Etanol ???
• Aplicado como combustível verde, em industrias de alimentos, perfumes, cosméticos e como insumo da industria química;
• Combustível potencialmente global;• Alternativa muito procurada com a escassez do • Alternativa muito procurada com a escassez do
petróleo;• Atualmente tem demanda mundial;• Em 2005, o Brasil movimentou 6 bilhões de dólares
com industrias de Etanol. ( Revista Exame, junho de 2006)
FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL
INTRODUÇÃO
FermentaçãoFermentação
As leveduras formam uma das mais importantes
subclasses dos fungos.
Fungos como as bactérias estão espalhadas pela
FERMENTAÇÃO - MICROBIOLOGIA BÁSICA
Leveduras
Fungos como as bactérias estão espalhadas pela
natureza embora eles vivam normalmente no solo e
em regiões de umidade relativamente mais alta que
as bactérias.
As leveduras são unicelulares, e se reproduzem
normalmente por gemação ou brotamento. Elas são
facilmente diferenciáveis das bactérias por
apresentarem dimensões maiores e por suas
FERMENTAÇÃO - MICROBIOLOGIA BÁSICA
Leveduras
propriedades morfológicas .
As células de levedura são esféricas, elípticas ou
cilíndricas, variando grandemente em suas dimensões
(sacharomcies cerevisie 2 a 8 micrometros de diâmetro
e 3 a 15 micrometros de comprimento).
FERMENTAÇÃO - MICROBIOLOGIA BÁSICA
FERMENTAÇÃO - FISIOLOGIA DAS LEVEDURAS
As leveduras foram os primeiros microorganismos
encontrados capazes de crescer na ausência de
oxigênio. Em anaerobiose (ausência de oxigênio) o açúcar é
convertido principalmente em álcool e dióxido de
Oxigênio
Carbono (CO2).
Em aerobiose (presença O2) os produtos formados são o
dióxido de carbono e água, sendo sua multiplicação
mais rápida e produz mais células.
FERMENTAÇÃO - FISIOLOGIA DAS LEVEDURAS
Necessidades NutricionaisAs leveduras necessitam dos mesmos elementosquímicos que as outras formas de vida.
Fatores de CrescimentoFatores de Crescimento
As leveduras necessitam de determinados fatores decrescimento tais como vitaminas
FERMENTAÇÃO - FISIOLOGIA DAS LEVEDURAS
pHAceita-se em geral que as leveduras crescem melhor emmeios ácidos pH entre 4,5 e 5,0.
TemperaturaTemperatura ideal de 20 a 30ºC.
FERMENTAÇÃO - FISIOLOGIA DAS LEVEDURAS
Multiplicação das leveduras
A multiplicação do fermento é feita no inicio da safra até
que se atinja a população ideal para a condução do
processo.
No decorrer da safra é feito o acompanhamento,
verificando-se existência de mortes por envelhecimento
ou condições adversas e perdas de levedura no
processo (centrifugas e fundo de dorna).
FERMENTAÇÃO - FISIOLOGIA DAS LEVEDURAS
Multiplicação das leveduras
Neste caso torna-se necessário criar condições
de reprodução das células, controlando o equilíbrio do
percentual de células ativas, tomando cuidados
especiais na condução do processo, tais como:
teor alcoólico;
tempo de tratamento;
adição de bactericidas e
antibióticos.
FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL
Terminologia�Mosto
Toda mistura açucarada ( caldo - mel - água ) destinada afermentação alcoólica.
�BrixPorcentagem de sólidos solúveis contidos em uma solução.
Exemplos de sólidos sóluveis: sal, açúcarExemplos de sólidos sóluveis: sal, açúcar
�AcidezUtilizada para quantificar o índice de infecção
�Açúcares Totais ( ART ) Porcentagem em peso de açúcares contido no caldo da cana ,
compreendendo sacarose, glicose, frutose .
FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL
Mosto é uma mistura de mel, xarope e caldo clarificado .
Sua concentração é definida conforme a produção
pretendida e a viabilidade da levedura.
O mosto deve ter as seguintes características:
Preparo do Mosto
O mosto deve ter as seguintes características:
� Isenção de Sólidos (bagacilho, areia, terra);
� Temperatura máxima de 32ºC;
� Contaminação < 10² (ideal).
FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL
� OBJETIVO: Realizar a introdução necessaria de
Diluição do Mosto
água ou caldo para obter a concentração adequada
de açúcar na alimentação das dornas.
FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL
INTRODUÇÃO
� OBJETIVO: Reduzir a temperatura em média de 65ºC
para 28°C à 32ºC .
� CONSEQÜÊNCIAS DE TEMPERATURAS ELEVADAS:
Resfriamento do Mosto
� Aumento da proliferação bacteriana;
� Redução da viabilidade celular;
� Queda no rendimento fermentativo;
� Probabilidade maior de floculação.
FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL
INTRODUÇÃO
Multiplicação das Leveduras
Fer
men
taçã
o
FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL
INTRODUÇÃO
� Aquecimento da água e mosto:
• Garante uma maior velocidade na multiplicação dalevedura e provocainibição de leveduras não interessantesao processo.
• Temperatura ideal em torno de 35° a 37° C.
Princípios Fundamentais: Multiplicação
� Oxigenação do meio:
Esta etapa é de extrema importância para o sucesso damultiplicação da levedura em função da aerobiose.
Ocorre através da utilização de ar comprimido e poragitação mecanica.
• Temperatura ideal em torno de 35° a 37° C.
FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL
INTRODUÇÃO
� Brix de alimentação :
� Utilização de antibióticos:
Necessário para inibir o crescimento de bactérias.
Princípios Fundamentais: Multiplicação
� Brix de alimentação :
Faixa ideal de operação: de 6°a 10°Brix.
Para Brix maiores que 10° a velocidade de multiplicaçãoda levedura é menor.
FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL
INTRODUÇÃO
� Utilização de nutrientes:
� São importantes também para favorecer amultiplicação rápida da levedura.
� Os mais utilizados são:
Princípios Fundamentais: Multiplicação
• fontes de nitrogênio (sulfato de amônio);
• fontes de magnésio (sulfato de magnésio);
• fontes de potássio .
• e outros (zinco, fósforo, cálcio etc.)
� A aplicação é necessária até atingir 5% defermento dentro das dornas.
FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL
INTRODUÇÃO
Exemplos
Multiplicação das Leveduras
FERMENTAÇÃO - DORNAS
� São tanques construídos geralmente em aço carbono comcapacidade variável de acordo com a capacidade doprocesso.
Dornas de Fermentação
� Podem ser fechadas ou abertas:
� Abertas: apresentam perda acentuada pois, com aeliminação do CO 2 da fermentação, haverá um arraste deálcool.
FERMENTAÇÃO - DORNAS
Podemos encontrar 03 tipos de processo de fermentação, sendo:
Tipos de Processo de Fermentação
Fermentação Continua;
Fermentação Descontinua e
Fermentação Conbat.
FERMENTAÇÃO - DORNAS
TIPOS DE PROCESSO DE FERMENTAÇÃO
Fermentação Continua : Neste processo utiliza-se dorna de
grandes dimensões, sendo que o processo é ininterrupto
operando da seguinte forma:
1º - O mosto é misturado a levedura na primeira dorna;
2º - Passará para as demais num processo continuo até chegar
Fermentação Continua
2º - Passará para as demais num processo continuo até chegar
a ultima dorna onde a concentração de açúcares estará menor
possível podendo assim considerar a dorna como morta;
3º - O vinho bruto desta ultima dorna é enviado para
centrifugação;
4º - O vinho centrifugado é enviado para o aparelho de
destilação.
FERMENTAÇÃO - DORNAS
MOSTO
TIPOS DE PROCESSO DE FERMENTAÇÃO Fermentação Continua
CENTRÍFUGA
DESTILAÇÃO
ÁGUAÁCIDO
TRATAMENTO DO FERMENTO
FERMENTAÇÃO - DORNAS
TIPOS DE PROCESSO DE FERMENTAÇÃO
Características deste processo :
• Facilidade e custo baixo de automação;
Fermentação Continua
• Custo baixo de instalação de equipamentos( menor n°de dornas );
• Difícil controle microbiológico;
• Dificuldade de limpeza das dornas.
FERMENTAÇÃO - DORNAS
Fermentação Descontinua ou Batelada : Neste processo utilizamos várias dornas geralmente com capacidade menorque as do processo continuo, podemos dizer que neste tipo de
várias pequenas
TIPOS DE PROCESSO DE FERMENTAÇÃO Fermentação Descontinua
processo trabalhamos fazendo várias pequenas fermentações , pois as dornas são cheias, fermentadas e processadas uma a uma.
FERMENTAÇÃO - DORNAS
BATELADA COM CENTRIFUGAÇÃO (MELLE BOINOT)
ÁGUA ÁCIDOFERMENTO TRATADO
MOSTO
TIPOS DE PROCESSO DE FERMENTAÇÃO Fermentação Batelada
DORNA
ÁGUA
TROCADOR DE CALORTANQUE PULMÃO
VINHO BRUTO
VOLANTE DE VINHO
TURBINADO CENTRÍFUGA
CUBA
DESTILAÇÃO
FERMENTAÇÃO - DORNAS
Características deste processo :
Alto custo de instalação e automação;
Alto custo de manutenção;
TIPOS DE PROCESSO DE FERMENTAÇÃO Fermentação Descontinua
Alto custo de manutenção;
Facilidade no controle microbiológico;
Limpeza das dornas com maior
frequência .
FERMENTAÇÃO - DORNAS
Fermentação Conbat : Neste tipo de processo temos uma
mescla dos dois processos já citados, sendo que
temos 1 dorna “mãe” por onde começamos o processo
de alimentação e dela distribui -se para as demais
TIPOS DE PROCESSO DE FERMENTAÇÃO Fermentação Conbat
de alimentação e dela distribui -se para as demais
dornas para término da fermentação.
FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL
Fatores que
influenciam o
Processo de
Fer
men
taçã
o
Processo de
fermentação
Temperatura da Fermentação
se conseguir manter a
contaminação sob controle .
Temperatura Ideal
de 33,0º a 34ºC, isto é...
Nesta temperatura a levedura se multiplica menos , e
aumenta o rendimento .
contaminação sob controle .sendo a máxima 35ºC
Velocidade de Alimentação
� Ideal : Quanto menor a velocidade menorestresse , menor produção de produtos secundáriose maior rendimento.
� Crítico : Quanto maior a velocidade:
� Maior a produção de glicerol;� Maior a produção de glicerol;
� Maior a infecção;
� Maior estresse da levedura;
� Auto custo da refrigeração;
� Auto custo de antibiótico.
Principais subprodutos
Glicerol:
• Protetor estresse osmótico ( Quando há uma grande concentração de sais no meio ).
Ácido Orgânicos : Ácido Acético e Ácido Succínico:Ácido Orgânicos : Ácido Acético e Ácido Succínico:
Ácido Succínico ► Agente antibacteriano natural;
Ácido Acético ►Surge na fermentação em função da ação de bactérias.
Biomassa :
Crescimento da massa celular.
FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL
INTRODUÇÃO
Fatores que
causam
Fer
men
taçã
o perdas a
fermentação
Fatores que causam perdas a fermentação
Espumas
Floculação
O que são as espumas:
Bolhas de gás;
Aprisionada por película líquida.
Floculação
i Ocorre pela presença de leveduras floculantes: Em
produção de água ardente é comum a aplicação.
iFermentação com centrífuga: deve - se adotar medidas
Floculação
rápidas para controlar esta floculação diminuindo ao
máximo os custos com tratamentos desnecessários (
ácidos, antibióticos, desgastes de bicos e diminuição da
sangria ) .
i Conclusão: a melhor medida é a preventiva , ou seja,
evitar que a levedura flocule.
Causas da floculação :
• Resposta da levedura às mudanças do meio ambiente
que podem ser provocados por exemplo por bactérias e
Floculação
que podem ser provocados por exemplo por bactérias e
também representa um mecanismo de defesa da levedura
em condições desfavoráveis a sua sobrevivência , ou seja,
uma estratégia de sobrevivência.
IDEAL: CÉLULAS ISOLADAS
FLOCULAÇÃO CAUSADA POR BACTÉRIAS
Bibliografia
Alcool, energia da biomassa : aspectos tecnologicos e
economicos da produção. OMETTO, João Guilherme Sabino. Alcool, energia da biomassa : aspectos tecnologicos e economicos da produção. São Carlos: [s.n.], 1993.
Sites visitados
• http://www.copersucar.com.br
• http://www.alcopar.org.br/jornal/jul_01/Pl%E1stico.html
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