1. INTRODUÇÃO

No mundo globalizado, a crescente competitividade entre as indústrias traz a necessidade de oferecer produtos com qualidade e, principalmente, com baixo custo, capazes de satisfazer o mercado e o consumidor cada vez mais exigente. Com o passar dos anos tem-se tido um controle de qualidade mais rígido, devido a normas e certificações que são exigidas. O consumidor é exigente e quer produtos de alta qualidade.

Principalmente nas indústrias de alimentos, as análises por refratometria e densimetria são as mais comuns, baratas e rápidas que nos dão resultados eficazes e satisfatórios. Também nas industrias de álcool, para o controle do processo como um todo, durante as hidrólises é interessante se ter esse controle de qualidade.

Os densímetros são usualmente instalados em bombas de combustível para que se possa conferir a qualidade do mesmo. Em geral são utilizados para verificar se a quantidade de água no álcool hidratado está dentro das especificações.

2. OBJETIVOS

Utilizando uma solução de sacarose, verificar o procedimento para leitura do ºBrix (%p/p) em refratômetro e densímetro (sacarímetro).

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Os carboidratos, ou mais comumente, açúcares, abrangem um dos maiores grupos de compostos orgânicos conhecidos na natureza, e juntamente com as proteínas formam os principais constituintes dos organismos vivos, além de serem a mais abundante fonte de energia para o homem. São acetais ou cetais poliidroxilicos com a fórmula empírica (CH2O)n. Os carboidratos simples mais abundantes são as pentoses e hexoses. Os açúcares possuem um ou mais átomos assimétricos de carbono, portanto podem existir na forma de estereoisômeros. Já os açucares de ocorrência natural, por exemplo, glucose, frutose e manose, pertencem as séries D (forma de isomeria ótica).

Os carboidratos tem diversas classificações, de acordo com seu tamanho, de acordo com o grupo funcional que é derivado, entre outras. As classificações podem ser: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.

Os monossacarídios são carboidratos simples que não podem ser hidrolisados a açucares de menor peso molecular. Podem ser classificados em aldoses (poliidroxialdeídos) e cetoses (poliidroxicetonas), sendo subdivididos em trioses, tetroses, pentoses e hexoses, de acordo com o número de carbonos na cadeia.

Os oligossacarídios são polímeros compostos de resíduos de monossacrídios unidos por ligações hemiacetálicas, neste caso denominadas ligações glicosídicas, em número que variam de duas, até, aproximadamente, dez unidades. São compostos importantes na determinação de estruturas de polissacarídios.

Polissacarídios são macromoléculas facilmente encontradas na natureza e que ocorrem em quase todos organismos exercendo diversas funções. Formam-se a partir das ligações glicosídicas geralmente com mais de 10 unidades de monossacarídios ou seus derivados. As unidades monossacarídias mais decorrentes são: D-glucose, D-manose, D-frutoses, D e L-galactose, D-xilose e D-arabinose. O polissacarídios mais conhecido é o amido, que é um dos mais importantes constituintes dos alimentos.

Na industria, bem como na natureza, existem diversas reações tanto de degradação como de formação desses açucares que são determinantes no controle de qualidade dos produtos produzidos.

A determinação desses açucares pode ser feita por diversas analises qualitativas ou quantitativas. Dentre as mais comuns, podemos citar a refratometria e a densimetria.

A refratometria pode ser considerada um método instrumental pois utiliza dos princípios analíticos desta ciência que envolve fenômenos físicos, como o de refração. Este fenômeno resulta na mudança de direção ocasionada pela velocidade da luz (radiação) ao passar de um meio para outro de diferente densidade. A proporção das velocidades é uma propriedade geral da matéria conhecida como índice de refração. Ela depende do comprimento de onda e temperatura. A equação de SNELL permite obter dados qualitativos e quantitativos que possibilitam identificar e estimar a concentração de solutos que apresentam o fenômeno da refração, conforme a equação 1:

(1)

Onde:= índice de refração do meio em relação ao meio i= é o ângulo formado pelo raio incidente e a normalr= é o ângulo formado pelo raio refrato e a normalv1= é a velocidade da luz no primeiro meiov2= é a velocidade da luz no segundo meio

Para avaliar o índice de refração foi criada uma escala chamada Brix. A escala em percentagem Brix (°Bx) mostra a porcentagem de sólidos solúveis contidos em uma amostra. Os sólidos solúveis contidos é o total de todos os sólidos dissolvidos na água, começando com açúcar, sais, proteínas, ácidos, etc.. A leitura do valor medido é a soma total desses. Essa escala percentual é calibrada pelo número de gramas de açúcar contidos em 100 g de solução. Quando se mede o índice de refração de uma solução de açúcar, a leitura em percentagem de Brix deve combinar com a concentração real de açúcar na solução. A escala Brix foi originalmente derivada quando Adolph Brix (1798-1870), recalculada Balling da escala de referência para uma temperatura de 15,5 ° C. A escala Brix foi posteriormente recalculada novamente, e agora usa uma temperatura de referência de 20 ° C

Já a sacarimetria consiste em medir massa específica da solução em questão a partir de um instrumento chamado densímetro. Para usar o densímetro, normalmente é necessária também a utilização de uma proveta com capacidade de 250mL, o que evita que se desperdice muito líquido no momento da medição, como demonstra a figura 1.

Figura 1: Desenho demonstrando o funcionamento do densímetro.

A densimetria ou como também é conhecida, sacarimetria, tem como embasamento físico, o princípio de Arquimedes que nos diz sobre o empuxo. Consiste em uma força que provoca a flutuação dos corpos nos líquidos, sendo proporcional a massa específica (ρ), ao volume do corpo (V) e a aceleração da gravidade (g).

O princípio pode ser descrito pela equação 2:

(2)

Visto o que nos diz a equação podemos conhecer a massa específica do fluido em função do volume de fluido deslocado.

O densímetro é calibrado em uma temperatura específica (normalmente 20°C). Isto significa que o líquido a ser medido deve estar na mesma temperatura. Caso não esteja, é necessário utilizar uma tabela de correção para obter os valores corretos.

4. MATERIAIS E MÉTODOS

4.1 Materiais Utilizados:

Refratômetro de campo; Densímetro; Solução de sacarose de concentração desconhecida; Água destilada; Papéis para limpeza do refratômetro; Proveta de 500mL.

4.2 Metodologia:

Refratometria:

O refratômetro foi calibrado da seguinte forma: coloca-se uma gota de água destilada a 0ºBx;

Pegou-se uma gota da solução de sacarose colocou-se em um dos seus prismas de cristal, fechando-se um contra o outro e olhando-se pela ocular;

Obteve-se a leitura no limite de separação de um campo claro com outro escuro.

Densimetria:

Foi pego uma proveta de 500mL e colocou-se a solução de sacarose;

O densímetro foi suspenso na solução; Observou-se na escala contida no densímetro o resultado.

5. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Pela refratometria foi lido no refratômetro de campo 21,6ºBx, o que indica que a nossa solução de sacarose tem uma concentração de 21,6 p/p que é gramas do componente por gramas de solução.

Pela densimetria obteve-se o resultado de 22ºBx. No entanto o sacarímetro já é calibrado para a solução de sacarose a 20ºC, o que indica que deverá ser feita uma correção deste valor, pois a solução de sacarose analisada encontrava-se a 25,5ºC. Então pode-se dizer que utilizando a tabela de correção encontra-se 20,3ºBx. A tabela encontra-se no Anexo 1.

6. CONCLUSÃO

Devido a prática realizada em laboratório percebemos que a refratometria e a densimetria são medidas rápidas e eficazes que podem ser feitas em pequena escala, tais como laboratórios de pesquisa, como a nível industrial. O refratômetro de campo é um instrumento simples e portátil e portanto pode ser levado facilmente para serem feitas análises fora do laboratório.

(falta... coisas do caderno da Carol)

7. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

http://www2.uel.br/pos/engproducao/arquivos/Eduardo_Oliveira.pdf <acessado em 26/03/10>

Skoog & West,; Princípios de Análise Instrumental.Ed. Holt Reinhardt Winston, NY, 1971.

Bobbio

Lehninger

Anexo 1

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDEESCOLA DE QUÍMICA E ALIMENTOS

RELATÓRIO TÉCNICO CIENTÍFICO

Disciplina de Bioquímica IndustrialProfessor André Burkert

Determinação dos ºBrix de uma amostra de Sacarose

Ana Carolina Butzke – 40726 Caroline Lindemann – 40755Thiago Carvalho – 41400 Vanessa Wendt Schmidt – 40748

Rio Grande, Abril de 2010