1


Eclética Química 
Original research publication in all aspects of Chemistry 

homepage: www.iq.unesp.br/ecletica 

ISSN 1678-4618 

 

| Vol. 40 | 2015 | artigo 02 | 

 

Eclética Química, vol. 40, 16-31, 2015. 

 
16 

Avaliação do efeito da irradiação micro-ondas no caldo de 
cana-de-açúcar como tratamento preliminar para 
produção de açúcar e etanol 

José Waldir de Sousa Filho
1
, Marlei Barboza Pasotto

1,
 Nelson Diniz Velasco

2
, Mônica Hitomi Okura

1
 

 

____________________________________________________________________________ 

 
Abstract: The use of non-thermal irradiation technologies such as microwave may simplify the process of 

sugarcane juice clarification. Thus, the aim of this study was to purify sugarcane juice by microwave radiation in 

order to produce sugar and ethanol. The results were submitted to analysis of variance (ANOVA) followed by 

Tukey test with significance level 0.05. As regards the original and processed material it was analyzed for: 

turbidity, color, total soluble solids (Brix) and pH, as well as microbiologically. The results showed that the 

microwave in the tested conditions did not promote the sugarcane juice clarification and, also, it had a significant 

increase in ° Brix. 

 
Keywords: Clarification, sugarcane juice, microwave. 

 

 

                                                 
1
 Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica, Universidade Federal do Triângulo 

Mineiro, 38064-200 Uberaba – MG, Brasil. 
2
 Departamento de Engenharia Química, Universidade de Uberaba, 38055-500 Uberaba – MG, Brasil 

file:///C:/Users/Catia/Desktop/Eclética%20vol%2040/Nova%20pasta/www.iq.unesp.br/ecletica


 

 
Eclética Química, vol. 40, 16-31, 2015. 

 

 

17 17 

INTRODUÇÃO 

 

A indústria sucroalcooleira tem como produtos 

duas commodities que são relevantes para a balança 

comercial brasileira – açúcar e etanol. O açúcar como 

produto alimentício tem marcante papel na história do 

Brasil. O etanol, por ser um combustível oriundo de 

fontes renováveis de energia, é um produto da nova 

era da sustentabilidade, sendo reconhecido pelas 

vantagens ambientais, sociais e econômicas; no Brasil 

a matéria-prima predominante é a cana-de-açúcar 

(MELQUIADES et al., 2012). 

A busca por redução de custo e aumento de 

produtividade no processo industrial para produção de 

combustíveis renováveis tem sido foco da inovação 

tecnológica no setor sucroalcooleiro (ALKASRAWI; 

JRAI; AL-MUHTASEB, 2013). A necessidade de 

prover a sustentabilidade da produção de etanol da 

cana-de-açúcar tem sido intensificada no Brasil para 

otimizar o processo com relação aos resíduos e 

subprodutos, proporcionando ganhos ambientais 

(MORAES et al., 2013). Além disso, o etanol se faz 

presente como um biocombustível com potencial para 

reduzir os efeitos no aquecimento global, uma vez que 

a mitigação na emissão de gases de efeito estufa se 

tornou objeto de importância mundial devido aos 

efeitos na alteração climática (SUN; FUJIMOTO; 

MINOWA, 2013).  

A indústria sucroalcooleira utiliza métodos de 

purificação para obter o produto final. O processo de 

clarificação do caldo de cana durante a produção do 

açúcar e álcool é realizado utilizando-se um ou mais 

agentes químicos como leite de cal e anidrido 

sulfuroso; envolve aquecimento, decantação e 

filtração a vácuo do resíduo decantado (NOGUEIRA; 

VENTURINI FILHO, 2007). Dessa maneira, 

apresenta-se como um processo trabalhoso, que requer 

insumos, mão de obra e necessita de equipamentos 

específicos para cada etapa do tratamento. 

Nesse contexto, a inovação dos métodos de 

tratamento do caldo de cana-de-açúcar é substancial 

para reduzir custo, otimizar a produção e não fomentar 

a geração de produtos danosos ao meio ambiente. 

Nesse ínterim justifica a purificação do caldo por 

métodos de irradiação, não térmicos, como as micro-

ondas.  

A irradiação micro-ondas cobre a região do 

espectro eletromagnético entre 1 mm e 1 m (Teixeira 

et al., 2010). É classificada como agente não térmico 

de transmissão de calor, diferindo dos mecanismos 

usuais – condução, convecção e radiação como os 

raios infravermelhos. Com isso, é um processo 

seletivo para o tratamento de sucos, permitindo a 

manutenção de características como odor e sabor. 

Tem como substratos ideais as moléculas polares que 

são excitadas e acabam por romper suas ligações 

(CAVICCHIOLI; GUTZ, 2003). É uma alternativa 

que não gera resíduos, possui alta eficiência na 

redução do número de microrganismos e apresenta 

potencial para clarificar o caldo, reduzindo a turbidez 

e a coloração e conservando o teor de sacarose, 

principal objetivo do tratamento. 

Dessa forma, os objetivos desse trabalho são 

purificar o caldo de cana-de-açúcar utilizando 

irradiação micro-ondas para produção de açúcar e 

etanol, além de identificar as melhores condições de 

operação – para ampliação de escala – pelo 

monitoramento dos parâmetros potência e tempo de 

exposição. 

 

Setor sucroalcooleiro 

A preocupação sobre a garantia no suprimento de 

petróleo e o negativo impacto que os combustíveis 

fosseis causam ao meio ambiente, particularmente a 

emissão de gases de efeito estufa, têm aumentado a 

pressão da sociedade pela busca de combustíveis 

renováveis (HANH-HÄNGERDAL et al., 2006). 

Nesse contexto, o interesse global na produção e 

consumo de biocombustíveis – principalmente etanol 

e biodiesel – vem crescendo desde a virada do século 

(WALTER et al., 2010). Em parte, esse interesse foi 

causado por preocupações ambientais devido à 

necessidade de reduzir as emissões de gases de efeito 

estufa (BALAT; BALAT; ÖZ, 2008; FURTADO; 

SCANDIFFIO; CORTEZ, 2010). Além da mitigação 

de emissões de carbono, a segurança energética e o 

desenvolvimento da agricultura são os principais 

condutores desse projeto bioenergético (TRIANA, 

2011).  

A conversão de biomassa em biocombustível 

representa uma importante opção tanto para 

exploração de fontes alternativas de energia como 



 

 
Eclética Química, vol. 40, 16-31, 2015. 

 

 

18 18 

para a redução de gases poluentes, tais como dióxido 

de carbono (CO2), óxidos de nitrogênio (NOx) e 

enxofre (SOx) (GHORBANI et al., 2010). 

Biocombustíveis são originários de óleos vegetais, 

beterraba, cereais, resíduos orgânicos e processamento 

de biomassa (BALAT; BALAT; ÖZ, 2008).  O 

combustível renovável mais comum hoje é o etanol, 

derivado de culturas como milho (amido) e cana-de-

açúcar (sacarose). Quando o etanol é produzido 

seguindo essa rota, ele é classificado como 

biocombustível de primeira geração (GRAY; ZHAO; 

EMPTAGE, 2006; HANH-HÄNGERDAL et al., 

2006; SINGH; BISHNOI, 2012).  

Todavia, a produção de etanol pode incluir outra 

fonte mais ampla de materiais com alto teor de lignina 

e celulose, como gramíneas perenes e resíduos 

agrícolas, lascas de madeira, cascas, ramos ou 

coprodutos como bagaço. Estas fontes são a base de 

biocombustíveis de segunda geração. À primeira vista, 

biocombustíveis de segunda geração são muito 

promissores, no entanto, a via tecnológica para atingir 

os açúcares incorporados na celulose é muito 

complexa e o custo ainda é restritivo para a 

implementação destas tecnologias em escala 

comercial (TRIANA, 2011). 

O açúcar tem sido utilizado por séculos na 

produção de alimento; não somente como adoçante, 

mas também como ingrediente que confere cor, sabor 

e textura aos alimentos. A produção de açúcar no 

mundo é oriunda 70% de cana-de-açúcar e 30% de 

beterraba; na Europa esse percentual é de 98% vindo 

da beterraba.  Na produção de açúcar bruto a partir de 

cana-de-açúcar, a sacarose é transformada a partir da 

forma solúvel na forma de cristais. Esse processo 

envolve as seguintes etapas: colheita de cana-de-

açúcar, extração, purificação do sumo bruto, 

concentração e cristalização de sacarose 

(WOJTCZAK; BIERNASIAK; PAPIEWSKA, 2011).  

 

Tratamento do caldo 

Quantitativamente, o caldo de cana é constituído 

basicamente por água (80%) e sólidos totais 

dissolvidos (20%). Dos sólidos totais destacam-se os 

açúcares: sacarose (17%), glicose (0,4%) e frutose 

(0,2%); os não açúcares orgânicos, constituídos por 

substâncias nitrogenadas, gorduras, ceras, pectinas, 

ácidos orgânicos e matérias corantes; e os não 

açúcares inorgânicos, representados pelas cinzas 

(OLIVEIRA et al., 2007).  

Oliveira et al. (2007) destacam que, por conter 

nutrientes orgânicos e inorgânicos, alta atividade de 

água, pH entre 5,0 e 5,5 e manter-se na temperatura de 

25 a 30 °C, o caldo de cana constitui-se em ótimo 

substrato para o crescimento de grande e diversificada 

microbiota. Os microrganismos mais importantes em 

associação com o caldo são essencialmente aqueles 

oriundos do solo e dos vegetais, dentre os quais se 

destacam os fungos filamentosos e leveduriformes, e 

as bactérias lácticas e esporuladas. 

 Nas usinas, antes de ser levado às dornas de 

fermentação para produção do álcool ou aos 

cristalizadores para produção do açúcar, o caldo é 

direcionado ao pré-tratamento, que é um conjunto de 

etapas que culminam com a sua clarificação, 

removendo impurezas e substâncias nocivas ao 

processo (ARAÚJO, 2007). A clarificação do caldo de 

cana-de-açúcar ocorre por coagulação, floculação e 

precipitação dos coloides e de substâncias 

pigmentadas, que são eliminadas posteriormente por 

decantação e filtração. Floculação pode ser dirigida 

por mudança de pH, utilizando reagentes químicos, ou 

através de aquecimento (PRATI; MORETTI, 2009). 

Os principais objetivos do processo de 

clarificação de remover coloides e partículas em 

suspensão, remover impurezas e aumentar o pH do 

caldo para minimizar a inversão da sacarose durante 

as etapas subsequentes do processo; incremento da 

pureza; separação dos não açúcares; separação de 

matérias estranhas como a terra, bagacilhos finos e 

outras substâncias solúveis que sejam prejudiciais e 

produzir um caldo limpo (DOHERTY, 2011; 

OLIVEIRA et al., 2007).  

 A indústria do açúcar precisa encontrar métodos 

eficientes para clarear o caldo de cana-de-açúcar 

bruto, a fim de melhorar a qualidade do caldo 

clarificado e para reduzir ou eliminar o uso de 

produtos químicos. Clarificadores convencionais 

usam equipamentos pesados que conduzem a altos 

custos operacionais e a problemas ambientais 

associados (JEGATHEESAN et al., 2008). A 

clarificação do caldo tem grande impacto no processo 

industrial, principalmente nos coeficientes de 



 

 
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19 19 

transferência de calor nos evaporadores, na 

cristalização do açúcar, no rendimento do açúcar cru e 

na qualidade do refino (EGGLESTON; GRISHAM; 

ANTOINE, 2009). A figura 3 traz a representação do 

tratamento convencional do caldo de cana-de-açúcar.  

 

 

 
Figura 1 - Fluxograma do tratamento convencional do caldo 

 

Micro-ondas 

Jones et al. (2001) evidenciam que desde a 

Segunda Guerra Mundial tem havido grande 

desenvolvimento tecnológico no uso de micro-ondas 

para aplicações de aquecimento, pois, após esse 

período, percebeu-se que micro-ondas tem o potencial 

de prover rápida energia para aquecer os materiais. 

Souza e Miranda (2011) destacam que a tecnologia de 

irradiação de micro-ondas começou a ser 

desenvolvida na década de 40, possuindo um campo 

de aplicação bastante restrito, sendo utilizada 

principalmente na indústria de alimentos e polímeros. 

Menéndez (2009) acrescenta que, curiosamente, as 

aplicações industriais de micro-ondas foram iniciadas 

através dos fornos domésticos de micro-ondas.  

Micro-ondas estão entre a radiação infravermelha 

e as rádio-ondas na região do espectro 

eletromagnético. Mais especificamente, são definidas 

como ondas com comprimento de onda entre 0,001 e 

1 m que possuem frequência correspondente entre 300 

e 0,3 GHz (APPELS et al., 2012; DONG-LIANG et 

al., 2008; MENÉNDEZ, 2009; ZIELINSKI et al., 

2007; ZIELINSKI; ZIELINSKA; DEBOWSKI, 

2012). De acordo com Eskicioglu et al. (2007), micro-

ondas domésticos e geradores de micro-ondas 

industriais são geralmente operados na frequência de 

2,45 GHz com comprimento de onda correspondente 

de 12,24 cm e energia de 1,02 x 10
-5

 eV. Já Dong-

Liang et al. (2008) apontam que, para fins industriais, 

as duas frequências mais comuns utilizadas são 0,915 

e 2,45 GHz. Diferente dos tratamentos térmicos 

convencionais, em que calor lentamente penetra nas 

amostras através dos mecanismos de transferência de 

calor, a irradiação por micro-ondas utiliza energia 

eletromagnética para gerar calor que pode penetrar 

profundamente nas amostras (DONG-LIANG et al., 

2008). A energia de micro-ondas é transferida 

diretamente aos materiais através das suas interações 

moleculares com o campo eletromagnético. 

Aquecimento por micro-ondas é a transferência de 

energia eletromagnética em energia térmica 

(CHANDRASEKARAN;RAMANATHAN; BASAK, 

2013). 

A transformação da energia em calor ocorre 

simultânea e uniformemente ao longo de todo o 

volume do material quando se utiliza micro-ondas. A 

ação do campo elétrico da frequência de micro-ondas 

– que conduz ao aumento da temperatura em algumas 



 

 
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20 20 

substâncias – é derivado das características dielétricas, 

ou seja, sua capacidade de conduzir eletricidade 

(ZIELINSKI; ZIELINSKA; DEBOWSKI, 2012). 

Aqueles materiais que absorvem irradiação micro-

ondas são portanto chamados de dielétricos 

(TAHMASEBI et al., 2011). 

A extensão do aquecimento dielétrico é uma 

propriedade específica do material, que pode ser 

utilizada para ativar seletivamente sítios catalíticos 

específicos. Assim, as taxas de aquecimento muito 

mais elevadas podem ser atingidas com relação a 

quaisquer outros métodos e o aquecimento localizado 

oferece benefícios para o controle de processo 

(KRECH et al., 2013).  

Frequência, concentração, tempo de exposição e 

penetração da radiação são os principais fatores das 

micro-ondas que causam impacto no material 

dielétrico (APPELS et al., 2012).  

Os materiais podem ser classificados como 

absorvedores, condutores e isolantes de energia 

(TAHMASEBI et al., 2011). Aqueles que interagem 

com as micro-ondas para produzir calor são chamados 

de absorventes de micro-ondas, ou materiais com alta 

perda dielétrica. Enquanto alguns materiais não 

possuem fatores que permitam a absorção de energia – 

são transparentes para micro-ondas, ou com baixa 

perda dielétrica. Excelentes absorvedores de micro-

ondas são alguns óxidos inorgânicos e muitos 

materiais carbônicos. Por outro lado, os condutores 

elétricos refletem as micro-ondas, também 

denominados de opaco (CHANDRASEKARAN; 

RAMANATHAN; BASAK, 2013; KRECH et al., 

2013; MENÉNDEZ, 2009; SOUZA; MIRANDA, 

2011). Outros fatores também afetam as micro-ondas, 

são eles: design, tamanho e geometria do forno; 

umidade, densidade e composição da amostra 

(CHANDRASEKARAN;RAMANATHAN; BASAK, 

2013).  

Comparado com os métodos térmicos 

convencionais, a irradiação micro-ondas têm muitas 

vantagens, tais como: não contato com a fonte de 

calor, transferência de energia e não de calor, rápido 

aquecimento, seletividade do material a ser aquecido, 

aquecimento de grandes volumes, início e 

cancelamento rápido, aquecimento do interior da 

amostra e alto nível de segurança e automação na 

operação (MENÉNDEZ, 2009).  

  

METODOLOGIA 

 

Matéria-prima 

O caldo de cana-de-açúcar in natura foi obtido 

comercialmente na cidade de Uberaba – MG 

proveniente da safra de 2013. Após extração, o caldo 

foi filtrado e acondicionado em vidros previamente 

esterilizados, sendo armazenados à temperatura de -

15° C para conservação. Em todos os experimentos o 

volume utilizado foi de 50 mL. 

 

Delineamento experimental 

Para o delineamento experimental deste trabalho, 

foi utilizado o inteiramente casualizado com 4 

repetições no esquema fatorial 3x3. Foram analisados 

dois fatores – potência e tempo de exposição. Tendo 

três níveis de variação cada um, foi atribuído (-1) para 

o menor nível e (+1) para o maior. Os dados foram 

submetidos à análise de variância, com o uso do teste 

F, que satisfizeram as pressuposições de 

independência, homocedasticidade e normalidade, 

seguido do teste de Tukey. O software utilizado para 

análise dos dados e para elaborar a matriz do 

planejamento experimental fatorial com pontos 

centrais, foi o STATISTICA 8.0 (Stat-Soft, Tulsa, 

OK, USA).  

A homocedasticidade foi verificada pelo teste de 

Levene, enquanto a normalidade pelo teste de 

Kolmogorov-Smirnov. Para os dados que indicaram 

violação desses critérios para o uso da ANOVA foi 

utilizado o procedimento de transformação de dados; 

para as análises que continuaram a violar os critérios 

para ANOVA foi utilizado análise de variância não 

paramétrica, com a utilização do teste de Kruskall-

Wallis. Para os casos em que o teste F apresentou 

significância, foi verificada a ocorrência de interação 

entre os fatores. O nível de significância adotado em 

todos os testes foi de 5%. 

 

Unidade experimental – Micro-ondas 

O equipamento utilizado na pesquisa foi um 

forno micro-ondas caseiro convencional, marca 

BRASTEMP Maxi, modelo BMS35ABHNA 30 L, 



 

 
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21 21 

dimensões externas de altura, largura e profundidade 

de 300 x 539 x 420 mm. Possui potência variando de 

0 a 900 W. 

 

 Procedimento experimental 

As metodologias empregadas para as análises de 

turbidez, sólidos solúveis (°Brix), pH, e cor no caldo 

de cana-de-açúcar, descritas em Consecana (2006), 

foram baseadas nos métodos recomendados pela 

ICUMSA -  International Commission for Uniform 

Methods of Sugar Analysis. No experimento 

laboratorial, foram realizadas análises físico-químicas 

e microbiológicas do caldo clarificado pelo método de 

micro-ondas. O caldo de cana-de-açúcar in natura foi 

analisado seguindo as mesmas metodologias do caldo 

clarificado.   

 

Sólidos solúveis totais (°Brix) 

°Brix é uma escala de graduação centesimal que 

corresponde ao teor de sacarose em soluções puras. 

Em se tratando de caldo de cana, que é uma solução 

impura de sacarose por conter outros sólidos 

dissolvidos, o teor de sacarose é aparente. Grau Brix 

corresponde, em termos práticos, à porcentagem em 

massa de sólidos solúveis no caldo (CONSECANA, 

2006). Esta análise é essencial para expressar os 

resultados, pois permite que comparações sejam feitas 

sem possíveis influências de diluição ou concentração. 

As análises foram realizadas em refratômetro de 

bancada da INSTRUTHERM modelo RTA - 100.  

 

Determinação de pH 

A leitura do pH foi realizada em pHmetro digital 

HANNA Instruments Brasil modelo pH 21. O 

equipamento foi calibrado com soluções de calibração 

de pH 4,01 e 10,01. 

 

Determinação de Turbidez 

Por definição, turbidez é a interferência à 

passagem da luz através da água, causada por 

partículas insolúveis de solo, matéria orgânica, 

microrganismos e outros materiais, que desviam e/ou 

absorvem os raios luminosos que penetram na água 

(MAGALHÃES; FERREIRA; MORETTI, 2009).  A 

medida da turbidez fornece uma ideia da eficiência da 

separação do material insolúvel e coloidal presente no 

caldo de cana-de-açúcar. Maior intensidade de 

dispersão da luz representa maior turbidez. A leitura 

da turbidez dos caldos de cana-de-açúcar foi realizada 

em turbidímetro HANNA Instruments Brasil modelo 

HI - 93703. A unidade para turbidez é dada em 

Unidades Nefolométricas de Turbidez (NTU).  

 

Determinação do índice de Cor ICUMSA 

No setor sucroalcooleiro, a análise de cor é de 

grande importância econômica, haja vista que o 

melhor preço é conseguido para açúcares com menor 

valor de cor. Quanto mais baixo esse índice, mais 

claro ou mais branco é o açúcar. A medida de cor 

ICUMSA é a expressão do índice de absorbância de 

uma solução açucarada multiplicada por 1.000.  O 

caldo de cana é primeiramente diluído a 1 °Brix. A 

leitura da absorbância foi realizada em 

espectrofotômetro BIOSPECTRO modelo SP-220 Luz 

UV e Visíveis faixa 200 a 1000 nm, com cubeta de 

quartzo de 1 cm a 420 nm, tendo água destilada como 

branco.  

 

Determinação número de microrganismos – Fungos e 

Bactérias 

Os métodos pour plate – ou semeadura por 

derramamento, disseminação ou método em 

profundidade – e spread plate – ou espalhamento – 

são métodos de contagem em placas. O método pour 

plate é aquele em que o meio nutritivo, ágar, é 

mantido no estado líquido a 50 °C, e é derramado 

sobre a placa de Petri contendo a amostra que é então 

misturada ao meio lentamente. Dessa forma, o 

microrganismo se desenvolve por todo o meio de 

cultura (TORTORA; FUNKE; CASE, 2010). Essa 

técnica pode ser realizada para se obter colônias 

isoladas ou para contagem de colônias em placa 

determinando o número de UFC (unidades formadoras 

de colônias) (OKURA; RENDE, 2008). A amostra 

original é submetida a uma série de diluições para 

reduzir suficientemente a população microbiana para 

obter colônias separadas quando plaqueadas 

(WILLEY; SHERWOOD; WOOLVERTON, 2008). 

Os experimentos realizados foram para análise de 

fungos e bactérias. Para contagem de fungos foi 

utilizado o método spread plate tendo como meio de 

cultura o PDA – potato dextrose ágar – e para 



 

 
Eclética Química, vol. 40, 16-31, 2015. 

 

 

22 22 

contagem de bactérias os dois métodos spread e pour 

plate, utilizando meio de cultura – PCA – plate count 

ágar.  

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO 

 

Para °Brix, pH e Cor, que apresentaram 

distribuição normal, é possível realizar ANOVA.  

Embora a normalidade da variável dependente seja um 

requisito, os testes F realizados na ANOVA são 

robustos em relação a essa pressuposição 

(CALLEGARI-JACQUES, 2003; HAIR et al., 2009). 

Assim, pode-se realizar análise de variância para 

comparar as médias dessas variáveis, ainda que suas 

distribuições se desviem da normal, mas desde que o 

pressuposto de homogeneidade de variâncias seja 

também observado. As variáveis que apresentaram 

homogeneidade de variâncias foram: °Brix e pH. 

Como as demais variáveis não atenderam aos 

pressupostos – normalidade e homogeneidade de 

variância – utilizou-se o teste não paramétrico de 

Kruskal-Wallis. 

 

 

 

Análises físico-químicas 

 

°Brix 

 

 
Figura 2. Média °Brix x tratamentos 

 

 

O efeito dielétrico provocado pelas micro-ondas 

em moléculas polares como a água ocasiona o 

aquecimento dos materiais e a evaporação quando se 

excede a temperatura de ebulição da substância. O 

°Brix, sendo a razão entre a quantidade de açúcar e a 

massa da solução, tem seu valor elevado pela 

evaporação da água, consequentemente concentrando 

o caldo. De acordo com a Tabela 1, o tratamento por 

micro-ondas eleva a temperatura de amostra tanto com 

a potência quanto para o tempo de exposição. Com 

base nos dados apresentados nas potências 600 e 900 

W, o °Brix aumenta com tempo de exposição às 

micro-ondas, conforme Figura 2. Dessa forma, esses 

tratamentos não são indicados para clarificação do 

caldo de cana-de-açúcar, haja vista, que promovem a 

concentração do suco. E, como o intuito é manter o 

°Brix próximo ao valor inicial – 21,1 –, os tratamentos 

que atenderam esse quesito e que não possuem 

21,1 

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9

°B
ri

x 

Tratamentos 

in natura °Brix



 

 
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23 23 

diferenças significativas entre si, são 1, 3 e 7, sendo 

que 1 e 3 são correspondentes à potência de 300 W e 

tempos respectivos de 1 e 3 min, enquanto o 

tratamento 7 refere-se à 900 W e 1 min. 

 

 

 

Experimentos  Potência (W) Tempo de exposição (min) 
Variação Temperatura 

 da amostra (°C) 

1 300 1 41 

2 300 2 69,7 

3 300 3 81,2 

4 600 1 75,8 

5 600 2 84 

6 600 3 89,5 

7 900 1 87,2 

8 900 2 88 

9 900 3 93,7 

Tabela 1. Variação temperatura da amostra após tratamento por micro-ondas 

 

pH 

O pH no caldo in natura foi de 5,07. De acordo 

com a Figura 3, o tratamento com a potência de 900 

W foi o único que apresentou queda do pH com 

aumento do tempo de exposição. Essa acidificação da 

amostra pode ser devida à degradação de compostos, o 

que necessita de mais estudos para determinação das 

moléculas que estão sofrendo alterações. 

Para as outras potências não houve uniformidade 

na variação do pH. Dessa forma, não se observa uma 

relação entre essas potências e seus respectivos 

tempos de exposição e o pH do caldo submetido a 

micro-ondas. 

 

 

 
Figura 3. Média pH x tratamentos 

 

5,07 

0

2

4

6

8

10

12

14

1 2 3 4 5 6 7 8 9

p
H

 

Tratamentos 

in natura pH



 

 
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24 24 

Cor 

O índice de cor do caldo in natura foi de 216,1. 

Como um dos objetivos da clarificação é a obtenção 

de um caldo com coloração reduzida, os tratamentos 

com menor índice de cor são os mais indicados. De 

acordo com a Figura 4, o tratamento 5 – 600 W e 2 

min – foi o que apresentou o menor índice de cor, 

sendo estatisticamente diferente somente dos 

tratamentos 3 e 4. O tratamento 3 corresponde à 

combinação de potência e tempo respectivamente de 

300 W e 3 min e o tratamento 4 de 600 W e 1 min. 

Apenas com a variável cor não se pode concluir 

estatisticamente qual combinação potência e tempo é a 

melhor para a clarificação.  

 

 
Figura 4. Média Cor x tratamentos 

 

Turbidez 

 

 
Figura 5. Média Turbidez x tratamentos 

 

216,1 

0

50

100

150

200

250

300

1 2 3 4 5 6 7 8 9

C
o

r 

Tratamentos 

in natura Color

1092 

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Tu
rb

id
e

z 

Tratamentos 

in natura Turbidity



 

 
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25 25 

A turbidez do caldo in natura foi de 1.092 e um 

dos objetivos da clarificação do caldo de cana-de-

açúcar é a redução do valores de turbidez. Com isso, 

de acordo com a Figura 5, os tratamentos mais 

indicados seriam 1 e 2 com potência comum de 300 

W e tempo de exposição de 1 min e 2 min, 

respectivamente. Como não há significativa diferença 

estatística entre os tratamentos, com exceção do 

tratamento 9, não se pode concluir somente pela 

variável turbidez qual seria o melhor tratamento para a 

clarificação do caldo de cana-de-açúcar.  

 

Análises Microbiológicas  

No caldo in natura não foi identificada 

contaminação por fungos. De acordo com a Figura 6, 

nos tratamentos 1, 2, 7 e 9 houve contagem de 

colônias de fungos, com isso deduz-se que a 

contaminação se deu durante o experimento em 

laboratório. De maneira geral, não há diferença 

estatística entre os tratamentos. 

 

 
Figura 6. Média Fungos x tratamentos 

 

De acordo com as Figuras 7 e 8, as bactérias 

aeróbias facultativas (Pour) foram eliminadas nos 

tratamentos 5 e 6, ambos com 600 W de potência e, 

respectivamente, 2 e 3 min de tempo de exposição, 

enquanto as aeróbias (Spread) foram eliminadas no 

tratamento 6. Como o intuito é a esterilização parcial 

ou total do caldo, haja vista que o Log Bactérias 

inicial foi de 7,43 o tratamento por micro-ondas pode 

ser utilizado para clarificação do caldo de cana-de-

açúcar, uma vez que diminuem consideravelmente o 

número de bactérias no caldo. 

 

0 0 0 0 0 0 0 0 0 

003 

002 

000 000 000 000 

001 

000 

001 

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lo
g 

Fu
n

go
s 

Tratamentos 

Log in natura Log Fungos



 

 
Eclética Química, vol. 40, 16-31, 2015. 

 

 

26 26 

 
Figura 7. Média Log Bactérias (Pour) x tratamentos 

 

 
Figura 8. Média Log Bactérias (Spread) x tratamentos 

 

Discussão das análises físico-químicas e 

microbiológicas nos tratamentos 

De acordo com a Tabela 2, o tratamento 5 

apresentou as melhores condições para o tratamento 

do caldo por micro-ondas. Esse tratamento 

corresponde à potência de 600 W e tempo de 

exposição de 2 min, em que, em relação ao caldo in 

natura, a variação do °Brix foi insignificante, o pH 

sofreu redução significativa, a cor e a turbidez não 

apresentaram variação significativa, não há 

contaminação por fungos e por bactérias aeróbias e, 

em relação às facultativas, houve contaminação mas 

sem relevância estatística. 

7,43 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lo
g 

B
ac

te
ri

as
 (

P
o

u
r)

 

Tratamentos 

Log in natura Log Bacterias (Pour)

7,43 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Lo
g 

B
ac

te
ri

as
 (

Sp
re

ad
) 

Tratamentos 

Log in natura Log Bacterias (Spread)



 

 
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27 27 

 

Variável in natura Tratamento 5 

°Brix 21,1 22,7 

pH 5,07 4,92 

Turbidez 1092 1210 

Cor 216,1 203,8 

Log Fungos 0 0 

Log Bactérias (Pour) 7,43 0 

Log Bactérias (Spread) 7,43 0,91 
 

Tabela 2. Composição caldo de cana-de-açúcar in natura e tratamento 5 

 

Com relação ao parâmetro °Brix para o 

tratamento 5, não houve alteração significativa, no 

entanto, para os demais tratamentos com o aumento 

do tempo de exposição e da potência aplicada, 

diretamente ligada à temperatura, houve aumento 

significativo. Resultado que está de acordo com o 

encontrado no trabalho com aquecimento de pasta de 

maçã (GERARD; ROBERTS, 2004); em estudo para 

desidratação de abacaxi (BOTHA; OLIVEIRA; 

AHRNÉ, 2011); em descongelamento de bordo 

(AIDER; HALLEUX, 2007); sobre os efeitos das 

micro-ondas em sucos de romã e amoras pretas em 

que houve aumento significativo no °Brix deixando 

esses sucos concentrados (FAZAELI; YOUSEFI; 

EMAM-DJOMEH, 2011); com pasteurização de 

maçãs por micro-ondas (CAÑUMIR et al., 2001); e 

com concentração por evaporação de suco de romã 

por micro-ondas, sendo que houve aumento 

significativo no °Brix de 20 a 65 ° (MASKAN, 2004).  

O pH sofreu redução significativa, não tendo sido 

encontrado um paralelo na literatura. No entanto, 

houve redução não significativa do pH no trabalho 

com pasteurização de maçãs por micro-ondas 

(CAÑUMIR et al., 2001).  

A cor não sofreu alteração significativa para o 

tratamento 5, resultado também verificado em 

desidratação de cascas de cítricos (GHANEM et al., 

2012); em descongelamento de bordo por micro-ondas 

(AIDER; HALLEUX, 2007). Mas nos tratamentos 

com maiores tempos de exposição e também os com 

potência de 600 W e 900 W houve aumento da 

coloração. Esse aumento de cor também foi 

encontrado em trabalhos com sucos de maçã 

(CAÑUMIR et al., 2001); com suco de romã 

(MASKAN, 2004); com o escurecimento da fruta kiwi 

por secagem por micro-ondas (MASKAN, 2000); e 

em estudo para desidratação de abacaxi (BOTHA; 

OLIVEIRA; AHRNÉ, 2011). De forma geral, houve 

aumento da turbidez do caldo tratado em relação à 

turbidez do caldo in natura. Houve aumento 

significativo da turbidez com a elevação da 

temperatura causada pelo tratamento com micro-ondas 

tendo como substrato pasta de maçã (GERARD; 

ROBERTS, 2004).  

Quanto às análises microbiológicas, a tecnologia 

por micro-ondas se mostrou eficiente na redução no 

número de microrganismos. Outros autores também 

verificaram essa capacidade de inativação como 

efetiva esterilização de Escherichia coli 25922 em 

cidra de maçã com micro-ondas em fluxo contínuo 

(GENTRY; ROBERTS, 2004); redução de 

Saccharomyces cerevisiae e Lactobacillus plantarum 

em suco de maçã (TAJCHAKAVIT; 

RAMASWAMY; FUSTIER, 1999); com 

pasteurização de sucos de maçãs por micro-ondas 

sendo eficiente na inativação de E. coli (CAÑUMIR 

et al., 2001). 

Pode-se concluir que micro-ondas, apesar de não 

ser um tratamento que promova a redução da cor e da 

turbidez de forma significativa, é uma forma de 

clarificação do caldo de cana de açúcar que requer um 

pré-tratamento do caldo como, por exemplo, a 

decantação com o uso de polieletrólitos eliminando a 

calagem e a sulfitação do processo de clarificação. 

Como há aumento do °Brix com a potência e o tempo 

de exposição, é evidente que está ocorrendo a 

concentração do caldo o que pode indicar que micro-

ondas pode ser utilizado para concentrar o caldo antes 

dos cristalizadores. 

 



 

 
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28 28 

CONCLUSÃO 

 

O tratamento do caldo de cana-de-açúcar por 

micro-ondas não promoveu a redução da cor e da 

turbidez de forma significativa, além de promover o 

aumento do °Brix, o que acarreta perdas no processo 

produtivo.  

Para ser utilizado para clarificação do caldo de 

cana de açúcar, micro-ondas necessita de um pré-

tratamento do caldo como, por exemplo, a decantação 

com o uso de polieletrólitos eliminando a calagem e a 

sulfitação do processo de clarificação. Dessa forma, 

não é um método alternativo para substituir a 

clarificação convencional do caldo de cana-de-açúcar 

para produção de açúcar e etanol. 

  

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