OSES)AÇUCARES NÃO HIDROLISÁVEIS
HOLOSÍDEOS
HETEROSÍDEOSPOR HIDRÓLISEFORNECEM OSES AOLADO DE OUTROS COMPOSTOS
OLIGOSACARÍDEOSSACAROSE, MALTOSE
POLISACARÍDEOSAMIDO, CELULOSE
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
EXEMPLOS
SACAROSE + H2O ➜➜➜➜ GLICOSE E FRUTOSE(DISSACARÍDEO)
AMIDO (C6H10O5)M + MH2O ➜➜➜➜ GLICOSE(POLISSACARÍDEO)
AMIGDALINA + H2O ➜➜➜➜ BENZALDEÍDO + HCN + 2 C6H12O6(HETEROSÍDEO)
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
OXIDAÇÃO DAS OSES
BRANDA MONOSACARÍDEOS FORMAM OS CHAMADOS ÁCIDOS ALDÔNICOS. POR EX.:
GLICOSE + Br2 + H2O ➜➜➜➜ ÁCIDO GLICÔNICO + 2 H Br
O GRUPO ALDEÍDO É OXIDADO A GRUPO CARBOXÍLICO.
➨➨➨➨ ÁCIDO GLICÔNICO TEM IMPORTÂNCIA MEDICINAL (GLICONATO DE CÁLCIO É SOLÚVEL EM ÁGUA).
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
OXIDAÇÃO DAS OSES
ENÉRGICA OS MONOSACARÍDEOS DÃO OS ÁCIDOS DICARBOSLÍLICOS. POR EX.:
GLICOSE + NHO3 ➜➜➜➜ ÁCIDO SACÁRICO + H2O
AS DUAS EXTREMIDADES DA MOLÉCULA SÃO OXIDADAS A GRUPO CARBOXÍLICO.
O2 + CALOR QUEIMAM DANDO CO2 E H2O, C6H12O6 + 6 O2 ➜➜➜➜6 CO2 + 6 H2O
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
REDUÇÃO DAS OSES
➨COM A AÇÃO DE UM AGENTE REDUTOR (H2) OBTEM-SE UM POLIÁLCOOL.
GLICOSE + 2 H ➜➜➜➜ SORBITOL
➨➨➨➨ EM CONDIÇÕES REDUTORAS MUITO ENERGÉTICAS, PODEMOS OBTER OS RESPECTIVOS ALCANOS.
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
FORMAÇÃO DE SEMIACETAIS
COMO OS MONOSACARÍDEOS TÊM GRUPO ALDEÍDO E ÁLCOOL, DÃO SEMIACETAIS INTERNOS.
H C = O|
H C - OH|
HD C - H|
H C - OH|
H C - OH|
H2C - OH
OH H| |C C| |
C H OH C| |
H – C – OH O OH| OH GLICOSÍDICO
H2C – OH
AO FECHAR O CICLO AS OSES PODEM FICAR CIS (α) OU TRANS (β).
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
MUTARROTAÇÃO DA GLICOSE
NO EQUILÍBRIO ➜➜➜➜ 63 % β GLICOSE36 % δ GLICOSE1 % GLICOSE ACÍCLICA
VARIAÇÃO DO PODER ROTATÓRIO ESPECÍFICO.
VALOR NO EQUILÍBRIO ( + 52,5 º)
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
DISSACARÍDEOS
➨➨➨➨ RESULTAM DA CONDENSAÇÃO DE DUAS MOLÉCULAS DE OSE COM ELIMINAÇÃO DE UMA MOLÉCULA DE ÁGUA. EXEMPLOS: SACAROSE, MALTOSE, CELOBIOSE E LACTOSE.
2 TIPOS DISSACARÍDEOS NÃO REDUTORES
OSE CÍCLICA - OH HO - OSE CÍCLICA ➜➜➜➜ DISSACARÍDEO TIPO TREALOSE + H20
EX.: SACAROSEDISSACARÍDEOS REDUTORES
EX.: MALTOSE – OH GLICOSÍOICO LIVRE
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
➘➘➘➘ GLICOSE (GLUCOSE, DEXTROSE, AÇUCAR DE UVA)
➨ PRODUÇÃO INDUSTRIAL ➜➜➜➜ HIDRÓLISE DO AMIDO(C6H10O5)µµµµ + µµµµ H2O µµµµ GLICOSE
A MIDO H2SO4 (dil)
➘ APLICAÇÕES * ALIMENTAÇÕES* FABRICAÇÃO DE ETANOL
➘ SACAROSE (AÇUCAR DE CANA, AÇUCAR COMUM)
➨ EXTRAÍDA INDUSTRIALMENTE DA CANA DE AÇUCAR E DA BETERRABA.
➘ HIDRÓLISE – INVERSÃO DO AÇUCAR
SACAROSE + H2O ➜➜➜➜ GLICOSE + FRUTOSEDEXTRÓGERA DEXTRÓGERA LEVÓGERA
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
LACTOSE (AÇUCAR DO LEITE)
➨ POR HIDRÓLISE FORNECE GLICOSE E GALACTOSE.
➜ É O ÚNICO AÇUCAR ENCONTRADO NO LEITE DOS MAMÍFEROS.
➜ POR FERMENTAÇÃO TRANSFORMA-SE EM ÁCIDO LÁCTICO.
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
AMIDO ➜➜➜➜ POLISSACARÍDEO DE FÓRMULA (C6H10O5)µµµµ QUE ENCONTRA-SE, ARMAZENADO SOB FORMA DE GRÃOS NAS SEMENTES, RAÍZES, ETC DE NUMEROSAS PLANTAS.
QUIMICAMENTE
HO - C6H10O4 -OH + HO - C6H10O4 -OH + ... -H2Oδδδδ GLICOSE δδδδ GLICOSE
... - C6H10O4 - O - C6H10O4 - O - ...AMIDO
POR HIDRÓLISE TOTAL DO AMIDO OBTEM-SE A δδδδ GLICOSE.
POR HIDRÓLISE PARCIAL A MALTOSE (DISSACARÍDEO).
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
CELULOSE ➜➜➜➜ É A SUBSTÂNCIA ORGÂNICA MAIS ESPALHADA NA NATUREZA. O ALGODÃO E O LINHO SÃO CELULOSE PRATICAMENTE PURA. A MADEIRA CONTÉM ALTO TEOR DE CELULOSE.
QUIMICAMENTE ➜➜➜➜ SE FORMA PELA CONDENSAÇÃO DE ββββ GLICOSE.
POR HIDRÓLISE TOTAL DA CELULOSE SE OBTÉM A GLICOSE.
POR HIDRÓLISE PARCIAL A CELOBIOSE (DISSACARÍDEO).
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
PRODUÇÃO DE SACAROSE (CANA DE AÇUCAR)
CORTE LAVAGEM MOAGEM FILTRAÇÃO
BAGAÇO
ENTRE O CORTE E O INÍCIO DA MOAGEM NÃO SE PODE DEMORAR MAIS DE 24 HORAS.
DURANTE A ETAPA DE MOAGEM É NORMAL SEREM FEITAS ADIÇÕES DE ÁGUA.
RENDIMENTOS DA MOAGEM > 5 DO QUE 90 %.
BAGAÇO É UTILIZADO COMO COMBUSTÍVEL OU COMO MATÉRIA-PRIMA PARA A FABRICAÇÃO DE COMPENSADO.
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
TRAT. QUÍMICO DECANTAÇÃO FILTRAÇÃO
ÁGUA DE CALH3PO4VAPOR
EVAPORAÇÃO CRISTALIZAÇÃO CENTRIFUGAÇÃO
O TRATAMENTO QUÍMICO VISA PRECIPITAR A MATÉRIA COLOIDAL (PROTEÍNAS).
O LODO DE FILTRAÇÃO ENCONTRA UTILIZAÇÃO COMO ADUBO.INÍCIO DA EVAPORAÇÃO: 85 % ÁGUA FINAL DA EVAPORAÇÃO: 40 %
ÁGUA.A CRISTALIZAÇÃO É FEITA POR VÁCUO E RESFRIAMENTO.
AÇÚCAR BRUTO (97,8%)
LODO
ÁGUA XAROPE
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
REDISSOLUÇÃO CENTRIFUGAÇÃO REDISSOLUÇÃO
XAROPE
CLARIFICAÇÃO FILTRAÇÃO EVAPORAÇÃO
INICIALMENTE O AÇÚCAR DEMERARA É TRATADO POR UM XAROPE CONCENTRADO (60-80 BRIX).
A EVAPORAÇÃO É FEITA A VÁCUO.
XAROPE
ÁGUA ÁGUA
REFINAÇÃO DO AÇUCAR
H2O
CARVÃO + DIATOMITA
CARVÃO + DIATOMITA
CRISTALIZAÇÃO SECAGEM
XAROPE
AÇÚCAR
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
OBTENÇÃO DO MILHO MILHO, BATATA, ARROZ, TRIGO, ETC.
PRODUTOS
• DEXTRINA – AMIDO COZIDO
• XAROPE DE MILHO – PRODUTO DA HIDRÓLISE PARCIAL (DEXTROSE, MALTOSE, SACARÍDIOS SUPERIORES E ÁGUA.
• DEXTROSE – “AÇÚCAR DE MILHO”
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
OBTENÇÃO DO AMIDO DE MILHO
➘➘➘➘ GRÃO DE MILHO COMPOSIÇÃO UMIDADE 16 ÓLEO 3,8AMIDO 61 FIBRAS 2PROTEÍNAS 9 AÇÚCARES 1,6PENTOSANIAS 5,3 CINZAS 1,3
LIMPEZA DO GRÃO
TRAT. COM SO2INFUSÃO DESGERMINAÇÃO
GÉRMEN (ÓLEO)SOLUÇÃO AQUOSA
24 HORAS ÁGUA (46-52 ºC)(CIRCULANTE)
0,10 A 0,30 % DE SO2 IMPEDEM PROCESSOS FERMENTATIVOS.A ÁGUA DE INFUSÃO DISSOLVE OS SAIS, OS CARBOHIDRATOS
SOLÚVEIS E AS PROTEÍNAS.O GÉRMEN É SEPARADO POR UTILIZAÇÃO DE HIDROCICLONES.
EXTRAÇÃO DO ÓLEO.
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
MOAGEM LAVAGEM CENTRIFUGAÇÃO
GLÚTENFIBRAS
ÁGUA
O RESTANTE DO GRÃO QUE ENTRA NA MOAGEM CONTÉM AMIDO, GLÚTEN E FIBRA CELULÓSICA.
O GLÚTEN + AS TORTAS DE ÓLEO + FIBRAS SÃO UTILIZADAS COMO RAÇÃO ANIMAL.
AMIDO
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
COMPOSIÇÃO DA MADEIRA
• CELULOSE
• HEMICELULOSE
• LIGNINA
• AÇUCARES• AMIDOS• AMINOÁCIDOS• SAIS INORGÂNICOS• GORDURAS• CERAS• TANINOS• TERPENOS• FLAVONÓIDES•CORANTES
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
CELULOSE: É UM POLISSACARÍDEO FORMADO POR UNIDADES DO MONOSSACARÍDEO ββββ-GLICOSE, INTERLIGADOS ATRAVÉS DOS CARBONOS 1 E 4. É UM POLÍMERO LINEAR.
H - C1 = O|
H - C2 = OH|
OH - C3 = OH|
H - C4 = O|
H - C5 = OH|
H - C6 = OH|
HH|
H - C - OH|
H C - O HC C
OH C - C OHOH H
H OH
H|
H - C - OH|
H C - O HC C
OH C - C OHOH H
H OH
+-H2O
H2C - OH|
H C - O HC C
OH C - C OHOH H
H OH
H2C - OH|
C - O H- O - C C
H C - C OHOH H
H OH
H|
H - C6 - OH|
H C5 - O HC4 C1
OH C3 - C2 OHOH H
H OH
ISÔMERO
CÍCLICO
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
HEMICELULOSE – É UMA MISTURA DE POLÍMEROS POLISSACARÍDEOS DE BAIXO PESO MOLECULAR.
➜➜➜➜ ENQUANTO A CELULOSE CONTÉM EXCLUSIVAMENTE A ββββ-GLICOSE COMO UNIDADE FUNDAMENTAL, NA HEMICELULOSE PODEM APARECER DIVERSAS UNIDADES DE AÇUCARES DIFERENTES.
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
LIGNINA – É UM POLÍMERO NATURAL PROVENIENTE DE POLIMERIZAÇÃO DEHIDROGENATIVA (INICIADA POR ENZIMAS); A PARTIR DOS SEGUINTES PRECURSORES:
ÁLCOOL TRANS CONIFERÍLICO
40
OHe CH = CH - CH2OH
ÁLCOOL TRANS-SINAPÍLICO
OHe CH = CH - CH2OH
HO
OHe
ÁLCOOL TRANS PARA CUMÁRICO
HO
CH = CHCH2OH
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
LIGNINACONFERE REGIDEZ À PAREDE DA CÉLULA – GERA UMA ESTRUTURA RESISTENTE AO IMPACTO, COMPRESSÃO E DOBRA.CONSTITUIÇÃO MUITO VARIÁVEL.ESTRUTURA POLÍMERA EXTREMAMENTE COMPLEXA.
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
MADEIRA COMO MATÉRIA-PRIMA
CONÍFERAS – QUE FORNECEM FIBRAS LONGAS.
FOLHOSAS – QUE FORNECEM FIBRAS CURTAS.
EUCALIPTO
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
FABRICAÇÃO DE PAPEL
HISTÓRICO: MATÉRIAS-PRIMAS: CASCAS DE AMOREIRAPEDAÇOS DE BAMBÚ
• TS’ AI LUN (105 DC) RAMIREDES DE PESCA
• TÉCNICA ARTESANAL TRAPOS DE ROUPACAL
PROCESSO: COZIMENTO PARAOBTER A PASTA
FILTRAÇÃO EM TELADE SEDA
SECAGEM DAFOLHA
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
FABRICAÇÃO DE PAPEL – MÉTODO ANTIGO
PASTA DE TRAPO – FIBRAS TÊXTEIS:
LINHO, CÂNHAMO, ALGODÃO, ETC.
ETAPAS DO PROCESSO:
MACERAÇÃO OUFERMENTAÇÃO
DESFIBRAMENTO
PREPARAÇÃODA FOLHA
SECAGEMDA FOLHA
TRATAMENTO COMÁGUA E CAL
PREPARAÇÃO DAPASTA
MÁQUINA FOUDRINIER(1a FOLHAS CONTÍNUAS)
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
FABRICAÇÃO DE PAPEL – ÊNFASE MATÉRIAS-PRIMAS
OS TRAPOS VELHOS NÃO ACOMPANHAVAM A DEMANDA CRESCENTE.
JAKOB SCHAEFFER ➜➜➜➜ SEIS VOLUMES.
“ENSAIOS E DEMONSTRAÇÕES PARA SE FAZER PAPEL SEM TRAPOS OU COM UMA PEQUENA ADIÇÃO DOS MESMOS”.
FREIDRICH KELLER
FABRICA PASTA DE FIBRAS UTILIZANDO MADEIRA (1884).
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
EVOLUÇÃO
EMPREGO DO AMIDO DERIVADO DA FARINHA DE TRIGO PARA “COLAGEM” DAS FIBRAS.
USO DE MOINHOS (HIDRÁULICOS) PARA DESAGREGAR AS FIBRAS.
USO DAS MÁQUINAS REFINADORAS DE CILINDROS (HOLANDESA).
AINDA TENDO TRAPOS COMO MATÉRIA-PRIMA.
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
OBTENÇÃO DA CELULOSE A PARTIR DA MADEIRA (POCESSO KRAFT)
DESCASCAMENTOE PICAGEM
COZIMENTO
DEPURAÇÃO
LAVAGEM
PRÉ-BRANQUEAMENTOLAVAGEM
BRANQUEAMENTO
SEPARAÇÃO DE CASCASPREPARAÇÃO DOS CAVACOS
LIXÍVIA BRANCA (NaOH + Na2S)DISSOLUÇÃO DE MATERIAL NÃO CELULÓSICO
SEPARAÇÃO DE MATERIAIS NÃO COZIDOS
SEPARAR COMPOSTOS ORGÂNICOS E SAIS DACELULOSE
O2, MEIO ALCALINO, REATOR PRESSURIZADO 7-8 BAR, TEMPERATURA 95ºC
TRATAMENTO FÍSICO-QUÍMICOALURA-LIMPEZA E PUREZA QUÍMICA
LIXÍVIAPRETA
ÁGUALAVAGEM
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TECNOLOGIA DE PROCESSOS QUÍMICOS II CARBOHIDRATOS
RECUPERAÇÃO DE PRODUTOS QUÍMICOS
EVAPORAÇÃO – CONCENTRAR A SOLUÇÃO CONSTITUÍDA DE ÁLCALIS E LIGNINA (LIXÍVIA PRETA) PARA VIABILIZAR A QUEIMA NA CALDEIRA DE RECUPERAÇÃO.
CALDEIRA DE RECUPERAÇÃO – USA COMO COMBUSTÍVEL A LIXIVIA PRETA CONCENTRADA.
FUNÇÕES:1. GERAR VAPOR
➜➜➜➜ QUEIMA DAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS2. RECUPERAR PRODUTOS QUÍMICOS
➜➜➜➜ SE FORMAM CARBONATOS E SULFETOS
CAUSTIFICAÇÃO – PRECIPITAÇÃO DOS CARBONATOS COM CAL.Na2CO3 + Ca(OH)2 ➜➜➜➜ 2NaOH + Ca O3
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