Notícias e atualizações sobre o trabalho desenvolvido pela Fermentec, empresa que transfere tecnologia para o setor sucroenergético do Brasil e exterior
A técnica de coloração de Gram, desenvolvida pelo médico dinamarquês Hans Christian Joachim Gram em 1884, é um método amplamente reconhecido para diferenciar bactérias com diferentes estruturas de parede celular. Este procedimento envolve uma série cuidadosamente sequenciada de tratamentos com corantes e agentes fixadores específicos. Mas não é só isso. Para obter resultados confiáveis é necessário utilizar amostras que contenham células de bactérias viáveis, preferencialmente sob condições padronizadas de cultivo e seguir corretamente o procedimento.
As diferenças fundamentais na estrutura da parede celular entre bactérias Gram-positivas e Gram-negativas são cruciais para a técnica de coloração de Gram e também têm implicações em termos de resistência a antibióticos. A parede celular das bactérias Gram-positivas é composta principalmente por peptidoglicano. Trata-se de uma rede espessa formada por açúcares, aminoácidos e polissacarídeos que conferem resistência e rigidez à parede celular. Por sua vez, as Gram negativas possuem uma membrana externa composta de fosfolipídios e lipopolissacarídeos, assim como, uma camada de peptidoglicano que é muito mais fina em comparação com as Gram-positivas. Estas diferenças na estrutura e composição da parede celular (figura 1) levam à coloração de Gram diferenciada entre os dois grandes grupos de bactérias.
Figura 1. Diferenças na estrutura da parede celular de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas.
Por que a coloração de Gram é importante?
A coloração de Gram permite distinguir dois grandes grupos de bactérias que se diferenciam pelas suas características da parede celular em Gram-positivas e Gram-negativas como vimos na figura acima. Alguns exemplos bem conhecidos de bactérias Gram-positivas são os Limosilactobacillus, Lactobacillus e Bacillus, enquanto que, do lado das Gram-negativas temos como exemplos as bactérias do gênero Acetobacter, Gluconobacter e Acinetobacter. Estes dois grupos diferem muito em relação à resposta aos antibacterianos utilizados no controle da contaminação das fermentações. Determinados princípios ativos que funcionam muito bem para as Gram-positivas acabam tendo pouco (ou nenhum) efeito sobre as Gram-negativas.
Como é o processo de coloração de Gram?
O processo começa com um esfregaço bacteriano fixado pelo calor, seguido por coloração com cristal violeta, um corante básico. Em seguida, o lugol (iodo) é aplicado, formando um complexo insolúvel com o cristal violeta. Após isso, ocorre a etapa crítica de descoloração com etanol-acetona. Devido à espessura do peptidoglicano e à ausência da membrana externa, as bactérias Gram-positivas retêm o corante violeta de cristal, aparecendo na microscopia como células roxas ou violetas. De outro lado, as bactérias Gram-negativas não conseguem reter o mesmo corante quando submetidas à descoloração com álcool-acetona. A cor é então substituída pelo corante vermelho de safranina ou fucsina, fazendo com que as células pareçam avermelhadas ou rosadas ao microscópio óptico.
Os cuidados durante o procedimento são essenciais para evitar resultados inespecíficos. A fixação adequada, o tempo preciso de coloração com cada corante, a descoloração controlada e a observação ao microscópio óptico são etapas cruciais. Além disso, a escolha e aplicação dos corantes são fundamentais. Os corantes básicos interagem com as estruturas celulares da bactéria, realçando sua morfologia para observação microscópica.
Ocorrem reações Inespecíficas na coloração de Gram? Como?
Sim, as colorações de Gram estão sujeitas às reações inespecíficas. Em algumas situações, as bactérias apresentam colorações inespecíficas de Gram devido a diversas razões, como a idade das culturas, variações na composição da parede celular ou técnicas de coloração inadequadas. Isso pode levar a resultados ambíguos ou incorretos na classificação de Gram. Isso pode acontecer especialmente quando trabalhamos com uma amostra coletada diretamente do ambiente ou do processo de fermentação.
Nestas situações as bactérias Gram-positivas que sofreram danos na sua parede celular e na permeabilidade da membrana devido aos teores alcoólicos mais elevados, o pH ácido do vinho, temperatura e até mesmo pelo uso de antibacterianos podem apresentar reações inespecíficas. Ou seja, faremos uma interpretação errada, acreditando que a fermentação está contaminada por bactérias Gram negativas quando na verdade se tratam de bactérias Gram positivas ou com danos na sua parede celular e na membrana plasmática, ou mesmo que entraram numa fase do ciclo celular que fica difícil determinar se são Gram-positivas ou negativas.
Além disso, deve-se considerar também o fato de que algumas bactérias são naturalmente Gram variáveis. Ou seja, a mesma espécie pode apresentar uma ambiguidade em relação à coloração de Gram, ora corando como Gram positiva e outras vezes como Gram negativa, assim como, sem corar.
Um exemplo de Gram variável são os próprios Bacillus que apresentam uma redução na espessura do peptidoglicano durante o crescimento e parte das células coram como Gram-negativas. Isso significa que dentro de um a mesma colônia de bactérias há de se observar algumas células que se distinguem das demais pela coloração de Gram. Algumas retendo mais o cristal violeta e outras retendo pouco.
Variações na coloração de Gram também podem ser observadas em células bacterianas que, geralmente são Gram-positivas, mas devido à injúria celular causada por antibacterianos que agem na parede celular, ou ainda por se tratarem de células velhas, perdem a habilidade de reter o cristal violeta. Nestas situações, teremos uma coloração inespecífica. Isso levará à interpretação incorreta dos resultados, influenciando na decisão de que produto usar para controlar a contaminação bacteriana. E pode acabar saindo caro para a destilaria.
E agora? Então não devo fazer a coloração de Gram?
Veja, a coloração de Gram é uma técnica valiosa na microbiologia. Se realizada corretamente e dentro dos seus princípios faremos uma correta identificação das bactérias presentes na fermentação distinguindo-as com base nas diferenças em suas paredes celulares. Para obter resultados precisos é crucial seguir os procedimentos com cuidado e atenção aos detalhes, como será pontuado a seguir:
• Evite análises diretas do vinho ao final da fermentação, principalmente se você tem usado agentes antibacterianos que causam injúrias na parede celular das bactérias. Este é o caso das penicilinas, ionofóros e derivados do lúpulo;
• Faça um plaqueamento, cultivo das bactérias e analise as colônias formadas. Use um meio de cultivo e condições que permitam o crescimento de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. Analise as colônias individualmente e estabeleça a proporção de colônias em cada resultado de Gram. Não use colônias velhas ou placas armazenadas por muitos dias;
• Quando for fazer a coloração de Gram use pelo menos dois controles (ou referências), um cultivo de bactéria Gram positiva (Ex.: Limosilactobacillus fermentum) e outro de bactéria Gram negativa (Ex.: Acetobacter pasteurianus). Se houver algum problema com o método ou reagentes, você terá a chance de verificar e descobrir. Do contrário, sem as respectivas referências, você acabará aceitando os resultados da análise, estejam elas corretas ou não.
Uma alternativa para esclarecer as dúvidas sobre a população de bactérias ser (ou não) Gram positiva ou negativa é realizar a análise de metagenômica.
Como a metagenômica pode revelar quem são os contaminantes da minha fermentação?
A metagenômica é uma ferramenta molecular que revolucionou a forma como temos estudado a diversidade das bactérias nas fermentações alcoólicas. Análises de metagenômica têm mostrado que a maior parte das contaminações bacterianas na fermentação alcoólica estão relacionadas com bactérias Gram-positivas. A partir de 80 amostras de vinho bruto coletadas de 14 destilarias, apenas 1,25% apresentaram uma frequência de Gram-negativas acima de 25% da população total de bactérias.
Em 12,50% das amostras, foram observadas frequências entre cinco e 25% de Gram-negativas e em 18,75% das amostras de vinho bruto estas bactérias representavam entre 1 e 5% da população de bactérias da fermentação. A maior parte das fermentações (67,50%) apresentou espécies Gram-negativas constituindo menos de 1% da população (Figura 2). De qualquer forma, não podemos subestimar as bactérias Gram-negativas uma vez que possuem potencial para causar prejuízos muito elevados na fermentação, como já tivemos a oportunidade de demonstrar.
Figura 2. Distribuição das contaminações industriais em quatro classes (< 1%, 1 a 5%, 5 a 25% e > 25% de bactérias Gram-negativas) a partir de 80 amostras de vinho bruto coletadas de 14 usinas e analisadas pela técnica de metagenômica.
Mas é preciso medir corretamente e gerar números confiáveis. Utilizando de forma correta as metodologias e associando diferentes tecnologias para explorar a constituição das comunidades bacterianas, podemos identificar, mapear e monitorar os contaminantes das fermentações industriais. Além de verificar se essas bactérias são Gram-positivas ou Gram-negativas, é possível medir a abundância relativa e se estão sendo adotadas as práticas corretas para reduzir o impacto de ambas.
Bônus: como posso saber se estou fazendo corretamente a coloração de Gram?
Ah, essa é uma dica valiosa. Faça o seguinte: ao final de cada etapa da coloração de Gram cheque o resultado da coloração como exemplificado na tabela 1. Use as bactérias Gram-positivas e Gram-negativas como controle ou referência para o seu procedimento e então trabalhe com as amostras. Se houver algum problema com o procedimento e reagentes, os resultados serão diferentes. Outra dica importante é trabalhar com culturas ativas, frescas ou coletadas durante seu cultivo e sem os estresses causados por agentes físicos, químicos ou mesmo biológicos.
Mais de 700 profissionais de usinas e destilarias do Brasil, além de parceiros e patrocinadores participaram da 46a Reunião Anual da Fermentec de 2023. Nos dias 26 e 27 de julho, os participantes conferiram todas as novidades em fermentação alcoólica, controle analítico, processos e tecnologias industriais, além do painel Etanol de Milho que, a exemplo da edição de 2022, trouxe informações importantes sobre toda a cadeia deste processo que ano passado foi responsável por mais de 16% do etanol produzido no Brasil.
Evento bate novo recorde de público em 2023 com mais de 700 participantes
Para o ano que vem, a Reunião terá novidades com a mudança de espaço. Desde 2011 o evento é realizado no Centro de Convenções Ribeirão Preto. Segundo o presidente da Fermentec, Henrique Berbert de Amorim Neto a necessidade da mudança revela o crescimento da Reunião “estamos definindo um local maior, com mais espaço e conforto porque a atual estrutura já não comporta mais o recorde de participantes, o que mostra o compromisso com a qualidade das palestras que para nós é primordial e que tem atraído um público cada vez maior. E pensar que na primeira Reunião Anual, há 46 anos, meu pai (Henrique Vianna de Amorim, fundador da Fermentec), fazia esse encontro em volta de uma mesa”, lembra Neto.
Henrique Vianna de Amorim (esq.), fundador da Fermentec e idealizador da Reunião Anual com o atual presidente, Henrique Berbert de Amorim Neto
Outra novidade foi a apresentação da nova mascote da Fermentec, a Fermentina. Durante o evento foram sorteadas várias pelúcias que fizeram muito sucesso entre o público. Clique no link para conferir a história da mascote.
Leila Cabral, Marta Moraes, Crisla Souza, Silene Paulillo e Ana Paula Peixoto, equipe criadora da mascote Fermentina
Confira um resumo das palestras da 46a Reunião Anual da Fermentec:
O presidente da Fermentec, Henrique Berbert de Amorim Neto, abriu os trabalhos da Reunião Anual que destacou o tema desta Reunião: Pessoas e Tecnologia o Poder da Transformação. A Fermentec desenvolve tecnologias há 46 anos. É especialista em servir as pessoas, gerar conhecimento e valor para solucionar problemas. Os profissionais têm papel fundamental na implantação da indústria 4.0 e, para dar conta da demanda de produção de 1,12 trilhão de litros de etanol até 2050, a capacitação deve ser constante. O aprendizado imediato se tornará o novo modus operandi e a capacidade de adquirir conhecimento será cada vez mais valorizada “sem a capacitação das pessoas, não vamos evoluir”, concluiu.
Henrique Berbert de Amorim Neto
Painel Controle Analítico e Tecnologia Digital
Eduardo Borges e Eder Silvestrini deram início ao Painel Controle Analítico e Tecnologia Digital esclareceram dúvidas frequentes dos clientes sobre o NIR, um equipamento que utiliza luz infravermelha para medir componentes da amostra. Apesar de ser uma técnica antiga, o NIR ainda é uma novidade para muitas usinas. Uma das etapas mais importantes é a de calibração, que é feita empiricamente com validações periódicas, que seguem algumas métricas para garantir o desempenho desta calibração. Também foram dadas orientações sobre a implementação do NIR na rotina analítica do laboratório e sobre a necessidade de manter as análises convencionais para fazer comparações com os resultados do NIR.
Demétrius de Freitas, Cleia Dutra, Charles de Jesus, Thais Milessi, Eduardo Borges e Eder Silvestrini
Demétrius Barbosa de Freitas e Cleia Cristina Dutra falaram sobre a experiência da usina Alta Mogiana de fazer a determinação do ART com o NIR na esteira de cana. A necessidade surgiu do comprometimento da representatividade da amostra com uma demanda de mais de mil toneladas de cana por hora. O trabalho teve início com o benchmarking feito em parceria com a Fermentec e seguiu com a definição da moenda onde o NIR seria instalado para fazer um comparativo entre o sistema tradicional e o NIR. Para garantir a rastreabilidade da origem da cana, foi implantado um sistema via satélite com sensores instalados no hilo da moenda e nos caminhões. Por fim, os resultados chegam ao laboratório onde são registrados. Entre os benefícios estão o aumento da proporção de cargas amostradas (maior representatividade) e redução de resíduos no laboratório. A Alta Mogiana comprovou que é possível e viável utilizar o NIR para determinar o ART na esteira da moenda.
Thais Milessi e Charles Dayan de Jesus, do Departamento de Engenharia Química UFSCar, apresentaram inovações recentes que vêm sendo aplicadas para o monitoramento e controle das fermentações em tempo real. Uma delas é o projeto FIA 4.0 – Fermentação com Inteligência Artificial, que está sendo desenvolvido em parceria com a Fermentec com financiamento do equipamento feito pela Finep. O projeto tem duração de três anos e tem o objetivo de monitorar a fermentação em tempo real com a coleta de diversos dados sobre concentração celular, açúcar e etanol para desenvolver uma inteligência artificial baseada nos recursos computacionais que estão sendo estudados.
Fernando Henrique Giometti destacou em sua palestra a excelência operacional. Nos últimos anos, diversas metodologias de melhoria contínua vêm ganhando destaque para chegar à causa raiz dos problemas (não conformidades, equipamento funcionando abaixo da meta, lead time de produção acima do desejado). As principais metodologias de gestão (PDCA, MASP e DMAIC) são orientadas por dados com foco na análise de causa raiz. Giometti apresentou técnicas de análise de dados que medem a variabilidade do processo, detectam desvios, quantificam o relacionamento entre duas variáveis quantitativas, estabelecem coeficientes de correlação entre todas as combinações de variáveis, modelam a relação entre variáveis, entre outras. Ele também explicou como as ferramentas de gestão (Diagrama de Ishikawa, Matriz Gut, 5 Porquês, 5W2H) auxiliam na melhoria contínua dos processos.
Claudemir Bernardino e Fernando Henrique Giometti
Claudemir Bernardino encerrou o painel Controle Analítico e Tecnologia Digital prosseguindo com o tema da gestão e resultados sustentáveis. Bernardino ressaltou que a gestão influencia a ação e fez uma reflexão sobre a habilidade das organizações de se sustentarem, de desenvolver seus colaboradores e produzir com mínimo de impacto no planeta e diminuição de custos, que são iniciativas determinantes para se buscar resultados. Entre esses resultados de avanços tecnológicos, ele destacou que nos últimos dez anos a Fermentec qualificou mais de seis mil pessoas, reduziu mais de 80% do número de análises, alcançou 20% dos clientes fermentando com mais de 10% de teor alcoólico, além do uso do cromatógrafo que hoje está em 59% das usinas e destilarias clientes. Claudemir também alertou para a necessidade de cada usina ter um profissional responsável pela implementação das sugestões da Fermentec para que as empresas alcancem resultados ainda melhores.
Painel Etanol de Milho
Quem inaugurou o painel Etanol de Milho foi Augusto Moraes, diretor da Corteva Agriscience. Moraes apresentou três programas que estão sendo desenvolvidos que buscam aumentar a produção de milho no país. Um deles é o Prospera, que busca transformar a vida de produtores familiares do Nordeste para criar um novo mercado de milho. Já o Duas Safras visa a expansão de área e produtividade com o uso sustentável da água. O objetivo é manter o equilíbrio entre a demanda e oferta de milho e manutenção da cadeia agropecuária no Rio Grande do Sul. Para o estado de São Paulo, o programa Milho + SP busca o aumento da renda com a adoção de manejo sustentável para acrescentar um milhão de hectares de plantação de milho até 2030.
Na segunda palestra do painel Etanol de Milho, Alexandre Godoy destacou as vantagens da tecnologia StarchCane, que permite a integração de cana e milho para a produção de etanol. A tecnologia promove o máximo de aproveitamento das usinas, elimina a ociosidade da indústria e permite a produção de coprodutos, como levedura seca, o farelo DDGS e o óleo de milho, que pode impactar a economia do estado de São Paulo com a atração de plantas de biodiesel, confinadores de gado, granjas de frangos e suínos, fabricantes de ração e frigoríficos. Isso porque o subproduto do etanol de milho, o DDGS, é utilizado na fabricação de ração animal. A produção de etanol pode se transformar em uma alternativa à exportação e atender ao maior mercado consumidor de combustíveis do país, a região Sudeste. Se São Paulo tivesse vinte usinas deste tipo, a produção poderia ser ampliada em 2,7 bilhões de litros de etanol, o que corresponde a 17% da produção atual. Portanto, a produção pode mais que dobrar sem plantar um único pé de cana.
Luís Cortez, Augusto Moraes, Pedro Terencio e Alexandre Godoy
Luís Cortez, do Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético da Unicamp, falou sobre o impacto do biocombustível para o aumento da área destinada para a agricultura. Cerca de 20% do território brasileiro hoje é ocupado por pastagens. Segundo ele, a coprodução de DDGS vai aumentar o confinamento de animais e liberar a terra de pastagem para ser cultivada. Com isso, também se reduz as emissões de gases de efeito estufa. Portanto, o milho é capaz de unificar as agendas ambiental e de energia renovável. Cortez também afirma que essa integração terá benefícios econômicos e sociais com a criação de mais empregos decorrentes da intensificação da produção de etanol.
Pedro Terencio, diretor executivo da Campanelli SA/Tecnobeef, que abate mais de 100 mil cabeças de gado por ano, afirmou que os Estados Unidos têm confinado mais animais e aumentado a alimentação com subprodutos do etanol de milho, como o WDG. O Brasil segue a mesma tendência de aumento do confinamento. São Paulo e Minas Gerais podem produzir 980 mil toneladas de DDGS. Os Estados Unidos têm mais de 20 anos de experiência no uso do DDGS na alimentação animal e o Brasil tem potencial para seguir pelo mesmo caminho.
Hélio Ushijima, da Cargill, relatou toda a história do milho desde 8000 Antes de Cristo quando os astecas domesticaram o teosinto, a planta primária do grão, até o milho moderno que hoje pode ser transformado em combustível. Na sequência, Ushijima foi apresentou um comparativo entre a cultura do milho no Brasil e Estados Unidos. O Brasil pode aumentar a produção por área plantada e produtividade, mas os Estados Unidos só crescem pela produtividade. Enquanto os norte-americanos utilizam 27% do milho para produzir etanol e exportam 16%, o Brasil só usa 7% para combustível e exporta 39%. Produção que poderia ficar no Brasil e ter mais valor agregado, segundo Hélio. Além de ser um biocombustível renovável, amplos estudos têm sido realizados para utilização como fonte de hidrogênio, síntese de polímeros, cosméticos e bebidas, não se limitando apenas ao coprodutos já conhecidos.
Helio Ushimija
Para tratar sobre os investimentos no mercado de etanol de milho, Douglas Lucio e Silva explicou o funcionamento do consórcio Swell Fermentec que busca trazer ao mercado o entendimento de que a tecnologia StarchCane pode impactar outros setores além de automóveis, como o combustível de aviação. A cereja do bolo, segundo Douglas, não é apenas o etanol, mas o capital de giro proporcionado por receitas futuras junto com o DDGS, óleo e levedura. Em 2023, o milho terá uma produção estimada em 123 milhões de toneladas e o óbvio é implantar usinas de transformação de milho, que pode proporcionar o aumento da cadeia produtiva e reduzir gargalos de armazenagem. O Brasil pode tomar a dianteira deste movimento e crescer economicamente.
Douglas Lucio e Silva
“O milho é o canto festivo dos galos na glória do dia que amanhece” (Cora Coralina). A citação foi usada pelo ex-ministro da Agricultura e produtor rural, Antônio Cabrera Mano Filho para falar sobre a “história fantástica do milho” em suas palavras. Cabrera encerrou o primeiro dia da Reunião Anual de 2023 fazendo um panorama sobre os desafios e perspectivas do agronegócio no Brasil. Mesmo com todas as dificuldades, pela primeira vez o Brasil exportou mais de 200 milhões de granéis agrícolas. A participação da safrinha na safra total de milho aumentou quase nove vezes, saltando de 8% para 70%. No mundo, esse aumento foi de 5%. Há um “pré-sal” embaixo do milharal.
Ex-ministro da Agricultura, Antônio Cabrera Mano Filho
Painel Leveduras
Mário Lúcio Lopes abriu o painel destacando as leveduras e os segredos do genoma. O genoma é como se fosse uma biblioteca das sequências de DNA. Cada célula da levedura contém uma cópia desta biblioteca. Será que é fácil ler o genoma de uma levedura? Hoje, graças às novas tecnologias é possível sequenciar um genoma em questão de dias. Mário relatou todas as descobertas feitas sobre o DNA das leveduras por meio das técnicas de cariotipagem e DNA mitocondrial. Esses estudos abriram novos horizontes que culminaram com 39 usinas utilizando leveduras personalizadas, sendo que algumas possuem mais de uma levedura. Outra descoberta foi o fato de a fermentação afetar mais de 2 mil genes da levedura à medida que as células se adaptam às mudanças fisiológicas e ambientais. A tolerância ao etanol foi correlacionada com o aumento da frequência do gene HAC1 para manter a função de suas proteínas. Além de conhecer a estrutura do genoma das leveduras industriais e aprender a lê-los, a Fermentec também desenvolveu tecnologias para editar ou corrigir o código genético das leveduras e que levou a liberação comercial da levedura em 2023. A partir do domínio das técnicas de análise do genoma, novas perspectivas se abrem para melhorar as fermentações industriais.
Mário Lúcio Lopes
No encerramento do painel Leveduras, Osmar Parazzi Junior apresentou detalhes das fermentações com outras matérias-primas diferentes da cana. Osmar mostrou as composições do milho, melaço de soja, sorgo sacarino, o agave e o melaço cítrico e as particularidades de cada processo de fermentação. O agave inclusive já conta com diversos projetos no Brasil para ser usado na produção de etanol, sendo uma das iniciativas com cultivo da planta no Nordeste. As possibilidades são inúmeras e apresentam grande potencial de crescimento, mas é preciso conhecer as necessidades de cada processo e, o mais importante, é encontrar a levedura certa para cada matéria-prima.
Osmar Parazzi Junior
Pitch Analítico
O painel Pitch Analítico contou com a palestra de Ariane Ferreira, Marina Dellias e Vanessa Diana sobre a importância de se conhecer os microrganismos do processo. A identificação, o monitoramento frequente e a pesquisa sobre fermentação permitem selecionar leveduras personalizadas, mais robustas e adaptadas às características de cada processo industrial. Estas leveduras, isoladas da própria usina, apresentam habilidades que aumentam o rendimento da fermentação. Além dos Alicyclobacillus acidoterrestris, também foram detectadas nestas amostras outras bactérias termófilas esporuladas, produtoras de guaiacol. Conhecer e detectar os contaminantes da fermentação e da produção de açúcar permite melhorar o processo industrial, reduzir perdas, diminuir o custo com insumos, melhorar a qualidade do produto final e o rendimento industrial.
Marina Dellias, Vanessa Diana e Ariane Ferreira
Painel Processos e Tecnologias Industriais
O painel Processos e Tecnologias Industriais começou com Luis Felipe Colturato que falou sobre o biogás. A Adecoagro tem duas unidades que produzem biogás, uma na Argentina com origem em proteína animal (vacas leiteiras) com produção de 950 metros cúbicos/hora e a outra no Brasil com vinhaça, que produz 12 mil metros cúbicos normal de biogás. O biogás tem potencial para substituir 60% da produção do óleo diesel no Brasil com impacto significativo, já que 65% da energia do país no ano passado foi destinada para o transporte de cargas e passageiros e setor industrial. Em 2023, a Adecoagro inaugurou uma planta de biometano e vai converter sua frota de 126 veículos para o novo combustível. Com a produção atual de vinhaça, a empresa tem potencial para suprir a demanda interna e comercializar o excedente.
Na sequência do painel Processos e Tecnologias Industriais, Rudimar Cherubin e Paulo Vilela responderam à pergunta: qual o melhor sistema de cozimento para a recuperação do açúcar? Duas massas ou três massas? A resposta é: depende do objetivo da fábrica de açúcar. A maior parte das usinas trabalha com o sistema de duas massas, que é adequado para xarope com menor pureza e é utilizado para produção tanto de VHP quanto de açúcar branco. Rudimar apresentou as características do cozimento de duas massas com afinação de magma. Já o sistema de três massas com duplo magma produz 15% mais açúcar, com mais qualidade, mas necessita de mais equipamentos. Paulo Vilela ressaltou que os potenciais das formas de cozimento dependem da estrutura de controle da fábrica, de preferência os automatizados, para atender às expectativas de produção.
Luis Felipe Colturato, Rudimar Cherubin e Paulo Vilela
Marcel Salmeron Lorenzi, Ricardo Ribeiro da Silva, da usina São Domingos, Luciana Viviani da Unipar e a professora doutora da Escola Politécnica da USP (EPUSP), Idalina Vieira Aoki, apresentaram cases da indústria na utilização do ácido clorídrico. O trabalho foi feito em parceria entre a Fermentec, EPUSP e Unipar nas usinas participantes do projeto. A professora Idalina explicou como foram feitos os testes para comprovar que o uso do ácido não causaria corrosão nos equipamentos da indústria. Na usina São José da Estiva, a insegurança sobre a disponibilidade do ácido sulfúrico motivou o início do trabalho com o ácido clorídrico. Durante os testes da usina não foi observada interferência da dosagem do ácido clorídrico sobre os parâmetros avaliados e a tecnologia foi uma alternativa eficiente com resultados semelhantes aos do ácido sulfúrico com tendência positiva na redução de insumos. Da mesma forma, a usina Lins também teve bons resultados com a substituição do ácido e tendência positiva de redução com relação aos insumos, variáveis que devem ser mantidas em monitoramento na continuidade do uso dessa tecnologia.
Rafael Francisco Alves, da usina Ipiranga Mococa, explicou como foi realizada a substituição do uso da água clarificada no tratamento do levedo. Hoje a usina usa água clarificada para enviar para a coluna de CO2 junto com a flegmaça. Essa água passa pela coluna de CO2 e retorna para o tratamento de levedo.
Rafael Alves, Gilberto Zanon, Ricardo da Silva, Luciana Viviani, Idalina Vieira Aoki e Marcel Lorenzi
Para finalizar as palestras técnicas da Reunião Anual da Fermentec de 2023, Gilberto Zanon, da Central Energética Morrinhos, mostrou como a usina faz o controle de insumos industriais. A usina faz a compra da maior parte dos insumos no início da safra e se faz um cálculo do custo por tonelada de cana. A saída dos insumos é controlada diariamente e os dados são organizados em um boletim. A partir das análises de custos são adotadas melhorias para reduzi-los. Foram feitas alterações para reduzir os custos com cal virgem calcítico, soda cáustica, na caldeira, estação de tratamento de água, DESMI e nas torres de resfriamento. O custo do enxofre também é alto por conta da produção de açúcar. A usina aumentou a coluna de destilação e com isso reduziu o consumo de enxofre.
Palestra diferencial
A revolução do propósito nos negócios já começou, e você só tem duas opções: ser protagonista ou apenas assisti-la acontecer. Essa foi uma das mensagens do educador corporativo e facilitador de programas de desenvolvimento pessoal e organizacional, Kiko Kislansky. Chegou a hora de abrir as portas para o resultado que vai muito além do lucro. Nesta palestra, você descobrirá como unir paixão, propósito e prosperidade em seu negócio. Não espere mais para fazer a diferença que você nasceu para fazer. Transforme sua empresa em um ícone de relevância, inspirando colaboradores, encantando clientes e deixando um legado do bem. Liberte-se dos padrões tradicionais e abrace uma nova era empresarial, onde o sucesso é medido não apenas pelo saldo no banco, mas pelo impacto que você gera no mundo. Agarre essa oportunidade única e trilhe o caminho do crescimento empresarial com propósito.
Kiko Kislansky
Prêmio Excelência Fermentec
O Prêmio Excelência Fermentec é um reconhecimento às inovações e melhorias promovidas por seus clientes que aumentam a eficiência seja no laboratório ou na indústria. Confira os vencedores da edição de 2023 do Prêmio Excelência Fermentec:
Categoria: Amostragem
Alto Alegre Florestópolis – Claudionor do Nascimento enviou um vídeo em agradecimento
Ipiranga-Unidade Descalvado – Raquel de Souza Dias
Categoria: Desempenho Analítico Microbiológico
Cocal-Paraguaçu Paulista – Hozana Franco dos Santos Bispo
Vale do Verdão – Juliana dos Santos Rodrigues
CEM – Central Energética Morrinhos – Leandro Santos Vilela
Categoria: Pioneirismo
“GAOA – Gestão Avançada E Operação Assistida – Módulo Açúcar” Pedra Agroindustrial-Usina da Pedra – Emmanuel Zimmerman Moreira
“Projeto De Levedura Seca: Processo X-TRALEV Fermentec” Soderal (Equador) – Cristian Vite
Encerramento
Para encerrar a Reunião Anual da Fermentec de 2023, o presidente da Fermentec, Henrique Berbert de Amorim Neto, voltou ao palco para destacar que o setor sucroalcooleiro está passando por uma diversificação inédita e, para o Brasil não perder oportunidades, a capacitação das pessoas é fundamental. A forma como a Fermentec enxerga os processos na usina, com metodologias como a cariotipagem e o DNA mitocondrial, permitiram um grande avanço na adaptação das leveduras que podem passar por 120 bilhões mutações espontâneas por ciclo e 20 milhões por gene em uma dorna de um milhão de litros. Henrique Neto lembrou que seu pai, Henrique Vianna de Amorim, tem um amigo francês que se impressionou com o reciclo de leveduras da Fermentec e classificou a data como o dia mais feliz de sua vida. Para concluir, Henrique afirmou que o ambiente está mudando e são as pessoas que devem ser protagonistas dessas mudanças e não a tecnologia em si.
Revista
Quem participou do evento pode ter acesso a conteúdos complementares na Revista da Reunião Anual.
À medida que mais sistemas de água de resfriamento utilizam fontes de água de reposição com altos níveis de contaminação orgânica e de processo, biocidas mais robustos são necessários.
Os programas padrão de tratamento de água para sistemas de resfriamento utilizam biocidas oxidantes tradicionais, como hipoclorito de sódio, hipoclorito de cálcio ou tricloro, ou ainda cloro gasoso e dióxido de cloro.
A quantidade de biocida oxidante consumido nas reações com esses materiais oxidáveis é denominada coletivamente como demanda. Essa demanda deve ser atendida antes que o agente oxidante tradicional possa reagir com matéria biológica e apresentar resíduo livre. Em sistemas com alta demanda pontual ou contínua, associado às condições de pH elevado ou escassez de água, os programas de biocidas oxidantes tradicionais podem se tornar caros ou mesmo ineficazes. Oxamine® – tecnologia Buckman, é um oxidante capaz de reduzir os impactos negativos causados pelo crescimento microbiológico em águas de alta demanda e não é suscetível a níveis de pH elevados ou contaminações orgânicas, como os oxidantes tradicionais. Este artigo explora a aplicação de Oxamine® em situações de alto estresse para controle microbiológico como uma alternativa econômica aos biocidas oxidantes convencionais.
Química do cloro
O cloro tem afinidade com todos os materiais oxidáveis, como microrganismos, íons ferrosos, manganês, carbono orgânico, sulfitos, sulfetos, detritos e compostos de nitrogênio, o que define a demanda de oxidante e é denominada coletivamente como demanda de cloro.
O ácido hipocloroso, formado quando o cloro é adicionado à água, é o principal contribuinte para o controle microbiológico, mas se dissocia. A dissociação é determinada pelo pH e, às vezes, compostos adicionais, como o bromo, são adicionados para mudar o equilíbrio ou alterar a química de modo que não seja impactado pelo pH.
O gráfico abaixo mostra esta curva de dissociação.
O Oxamine® é um oxidante que não se dissocia conforme estas curvas, pois não precisará se dissociar e formar ácido hipocloroso para atuar como microbicida, possuindo alta especificidade para microrganismos e biofilme.
Case
Em um sistema de resfriamento que atende a área de fermentação e destilaria de uma usina de açúcar e álcool no Brasil, a água proveniente da torre de resfriamento vai diretamente para os trocadores de calor de placas das dornas e depois para os condensadores da destilaria por gravidade, passando pelo tanque de distribuição.
Utilizava-se um tratamento microbiológico convencional baseado em dois biocidas não oxidantes e um biocida oxidante à base de bromo. Após dificuldades com este programa, a fábrica decidiu mudar para o dióxido de cloro. Este programa também foi problemático devido ao aumento da frequência de limpeza nos trocadores de placas e aumento dos níveis de cloreto na água de recirculação, aumentando a corrosão e o alto custo devido ao alto consumo de dióxido necessário para manter o cloro residual na água.
Na safra seguinte, o tratamento com Oxamine® foi usado e aplicado sob um regime de dosagem intermitente e implementado como uma solução definitiva.
Benefícios do Oxamine
1- Oxamine® é produzido com equipamento de dosagem que permite a geração precisa de oxidante in loco.
2- Oxamine® não é sensível à alta demanda orgânica do sistema, não é necessário overdose do produto e gerar custos elevados, como é o caso do dióxido de cloro.
3- Oxamine® não aumenta os níveis de cloreto nem apresenta riscos de corrosão para equipamentos de aço inoxidável.
As fotografias abaixo comparam a torre de resfriamento com o uso de dióxido de cloro e com o uso de Oxamine®.
Fig. 1 – Comparação de tratamento: esquerda Dióxido de cloro – direita Oxamine® Além da comparação direta referente a formação de biofilme no recheio da torre, também foram feitos estudos comparativos de eficiência em antibiograma.
Os resultados do antibiograma para comparar a eficiência do Oxamine® com os biocidas não oxidantes comumente utilizados, são mostrados na Tabela 1. Este antibiograma foi realizado utilizando como inóculo amostras de água da própria torre de resfriamento, sem tratamento microbiológico.
Tabela 1 – Comparação de eficiência do antibiograma
Conclusão:
Com o uso de OXAMINE® os seguintes benefícios foram observados:
1. Redução no consumo de água de reposição de até 87 000 m3 na safra
2. A eliminação da necessidade de limpeza dos trocadores de calor
3. A eliminação do processo de limpeza dos condensadores da destilaria
4. Redução no consumo de energia de até 15.000 kWh na safra
5. Redução do custo do programa de tratamento de corrosão
Créditos do trabalho: • C. Krenz • S. Duarte Aranha
A Reunião Início de Safra 2023 voltou ao formato presencial para preparar os clientes rumo a uma nova jornada de desafios e conhecimento. Realizado no dia 8 de março em Piracicaba, SP, o evento com o tema “Ação além da estratégia” reuniu mais de 200 profissionais de usinas e destilarias de todo o Brasil que puderam conferir as novidades nas áreas de pesquisa, engenharia e controle analítico, além das perspectivas para a safra 2023/24 nas áreas agrícola e industrial.
Mais de 200 pessoas participaram da Reunião Início de Safra Fermentec 2023
O presidente da Fermentec, Henrique Berbert de Amorim Neto, abriu a Reunião destacando o tema do evento, em que a estratégia e a ação devem andar juntas para a geração de valor e resultados. Para isso, a Fermentec tem uma expressiva base de pesquisa e desenvolvimento que se refletem na otimização dos processos industriais. Durante a abertura, Amorim apresentou novidades, como nova levedura para o processo fermentativo, pesquisas e iniciativas que vêm se consolidando, como a fermentação com melaço de soja, dentro do conceito do uso de novas matérias-primas para a produção de etanol e outros produtos de valor agregado.
Henrique Berbert de Amorim Neto
Novas metodologias, indicadores, tecnologia e muito conhecimento foram o foco da Reunião Início de Safra de 2023. Confira o resumo das apresentações:
Ana Paula Malvestio
Levantamento feito pela Pwc revela que 1/3 dos CEOs não acredita que suas organizações serão economicamente viáveis nos próximos 10 anos se for mantido o rumo atual. Além disso, as organizações enfrentam o desafio de se reinventarem paralelamente às tarefas do dia a dia diante de um mundo disruptivo. O mesmo levantamento também apontou que muitas empresas estão elaborando estratégias sem levar em conta as emissões de carbono. Foi com a apresentação do atual cenário que a conselheira fiscal da Raízen e consultora em ESG, Ana Paula Malvestio, iniciou sua palestra na Reunião Início de Safra, com o alerta sobre a importância da governança não só na empresa, mas em toda a cadeia produtiva. E nesta seara entra o ESG e a vanguarda do setor sucroenergético brasileiro. Segundo Ana Paula, não é preciso escolher entre retorno e sustentabilidade e o Brasil está muito bem posicionado na produção de energia limpa, um objetivo que o mundo inteiro está buscando, mas ainda há muito a fazer na jornada do ESG e as pessoas terão um papel cada vez mais fundamental no uso eficiente das tecnologias.
Rudimar Cherubin
Rudimar Cherubin apresentou um resumo dos principais indicadores agroindustriais da safra 2022/23 das unidades assistidas pela Fermentec. Além dos dados desta safra, foi apresentado um estudo comparativo entre todas as usinas assistidas aplicando os dados acumulados das últimas 5 safras, ou seja, entre 2017 e 2022. Nesse estudo são observadas as tendências dos indicadores agroindústrias que fornece informações importantes para o direcionamento de investimentos e tecnologias no setor sucroalcooleiro. Os dados das usinas foram separados em quatro grupos ordenados de acordo com o RTC, um grupo de maior eficiência, um grupo de menor eficiência e dois intermediários. O mesmo estudo foi realizado formando grupos de acordo com o RTC. Com os resultados, foram aplicados testes estatísticos para a determinação dos parâmetros mais importantes e impactantes sobre o RTC e sobre o RGD. Na conclusão, foi apresentado um quadro com parâmetros mais importantes, os quais podem ser usados como referência para usinas com alta eficiência industrial. Esse quadro caracteriza as unidades com maior eficiência. Para a safra que se iniciará, Rudimar afirmou que há uma tendência de aumento na produção (toneladas) e de produtividade de cana (toneladas/ha), devido às condições climáticas, porém ainda é prematuro afirmar de quanto será essa elevação. A tendência também será de uma safra com o mix voltado ainda mais para açúcar.
Otavio Tufi
Otávio Tufi, do Benri, mostrou em sua palestra na Reunião Início de Safra que o setor está voltando a plantar mecanicamente com aumento em índices importantes para a agrícola. A área plantada mecanicamente teve aumento de 13,72% no último ano. O rendimento médio das colhedoras também aumentou em 6,64%, número atribuído à melhoria do índice de tonelada de cana por hectare. O consumo médio de mudas reduziu, dado que é muito representativo, visto que a muda é o insumo mais caro do plantio. Estes são alguns dados que fazem parte da classificação agrícola, o rating do Benri. Para Tufi, a expectativa para a próxima safra é de aumento da área plantada de forma mecanizada com declínio no consumo de óleo diesel, ampliação da área fertilizada por vinhaça e composto e aumento da tonelada de cana por hectare, que deve variar em maior ou menor nível a depender da taxa de reforma do canavial, principalmente os mais afetados pelas intempéries climáticas dos últimos anos.
Fernando Henrique Giometti
As perdas por destruição térmica dos açúcares em usinas foi o tema da palestra de Fernando Henrique C. Giometti. A exportação de bioeletricidade pelas usinas é uma importante fonte de receita, mas pode expor o açúcar do caldo a altas temperaturas por mais tempo, o que provoca perdas de açúcar por degradação térmica. Fernando Henrique apresentou as principais causas para a destruição do açúcar, como a temperatura, o pH e o tempo de retenção, que são fatores relevantes para determinar a intensidade dessa degradação, a importância do monitoramento e como realizá-lo corretamente, além de estudos de caso de usinas. Entre as medidas para minimizar a degradação estão o uso de cana limpa e fresca, bom sistema de controle de pH do caldo, dimensionamento adequado da evaporação (projeto, arranjo e performance), eficiência do dessuperaquecimento e na geração de vácuo da evaporação, limpeza operativa e alta recuperação dos sistemas de cozimento.
André Ferrisse
Claudemir Bernardino, André Ferrisse e Fernando Ré fizeram uma palestra conjunta em que abordaram a frequência analítica do laboratório e recomendam a realização de análises pelos colaboradores do processo. O boletim de médias semanais contará na safra 2023/24 com um novo layout e agora os clientes vão enviar os dados para a Fermentec via Portal do Cliente, que vai promover mais agilidade e flexibilidade no envio e processamento. O boletim semanal contará com um novo parâmetro, o monitoramento da perda de açúcar na evaporação). Já na avaliação mensal serão inseridos dados sobre a vinhaça (L Vinhaça/L Etanol, potássio na vinhaça Kg/m3) e sobre o volume de água residuária. Comentaram também sobre as novas tecnologias para o indicador RGD, dando ênfase ao acompanhamento e validação do amostrador contínuo e ponderal de mosto.
Fernando Ré
Abrindo as palestras do período da tarde da Reunião Início de Safra, Thiago Mesquita explicou o conceito do GAOA – Gestão Avançada e Operação Assistida – uma tecnologia de inteligência artificial desenvolvida pela Fermentec para a gestão e controle dos processos da indústria. É a transformação dos dados em ação, da informação em otimização. A análise de dados é baseada em quatro níveis. O descritivo responde à pergunta: o que aconteceu? Nível diagnóstico: por que isso está acontecendo? No nível preditivo: o que acontecerá? E finalmente o nível prescritivo: o que devo fazer? À medida em que se avança nos níveis, as tarefas se tornam mais complexas. Por isso, a Fermentec atua em todos esses níveis para identificar os pontos necessários de desenvolvimento para cada cliente. O GAOA faz as análises nesses níveis e gera visualizações em diversas dimensões que promove agilidade na tomada das decisões na usina.
Thiago Mesquita
O tema da palestra de Mário Lucio Lopes foi a nova classificação dos lactobacillus, bactérias resistentes e a metagenômica. Em sua apresentação, Mário voltou a 1989 quando o pesquisador Claudio Gallo descobriu mais de 300 bactérias que podem estar presentes na fermentação alcoólica e fez uma reflexão sobre as mudanças pelas quais o setor passou desde aquela época. A preocupação com as bactérias se justifica. Para uma destilaria com uma produção diária de 1 milhão de litros de álcool, para cada aumento em dez vezes no número de bactérias, a unidade perde 19 mil litros, o que corresponde a uma perda de mais de 52 mil reais por dia. Por isso, o papel da metagenômica para o setor é fundamental porque permite não só conhecer a diversidade das bactérias, mas fazer novas classificações. A partir desse conhecimento é possível saber como as bactérias afetam o processo, fazer ajustes na indústria e aumentar a eficiência dos produtos antibióticos na fermentação.
Mário Lucio Lopes
Encerrando as palestras técnicas da Reunião Início de Safra 2023, Silene de Lima Paulillo, fez uma viagem pela história da seleção de leveduras ao longo dos últimos 46 anos e apresentou os dados da dinâmica populacional da última safra. Selecionada em 1990, a levedura PE-2 se mantém até hoje na liderança, sendo a mais utilizada entre os clientes Fermentec. Chega a 80 o número de usinas que usaram a PE-2. Mais recentemente, as leveduras Personalizadas já somam 71 linhagens presentes em 36 usinas. Durante a safra 2022/23, as leveduras Personalizadas foram responsáveis por 14% da produção do etanol do Brasil. A análise envolveu 114 destilarias, 552 amostras e mais de 7600 perfis de DNA. A CAT-1 e a FT 858L já foram validadas para a produção de etanol de milho. Já a SOY-1 e SOY-2 são utilizadas na fermentação de melaço de soja.
Silene de Lima Paulillo
Claudemir Bernardino fez o encerramento da programação da Reunião Início de Safra Fermentec 2023 destacando que é na Diretoria das empresas que se define a estratégia das empresas, contudo na operacionalidade do processo de produção que tudo acontece, por isso que as decisões em relação as ações, também se deve pensar com estratégia, considerando que existem ferramentas para se alcançar uma assertividade maior. Outro ponto alertado, foi a importância da parceria da Fermentec com os clientes, essa tem sido fundamental para obtenção dos resultados, assim como para as inovações que permite alcançar aumento na eficiência industrial e diminuição de custos. “A capacidade de uma organização para aprender e traduzir rapidamente essa aprendizagem em ação é uma vantagem competitiva decisiva” (Jack Welch).
Há mais de década, a Unipar, líder na produção de cloro e soda e segunda maior produtora de PVC na América do Sul, investe em um projeto estratégico que reforça sua busca contínua em implementar novas tecnologias e modernização de processos industriais, garantindo ainda mais qualidade e confiabilidade dos produtos produzidos, reforçando seu propósito de ser confiável em todas as relações.
A companhia, produtora de ácido clorídrico (HCl), entende que seu produto pode ser uma alternativa segura, eficiente e com uma ótima relação de custo e benefício para o fornecimento de um insumo fundamental, utilizado no ajuste do pH no processo de tratamento de leveduras, sendo um passo importante no processo nas usinas de açúcar e etanol.
Para chegar nessa conclusão foram realizados estudos meticulosos, que contou com o apoio de parceiros renomados para oferecer ao setor sucroenergético um produto capaz de substituir, com benefícios, o ácido sulfúrico, tradicional insumo utilizado nessa etapa. E para esse trabalho a Fermentec foi convidada como parceira. Foram realizados testes de viabilidade da fermentação entre outras análises, e o uso do insumo foi aprovado. Com relação à corrosão, nosso primeiro parceiro foi o Coppetec, ligado à Universidade Federal do Rio de Janeiro, com o professor Luiz Miranda. Na ocasião foram feitos testes e ficou provado que não havia diferença significativa entre o uso do ácido atual e o ácido clorídrico da Unipar.
Posteriormente, o conceito foi apresentado em um workshop em Ribeirão Preto, quando desafiaram a Unipar a fazer o mesmo teste com temperaturas mais altas. E nesse momento foi buscado outro centro de excelência, o Centro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais (CCDM), da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), a mais renomada em engenharia de materiais no Brasil. E mais uma vez foi provado e certificado que não há diferença entre a utilização dos dois ácidos.
Recentemente, quando esse projeto foi apresentado ao mercado, foram realizadas novas parcerias com a USP, através da professora e doutora Idalina Aoki, que é uma referência na questão de corrosão no mercado brasileiro, e a Fermentec seguiu como parceira do projeto. Também foram feitos estudos no Senai de Sertãozinho (SP), onde foi realizada uma simulação em uma planta piloto. Então, em vários momentos, diferentes centros de excelência certificaram e confirmaram a viabilidade desse projeto.
E a iniciativa ganhou escala comercial na safra 2022. A Usina São José da Estiva, em Novo Horizonte (SP), passou a usar o ácido clorídrico no seu processo de fermentação, em substituição ao ácido sulfúrico.
Mas essa não é apenas uma situação que acontece no Brasil, a utilização do Ácido Clorídrico na fermentação com leveduras para a produção de álcool está em alta na América do Sul. Em razão do histórico de escassez e alta de preços no fornecimento de Ácido Sulfúrico, insumo comumente utilizado nesse processo, as empresas argentinas estão migrando para o HCl, buscando manter a produção, diante da situação de mercado.
A experiência da Ledesma, companhia que tem maior vivência no uso do insumo na Argentina, tem servido de parâmetro para essa decisão. A empresa utiliza Ácido Clorídrico há mais de quarenta anos sem qualquer problema. Não há nenhuma diferença entre os parâmetros de processo e nem depreciação em equipamentos relacionados à corrosão (equipamentos são feitos com materiais compatíveis ao Ácido Clorídrico). O Grupo Ledesma produz o ácido clorídrico durante o seu processo e o envia para a usina de açúcar e etanol, gerando uma importante vantagem competitiva.
Há vários benefícios no uso do HCl, mas vale destacar a previsibilidade de custos. O ácido utilizado hoje depende de variações cambiais, do mercado internacional e da sazonalidade do mercado de fertilizantes. Já a produção do ácido clorídrico da Unipar fica praticamente toda concentrada no mercado nacional. Os três insumos, sal, energia e água são captados quase em sua totalidade no mercado interno, inclusive a companhia tem projetos em andamento para autoprodução de energia elétrica. Os três empreendimentos realizados a partir das joint ventures fechadas com a Atlas Renewable Energy e AES Brasil produzirão 485 MW de energia, dos quais 149 MW médios serão para consumo nas plantas da Unipar. Com isso, iremos oferecer ao mercado ácido clorídrico verde, o que é outro benefício.
Alinhado ao objetivo de dobrar de tamanho nos próximos anos, seguindo o direcionamento estratégico de crescimento sustentável e observando as tendências de mercado, a Unipar anunciou dois importantes investimentos. O primeiro foi a expansão da fábrica de Santo André, no final do ano passado, que terá um adicional de mais de 15% a sua produção. O segundo investimento, anunciado em 2022, foi o primeiro projeto greenfield da empresa, uma nova fábrica no Polo Petroquímico de Camaçari, que será responsável pela produção de 20 mil toneladas de cloro e 22 mil toneladas de soda cáustica por ano, assim que a fábrica estiver em operação. Quando associamos esse crescimento com a necessidade do mercado por uma alternativa estratégica, avaliamos que fazia sentido focar no segmento sucroalcooleiro.
E assim seguimos com o nosso propósito de sermos confiáveis em todas as nossas relações, atendendo com excelência e entregando a melhor solução para nossos clientes.
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A Unipar é patrocinadora da Reunião Início de Safra Fermentec 2023
A produção de açúcar nas usinas sucroalcooleiras pode ser dividida a grosso modo, nas seguintes “etapas”, Recepção e esmagamento da cana, tratamento e evaporação de caldo, cozimento do açúcar, secagem e armazenamento do produto final, estas etapas maiores podem ser subdivididas em etapas menores. Este trabalho tratará especificamente da evaporação, que está localizada dentro da etapa de tratamento do caldo.
A parte de evaporação, como o nome já sugere, concentra a os açúcares no caldo através da evaporação da água.
Os aparelhos de evaporação dispõem de tubulações que conduzem o vapor e também o caldo, separadamente. Esses dutos que conduzem o caldo acumulam sujeira e incrustações, que acabam dificultando e até impossibilitando que haja a troca de calor. Essas incrustações são provenientes de algumas substâncias sólidas dissolvidas e que devido à troca de temperatura e inúmeros fatores químicos e físicos, tem seu coeficiente de solubilidade reduzido, favorecendo a formação de cristais que se depositam nas paredes da tubulação. A composição dessas incrustações varia, de usina para usina.
Segue abaixo os principais compostos que formam tais incrustações:
• Carbonato de Cálcio – CaCO; • Oxalato de Cálcio – CaC2O4; • Hidróxido de Magnésio – Mg(OH); • Silicato de Cálcio – CaSiO; • Silicato de Magnésio – MgSiO; • Óxido de Ferro II – FeO; • Hidróxido de Zinco – Zn(OH)2.
Para a manutenção do funcionamento ideal do equipamento de evaporação é necessário a manutenção destes tubos limpos. A limpeza dos equipamentos de evaporação, podem ser realizadas de duas formas; (a) Limpeza mecânica (tempo de parada de médio de 22 horas, tempo de limpeza de 8 a 10 horas) e (b) Limpeza química (tempo médio de parada de 22 horas, tempo de limpeza 14 a 18 horas.
Na limpeza mecânica, a remoção da camada de incrustação é realizada pela ação mecânica dos jatos de água do hidrojato ou pelo atrito das engrenagens das rosetas com a camada de incrustação. Na limpeza química, as camadas de incrustação, são removidas pela interação química dos compostos ácidos e alcalinos e os componentes da camada de incrustação.
Um fator importante a ser destacado é que se a tubulação da evaporação não estiver limpa, a incrustação se formará cada vez mais rapidamente, no entanto, se estiver com a superfície dos tubos lisa, não ocorrerá depósito com tanta facilidade.
A deposição de incrustação nas paredes dos tubos, pode ser diminuída consideravelmente com a utilização de antincrustante, proporcionando com isso:
• Aumento do período de campanha do evaporador; • Economia de vapor devido à maior eficiência na troca térmica dos evaporadores; • Limpezas rápidas e de alta qualidade; • Redução de custo com limpeza; • Aumento na produtividade da fábrica de açúcar, pela melhora no Brix do Xarope; • Aumento da vida útil do equipamento de evaporação.
O antincrustante age de duas formas no equipamento de evaporação, na primeira o antincrustante forma uma película fina na superfície do tubo, tornando-o mais liso e protegendo a parede do tubo da deposição dos sais, o excedente em solução realiza a segunda etapa da proteção, onde os sais de cálcio e magnésio reagem com o antincrustante presente na solução, evitando o crescimento estável da estrutura cristalina, fazendo com que as pequenas partículas formadas permaneçam em solução, aumento o limite de solubilidade desses sais, retardando assim a precipitação causadora da incrustação. O pouco de incrustação que precipita, fica com uma “dureza” bem menor que a convencional, facilitando assim a limpeza, diminuindo com isso o tempo de limpeza e o consumo de produtos químicos.
A seguir mostraremos um estudo de caso realizado numa unidade sucroenergética localizada no triangulo mineiro, mostrando os benefícios da utilização deste produto na evaporação.
Carta Teste: 012/17 Descrição do Produto: ANTINCRUST SQ 48 Fornecedor: SERQUÍMICA INDÚSTRIA DE PRODUTOS QUÍMICOS LTDA
METODOLOGIA
Início de dosagem em 26/08/2017 e término em 13/10/2017. A dosagem iniciou com 100 ppm, foi reduzida gradativamente até os 40 ppm, atualmente dosamos 30 ppm de antincrustante em relação ao caldo. A dosagem foi distribuída igualmente entre pré-evaporadores, 3º efeito e 5º efeito.
Metodologia Analítica
A determinação dos dados se deu por análises realizadas pelo laboratório industrial e de sacarose da unidade na qual o teste foi realizado.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Os resultados evidenciaram que houve redução da camada de incrustação no feixe tubular dos evaporadores e consequente redução no consumo de ácido fórmico na limpeza química. No gráfico 1 (Anexo A) é apresentado o consumo de ácido fórmico antes do teste, nos meses de julho e agosto, e o resultado do mês de setembro, após a aplicação do antincrustante SQ 48.
Com os evaporadores mantendo-se limpos por maior tempo, observamos uma maior eficiência da evaporação, que podemos comprovar através das análises de Brix do xarope (gráfico 2 – Anexo B). Com o xarope mais concentrado, a fábrica de açúcar torna-se mais eficiente, reduzindo o tempo de cozimento do açúcar. O efeito foi a maior produção de açúcar (média de 10% de aumento na produção), conforme segue no gráfico 3 (Anexo C).
CONCLUSÕES
Analisando os resultados obtidos e expostos acima, é possível comprovar os benefícios da utilização de antincrustante na economia de vapor, na redução de custo e na melhoria da limpeza, através do aumento do Brix do xarope e do ganho de produtividade da planta industrial. Estes fatores estão automaticamente atrelados à redução de custos com a utilização de antincrustante na produção de açúcar.
Uma importante consideração foi o aumento do tempo de operação dos equipamentos em condições ideais.
A dosagem ideal de antincrustante depende das condições de incrustação da evaporação, normalmente gira em torno de 30 a 50 ppm, em relação a vazão de caldo da evaporação.
Gerlan Nasário Monteiro da Silva gerlan.engenharia@Serquimica.com.br Serquimica Industria de Produtos Químicos LTDA
Anexos
Gráfico 1 – Consumo de ácido fórmico para limpeza química antes (julho e agosto) e depois da utilização do antincrustante SQ 48 (setembro)
Gráfico 2 – Média mensal de Brix do xarope antes (julho e agosto) e depois da utilização do antincrustante SQ 48 (setembro)
Gráfico 3 – Produção mensal de açúcar antes (julho e agosto) e depois da utilização do antincrustante SQ 48 (setembro)
Conteúdo da empresa Serquímica, patrocinadora da Reunião Início de Safra Fermentec 2023
Segundo Lorenzi (2015), “O tratamento ácido do levedo, prática recorrente nas fermentações com reciclo de células, é uma etapa importante que ocorre no final da fermentação com a utilização de ácido sulfúrico, um dos insumos que mais pesam no orçamento das unidades”.
Na safra 2021/22, este insumo se tornou o de maior impacto no custo operacional das fermentações. Colocando em discussão o paradigma de equilíbrio no seu uso. A Química Real, junto com seus clientes, criou protocolos de aplicação de seus antibacterianos, visando a redução equilibrada no consumo de ácido sulfúrico, atrelado ao controle efetivo da fermentação alcoólica, sem elevar parâmetros como da população bacteriana e aglomeração de células, mantendo, e até elevando, a taxa de conversão dos açúcares em etanol.
02 – Protocolo de tratamento e resultados
Ao se pensar em reduzir o uso de um determinado insumo no processo fermentativo é importante saber quais são seus principais objetivos em sua aplicação. Para o ácido sulfúrico, no mesmo trabalho citado na introdução, Lorenzi (2015) explica: “A utilização do ácido com procedimentos operacionais adequados é muito eficiente para combater a contaminação bacteriana, deflocular o levedo, potencializar a ação de alguns antibióticos e remover impurezas da parede celular da levedura…”.
Portanto, ao se reduzir a quantidade de ácido sulfúrico o “gatilho” para a aplicação do antibacteriano deve ser modificado, levando em consideração todos estes pontos levantados para o uso do ácido sulfúrico.
Como exemplo, em uma unidade produtora na região de Ribeirão Preto/SP, foi realizado um protocolo de tratamento visando os seguintes parâmetros:
• População bacteriana abaixo de 8×106 Bastonetes/mL, • Aglomeração das células abaixo dos 15%; • Produção (balanço) de ácido láctico abaixo dos 450ppm.
Sempre que um destes parâmetros era atingido a intervenção com o antibacteriano era realizada, aumentando ou reduzindo sua dosagem, de acordo com o desafio encontrado. A manutenção destes parâmetros nos níveis determinados, possibilitou reduzir o consumo de ácido sulfúrico de 9,43g de ácido sulfúrico/L de etanol para 3,63g/L de etanol, em média. Gerando uma redução de 22.187Kg de ácido sulfúrico/semana.
Gráfico 01 – Média semanal do consumo se ácido sulfúrico, antes e após a aplicação do protocolo de tratamento.
Se baseando em um preço médio do ácido sulfúrico de R$12,00/Kg, este trabalho, em parceria com o cliente, gerou uma economia de R$266.244/semana, em relação ao ácido sulfúrico.
Gráfico 02 – Economia com o ácido sulfúrico durante o protocolo de tratamento.
03 – Trabalho colaborativo, Química Real, Time da unidade, e produto de qualidade Todos os protocolos elaborados pela Química Real em parceria com os clientes foram realizados de acordo com as condições operacionais de cada cliente, levando em consideração todas as variáveis particulares de cada processo e as metas desejadas pelos clientes. Não existe uma regra geral, e sim um trabalho personalizado para cada cliente, com o acompanhamento de nossa equipe técnica.
Se antecipar aos desafios que podem surgir é um fator importante a se destacar, como, por exemplo, a correção do pH no tratamento do caldo. Sempre que o consumo da cal refletia algum aumento, ações na fermentação eram tomadas, afim de evitar o aumento na aglomeração das células, o que prejudicaria a condução do processo. Insumos de alta eficácia e excelente qualidade, estudo sobre as características de cada insumo utilizado na fermentação, a interação entre eles, e o conhecimento das condições operacionais (qualidade da matéria-prima, tratamento do caldo, qualidade da água na fermentação e controle da temperatura no processo fermentativo, etc.) são pontos importantes para a elaboração de um protocolo de condução do processo fermentativo, que resulte em ganhos financeiros expressivos.
04 – Conclusão Os protocolos elaborados para a redução no consumo do ácido sulfúrico resultaram em uma economia no custo operacional da fermentação, elevando assim o lucro na venda do etanol produzido, sem descontrolar o processo fermentativo. Mantendo a população bacteriana, e seus metabólitos, em níveis aceitáveis, controlando a aglomeração das células, não prejudicando o processo de centrifugação do fermento.
Referência Bibliográfica:
LORENZI, M. S. – Ácido sulfúrico ou ácido clorídrico. Outubro 2015. Artigo científico – Portal FT, http://www.portalft.com.br/2015/Outubro/1120/acido-sulfurico-ou-acido-cloridrico
A Química Real é patrocinadora da Reunião Início de Safra Fermentec 2023
A tecnologia NIR para análises na indústria sucroalcooleira está sendo cada vez mais utilizada para controle de todo o processo. Um dos principais desafios existentes no uso de equipamentos NIR é o desenvolvimento de um banco de dados robusto que possua quantidade de amostras representativas para toda a safra. A atualização desse banco de dados deve ser realizada periodicamente a fim de incluir variações importantes dos produtos.
Para incluir estas amostras utilizando os procedimentos padrões de equipamentos NIR, esses dados deveriam ser enviados para o fornecedor do equipamento para o desenvolvimento e a atualização das calibrações. Isso pode gerar custos adicionais ao cliente e demora no processo.
Por isso, a BUCHI criou uma ferramenta exclusiva para esses desenvolvimentos – o Autocal® – Adicione os valores de referência para cada medida, marque o conjunto de amostras para calibração e pressione o botão do AutoCal. Um relatório com as informações estatísticas das calibrações atualizadas é mostrado na tela ao final do cálculo e baseado nos resultados obtidos a calibração pode ser aceita ou recusada.
Figura 1: Procedimento de atualização de calibrações utilizando o BUCHI Autocal
Sem dúvida o AutoCal é uma ferramenta poderosa para o desenvolvimento e atualização de modelos de calibração com o mínimo de interações, facilidade para o operador e em menor tempo possível. Aproveite ao máximo a tecnologia NIR dos equipamentos ProxiMate e NIR-Online de forma rápida e eficiente.
A Buchi é patrocinadora da Reunião Início de Safra Fermentec 2023
Para refletirmos sobre a safra 2022/23 e as perspectivas para a próxima, nada melhor do que utilizarmos os resultados e as curvas de classificação do Rating Operacional do BENRI.
Começando pelos resultados agrícolas, conforme a tabela abaixo, no plantio, podemos perceber que está havendo, pelo setor canavieiro, a retomada do plantio mecanizado. Essa retomada vem acompanhada de boas notícias, como a redução do consumo de mudas e a redução expressiva no índice de falhas. Esses dois índices, por sua vez, vêm sendo beneficiados pelas evoluções tecnológicas do plantio mecanizado e pelos intensos treinamentos operacionais praticados pelas usinas. Além disso, eles também foram favorecidos, em 2022, pela melhoria das condições climáticas.
Tais fatores também contribuem para a melhoria do processo de colheita. Tomando a safra passada de exemplo, não é somente o aumento do TCH que justifica o aumento do rendimento médio das colhedoras, mas também a maior eficiência das novas colhedoras de cana em operação, juntamente com melhores layouts das lavouras.
Em relação aos Tratos Culturais, cabe destacar que tal etapa do processo produtivo vem passando por um processo de evolução tecnológica bastante expressivo, com a utilização racional dos resíduos industriais na fertilização dos canaviais, com ênfase na aplicação localizada da vinhaça. Além disso potencializar a produtividade agrícola e potencialmente diminuir o custo de produção, tal pratica também impacta positivamente na geração de CBIOs.
Sobre a Produtividade Agrícola, em 2022, as melhores condições climáticas, juntamente com os outros fatores descritos anteriormente, certamente acarretaram no ganho significativo do TCH. Contudo, podemos notar uma perda da qualidade da matéria prima, de acordo com a tabela acima. Por fim, avaliando a tendência de desempenho operacional geral da área agrícola das unidades do setor, de acordo com a tabela abaixo, podemos notar que, apesar das mudanças citadas em alguns indicadores, de forma geral, não ocorreram grandes deslocamentos nos níveis de eficiência das unidades avaliadas, quando comparamos com a safra anterior.
Quanto aos resultados industriais, conforme a tabela abaixo, começando pela Extração, os valores da curva da safra 2022/23, na média (Rating B), estão 0, 15% menores que a safra anterior (2021/22). Para justificar esta diminuição, além de terem ocorrido mais paradas na safra, as Impurezas Minerais e Impurezas Vegetais foram bem maiores, por conta das chuvas mais intensas no período.
Em relação ao índice de Tratamento do Caldo, os valores foram praticamente iguais nas duas safras, entretanto, houve alterações nos parâmetros que o compõe. Por exemplo, na média, a Perda na Torta foi maior, por outro lado, a Destruição de Açúcar no Xarope foi menor. Isso é explicado pela diminuição da diferença entre o pH do caldo clarificado e o pH do xarope, além da menor temperatura da última caixa de evaporação.
Fermentação e Destilação foram melhores nessa última safra, como demonstrado nos dados abaixo.
Para avaliação da Eficiência Industrial, utilizando o indicador RTC (Recuperado Total Corrigido) como parâmetro, podemos perceber que, na média, ela foi menor na safra 2022/23, com uma variação de -0,41%. Em geral, essa redução do RTC se justifica devido as avaliações intermediarias, citadas anteriormente. Como por exemplo, a redução da Extração e os aumentos das Perdas na Torta e das Perdas Indeterminadas, as quais, por sua vez, são consequências de a safra ter sido mais chuvosa e, inevitavelmente, com mais paradas. Para terminar, avaliando a tendência de desempenho operacional geral da indústria das unidades do nosso setor, podemos perceber, na tabela abaixo, que houve um deslocamento significativo de diversas unidades avaliadas para os maiores níveis de eficiência (AAA – A), quando comparamos com a safra anterior. Isso pode ser explicado, dentre outros fatores, pelo deslocamento para baixo das curvas de classificação dessa safra.
Este artigo é um pequeno resumo das análises realizadas pelo BENRI. No nosso Rating Operacional fazemos uma avaliação completa, independente e in loco, sobre a eficiência operacional dos processos agrícolas e industriais de unidades produtoras do setor sucroenergético. Visite nosso site e entre em contato conosco para saber mais.
O Benri é patrocinador da Reunião Início de Safra Fermentec 2023
A 11a edição do Simpósio Científico Interno da Fermentec (SCIFer) teve um toque especial em 2022, ano em que a Fermentec completou 45 anos. O simpósio faz parte da confraternização em que colaboradores apresentam, ao longo da manhã, as principais atividades realizadas durante o ano em transferência de tecnologia a seus clientes.
Colaboradores da Fermentec reunidos para o XI SCIFer
O SCIFer foi inspirado em uma prática adotada pelo fundador da Fermentec, Henrique Vianna de Amorim, quando era professor do Departamento de Bioquímica da Esalq/USP. Amorim sempre defendeu que tão importante quanto publicar trabalhos, é apresentá-los para que mais pessoas tenham acesso aos conteúdos “nosso departamento foi pioneiro em fazer essas apresentações e, nos anos seguintes, a prática foi replicada em outras faculdades da Esalq. O pesquisador deve fazer o trabalho e depois comunicar. Hoje, na Fermentec, a comunicação é quase 100% do nosso sucesso. Comunicação é tudo”, afirmou Amorim na abertura do Scifer.
Durante o simpósio, os colaboradores apresentaram pesquisas sobre seleção de leveduras, cariotipagem, controle de contaminação, produção de açúcar e de levedura seca, além de novas ferramentas para coleta e análise de dados. Ao final das palestras, os colaboradores fazem perguntas e debatem, uma oportunidade para aprofundar ainda mais o conhecimento.
Mário Lucio Lopes apresentou toda a trajetória da Fermentec nos últimos 45 anos
Após toda a passagem pela parte técnica, o Scifer foi tomado pela emoção. O diretor científico da Fermentec, Mário Lucio Lopes, apresentou uma linha do tempo desde 1977, quando Amorim iniciou seu trabalho de pesquisa com as usinas, reforçando o papel da Fermentec para o êxito do Proálcool e popularização do uso do etanol no Brasil “o dr. Henrique plantou a semente e preparou todo o solo para que pudéssemos estar aqui hoje trabalhando nas pesquisas, responsáveis pela produção de 80% do etanol brasileiro, e fez com que pudéssemos aspirar a voos mais altos”, afirmou Mário Lucio.
Já o presidente da Fermentec, Henrique Berbert de Amorim Neto, revirou o baú da família e apresentou diversas imagens que revelaram como foi a infância do dr. Henrique, desde a fragilidade de sua saúde que provocou a mudança da família da fria cidade de São Paulo para a quentinha Ribeirão Preto, até sua adolescência agitada pelas festas e intenso convívio social, facilitado por sua vontade de estar sempre junto com pessoas e capacidade de comunicação.
Henrique Vianna de Amorim (esq.) se emocionou com a homenagem feita pelo filho e presidente da Fermentec, Henrique Berbert de Amorim Neto (dir.)
Henrique Neto mostrou toda a força do pai em superar desafios. Mesmo com mestrado, doutorado e pós-doutorado em café, o professor Amorim, como é carinhosamente chamado, não hesitou em aceitar o convite do empresário Maurílio Biagi de colocar o Proálcool de pé. Durante a homenagem foi exibido um vídeo gravado em uma festa em 1989 em que Lamartine Navarro Júnior, também pioneiro na produção de etanol no Brasil ao lado de Biagi e Francisco Junqueira, exalta não só as qualidades técnicas de Amorim, mas também sua capacidade de convencimento de que medir cada parâmetro da fermentação era importante para o sucesso das usinas “se vocês estão aqui hoje na Fermentec é graças ao meu pai, que foi o começo de toda essa história, que sempre primou pelo conhecimento, boa convivência e comunicação”, finalizou Henrique Neto, emocionado.
