fabricaÇÃo do Álcool introduÇÃo fermentação. as leveduras formam uma das mais importantes...

FABRICAÇÃO DO ÁLCOOL

INTRODUÇÃO

Fermentação

As leveduras formam uma das mais importantes

subclasses dos fungos.

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.

FERMENTAÇÃO - MICROBIOLOGIA BÁSICA

Leveduras Leveduras

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

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).


Leveduras Leveduras

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

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.

Oxigênio


Necessidades NutricionaisAs leveduras necessitam dos mesmos elementos químicos que as outras formas de vida.

Fatores de Crescimento

As leveduras necessitam de determinados fatores de crescimento tais como vitaminas


TemperaturaTemperatura ideal de 20 a 30ºC.

pHAceita-se em geral que as leveduras crescem melhor em meios ácidos pH entre 4,5 e 5,0.


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).


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.


TerminologiaMosto Toda mistura açucarada ( caldo - mel - água ) destinada a

fermentação alcoólica.

Brix Porcentagem de sólidos solúveis contidos em uma solução.

Exemplos de sólidos sóluveis: sal, açúcar

Acidez Utilizada para quantificar o índice de infecção

Açúcares Totais ( ART ) Porcentagem em peso de açúcares contido no caldo da cana , compreendendo sacarose, glicose, frutose .


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:

Isenção de Sólidos (bagacilho, areia, terra);

Temperatura máxima de 32ºC;

Contaminação < 10² (ideal).

Preparo do Mosto


OBJETIVO: Realizar a introdução necessaria de

água ou caldo para obter a concentração adequada

de açúcar na alimentação das dornas.

Diluição do Mosto


INTRODUÇÃO

OBJETIVO: Reduzir a temperatura em média de 65ºC

para 28°C à 32ºC.

CONSEQÜÊNCIAS DE TEMPERATURAS ELEVADAS:

Aumento da proliferação bacteriana;

Redução da viabilidade celular;

Queda no rendimento fermentativo;

Probabilidade maior de floculação.

Resfriamento do Mosto


INTRODUÇÃOF

erm

enta

ção

Multiplicação das Leveduras


INTRODUÇÃO

Oxigenação do meio:

Esta etapa é de extrema importância para o sucesso da multiplicação da levedura em função da aerobiose.

Ocorre através da utilização de ar comprimido e por agitação mecanica.

Aquecimento da água e mosto:

• Garante uma maior velocidade na multiplicação da levedura e provoca inibição de leveduras não interessantes ao processo.

• Temperatura ideal em torno de 35° a 37° C.

Princípios Fundamentais: Multiplicação


INTRODUÇÃO

Brix de alimentação:

Faixa ideal de operação: de 6° a 10° Brix.

Para Brix maiores que 10° a velocidade de multiplicação da levedura é menor.

Utilização de antibióticos:

Necessário para inibir o crescimento de bactérias.



INTRODUÇÃO

Utilização de nutrientes:

São importantes também para favorecer a multiplicação rápida da levedura.

Os mais utilizados são:

• 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% de fermento dentro das dornas.



INTRODUÇÃO

Exemplos

Multiplicação das Leveduras

FERMENTAÇÃO - DORNAS

São tanques construídos geralmente em aço carbono com capacidade variável de acordo com a capacidade do processo.

Podem ser fechadas ou abertas:

Abertas: apresentam perda acentuada pois, com a eliminação do CO2 da fermentação, haverá um arraste de álcool.

Dornas de Fermentação


Podemos encontrar 03 tipos de processo de fermentação, sendo:

Fermentação Continua;

Fermentação Descontinua e

Fermentação Conbat.

Tipos de Processo de Fermentação


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 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 Continua


CENTRÍFUGA

DESTILAÇÃO

ÁGUA ÁCIDO

TRATAMENTO DO FERMENTO

MOSTO

TIPOS DE PROCESSO DE FERMENTAÇÃO Fermentação Continua


TIPOS DE PROCESSO DE FERMENTAÇÃO

Características deste processo :

• Facilidade e custo baixo de automação;

• Custo baixo de instalação de equipamentos ( menor n° de dornas );

• Difícil controle microbiológico;

• Dificuldade de limpeza das dornas.

Fermentação Continua


Fermentação Descontinua ou Batelada : Neste processo utilizamos várias dornas geralmente com capacidade menor que as do processo continuo, podemos dizer que neste tipo de processo trabalhamos fazendo várias pequenas fermentações, pois as dornas são cheias, fermentadas e processadas uma a uma.

TIPOS DE PROCESSO DE FERMENTAÇÃO Fermentação Descontinua


BATELADA COM CENTRIFUGAÇÃO (MELLE BOINOT)

ÁGUA ÁCIDO

DORNA

ÁGUA

TROCADOR DE CALOR

TANQUE PULMÃO

VINHO BRUTO

VOLANTE DE VINHO

TURBINADO CENTRÍFUGA

CUBA

FERMENTO TRATADO

MOSTO

TIPOS DE PROCESSO DE FERMENTAÇÃO Fermentação Batelada

DESTILAÇÃO


Características deste processo :

Alto custo de instalação e automação;

Alto custo de manutenção;

Facilidade no controle microbiológico;

Limpeza das dornas com maior

frequência .

TIPOS DE PROCESSO DE FERMENTAÇÃO Fermentação Descontinua


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

dornas para término da fermentação.

TIPOS DE PROCESSO DE FERMENTAÇÃO Fermentação Conbat

FABRICAÇÃO DO ÁLCOOLF

erm

enta

ção

Fatores que

influenciam o

Processo de

fermentação

Temperatura da FermentaçãoTemperatura da Fermentação

Nesta temperatura a levedura se multiplica menos, e

aumenta o rendimento.

se conseguir manter a

contaminação sob controle.

se conseguir manter a

contaminação sob controle.

Temperatura Ideal

de 33,0º a 34ºC,

sendo a máxima 35ºC

isto é...

Velocidade de AlimentaçãoVelocidade de Alimentação

Ideal : Quanto menor a velocidade menor estresse, menor produção de produtos secundários e maior rendimento.

Crítico : Quanto maior a velocidade:

Maior a produção de glicerol;

Maior a infecção;

Maior estresse da levedura;

Auto custo da refrigeração;

Auto custo de antibiótico.

Principais subprodutosPrincipais subprodutos

Glicerol:

• Protetor estresse osmótico ( Quando há uma grande concentração de sais no meio ).

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.


INTRODUÇÃOF

erm

enta

ção

Fatores que

causam

perdas a

fermentação

Fatores que causam perdas a

fermentação

Fatores que causam perdas a

fermentação

Espumas

Floculação

O que são as espumas:

Bolhas de gás;

Aprisionada por película líquida.

FloculaçãoFloculação

Ocorre pela presença de leveduras floculantes: Em

produção de água ardente é comum a aplicação.

Fermentação com centrífuga: deve - se adotar medidas

rápidas para controlar esta floculação diminuindo ao

máximo os custos com tratamentos desnecessários

( ácidos, antibióticos, desgastes de bicos e diminuição da

sangria ) .

Conclusão: a melhor medida é a preventiva, ou seja,

evitar que a levedura flocule.

Floculação Floculação

Causas da floculação:

• Resposta da levedura às mudanças do meio ambiente

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.

Floculação Floculação

IDEAL: CÉLULAS ISOLADAS

FLOCULAÇÃO CAUSADA POR BACTÉRIAS

Fermentação Alcoólica

Definição–Processo metabólico constituído de reações bioquímicas em cadeia (glicólise) em que açúcares simples (monossacarídeos) são metabolizados por microrganismos (leveduras) de interesse industrial, resultando na formação de etanol, energia (ATP), CO2, e compostos secundários

Fermentação Alcoólica

Definição–Processo metabólico constituído de reações bioquímicas em cadeia (glicólise) em que açúcares simples (monossacarídeos) são metabolizados por microrganismos (leveduras) de interesse industrial, resultando na formação de etanol, energia (ATP), CO2, e compostos secundários

Introdução

Sala de Fermentação–Constitui-se no local em que se encontram os equipamentos necessários à condução do processo de fermentação alcoólica industrial

Introdução

Sala de Fermentação–Constitui-se no local em que se encontram os equipamentos necessários à condução do processo de fermentação alcoólica industrial


Materiais de construção–Alvenaria–Madeira–Ferro–Aço Inóx


Materiais de construção–Alvenaria–Madeira–Ferro–Aço Inóx


Tipos–Abertas•menor custo•limpeza mais fácil•melhor visualização•problemas com derramamento de espumas•maior o consumo de anti-espumantes


Tipos–Abertas•menor custo•limpeza mais fácil•melhor visualização•problemas com derramamento de espumas•maior o consumo de anti-espumantes


Tipos–Fechadas•possibilita a recuperação do CO2.•possibilita a lavagem do CO2e recuperação do etanol.•não há problema com o derramamento de espumas•dificulta a visualização do processo


Tipos–Fechadas•possibilita a recuperação do CO2.•possibilita a lavagem do CO2e recuperação do etanol.•não há problema com o derramamento de espumas•dificulta a visualização do processo


Refrigeração interna–Equipamentos•serpentinasRefrigeração externa–Equipamentos•tubo circular perfurado tipo corôa•trocador de calor a placas


Refrigeração interna–Equipamentos•serpentinasRefrigeração externa–Equipamentos•tubo circular perfurado tipo corôa•trocador de calor a placas

Capacidade das Dornas de Fermentação

Fatores –A.T. % mosto.–Processo de condução da fermentação.–Capacidade dos aparelhos de destilação.Preferência–por dornas de grande capacidade.menor custo, exigem menos mão- de- obra, maior resistência à variação de temperatura

Capacidade das Dornas de Fermentação

Fatores –A.T. % mosto.–Processo de condução da fermentação.–Capacidade dos aparelhos de destilação.Preferência–por dornas de grande capacidade.menor custo, exigem menos mão- de- obra, maior resistência à variação de temperatura

Limpeza e Conservação das Dornas de Fermentação.

Freqüência•ao final de cada ciclo fermentativo.•materiais empregados(água quente sob pressão).•vapor.

Limpeza e Conservação das Dornas de Fermentação.

Freqüência•ao final de cada ciclo fermentativo.•materiais empregados(água quente sob pressão).•vapor.

Processos de Fermentação Contínua

•Não prevêem salas de fermentação.•Dornas fechadas de grande capacidade.•Sistema de refrigeração externo por trocador de calor a placas

Processos de Fermentação Contínua

•Não prevêem salas de fermentação.•Dornas fechadas de grande capacidade.•Sistema de refrigeração externo por trocador de calor a placas

fabricaÇÃo do Álcool introduÇÃo fermentação. as leveduras formam uma das mais importantes...

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