Avaliação de ácidos sulfúricos reciclados na fermentação alcoólica

O ácido sulfúrico é usado no tratamento do fermento nas destilarias para minimizar ou eliminar a contaminação bacteriana do processo. Devido à falta do produto no mercado e consequente aumento de preço, esta pesquisa teve como objetivo avaliar os efeitos de ácidos sulfúricos reciclados de diferentes origens empregados no tratamento do fermento quanto a diversos parâmetros da fermentação com reciclo.

Como foi feita a pesquisa

Foram realizados ensaios de fermentação simulando o ambiente de fermentação industrial. Assim, o pé-de-cuba foi preparado de forma a ter uma concentração ao redor de 75% de fermento na centrífuga.

Os tratamentos consistiram em avaliar ácidos sulfúricos reciclados, comparando-os com o produto quimicamente puro, quanto à utilização deles no tratamento ácido do fermento.

O delineamento experimental foi conduzido com três repetições por tratamento (tipo de ácido sulfúrico) no transcorrer de cinco ciclos fermentativos. Ao final de cada ciclo, foram estimadas a viabilidade, a taxa de brotamento da levedura e a contaminação bacteriana.

Nos vinhos delevurados de cada fermentação, foram dosados os teores de etanol (destilação com vapores seguida de densimetria eletrônica), pH, densidade, bem como os teores de glicerol e açúcares residuais (sacarose, glicose e frutose) mediante cromatografia líquida de alta pressão (HPLC). Com tais parâmetros foram calculados os rendimentos em etanol, baseado na estequiometria de que 100g de ART resultam em 51,11g de etanol para uma eficiência fermentativa de 100% (rendimento teórico).

Resultados

Os resultados obtidos demonstraram que os ácidos sulfúricos reciclados apresentaram um desempenho semelhante ao um produto quimicamente puro (ácido sulfúrico P.A.) quanto ao tratamento ácido do fermento. Assim não se observou nenhum efeito estressante destes produtos sobre diversos parâmetros da fermentação. O poder acidificante dos ácidos sulfúricos reciclados se mostrou maior que o P.A., sugerindo contaminação com ácidos de menor massa molecular em relação ao ácido sulfúrico. No entanto, provável contaminante não mostrou inconveniente quanto ao seu emprego no processo fermentativo.

É interessante salientar que os valores referentes aos teores de açúcares residuais (sacarose, glicose e frutose) foram extremamente baixos, evidenciando uma utilização total destes açúcares pela levedura. A presença de metais pesados, que poderiam igualmente contaminar ácidos sulfúricos comerciais, parece não ocorrer em magnitude que comprometa a utilização do mesmo para o propósito de sua utilização no tratamento do fermento. Isto porque níveis tóxicos de metais pesados normalmente resultam em teores elevados de açúcares residuais, especialmente frutose.

Em um dos ácidos avaliados foram encontrados 4 mg/L de chumbo e concentrações abaixo de 1 mg/L dos demais metais pesados. Apesar de isso não ter sido um problema para a fermentação, não se sabe se a levedura poderia acumular estes elementos tóxicos, comprometendo o seu emprego como aditivo à ração. Ademais, devido migração de metais pesados que podem ir para a vinhaça, o uso destes ácidos não seria aconselhável quando este resíduo/subproduto fosse aplicado em áreas de sacrifício na fertirrigação.

A contaminação bacteriana foi igualmente bastante baixa durante a condução do experimento (valores menores do que 105 células/mL) e sem diferenças para os ácidos empregados.

A velocidade de fermentação avaliada pela liberação de CO2 igualmente demonstrou que nenhum efeito fisiológico de significado foi observado em função dos diferentes ácidos

Equipe Técnica
Luiz Carlos Basso, Dr.
Henrique Vianna de Amorim, Dr.
Silene Cristina de Lima Paulillo, Dra.
Eder Silvestrini, Químico Ind.
Vanessa Moreira Costa, Bióloga
Milene Bianchini Antonio, Bióloga

Veja também:

Crise do ácido sulfúrico. E agora?

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Crise do ácido sulfúrico. E agora?

Neste artigo você vai saber:

  • Como mudanças no processo e de insumos podem minimizar os impactos da crise do ácido sulfúrico?
  • Manuseio e aplicação do ácido clorídrico
  • Saiba mais sobre o ácido clorídrico

Como mudanças no processo e de insumos podem minimizar os impactos da crise do ácido sulfúrico?

Por Marcel Lorenzi

Quando analisamos a origem da palavra crise, identificamos que o vocábulo vem do latim crisis, que significa “momento decisivo”, e também do grego krísis, “decisão”, que Hipócrates, chamado de “pai da medicina”, já empregava com esse sentido. Nesse contexto, se avaliarmos no dicionário sinônimos para a palavra crise, encontramos, entre muitas outras, falta, escassez, incerteza, instabilidade, emergência. Todos esses sentidos ilustram muito bem o momento pelo qual o setor sucroenergético vem enfrentando com a baixa oferta de ácido sulfúrico no mercado.

Dentro desse cenário, além da dificuldade em encontrar o insumo, temos o reflexo direto no valor de mercado, que tem atingido patamares 20, 30 vezes e até maiores que o valor tradicional. Isso impacta diretamente na operação industrial e no planejamento financeiro feito para a safra.


E nesse momento surgem os questionamentos de “o que fazer?”, “temos alternativas?”, “como continuar operando a fermentação com eficiência?” e até “por que usamos ácido no tratamento do fermento?”.


Começando pela última pergunta, o tratamento ácido da fermentação é uma prática comum nas fermentações com reciclo de células há mais de 60 anos. A praticidade, a eficiência e o custo/benefício fizeram do tratamento ácido do levedo com ácido sulfúrico uma prática constante sem grandes inovações ao longo do tempo. Adicionalmente, usando o ácido de maneira adequada, controle da dosagem e procedimentos operacionais adequados tem a finalidade de reduzir a contaminação bacteriana, desflocular o levedo e potencializar a ação de alguns antibióticos.

Mas, neste momento estamos em “crise”, e respondendo às demais indagações, sim, temos alternativas que podem ser adotadas para que a sua fermentação continue operando com uso otimizado de ácido no tratamento, mantendo os processos eficientes mesmo em momentos com uso reduzido ou até com ausência de ácido sulfúrico.

Dentre as possibilidades que podemos adotar dentro desse cenário, temos a possibilidade da realização de uso contínuo de antimicrobianos atrelado a redução do uso de ácido sulfúrico. O uso de pH mais elevados (superiores a3 ,0 por exemplo), diminui a eficiência dos princípios ativos (sendo relativo dependendo das moléculas adotadas), mas não impedem a sua atuação. No contexto de aplicação continua, são uma alternativa viável em relação aos insumos que dependem estritamente de pH mais baixos (ao redor de 2,5 ou menos). Nesse contexto também temos produtos com princípios ativos naturais, como os derivados de lúpulo e reativos de oxigênio, que além de poderem ser utilizados normalmente na rotina, também podem ser utilizados nas indústrias que tem a produção de levedura seca ou venda de fermento durante a safra.

Ainda dentro do contexto de alternativas ao uso do ácido sulfúrico, uma outra tecnologia que retorna com grande potencial é o uso do ácido clorídrico (HCl). Há 12 anos atrás também passamos por um momento crítico com relação ao ácido sulfúrico como estamos vivendo nos dias de hoje, também relacionado às variações de demanda para a indústria de fertilizantes, mineração, síntese química, que afetou consideravelmente os preços e a disponibilidade do ácido sulfúrico para as usinas ao longo desta safra. O HCl despontou na época e agora retorna aos holofotes como um insumo potencial e viável, que não apresenta riscos à fermentação e nem à corrosão de materiais e equipamentos.

Após as alternativas e possibilidades levantadas pelo artigo, não podemos deixar de lado que tudo dentro das usinas tem sinergia entre si, afinal o processo de produção é contínuo. E além do mais, a fermentação é um processo biológico, o que faz toda a diferença. Dessa forma, vale ressaltar a importância das boas práticas de fermentação que incluem condições operacionais adequadas e controladas no tratamento do levedo e na condução da fermentação, bem como a atuação preventiva através do uso de leveduras selecionadas e/ou personalizadas, uso de mosto com boa qualidade microbiológica (contaminação até 102 bastonetes/mL e ausência de leveduras).

Utilizando uma frase comum no setor “uma usina não é igual a outra”, a adoção de alternativas e de novas tecnologias deve ser avaliada dentro da realidade de cada usina, na qual a eficiência e desempenho devem ser medidos em paralelo com a viabilidade financeira. Cada usina terá as suas medidas e a melhor composição para poder driblar a “crise” do ácido sulfúrico.

Ácido clorídrico: armazenamento e aplicação

Considerando as dúvidas que tem surgido referente aos cuidados com o uso do ácido sulfúrico, a Fermentec consultou a UNIPAR, parceira do projeto e responsável pela produção de HCl.

Para armazenamento do HCl, em hipótese alguma pode ser utilizado o mesmo tanque do ácido sulfúrico. O tanque para armazenar o HCl deve ser de CPVC (polivinil clorado) ou de resina com fibra de vidro, sendo esta a opção mais recomendável por ter maior durabilidade. Dentro desse contexto, a Usina deve avaliar o investimento e o melhor custo-benefício.

Vale ressaltar que em hipótese alguma deve ser colocado o HCl em qualquer tanque que haja resíduos ou ainda quantidade, mesmo que pequena, de ácido sulfúrico. O HCl é vendido na concentração de 32%, enquanto o ácido sulfúrico utilizado pelas usinas, geralmente é comprado na concentração de 98%. A mistura desses dois ácidos, considerando essas concentrações e proporções diferentes de água na composição, pode provocar acidentes sérios.

Com relação ao sistema que envolve a aplicação do HCl no tratamento do fermento também devemos ter cuidados especiais. A tubulação de dosagem também deve ser de CPVC ou resina, e as bombas do sistema também deve ter na sua estrutura materiais plásticos (polietileno, polipropileno ou teflon), de forma que o HCl não ataque as partes metálicas. Por fim, vale destacar que a tubulação de dosagem nas cubas deve ser “afogada” de forma evitar que haja o desprendimento de gás cloro para a atmosfera, o que pode causar danos à saúde.

Saiba mais sobre o ácido clorídrico

Na safra 2008/2009 as variações de demanda para a indústria de fertilizantes, mineração, síntese química, afetou consideravelmente os preços e a disponibilidade do ácido sulfúrico para as usinas ao longo desta safra. Isto pressionou a necessidade de um insumo alternativo viável e com custo/benefício compatível para o uso nas fermentações industriais. Além disso, um trabalho feito pela Fermentec em parceria com a UNIPAR possibilitou a viabilização técnica de um insumo alternativo com grande potencial. O ácido clorídrico (HCl). Essa união, que envolve questões comerciais favoráveis e potencial técnico de uso, possibilitou ao ácido clorídrico a oportunidade de ser usado como uma alternativa inovadora e viável através de sua aplicação para o tratamento ácido do levedo. Foi mais uma aplicação que foi agregada ao portfólio de usos do ácido clorídrico.

Mas não tem usinas utilizando, por quê?

O uso do ácido clorídrico para o tratamento do levedo veio para quebrar o paradigma da indústria, que até então dependia exclusivamente do ácido sulfúrico e antibióticos para controlar a contaminação bacteriana.

Dessa maneira, a quebra de paradigma não é fácil… exige um trabalho intenso, afinal são anos e anos de tradição do ácido sulfúrico. Mas é importante termos claro a existência dessa alternativa viável, seja nos momentos em que o custo do ácido sulfúrico se eleve, seja como uso por opção.

Mas o HCl realmente não vai afetar a minha fermentação?

A resposta é simples: Não. Além das avaliações prévias em laboratório, a Fermentec conduziu na Usina Mandu na safra 2009/2010 uma avaliação de 250 fermentações em batelada comparando os efeitos do ácido sulfúrico com o ácido clorídrico. E os resultados foram claros ao comprovar que o uso do HCl é viável e não representa riscos à fermentação.

Para ilustrar, na Figura 1 é possível visualizar um comparativo de 40 tratamentos ácido ocorridos na avaliação industrial, sendo 20 com ácido sulfúrico e 20 com ácido clorídrico. Está evidente que não há interferência negativa do ácido clorídrico. O discreto aumento da viabilidade verificado com uso do HCl pode ser explicado por questões operacionais mais favoráveis e não devido ao uso do ácido.

Figura 1. Comparativo da viabilidade da levedura no tratamento ácido com os 2 insumos avaliados no processo industrial – ácido sulfúrico e ácido clorídrico. Dentro do universo de 250 fermentações avaliadas, foram extraídas para essa comparação 40 fermentações e o critério para seleção dos dados foi pH máximo de 1,9 no tratamento ácido.

Adicionalmente, na Safra passada (2020/2021), a Fermentec e a UNIPAR voltaram a trabalhar em parceria em testes em escala piloto, com o intuito de levantar ainda mais subsídios que sustentam a viabilidade técnica e econômico do uso do HCl no tratamento ácido das leveduras. Em setembro de 2020 a Fermentec acompanhou uma semana de testes na planta piloto instalada no SENAI/Sertãozinho/SP. Foram feitas análises químicas e microbiológicas (viabilidade, brotamento celular, aglomeração e contaminação bacteriana) em cada uma das fermentações, para que fosse possível verificar se os tipos de ácidos utilizados no tratamento do levedo (sulfúrico ou clorídrico) podiam afetar de maneira diferente a fermentação.

O trabalho foi intenso e revelou novamente resultados relevantes e positivos. Em relação à contaminação bacteriana e produção de ácido láctico, não foram observadas diferenças entre os dois ácidos utilizados. Também não foram observados efeitos negativos do HCl sobre a viabilidade e brotamento do levedo em comparação com o H2SO4. Ao contrário, com o avanço dos ciclos fermentativos a viabilidade e brotamento do levedo se mantiveram tão elevados quanto o que foi observado para o tratamento com H2SO4. Vale destacar que o HCl apresentou uma tendência de menor aglomeração em relação ao H2SO4, embora um número maior de observações se faz necessário para confirmar estes resultados.

Dessa forma, considerando todo o conjunto de dados avaliados, podemos concluir que, considerando o contexto fermentativo, mais uma vez não encontramos pontos negativos na avaliação do uso do HCl no tratamento da levedura para a fermentação. Com isso, novamente a Fermentec reitera a viabilidade técnica do uso do HCl para sua aplicação no tratamento ácido das leveduras. E, ainda na linha de levantar mais indicativos de viabilidade técnica e econômica, a Fermentec e UNIPAR voltarão a trabalhar em parceria um projeto de avaliação do uso do HCl em escala industrial no 2º. Semestre de 2021.

Se eu optar pelo HCl terei economia no uso de insumo para o tratamento ácido?

Se considerarmos a quantidade de ácido utilizado, na base 100%, a quantidade HCl requerida para se atingir os mesmos valores de pH alcançados pelo ácido sulfúrico é menor. Isso é facilmente explicado pela química das moléculas, sendo que o HCl é um ácido mais forte que o H2SO4. Sendo mais forte, o HCl libera mais facilmente o hidrogênio contribuindo para um abaixamento mais rápido do pH do meio.

Com relação a custos, a economia depende dos valores comerciais praticados pelo ácido sulfúrico e pelo ácido clorídrico. Assim, neste caso, é preciso avaliar essas questões usina a usina. O que podemos adiantar é que no cenário atual do dólar com valores elevados a possibilidade de ganhos econômicas é elevada.

Mas e o efeito corrosivo do cloreto sobre o aço inox da minha indústria?

Mais uma questão que não demanda preocupações. A UNIPAR, fabricante de HCl e parceira da Fermentec nos trabalhos de validação deste insumo, conduziu em paralelo trabalhos com a Coppetec (UFRJ/RJ) e CCDM (Ufscar/SP) que demonstram que o uso de HCl na fermentação não acarreta efeito corrosivo maior no Aço Inox em comparação ao uso do ácido sulfúrico tradicionalmente empregado.

Ainda dentro deste tema, com o intuito de agregar ainda mais informação técnica e trazer credibilidade ao uso do HCl na fermentação, a UNIPAR também iniciou na safra passada (2020/2021) um novo projeto em parceria com a Profa. Dra. Idalina Vieira Aoki do LEC – Laboratório de Eletroquímica e Corrosão, pertencente ao Departamento de Engenharia Química da USP – EPUSP. O objetivo desse trabalho, que foi iniciado a partir das amostras coletadas nos ensaios feitos na planta piloto do Senai/Sertãozinho/SP, é avaliar a corrosividade de vinhos tratados com H2SO4 e HCl para os diferentes metais encontrados nas usinas, como aço carbono, aço 304, aço 316 e 316L. E, novamente, como no trabalho de anos atrás, temos resultados preliminares muito interessantes e favoráveis ao uso do HCl.

Para os resultados de perda de massa para aço carbono, por exemplo, os vinhos com o uso do H2SO4 apresentaram resultados mais agressivos que os vinhos que receberam o HCl. Para as avaliações feitas com aço inox 304, 316 e 316L, os resultados preliminares são estatisticamente iguais para os vinhos com pH acertado com HCl ou com H2SO4. Ou seja, não há diferenças entre os ácidos, reforçando que não há impacto negativo pelo uso do HCl com relação à corrosão.

Bibliografia
USO DO ÁCIDO CLORÍDRICO PARA O TRATAMENTO DO LEVEDO EM ESCALA INDUSTRIAL. 2009. Lopes, M.L., Parazzi Jr, O., Borges, E.P., Paulillo, S.C.L., Lorenzi, M.S., Campos, D.C. e Amorim, H.V.
AVALIAÇÃO DO USO DO HCL EM FERMENTAÇÕES EM ESCALA PILOTO – SENAI – SERTÃOZINHO/SP. 2020. Parazzi, O., Sattolo, B., Moraes, E., Borges, E.P., Lopes, M.L., Lorenzi, M.S.

Agradecimento
Planta Piloto Senai/Sertãozinho

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Segunda edição do Webmeeting Reunião Anual bate recorde de público

A segunda edição do Webmeeting 43a Reunião Anual da Fermentec teve no centro das palestras e dos debates os princípios do conceito ESG com o tema Do Açúcar e Álcool a Sustentabilidade como Produto. Pelo segundo ano, a Reunião Anual, que chega à edição 43, é realizada de forma virtual devido à pandemia da COVID-19 e registra recorde de participantes: foram 1169 pessoas inscritas que participaram das três noites do evento.

Uma novidade desta segunda edição foi a transmissão pela plataforma da Strix One, uma comunidade com conteúdos relacionados ao setor sucroenergético do Brasil e do mundo. Os participantes puderam assistir aos vídeos da plataforma Strix e conferir todas as novidades. O Webmeeting também conta em todas as suas edições com uma revista digital, que apresenta toda a programação do evento e possui conteúdos relacionados às palestras.

Se você perdeu ou quer rever uma palestra do Webmeeting acesse o site Strix One, faça seu cadastro e confira todo o conteúdo.

Veja um resumo do segundo Webmeeting Fermentec 43a Reunião Anual.

Henrique Berbert de Amorim Neto, da Fermentec

O presidente da Fermentec, Henrique Berbert de Amorim Neto, abriu o Webmeeting afirmando que o modelo ESG (ambiental, social e governança em português), que surgiu há mais de dez anos, veio para ficar. As metas de descarbonização de alguns países pressionam o mercado a investir cada vez mais em energias renováveis. Nessa nova realidade o etanol brasileiro se destaca sendo 90% menos poluente que a gasolina e os resíduos das usinas se transformam em bioprodutos. Agora, com o sucesso do RenovaBio, que é 100% ESG, a tendência do Brasil é voltar ainda mais as atenções para a energia limpa.

Plínio Nastari, da Datagro

O presidente da Datagro, Plinio Nastari, mostrou a relevância do Brasil diante das exigências de redução da emissão de gases de efeito estufa, sendo o terceiro maior consumidor de combustíveis para transporte, mas que reúne as melhores condições para enfrentar o desafio de se obter maior eficiência energética com menor impacto ambiental. Na avalição baseada no critério do poço à roda, o etanol tem uma emissão muito mais baixa em relação ao veículo híbrido e elétrico, o que coloca o mercado brasileiro em vantagem, já que não exige uma nova estrutura com tecnologia nacional avançada. Portanto, é muito relevante o que o país já atingiu na mobilidade sustentável.

Marc François Richter, da Universidade Estadual do Rio Grande do Sul

Risco climático é risco de investimento, diz Larry Fink, CEO do fundo de investimentos BlackRock. Esse foi um dos relevantes exemplos apresentados pelo professor Marc François Richter, da Universidade Estadual do Rio Grande do Sul, que respondeu à pergunta ESG: o que tenho a ver com isso? São três critérios que permitem medir os impactos ambientais e sociais do investimento em uma empresa. A sustentabilidade já é parte integrante da construção de portfólios, de gestão de risco e está inclusive alterando o mercado de ações. O professor ressaltou que hoje há alguns investidores que se interessam em primeiro lugar pelas questões socioambientais de uma organização antes de qualquer outra coisa e que os princípios ESG evoluíram de uma obrigação legal para uma oportunidade de mercado.

Alexandre Godoy, da Fermentec

Alexandre Godoy, da Fermentec, destacou que a Fermentec desenvolveu nos últimos dez anos tecnologias que vem ao encontro dos princípios ESG, bem antes desta sigla ser conhecida. Entre elas está o OLEOLEV, um bio-óleo produzido a partir da fermentação da vinhaça, que pode substituir o diesel na frota da usina e o óleo dos geradores. Em uma usina que mói dois milhões de toneladas de cana, o diesel verde pode representar 40% do consumo. Em uma destilaria autônoma pode chegar a 80%. Godoy também falou sobre o biogás produzido a partir da vinhaça, o StarchCane (etanol de milho) e o CELLEV que produz levedura seca e etanol de segunda geração a partir do bagaço. Cada tonelada de bagaço produz mais de 50 quilos de levedura seca. O preço de uma tonelada de levedura seca é cerca de 30 vezes o preço de uma tonelada de bagaço, agregando muito mais valor ao resíduo. A tecnologia pode ser usada com qualquer resíduo, como podas de árvores, palha de trigo, bagaço de malte, cavacos, entre outros.

Sérgio Ramos da Cruz, da Paques América Latina

Sérgio Ramos da Cruz, diretor da empresa Paques, mostrou diversas plantas pelo mundo que geram biogás por meio de diversos tipos de resíduos. Especificamente sobre a vinhaça, Cruz explicou como as bactérias convertem até 85% da matéria orgânica em biogás e o restante do efluente ainda pode ser utilizado em fertirrigação. Apesar desta tecnologia ainda enfrentar muitos desafios, seu potencial supera qualquer obstáculo. Se a vinhaça de todas as usinas do estado de São Paulo fosse convertida em biogás, a energia iria corresponder a 40% da geração da hidrelétrica de Itaipu. Ele ainda mostrou um futuro ainda mais promissor em que a tecnologia vai evoluir para a produção de bioplástico, que terá mais valor agregado do que o biogás.

Otávio Tufi, do BENRI

Abrindo a segunda noite de palestras do Webmeeting Fermentec Reunião Anual, Otávio Tufi, do BENRI, apresentou o estudo de caso da destilaria Nova União, que fez uma verdadeira fábrica de adubo na planta. Desde 2017 a usina só eleva o aproveitamento de resíduos, um dos indicadores avaliado pelo BENRI para fazer o rating. Os adubos e corretivos químicos foram substituídos por fertilizantes orgânicos. Torta de filtro e cinzas na adubação começaram a ser usadas na adubação, MAP e fosfato reativo foram substituídos pela torta de filtro e também foi feito um plano de aplicação de vinhaça que aplica o efluente só onde há necessidade de potássio para evitar a saturação do solo. Essas foram algumas medidas que levaram a usina a chegar ao rating AAA. Todos os dados foram divulgados com autorização da destilaria Nova União.

Thierry Couto, do BENRI

Thierry Couto, do BENRI, destacou o papel do sucesso do RenovaBio para impulsionar o envolvimento das usinas com as boas práticas ambientais. Atualmente há 249 unidades certificadas e mais da metade delas apresenta uma nota superior à média do programa. Reduções ou substituições de insumos danosos ao meio ambiente aumentam as notas de eficiência energética gerando CBIOS, o que representa recursos no caixa na usina. O RenovaBio já dispõe de uma linha de crédito do BNDES específica para empresas que fazem parte do programa. No primeiro ano do programa o volume negociado de CBIOS foi de 1,1 bilhão de reais e em 2021 até o momento chegou a 600 milhões de reais. Tudo isso reforça a consolidação do programa RenovaBio.

Armando Gameiro, Paulo Vilela e Eder Silvestrini, da Fermentec

Armando Gameiro Junior, Paulo Vilela e Eder Silvestrini falaram sobre o calcanhar de Aquiles de muitas unidades, a medição correta do rendimento geral da destilaria, RGD. Cerca de 40% dos clientes Fermentec têm dificuldade em medir algum componente relacionado ao RGD, seja medição de volumes, amostragem e perdas indeterminadas. Considerando o mix médio dos clientes de 52,56%, cada 1 ponto percentual de erro no RGD corresponde a 0,74 pontos percentuais na grandeza da perda indeterminada. O impacto é muito significativo. Por isso, na palestra foram apresentadas as fórmulas para se calcular corretamente o RGD e equipamentos para se fazer as medições e garantir a segurança.

Eduardo Borges, da Fermentec

Abrindo a última noite do Webmeeting, Eduardo Borges, da Fermentec, mostrou que, assim como os músicos de uma orquestra, o laboratório também deve estar em sintonia com os princípios ESG, mesmo não sendo um grande gerador de produtos poluentes e perigosos. Entre as boas práticas, Borges listou a redução do número de análises no laboratório (medir o que deve ser medido), eliminação do papel usando softwares de gerenciamento de informações, uso de equipamentos automáticos para reduzir consumo de reagentes e do NIR para gerar menos resíduos (NIR não usa reagentes). Atualmente, os recursos tecnológicos estão mais acessíveis, sendo facilitadores para a sustentabilidade no laboratório e, consequentemente, para a redução de custos.

Mário Lúcio Lopes, da Fermentec

Mário Lúcio Lopes, da Fermentec, mostrou como a elevação do teor alcoólico entre os clientes Fermentec contribui para a sustentabilidade na produção de biocombustíveis. Com a concentração da vinhaça, se reduz o consumo de vapor, se aumenta o raio de fertirrigação e se reduz o consumo de combustível para o transporte do subproduto ao campo. Tudo isso impacta também nos indicadores para receber CBIOS pelo RenovaBio. O Brasil está indo para novos patamares de teores alcoólicos, seja para etanol de cana ou milho. Algumas usinas já operam com mais de 12% de teor alcoólico, o que agrega não só para a redução no volume de vinhaça, mas também para aumento de produtividade.

Dinaílson Corrêa de Campos, da Fermentec

Dinaílson Corrêa de Campos, da Fermentec, destacou que o mercado favorável ao açúcar naturalmente estimula as usinas a aumentarem a produção. O desafio é buscar o ponto de equilíbrio entre a necessidade de produzir o máximo possível e as características da matéria-prima para que a eficiência econômica não afete a eficiência técnica. A maior ou menor recuperação da fábrica vai depender, entre outras coisas, de parâmetros da qualidade da matéria prima, como pureza da cana, AR da cana (glicose e frutose), acidez da cana, dextrana/impureza mineral, impureza vegetal/amido e níveis de broca. Dinaílson apresentou dois cases que mostraram como esses parâmetros impactaram negativamente a produção das unidades. Por isso, a atenção a esses parâmetros é fundamental.

Professor Luiz Marins

A tradicional palestra diferencial voltou e em grande estilo com o antropólogo, empresário e professor, Luiz Marins, um dos mais requisitados palestrantes do Brasil. Marins abriu a palestra questionando o que sustenta o futuro do Brasil. Entre os principais países emergentes, o Brasil além de não possuir as complexidades de Turquia, Indonésia, Índia e China, ainda é a grande potência da agricultura, tem uma matriz energética que chama atenção (biomassa, hídrica, fotovoltaica) e muita água. Por tudo isso, Marins afirma que o interesse dos investidores estrangeiros é crescente, assim como o otimismo das empresas brasileiras. O Brasil tem o mais valioso ativo ambiental no mundo, segundo a consultoria MCKinsey. Segundo o professor, as pessoas devem se unir na vontade, no foco e citou Padre Antônio Vieira para encerrar “uma união de pedras é edifício. Edifício sem união é ruína”.

Claudemir Bernardino, da Fermentec

Claudemir Bernardino, da Fermentec, encerrou mais uma edição do Webmeeting Reunião Anual lembrando que ESG existe desde a década de 80 e o setor já aderiu desde então. É um momento marcante para o setor que com tantos desafios demonstrou uma eficiência tremenda. Os benefícios ambientais devem estar na ponta da língua para valorizar o setor, para enaltecer o potencial do etanol na sustentabilidade. Mas para continuar evoluindo é preciso investimento e tecnologia, mantendo os propósitos entre empresas, academia e sociedade e a Fermentec na vanguarda. Esse é o desafio junto ao setor e aos clientes.

Prêmio Excelência

Assim como ocorre na Reunião Anual presencial, no Webmeeting as usinas que se destacam também são contempladas com o Prêmio Excelência Fermentec nas categorias amostragem, estrutura laboratorial, desempenho analítico químico, desempenho analítico microbiológico e pioneirismo. Confira os vencedores:

Categoria Amostragem
Flavio da Silva Costa, da Central Energética Morrinhos
Luis André de Souza, da Melhoramentos Norte do Paraná unidade Nova Londrina
Vagner Rogério Borges e Vastenil Eduardo Rodrigues, da Nardini Agroindustrial

Categoria Estrutura Laboratorial
Felipe Ribeiro da Silva, da usina Alta Mogiana
Evandro Oliveira Araújo, da usina Lins
Cristiane Lopes dos Santos e Ana Flávia Alves Oliveira, da Adecoagro unidade Ivinhema

Categoria Desempenho Analítico Químico
Tiago Masson da Cunha, da usina Colorado
Claudinei D. Martinez Aguila, da usina Batatais
Luciana Galindo Domingos e Luis Fernando Ribeiro, da Alto Alegre unidade Floresta

Categoria Desempenho Analítico Microbiológico
Eliane Barivieira, da Ipiranga Agroindustrial unidade Iacanga
Joel Cebalho Pinheiro, da Novo Milênio unidade Mirassol D’Oeste
Joice Bruna da Silva, Suyana Ayres Silva e Wannessa Divina Fantini, da Jalles Machado unidade Otávio Lage

Categoria Pioneirismo
Na categoria Pioneirismo a usina Pedra Agroindustrial foi uma das homenageadas pelo Prêmio Excelência Fermentec com a utilização do GAOA, módulo etanol. Danilo Alves Maritan foi o representante da usina na premiação.

Categoria Pioneirismo
A implantação do GAOA, módulo etanol, fez a usina São Martinho, unidade Santa Cruz, vencer na categoria Pioneirismo do Prêmio Excelência Fermentec. Eduardo Alexandre Almeida foi o representante da usina na premiação.

Categoria Pioneirismo
Rafael Soccol Dambros e Gabriel Mochidome Mundim receberam o Prêmio Excelência Fermentec na categoria Pioneirismo pela CJ Selecta pelo início da operação da fermentação com melaço de soja para produção de etanol.

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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.

A empresa Scanjet é patrocinadora do Webmeeting Fermentec Reunião Anual 2021

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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.

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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.

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