Refrigerantes 

Refrigerantes são bebidas gaseificadas obtidas pela dissolução, em água potável, de suco ou extrato vegetal, e pela adição de açúcar ou edulcorantes. Para serem consideradas refrigerantes as bebidas deverão obrigatoriamente ser saturadas de dióxido de carbono (CO₂ ou gás carbônico) industrialmente puro.

Os ingredientes básicos dos refrigerantes são:

-água, que deve atender às normas e padrões de potabilidade;

-concentrados, que dão o sabor, e são compostos por extratos, óleos essenciais e destilados de frutas ou vegetais, como quinino e seus sais, noz-de-cola nos refrigerantes do tipo cola ou semente de guaraná para o refrigerante de guaraná;

-açúcar refinado ou cristal (sacarose), que pode ser substituído total ou parcialmente por sacarose invertida, frutose, glicose e seus xaropes, ou edulcorantes;

-dióxido de carbono - CO₂ (gás carbônico) industrialmente puro.

Por serem considerados produtos alimentícios, os ambientes industriais, equipamentos e utensílios usados em todo o processo de fabricação de refrigerantes têm que seguir as normas específicas nos procedimentos de recebimento de matérias primas, de produção, embalagens, transporte e análises físico-químicas e microbiológicas.
 

Matérias primas

A água é o ingrediente que entra em maior quantidade na composição dos refrigerantes, respondendo por 90% do conteúdo. Para ser utilizada, deve obedecer aos padrões de potabilidade do Ministério da Saúde e apresentar as seguintes características: ser incolor, transparente, insípida, inodora, livre de íons ferro, cloro residual e microrganismos, ter baixo teor de sais de cálcio e de magnésio.

O açúcar é adicionado numa proporção de 8% a 12% do produto final. A sacarose é o principal açúcar utilizado. As indústrias de refrigerantes são as maiores consumidoras de açúcares do mercado brasileiro e por isso muitas usinas vendem o chamado “açúcar líquido”, um xarope de sacarose com concentrações predeterminadas, que simplifica o processo industrial. O refrigerante tradicional, ou calórico, é adoçado unicamente com açúcar. Já o hipocalórico, também chamado de refrigerante de baixa caloria, zero caloria, light e dietético, recebe edulcorantes como sacarina, aspartame ou estévia. A legislação brasileira não permite a associação de açúcares e edulcorantes em refrigerantes.

Os concentrados de suco de frutas, óleos essenciais e destilados de frutas ou vegetais, a água e o açúcar formam a base de um refrigerante. A quantidade mínima de suco e/ou extrato vegetal a ser utilizada é definida pela legislação. Os sucos de frutas concentrados são mais utilizados que os sucos simples, porque garantem mais aroma, facilidade de transporte, armazenamento e melhor conservação.

Outras matérias primas dos refrigerantes são os conservantes, que impedem ou retardam a deterioração provocada por microrganismos, como leveduras, mofos e bactérias. São conservantes o ácido benzóico, o ácido sórbico e seus respectivos sais de sódio, cálcio e potássio.

Os acidulantes regulam a doçura do açúcar, intensificam o gosto ácido, controlam o pH da bebida e inibem a proliferação de microrganismos. Além disso, têm a capacidade de realçar o sabor da bebida. Os acidulantes empregados na produção de refrigerantes são os ácidos cítrico, tartárico e fosfórico.

Os antioxidantes evitam a ação do oxigênio, que causa perda da cor e provocam a deterioração do produto. A luz e o calor aceleram o processo de oxidação e, por isso, os refrigerantes nunca devem ser expostos ao sol. Os antioxidantes mais usados são o ácido ascórbico, ou vitamina C, com a única função de evitar a oxidação e não para deixar a bebida “vitaminada”, e o ácido isoascórbico.

Os aromatizantes conferem ou intensificam o aroma; os flavorizantes conferem ou intensificam tanto o sabor quanto o aroma. Quando adicionados aos alimentos eles podem desempenhar funções diversas, como criar novos sabores inexistentes na natureza ou reforçar, substituir ou mascarar os sabores presentes. Os principais aromas utilizados na indústria de refrigerantes são obtidos de extratos alcoólicos ou essências, soluções aquosas ou emulsões, soluções aromáticas em glicerol ou propilenoglicol e sucos concentrados de frutas. São aromatizantes e flavorizantes: sucos naturais, extratos naturais, óleos essenciais, emulsões e aromas naturais e idênticos aos naturais.

Os corantes são usados para dar ou intensificar a cor dos refrigerantes. Podem ser naturais, como ?-caroteno e antocianinas, ou artificiais, como amarelo tartrazina, amarelo-crepúsculo, amaranto ou bordeaux e azul-brilhante.

O gás carbônico promove a carbonatação, que realça o paladar e a aparência do produto. Este confere a impressão sensorial de gasoso/efervescente, característica do refrigerante. O CO₂ é um gás incolor com odor ligeiramente picante; quando dissolvido em água apresenta sabor ácido, resultado da formação do ácido carbônico, de acordo com a equação química:

H₂O + CO₂ H₂ CO₃

O volume de CO₂ no refrigerante é fator importante na qualidade do produto. A variação do volume de CO₂ afeta diretamente o sabor e o aroma do refrigerante, pois o gás carbônico proporciona “vida” à bebida, realça o sabor e confere uma sensação refrescante.
 

Sabores e embalagens

Os refrigerantes são vendidos em embalagens de PET poli(tereftalato de etileno), garrafas de vidro, latas, em volumes que variam de 237 mililitros a 3 litros, e também em barris de aço ou alumínio. A embalagem de vidro apresenta vantagens, como o alto valor mercadológico de visualização, devido à transparência e perfeita impermeabilidade. Mas a fragilidade das garrafas, seu peso e o preço elevado são fatores que levaram à maior utilização de latas e garrafas PET. As embalagens PET têm como vantagens menor investimento do engarrafador com máquinas de lavar vasilhames, o fim do frete de retorno de vasilhames, o fato de serem descartáveis e a resistência a impactos, entre outras. Atualmente o plástico PET embala cerca de 80% dos refrigerantes vendidos no Brasil. O maior problema do uso desta embalagem, no entanto, é no momento do descarte: o PET representa um dos principais resíduos urbanos. Com biodegradação muito lenta, a solução para o problema é a reciclagem. Já as latas de alumínio têm como vantagens: o fato de serem leves e resistentes, gelar mais rapidamente a bebida, o que economiza energia, serem uma excelente barreira contra a luz e a água, e por seu tamanho reduzido, facilitar a estocagem e distribuição do produto. Além disso, as latas de alumínio podem ser recicladas indefinidamente.

Os prazos de validade dos refrigerantes variam de acordo com a embalagem: garrafas de vidro retêm melhor o CO₂ e por isso os refrigerantes envasados nessas embalagens duram de 6 a 9 meses; em latas os prazos de validade variam de 4 a 9 meses, e em embalagens PET o prazo de validade é menor, entre 3 e 6 meses, por conta da maior porosidade do material, o que leva à perda do CO₂ mais rapidamente.

Existem refrigerantes de muitos sabores, como guaraná, laranja, limão, cola, abacaxi, uva, maçã, framboesa e tutti-fruti. O sabor preferido em todo o mundo é o cola. As exceções são China e Taiwan, onde os mais consumidos são os refrigerantes de laranja e salsaparrilha, a Europa, com preferência pela laranja, e a América Latina, onde há uma grande variedade de sabores. No Brasil, os sabores preferidos são, pela ordem, cola, guaraná, laranja, limão e uva.
 

Processo de fabricação

No processo de fabricação dos refrigerantes não há qualquer contato manual, e ocorre sob rigoroso controle de qualidade. As etapas de fabricação são as seguintes:

• Tratamento da água, para que ela adquira as condições microbiológicas adequadas, ou seja, sem coliformes, mofos e leveduras, e baixo índice de bactérias;

• Elaboração do xarope simples, que consiste na dissolução do açúcar (cristal, sólido ou invertido) em água quente e seu tratamento com carvão ativado para eliminação de compostos que causam odores e paladares estranhos;

• Preparação do xarope composto, quando o xarope simples é misturado aos outros ingredientes: conservantes, ácidos, aromas, corantes, extrato de guaraná em caso da produção de guaraná, extrato de noz de cola, no caso de refrigerante cola, e sucos naturais no caso de sabores de fruta. A mistura é feita em tanques de aço inoxidável equipados com agitadores e na ausência de ar;

• Antes de seguir para a etapa seguinte, de envase, o xarope composto passa por análises microbiológicas e físico-químicas, que checam turbidez, acidez e dosagem de açúcar ou edulcorantes;

• Envasamento: é a fase final da fabricação. Garrafas retornáveis são inspecionadas, para eliminação das quebradas, trincadas, lascadas, lixadas ou com material de difícil remoção, como tinta ou cimento. Depois as garrafas passam por pré-lavagem, imersão em soda cáustica quente para retirada de impurezas e esterilização, enxágue com água e nova inspeção. Embalagens descartáveis não necessitam de pré-lavagem; garrafas não retornáveis e latas são apenas rinsadas com água clorada. Nesta etapa de produção, o xarope composto segue até a linha de envasamento e passa por uma sequencia de máquinas: cuba de mistura, onde o xarope é misturado com a água; gaseificador, onde recebe o CO2; enchedora, arrolhador, rotuladora e empacotadora, até chegar ao estoque para distribuição.

• Esteiras movimentam as embalagens vazias e cheias entre os diversos pontos da operação.
   

Controles

Durante o processo de fabricação os refrigerantes passam por vários processos de controle. Os testes da água têm o objetivo de realizar o controle microbiológico e a retirada do cloro antes do uso. O xarope simples e o composto passam por análises de acidez, cor, turbidez, concentração e detecção da presença de microrganismos.

Na fase final, depois de todos estes controles físico-químicos, ainda é feito o controle de linha de produção, que inclui a checagem de itens como carbonatação, cor, brix (concentração) no mínimo a cada 20 minutos para garantir padrões de qualidade preestabelecidos. A acidez é testada nos tanques de xarope composto.

Além disso, é feito um acompanhamento visual para detecção de resíduos nas garrafas. Também é feita a retenção de algumas garrafas em cada dia ou a cada lote produzido para acompanhamento dos parâmetros físicos, químicos e microbiológicos.
 

Efluentes

Os efluentes gerados em todos os setores da fábrica de refrigerantes, como xaroparia, sala de envase, lavadora de garrafas, lavagem de piso, rinse, cozinha e banheiro, são enviados para tratamento. Normalmente as fábricas usam o tratamento com lodo ativado, por se tratar de efluentes sem resíduos químicos ou metais pesados, o que torna o tratamento mais fácil. Mesmo a solução da lavadora de garrafas, filtrada periodicamente em uma caixa de brita, retorna para a lavadora. A parte de celulose é separada para descarte como material reciclável, de acordo com a legislação, que no Estado de São Paulo é determinada pela Cetesb.
 

Brasil

Os brasileiros são grandes consumidores de refrigerantes. O consumo no Brasil em 2011 deve chegar a 15.645 milhões de litros, de acordo com a previsão da Abir – Associação Brasileira das Indústrias de Refrigerantes e de Bebidas Não-Alcoólicas. A Associação reúne as empresas fabricantes de 75% dos refrigerantes consumidos no país. O setor emprega 300 mil trabalhadores, de acordo com a Associação.

Na definição da Abir, refrigerantes são adoçados, não têm álcool e contêm CO₂. Não são considerados refrigerantes bebidas à base de chá, nem as energéticas, como os isotônicos. Fazem parte da categoria dos refrigerantes as bebidas concentradas para consumo em casa e, fora de casa, dispensadas em máquinas para bebidas não-alcoólicas gaseificadas e as águas saborizadas de baixa gaseificação.
 

A atuação dos químicos

Os profissionais da química estão presentes em todas as etapas de produção de refrigerantes, atuando no controle de qualidade desde a entrada das matérias primas até o descarte dos efluentes. O trabalho do químico é muito extenso e envolve todo o processo, porque é importante manter padrões de qualidade no momento e após a produção.

Inicialmente, os profissionais da química atuam no tratamento da água na ETA – Estação de Tratamento de Água – da empresa, para retirada dos íons de ferro, sais de magnésio e cálcio, que devem ser evitados no refrigerante.

Na fase de preparação do refrigerante há o controle da produção do xarope simples, já que durante a dissolução do açúcar é necessário controlar as concentrações, a cor e a acidez do produto. Depois é feito o controle do xarope composto, quando são adicionados os outros componentes. Faz-se o acompanhamento físico-químico das quantidades dos insumos que vão ser adicionados, como acido cítrico, aroma, corante e conservante. O controle dessas operações, como a dissolução do açúcar e a preparação do xarope é acompanhado pelo profissional da química.

A etapa de envase também é acompanhada pelo profissional da química, para o refrigerante manter os padrões de qualidade predeterminados, mantendo-se os teores de açúcar, acidez e volume de gás adicionado à garrafa. Garrafas de vidro são lavadas anteriormente em uma máquina e estão limpas quando chegam ao envase, e são feitos outros controles nesse processo de lavagem. Quando são utilizadas garrafas PET, na maioria das empresas essas garrafas são sopradas mecanicamente dentro da fábrica e lavadas com água levemente clorada para evitar contaminações microbiológicas antes do uso. O profissional da química acompanha este processo também.

O refrigerante é envasado em baixas temperaturas, ao redor de 5°C. Durante o processo de envase são feitas analises físico-químicas que, basicamente, vão monitorar o volume de gás e a concentração de açúcar (brix). Os testes são feitos normalmente em um laboratório ao lado da linha de produção. São análises rápidas e simples, feitas a cada 20 ou 30 minutos.

Finalmente, entra o controle relacionado ao meio ambiente. Todos os equipamentos são lavados antes e depois do uso e na troca de sabores e toda a água usada na fábrica é coletada e vai para uma lagoa para tratamento. As fábricas devem ter uma estação de tratamento e a água deve sair com padrões adequados para não causar danos ao meio ambiente. Na indústria de refrigerantes o que mais se retira da água é o açúcar. A retirada desse açúcar residual é o grande problema para o descarte da água, e para isso é feito um tratamento específico.