RenovaBio como referência de eficiência ambiental

Por Thierry Couto do BENRI

As crescentes preocupações com as mudanças climáticas e com as demais causas socioambientais têm feito o termo ESG (ambiental, social e governança em inglês) ganhar cada vez mais espaço na mídia e no mundo empresarial. Progressivamente, mais empresas têm procurado maneiras não só de melhorar suas práticas e políticas sob a ótica de ESG como também de divulgar e de ser reconhecida por elas. Nesse sentido, têm surgido cada vez mais certificações e avaliações de ESG para diversos tipos de setores.

No Brasil, falando especificamente sobre o setor sucroenergético, o programa RenovaBio tem proporcionado parte desse reconhecimento, através dos CBIOS, e ainda tem se mostrado como uma grande vitrine de eficiência ambiental para as unidades que participam do programa. Segundo dados da ANP, do dia 26 de junho de 2021 existiam 249 unidades produtoras de etanol hidratado certificadas no programa RenovaBio, número bastante significativo em relação a outras iniciativas voluntárias relacionadas à emissão de gases de efeito estufa (GEE) e demais aspectos socioambientais. O padrão Bonsucro, por exemplo, na mesma data apresentava 73 unidades certificadas. Essa grande quantidade de unidades adeptas ao RenovaBio garante maior divulgação de boas práticas pelas usinas participantes e, consequentemente, maior reconhecimento delas pelas partes interessadas.

Na prática, a nota de eficiência energético-ambiental avaliada no programa leva em consideração, além das eficiências operacionais das unidades avaliadas, a intensidade de carbono da produção de biocombustível das mesmas, de modo que é possível inferir quais unidades, do ponto de vista de emissão de GEE, mais contribuem, relativamente, para a descarbonização da matriz energética brasileira.

Das 249 unidades certificadas, a maioria delas (55%) apresenta uma nota superior à média do programa de 59,92 gCO2eq/MJ. Se classificarmos essas unidades em 12 intervalos de nota de eficiência, conforme a Figura 1 abaixo, podemos perceber que apenas sete unidades, isto é, cerca de 3%, estão entre as mais eficientes com uma nota superior à 68,72 gCO2eq/MJ.

Figura 1: Histograma das notas de eficiência energético-ambiental de etanol hidratado no programa RenovaBio. Fonte: dados da ANP e elaboração do autor.

Não há dúvidas de que as unidades com as maiores notas no RenovaBio são relativamente mais eficientes que as outras nos aspectos ambientais e operacionais, considerados no programa. Traçando o perfil dessas unidades, notamos que elas usam os insumos de forma mais eficiente e dão preferência aos menos danosos ao meio ambiente. Para exemplificar, mantendo a eficiência operacional contínua, uma redução no uso de fertilizantes sintéticos ou do consumo de diesel na fase agrícola entre 10 e 15%, eleva a nota de eficiência energética de até 2%. Como, de acordo com a Figura 1, as diferenças entre as notas das unidades são percentualmente pequenas, são essas reduções ou substituições de insumos que separam as unidades mais eficientes, energeticamente e ambientalmente falando, das demais unidades.

Além disso, outro fator fundamental do programa, relacionado à nota de eficiência energético-ambiental, que distingue as usinas mais eficientes das outras, é o controle dos dados de produção, tanto de biomassa própria, quanto de fornecedores. A diferença na nota utilizando o perfil de dados primários em vez de dados padrão pode chegar em mais de 25%.

Nesse sentido, reconhecendo esses fatos e com o intuito de incentivar o aumento da eficiência do setor de biocombustíveis, o BNDES (Banco Nacional do Desenvolvimento) criou, neste ano, uma linha de crédito específica para o RenovaBio, cujas condições estão atreladas, justamente, ao aumento na nota de eficiência das unidades solicitantes e certificadas no programa.

Sendo assim, a participação no programa RenovaBio permite às unidades certificadas não só o reconhecimento pela redução das emissões de GEE, através dos créditos de carbono e linhas de financiamento, mas também que elas comprovem e nivelem os seus compromissos socioambientais junto à sociedade.

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Cabeçotes rotativos de jatos contribuindo para o processo de desinfecção e controle microbiológico no segmento de Biocombustível

O objetivo deste trabalho é reforçar e trazer mais conteúdo para a tomada de decisão como os principais elementos que fundamentam o melhor retorno para a metodologia do CIP Clean in Place em tanques de fermentação alcoólica.

A longo prazo, não existe uma única solução como resposta absoluta devido as constantes mudanças tecnológicas e os diferentes objetivos que são buscados para cada tipo de projeto ou necessidade. O que vale destacar são recursos disponíveis nas tecnologias mais modernas que não são discutidos ou analisados com a devida atenção, deixando escapar oportunidades valiosas de otimizar a limpeza de tanques.

É importante mencionar que os objetivos para limpeza de tanque podem ser comuns em alguns fatores, mas diferentes sobre o seu grau de importância dependendo do que é valor para a organização. Entretanto são pontos comuns e esperados em todos os processos de limpeza de tanques os seguintes fatores:

a. Controle do ambiente microbiológico.
b. Necessidade de garantir o ambiente estéril para processos subsequentes.
c. Evitar contaminação cruzada.
d. Remoção de sujidades e incrustações.
e. Transferência de calor de forma efetiva.
f. Eliminar trabalhos manuais em espaço confinados, oferecendo controle automatizado total.
g. Otimização de tempos não produtivos e menor uso possível de utilidades de forma geral.

A atenção no processo de análise técnica e a escolha da tecnologia para limpeza de tanque depende da sua correta seleção, impactando diretamente nas margens e redução de custos operacionais. O uso correto dos conceitos de mecânica de fluidos, neste caso, está diretamente ligado a melhor taxa de cisalhamento superficial e ao regime turbulento dos jatos.

Os projetos que apresentam melhor retorno operacional e maior estabilidade de indicadores de limpeza e desinfecção são aqueles que utilizam tecnologias que combinam do TACT Sinner Circle, a maior ação mecânica e maior turbulência nas paredes dos tanques. O uso de tecnologias de jatos, por exemplo, garante que a força de impacto na parede dos tanques atenda as exigências de regime turbulento, reduzindo todos elementos empregados em uma descontaminação e assegurando a repetibilidade dos indicadores de qualidade.

Podemos ainda colocar na conta positiva das tecnologias de jatos rotativos, que por utilizarem em média 50% menos de volume de solução de limpeza em projetos green fields ou instalações novas, a economia gerada com menor infraestrutura é real, ou seja, será utilizada a capacidade de bombas com motores menores, menor diâmetro de tubulações e válvulas de diâmetro menores.

Escolher a melhor tecnologia de bicos rotativos também exige atenção e cuidados. Há critérios que devem ser levados em consideração, além da parte comercial e suporte do fabricante. Há elementos técnicos que acabam trazendo maior relevância nessa decisão, dos quais se destacam:

a. JPV – Velocidade periférica do jato, medido em metros por segundo: é a variável que se relaciona com o grau de eficiência de limpeza, sua oscilação determina quão eficaz pode ser o jato de acordo com sua velocidade na parede do tanque.
b. Distância do jato ou raio efetivo de limpeza, medida em metros: está relacionado a máxima força de impacto que o jato irá entregar quando estiver em contato com os internos dos tanques.
c. Distribuição volumétrica, medida em litros/m²: é a variável que determina a quantidade mínima de solução de limpeza que se deve empregar conforme a área quadrada do tanque em estudo.

Nos mais de 50 anos da existência de dispositivos rotativos de limpeza de tanques, a linha que se destaca é a Magnética. Ela possui um sistema de sincronismo externo ao tanque, ou seja, o fluido de limpeza não entra em contato com o sistema de redução de velocidade do cabeçote, o que elimina o risco de travamentos ou mal funcionamento.

Não menos importante, a baixa quantidade de peças utilizadas em toda construção da tecnologia magnética traz robustos benefícios, como melhorar a força e alcance dos jatos de limpeza e incrementar o tempo entre os intervalos de manutenção preventiva.

As máquinas rotativas de bicos alinhadas com a indústria 4.0 – ITAMA Intelligent tank management.


Diante de um cenário cada vez mais autônomo e exigente no conceito de controle automático de limpeza com monitoramento a distância, as linhas de dispositivos de limpeza de tanques não ficaram para trás. Atualmente, o conceito ITAMA já ocupa diversos projetos que permitem controlar remotamente o comportamento das máquinas, garantindo o ajuste de rotação para buscar o ponto ótimo de eficiência e, assim, assegurar ganhos operacionais, redução de custos e manutenção dos indicadores de qualidade. As máquinas podem ser agregadas com diversos sensores, com registros e controle de dados via comunicação digital com transmissão instantânea para uma central de análise e monitoramento.

O Sistema acima ilustra a instalação de uma máquina de transmissão magnética com controle e transmissão de dados de temperatura, rotação e sensor de validação de funcionamento via comunicação digital.

Eng. Caio Martins Roza – Operação Latam. caio.martins@scanjetsystems.com
Scanjet Marine and Systems AB.

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Torre de Resfriamento: o que é, qual sua importância e cuidados necessários

As torres de resfriamento são utilizadas para resfriamento dos fluídos como água, vinhaça e efluentes, advindos dos equipamentos e maquinarias que geram calor durante sua operação. Sua utilização visa não somente manter os processos operacionais trabalhando em continuidade como também auxilia o meio-ambiente, evitando o descarte desnecessário da água.

O projeto de torre de resfriamento de água exige o conhecimento de vários princípios básicos de engenharia. Requer inclusive as aplicações práticas destes princípios, utilizando os melhores materiais e técnicas existentes, a fim de obter os resultados desejados. Para isto, os componentes básicos precisam ser projetados para formarem uma unidade integral. Destacamos alguns deles:

1) Estrutura: A torre precisa não somente suportar o peso dos componentes básicos como equipamento mecânico, enchimento, eliminador de gotas, etc, como também o peso da água em circulação, cargas de vento e até mesmo abalos sísmicos. A estrutura de suportação também tem grande impacto dependendo do tipo de fluído que será resfriado, podendo ser em aço carbono/galvanizado, concreto ou PRFV pultrudado.

2) Enchimento: Localizado na parte interior da torre de resfriamento, o enchimento de contato tem como função aumentar o tempo de contato entre a água e o ar, acelerando o processo de refrigeração do fluído. Portanto, é de extrema importância a definição correta de qual enchimento deverá ser utilizado em uma torre, em especial para o setor sucroalcooleiro, pois há fatores como: qualidade da água (se terá arraste de açúcar, se será vinhaça, etc) e tipo de ambiente (se será carregado de bagacilho, poeira, etc), pois o enchimento precisa ser dimensionado para promover a troca térmica adequada com a menor resistência ao fluxo do ar possível, evitando entupimentos ou perda de carga térmica.

3) Eliminador de Gotas: Possui duas funções importantes para a torre de resfriamento: retém as partículas de água do processo de evaporação que são aspiradas pelo ventilador, e esta água acumulada escorre e retorna para a bacia de água fria, assim como também auxilia na uniformização do fluxo do ar.

4) Distribuição de água: Cada célula da torre tem um sistema de distribuição de água independente, a qual precisa ser dimensionada corretamente para que a queda d’água (conhecido como “chuva”) seja uniforme dentro da torre, evitando pontos de fuga ou pontos secos. A VETTOR disponibiliza dois tipos distribuição de água, sendo:
a) PRESSÃO – Formado por duto principal e ramais, fabricados em tubo de PVC ou PP reforçado com PRFV. A conexão com a rede hidráulica é feita por flange de PRFV, fabricado conforme norma ANSI B 16.5.
b) GRAVIDADE – Composto de canaletas principais em PRFV e ramais em tubos de PVC ou também em canaletas de PRFV. A conexão com a rede hidráulica e feita por intermédio de flange de PRFV, conforme norma ANSI B 16.5.

Após sua partida, é necessário ter um esquema de manutenção planejado racionalmente e executado rigorosamente, pois este, sem dúvida, é responsável não só pela durabilidade e eficiente operação do equipamento, como também pela redução dos custos de manutenção. A manutenção corretiva, onde as peças são substituídas após a sua quebra, deve ser substituída pela manutenção preventiva. Nesta, as peças são substituídas periodicamente – quando necessário –, ou são feitas limpezas adequadas para se manter a eficiência.

Durante a manutenção, é preciso atentar-se que, por ser um equipamento que contém vários componentes construídos em materiais plásticos e inflamáveis, mesmo que os mesmos sejam auto extinguíveis, deve-se tomar cuidados extras nas manutenções para evitar incêndios na planta ou perda de célula, comprometendo todo o processo, como: nunca fumar ou usar chama aberta próxima ao equipamento, não executar trabalhos de corte, solda elétrica ou de oxiacetileno junto ao equipamento e, menos ainda, utilizar maçarico ou qualquer outro equipamento que solte fagulhas.

Tanto o início de um projeto como o pós-partida de uma torre de resfriamento tem demandas e peculiaridades operacionais que devem ser analisadas caso a caso, portanto, é importante receber um estudo técnico responsável, assim como ter a garantia e confiabilidade de que tanto os materiais empregados na construção da torre como a mão-de-obra sejam de qualidade, garantindo que o funcionamento de todos os processos sucroalcooleiros se mantenham constantes e sem risco de perdas.

A empresa Vettor é patrocinadora do Webmeeting Fermentec Reunião Anual 2021

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SISTEMA BAC CEN 20-14: Controle bacteriano na fermentação para redução de custos, acidentes e contaminação do solo

ACIDEZ E A FERMENTAÇÃO

A fermentação alcoólica é a parte mais complexa no processo produtivo de etanol. Os parâmetros de processos devem ser mantidos dentro de faixas mínimas possíveis ou em intervalos restritos que possibilitem o máximo aproveitamento do substrato (glicose) em etanol. Dentre vários controles que devemos ter durante a fermentação alcoólica, três devem ser considerados os mais importantes porque interferem diretamente no processo: temperatura, grau alcoólico e acidez.

A temperatura deve ser controlada entre 32,5ºC + 0,5. Para que isso aconteça, é preciso ter estrutura eficiente para o resfriamento nas dornas de forma a dissipar toda a energia térmica gerada pelo processo fermentativo. Essa é uma questão de investimento em um projeto que é adequado a cada instalação e à sua capacidade produtiva.

O grau alcoólico é um mal necessário. Quanto maior ele for, melhor será a produção e, consequentemente, teremos os custos mais diluídos. Hoje existem plantas industriais trabalhando com teores alcoólicos acima de 12,5ºGL. Isso só é possível graças ao desenvolvimento de novas cepas resistentes a tais condições do processo, o que já é nossa realidade.

Dos três principais parâmetros, a acidez é a que mais requer tempo, atenção e preocupação, pois sua formação se inicia no campo e vai se acumulando em vários pontos de contaminação nas diferentes etapas do processo produtivo. A produção de ácidos orgânicos por bactérias vai ocorrendo na lavoura e na indústria. Quando essa contaminação chega ao processo gera uma redução do pH que, na maioria das vezes é suficiente para deixá-lo em condições ótimas para a fermentação, em torno de 4,5.

Por isso, a adição do ácido sulfúrico, que afeta diretamente a viabilidade celular, não é necessária para esse fim. Porém, caso haja floculação severa por excesso de cálcio e magnésio ou contaminação do processo fermentativo por invasão de bactérias selvagens com características floculantes, somos obrigados a utilizar o ácido como desfloculante.

Também adicionamos ácido sulfúrico quando não há formação de ácidos orgânicos no processo e o pH da fermentação se torna superior ao ideal para um bom trabalho da levedura. Quanto mais estável conseguirmos manter o pH no processo fermentativo menos stress para a levedura e, consequentemente, melhores resultados em rendimento e faturamento, inclusive maximizando a venda de levedura como fonte proteica.

Com o tratamento, podemos trabalhar com pH nas cubas entre 3,0 e 3,5. Isso é possível graças ao desenvolvimento de um bactericida que tem sua atividade, em pH, mais elevada que os atuais no mercado. Assim, depende somente da dureza existente no mosto, que pode promover uma floculação indesejada.

O sistema BAC CEN 20-14 tem como ativo o oxigênio reativo, um potente bactericida orgânico que destrói a membrana celular das bactérias mantendo níveis de contaminação em 10e5 ou 10e6 baixa. É normal encontrar fermentações trabalhando com 10e7 ou 10e8 bactérias/ml., e só então é realizado o tratamento em bateladas. Quando se utiliza clorito de sódio (dióxido de sódio), os volumes necessários de bactericida são muito elevados para que retomem à níveis aceitáveis de contaminação.

Figura 1 – Processo e Fisiologia da Levedura. Fonte: Fermentec

O que aparentemente estaria sendo uma economia, na verdade gera perdas de rendimentos e estresse. O tratamento é contínuo e, após ter total controle sobre a fermentação, é feito um ajuste para dosagem mínima ou de manutenção, trazendo uma redução de custo e promovendo benefícios, tanto em rendimento quanto em vitalidade celular para uma fermentação saudável.

CONCLUSÃO

O sistema BAC CEN 20-14 é capaz de controlar efetivamente a contaminação bacteriana em ambiente industrial, além de não deixar resíduo na fermentação e ampliar o rendimento da produção. A diminuição do uso de ácido sulfúrico também diminui a ocorrência de acidentes de trabalho e ambientais, tais como a necessidade frequente de correção do solo.

A empresa Centerquímica é patrocinadora do Webmeeting Fermentec Reunião Anual 2021

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A Sustentabilidade para o Setor Sucroenergético sob o Ponto de Vista SOLENIS

Com a implementação do PROGRAMA DE FERMENTAÇÃO EFICIENTE SOLENIS℠ permitindo que a fermentação possa operar com altíssimo teor alcoólico, e de maneira estável, o impacto da redução do consumo de vapor e água utilizada no processo industrial é observado de forma significativa.

Outro benefício direto obtido a partir do PROGRAMA DE FERMENTAÇÃO EFICIENTE SOLENIS℠ é a redução significativa do volume diário de vinhaça produzida pelas colunas de destilação. Volume esse que necessita ser transportado até o campo por caminhões e outros sistemas, e bombeados ao campo com equipamentos que consomem alta quantidade de combustível fóssil.

A Tabela 2 mostra as análises da Sustentabilidade com o uso adequado do PROGRAMA DE FERMENTAÇÃO EFICIENTE SOLENIS℠, em uma fermentação alcoólica que operava com teor alcoólico em 8,0%v/v e, de forma gradativa e monitorada, teve o grau alcoólico elevado e mantido em 12,0%v/v.

Tabela 2 – Benefícios do aumento e estabilidade do teor alcoólico do vinho

*borbotagem
** etanol hidratado
***6,53R$/m3

Com a utilização monitorada do PROGRAMA DE FERMENTAÇÃO EFICIENTE SOLENIS℠ esta unidade industrial com produção de etanol hidratado em 680 m3/dia teve como benefício direto a economia em torno de 1 milhão de dólares na safra.

Uma análise mais crítica pode ser observada na operação de fermentações alcoólicas com altíssimo teor alcoólico, com a manutenção da estabilidade fisiológica das células de leveduras, no que diz respeito a hidráulica da própria fermentação, em termos da conjugação das dornas/cubas/centrífugas/bombeamentos/trocadores de calor, entre outros equipamentos, muito em função da redução significativa do volume produzido de vinho levurado (vinho bruto), o que reduz significativamente os custos operacionais, além da redução de energia elétrica dos equipamentos envolvidos.

Conclusão

O PROGRAMA DE FERMENTAÇÃO EFICIENTE SOLENIS℠, diagnosticado, monitorado e implementado de forma consistente com as equipes técnicas de nossas destilarias, promove benefícios diretos ao produtor, e ao meio ambiente, através da redução significativa da utilização de água e vapor de processo; da redução do volume produzido da vinhaça destinada à fertiirrigação; do bagaço economizado o qual pode ser destinado a produção de energia elétrica, ou seja, ele é capaz de:

• Garantir a ESTABILIDADE do processo fermentativo;
• Aumentar a PRODUTIVIDADE dos equipamentos;
• Melhorar a QUALIDADE do produto final;
• Confrolar efetivamente a CONTAMINAÇÃO bacteriana;
• Diminuir os DESVIOS de ART para outros fins;
• Aumentar a TOLERÂNCIA das leveduras ao meio fermentativo;
• Gerar oportunidades para NOVOS negócios;
• Diminuir o CONSUMO de água e vapor de processo;
• Reduzir a PRODUÇÃO de vinhaça;
• Diminuir o CUSTO operacional.

A empresa Solenis é patrocinadora do Webmeeting Fermentec Reunião Anual 2021

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DXD 0600 – clarificante de caldo: substitui 100% o uso de ácido fosfórico

Clarificante de caldo para produção de açúcar

Há 14 anos a DND Química trabalha incansavelmente buscando inovações através de novas tecnologias para o setor sucroenergético. Com mais de 200 clientes ativos, (América do Sul, América Central, África, Ásia e Oceania) se tornou referência na fabricação de insumos químicos voltados para fabricação de açúcar e etanol.

A seriedade na condução e administração da empresa, colocam a DND Química em alto nível de qualidade perante o mercado nacional e internacional.

Dentre todos os produtos e soluções químicas do seu portifólio, a linha de Clarificante de Caldo da DND Química vem se destacando nos últimos anos pelo alto desempenho e funcionalidade.

O DXD 0600 é um clarificante fosfatado com característica catiônica que atua nas impurezas aniônicas do caldo, proporcionando um caldo clarificado que resulta em um açúcar de qualidade. Possui substâncias que agem na oxidação de polifenóis presentes no caldo.

Tratamento do caldo para produção do açúcar

O caldo é uma solução de sacarose rica em sais inorgânicos, e, por isso, é um clarificante de caldo de caráter catiônico (DXD 0600) que precisa ser usado para neutralizar todo o potencial zeta contido na solução de sacarose.

Quando o clarificante é adicionado ao caldo com pH neutralizado pelo leite de cal ocorre uma reação química, formando CaHPO4 (Fosfato de Cálcio), o que auxilia na coagulação das impurezas do caldo.

  • Reação química:

H2SO3 + Ca(OH)2 + CaSO3 + H2O • Ca2+ + HPO4 -2 ——- CaHPO4 (Fosfato de Cálcio)

Vantagens na utilização do DXD 600

  • Oxidação do grupo fenol presente no caldo;
  • Auxilia na remoção dos coloides presentes no caldo;
  • Permite trabalhar com pH variados, necessitando de menor sulfitação e caleação;
  • Substitui 100% a necessidade de uso de ácido fosfórico.

A vantagem de usar o DXD 0600 é que ele tem um pH mais alto do que o ácido fosfórico, e, por isso, necessita que uma quantidade menor de Ca (OH)2 (hidróxido de cálcio) seja adicionada para corrigir o pH do caldo, reduzindo a possibilidade de incrustação do evaporador (economia na limpeza química ou manual) e a inversão da sacarose (maior produção de açúcar).

Case de sucesso

No Cliente A, o teor de P2O5 da matéria prima estava entre 150 e 200 ppm, e com base nisso, definiu-se que seria necessária aplicação de 55 ppm do clarificante na caixa do caldo primário com vazão de 260m³/h. A aplicação (dosagem), em volume, foi a mesma utilizada com ácido fosfórico, porém, em massa, a dosagem de DXD 0600 foi 31% menor (em função da densidade dos dois produtos testados) e obtendo o melhor resultado na cor do açúcar conforme demostrado nos dados:

Tabela 1: Cor de Açúcar

Gráfico 1: Cor de Açúcar

Tabela 2: Dosagem x Consumo

*Densidade ácido fosfórico: 1,65 g/ml e clarificante DXD 0600: 1,14 g/ml

Conclusão

Com os resultados obtidos após dosagem do Clarificante de Caldo DXD 0600, observou-se uma redução de 10% na cor do açúcar e 31% de redução no consumo comparado com o ácido fosfórico.
Os testes evidenciaram com clareza a eficiência do DXD 0600 comparado ao uso de ácido fosfórico no tratamento e clarificação do caldo.

A empresa DND é patrocinadora do Webmeeting Fermentec Reunião Anual 2021

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Determinação de Ânions Inorgânicos e Ácidos Orgânicos em Caldos de Fermentação

INTRODUÇÃO

A cromatografia de troca aniônica é uma técnica capaz de separar complexas misturas de ácidos orgânicos e ânions inorgânicos. Para amostras complexas como caldos de fermentação, o alto poder de resolução da cromatografia de troca iônica e a especificidade da condutividade suprimida permitem a determinação de ingredientes substâncias iônicas do caldo de fermentação, com pouca interferência de outros ingredientes substâncias do caldo.

Esta nota de aplicação descreve o uso de duas colunas de troca aniônica diferentes, com detecção de condutividade suprimida, para analisar ânions orgânicos e inorgânicos comuns em caldos de fermentação de leveduras e bactérias.

Nos métodos descritos nesta nota de aplicação, as seletividades do IonPac® As colunas de troca aniônica AS11 e IonPac AS11-HC são comparadas para a determinação de analitos aniônicos em caldos de fermentação.

Ambas as colunas são projetadas para separação de ânions orgânicos e inorgânicos usando gradientes de hidróxido de sódio. Os solventes orgânicos podem ser adicionados aos eluentes para modificar a seletividade dessas colunas.

METODOLOGIA

• Hidróxido de Sódio 5mM
Diluir 0,524 mL de solução de hidróxido de sódio a 50% (p /p) em 2.000 mL de água completamente desgaseificada para produzir hidróxido de sódio 5 mM. Mantenha os eluentes cobertos sob 5–8 psi (34–55 kPa) de hélio o tempo todo.
• Hidróxido de Sódio 100mM
Diluir 10,4 mL de solução de hidróxido de sódio a 50% (p / p) em 1990 mL de água completamente desgaseificada para produzir hidróxido de sódio 100 mM. Mantenha os eluentes cobertos sob 5–8 psi (34–55 kPa) de hélio o tempo todo.
• Padrões de Estoque
Os padrões sólidos foram dissolvidos em água para concentrações aniônicas de 10 g / L. Estes foram combinados e posteriormente diluídos com água para produzir as concentrações de mistura de estoque desejadas.
• Cultura de Caldo de Fermentação para Leveduras
Em um Erlenmeyer estéril de 500 mL, dissolva 10 g de Caldo BactoYPD (DIFCO Laboratories, Cat # 0428-17-5) em 200 mL de água esterilizada por filtro. O caldo Bacto YPD contém 2 g de extrato de levedura de bacto, 4 g de peptona de Bacto e 4 g de dextrose (glicose) por 10 g. Dissolver 1,0 g de levedura (S. cerevisiae; BakersYeast tipo II; Sigma Chemical Co., Cat # 45C-2) no caldo YPD.
• E. Coli Cultura de Caldo de Fermentação
O caldo LB é dissolvido a uma concentração de 25 g / L com água, aquecido até à fervura e autoclavado durante 15 minutos a 121 psi. Um litro de caldo LB contém 10 g de triptona, 5 g de extrato de levedura e 10 g de cloreto de sódio por 25 g. A cultura foi incubada e amostrada conforme descrito para o meio padrão de levedura.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

• IonPac AS11
Os ânions orgânicos e inorgânicos foram bem resolvidos. Os analitos foram eluídos da coluna em menos de 20 min.
Em geral, os ânions monovalentes eluíram primeiro, seguidos pelos ânions di e trivalentes.

• IonPac AS11 – HC
Os analitos foram eluídos usando um gradiente de hidróxido de sódio de 1–60 mM fluindo a 1,5 mL / min. Um eluente mais forte foi necessário para eluir os ânions desta coluna devido à sua maior capacidade. A capacidade mais alta melhora a resolução dos picos de eluição iniciais. Por exemplo, lactato e acetato são melhor resolvidos no AS11-HC do que no AS11. A ordem de eluição do AS11-HC é semelhante à do AS11. Estes resultados demonstram que a coluna AS11-HC tem seletividade ligeiramente diferente do AS11. Por exemplo, a coluna AS11 elui fenilacetato, brometo e nitrato vários minutos antes do malato; o AS11-HC elui esses compostos muito mais perto do malato. Além disso, o tricloroacetato elui antes do fosfato no AS11, mas elui após o pirofosfato no AS11-HC. A alta capacidade do AS11-HC permite cargas maiores de amostra.

CONCLUSÃO

Os resultados mostraram que ambos os caldos de fermentação de levedura e cultura bacteriana podem ser analisados quanto à composição de ânions usando cromatografia de íons e condutividade suprimida. Duas colunas (IonPac AS11 e AS11-HC) estão disponíveis para a análise do caldo de fermentação de ácidos orgânicos e ânions inorgânicos. O AS11-HC permite maior carregamento de amostra devido à maior capacidade. A alta capacidade da coluna é capaz de resolver lactato, acetato e formato. Misturas complexas de ânions orgânicos e inorgânicos podem ser monitoradas simultaneamente durante a fermentação, fornecendo ao analista algumas das informações necessárias para otimizar a fermentação.

A Sucroanalítica sente orgulho em fazer parte do seu dia a dia.
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Automatize a amostragem e controle suas perdas industriais

Atuante em todo o território nacional, a SIACON vem fornecendo produtos e serviços através de equipes de engenheiros e técnicos aliados a uma política de comprometimento e soluções confiáveis, com a melhor relação custo-benefício do mercado. Através de tecnologias altamente difundidas e atuais, ofertamos todas as etapas necessárias para que nossos clientes possuam uma amostragem contínua adequada, eficaz, e que evidencie com precisão as medições de todas etapas dos processos industriais do setor sucroenergético, tais como:

  • Sistemas de amostradores contínuos para toda a planta industrial;
  • Projetos especiais de acordo com a necessidade de cada cliente;
  • Montagem de infraestrutura elétrica, pneumática e hidráulica;
  • Manutenções em sistemas de amostragens de todas as marcas e modelos;
  • Startup;
  • Configuração de CLP e medidores_totalizadores de vazão.

EQUIPAMENTOS PARA A DESTILARIA (FERMENTAÇÃO E DESTILAÇÃO)

UNIDADE COLETORA DE FLUÍDOS – MOD. UCA

  • Amostrador contínuo sanitário Mod. CS-5211R em aço inox AISI 316L, com volume de coleta fixo ou ajustável.
  • Máxima facilidade na realização de manutenções, devido ao seu sistema de fixação com anéis e abraçadeiras Tri-clamp.
  • Trocador de calor e acondicionamento refrigerado como itens de série.
  • Capacidade de pontos de amostragem: 04 fluídos distintos;
  • Assepsia completa de todo o sistema, realizando limpeza e secagem na linha de recirculação em todos os equipamentos até o frasco receptor de amostras no acondicionamento refrigerado.

EQUIPAMENTOS PARA O TRATAMENTO DE CALDO

AMOSTRADOR CONTÍNUO DE TORTA DE FILTRO DO TIPO PRENSA – MOD. SCS-5107

  • Realiza coletas temporizadas em toda a extensão do filtro;
  • Rosca transportadora contínua, fazendo com que não fique resíduos de torta parados no equipamento sem conservação adequada;
  • Conservação da amostra com as opções de uso de Hidróxido de Amônio ou de acondicionamento refrigerado;
  • Instalação rápida e prática em todos os modelos de filtros prensa.
  • Baixíssimo custo de manutenção.

EQUIPAMENTOS PARA A EXTRAÇÃO (MOENDA E DIFUSOR)
AMOSTRADOR CONTÍNUO DE BAGAÇO FINAL E CANA DESFIBRADA – MOD. SCS-5106

  • Realiza coletas temporizadas em toda a extensão da bica ou esteira transportadora;
  • Equipamento reforçado, suportando todo e qualquer impacto causado pela vibração ou velocidade da esteira;
  • Material de contato com a amostra: Aço inox AISI 304
  • Conservação da amostra com as opções de uso de Hidróxido de Amônio ou de acondicionamento refrigerado;
  • Instalação rápida e prática.

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Benefícios da utilização do antincrustante na evaporação de unidades sucroenergéticas

  1. INTRODUÇÃO

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

  1. 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.

  1. 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).

  1. 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)

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Contaminação bacteriana, definição pelo melhor antibacteriano

A necessidade do controle efetivo das principais bactérias que contaminam as fermentações etanólicas é vital para a manutenção de uma fermentação mais saudável, e eficiente e rentável, pois não há dúvida que existe uma competição muito forte entre as células de leveduras e as bactérias contaminantes nas dornas de fermentação.

Podemos afirmar que existem basicamente, duas formas nas quais as bactérias trazem grandes prejuízos às fermentações:

  1. Consumo de açúcares fermentescíveis
    o Redução na produção de ETANOL: impacto direto na rentabilidade da unidade industrial e,
    o Produção de ÁCIDO LÁTICO: impacto direto na inibição do crescimento das células de leveduras.

É importante conhecer não só o tipo de bactéria contaminante na planta industrial, mas também o número total destas bactérias. Bactérias em níveis maiores que 1,0 x 106 bastonetes/mL é suficiente para registrar um aumento na produção de ÁCIDO LÁTICO.

  1. Absorção dos nutrientes do meio fermentativo

Os nutrientes disponíveis no vinho em fermentação são utilizados pelas bactérias para o crescimento, desenvolvimento e competição com as células de leveduras.

Ao encontrarmos uma fermentação alcoólica com alta população bacteriana, a recomendação é a utilização dos antibacterianos Química Real e, após efetivo controle desta contaminação bacteriana, utilização de NUTRIENTES para a recuperação rápida da vitalidade das células de leveduras. A bactéria presente neste processo fermentativo não está somente produzindo ÁCIDO LÁTICO, mas também está se multiplicando e sequestrando os NUTRIENTES.

Estar ciente das necessidades das células de leveduras para a produção de ETANOL é o ponto chave do processo fermentativo, sendo assim, é necessário ter conhecimento de quais são as principais bactérias que contaminam o processo fermentativo, e o uso correto dos antibacterianos Química Real, seguindo um protocolo de avaliação e aplicação na planta industrial.

Teste de sensibilidade

Uma das formas, se não a mais eficiente e barata, de definir qual o melhor antibacteriano para o controle da população bacteriana é através do teste de sensibilidade.

A Química Real tem optado pelo teste de sensibilidade por micro fermentação, pois consiste basicamente em reproduzir em escala reduzida uma fermentação in vitro, utilizando substrato e inóculo obtidos do processo. Desse modo, os antibacterianos são submetidos às condições semelhantes de pH, temperatura e microbiota encontradas no processo no momento em que a contaminação se pronuncia.

Os fermentados obtidos no ensaio podem ser submetidos a várias análises rotineiras como pH, acidez, microscopia e lactato, não se restringindo a um único parâmetro não usual dos laboratórios industriais.

Como no exemplo, abaixo, podemos observar o resultado de um teste de sensibilidade por micro fermentação, usando como parâmetro a contagem de bastonetes via microscopia.

Gráfico 1: Resultado na redução da população bacteriana (Bastonetes/mL) da micro fermentação, em tratamento ácido do fermento, com pH 1,9.

Porém a microbiota bacteriana pode mudar de unidade para unidade, dependendo das condições operacionais como: pH do tratamento ácido nas cubas, qualidade microbiológica das águas de diluição do mosto e fermento, entre outras situações.

Gráfico 2: Resultado na redução da população bacteriana (Bastonetes/mL) da micro fermentação, com o pH do tratamento ácido de acordo com o recomendado para cada antibacteriano.

HJ QR 100 – Controla os principais Lactobacillus e bactérias produtoras de gomas, reduzindo significativamente a população bacteriana. Controlando a produção de ácidos orgânicos, o que contribui na manutenção da vitalidade do fermento.

OX-Gram QR 80 – Antibacteriano de amplo espectro, com ação eficaz contra bactérias Gram negativas e positivas, principalmente Bacillus cereus e Acetobacter spp., produtoras de ácido acético, que prejudicam o controle no pH do etanol produzido.

A empresa Química Real é patrocinadora do Webmeeting Fermentec Reunião Anual 2021

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