Controle bacteriano na fermentação alcoólica influência diretamente na redução dos custos operacionais e perdas dos açucares*

1 – Introdução

Contaminação bacteriana e seus efeitos negativos no processo.

Segundo Narendranath et al. (1997), mesmo contaminações bacterianas ao nível 105 UFC/mL nos reatores de fermentação [considerado ótimo na maioria das destilarias brasileiras], a contaminação interfere no crescimento da levedura e na produção de álcool.

Ceballos-Schiavone (2009) relata que a presença de contaminantes na fermentação resulta em sério prejuízo para as leveduras, refletindo diretamente na produtividade e no rendimento final. Sendo que, os maiores prejuízos causados por essa contaminação é a degradação da sacarose e a produção de ácidos orgânicos, que ocasionam perda de açúcar e intoxicação das leveduras.

Com estas afirmações citadas acima, fica evidente a importância do monitoramento da população bacteriana e a avaliação dos danos causados pela mesma.

2 – Programa de tratamento eficaz

Programa de tratamento com HJ Emulsão

Preocupada com o controle da população bacteriana na fermentação alcoólica, de forma segura e eficaz, a Química Real fornece a seus clientes uma equipe treinada, que contribui na criação de programas de tratamento, visando a melhoria do processo fermentativo e equilíbrio financeiro nos custos operacionais.

Conforme apresentado na introdução, quanto maior a população bacteriana presente no meio fermentativo, maior será a perda de produtividade, reduzindo consideravelmente o volume de etanol obtido no final da fermentação e elevando os custos operacionais.

Neste case, o tratamento com HJ Emulsão, objetivou manter a população bacteriana abaixo de 10^7 bastonetes/mL, e assim, reduzir as perdas de produtividade, devido ao desvio dos açúcares em ácidos orgânicos, e biomassa de bactérias, além de favorecer um ambiente favorável para a levedura, mantendo alta vitalidade das células, melhorando a taxa de conversão em etanol.

Durante o tratamento foi possível observar melhora significativa em vários parâmetros do processo, que serão discutidos a seguir.

Controle na população bacteriana da fermentação.

Para o tratamento realizado, foi feito um acompanhamento do processo fermentativo, onde se estudou as possíveis causas da alta contaminação e a forma de tratamento que atendesse as necessidades para tal controle.

Após o inicio do tratamento, observou a redução da população bacteriana em 97%, saindo de uma média na população de 5,49×10^7 para 1,25×10^6 bastonetes/mL.

Monitoramento do ácido láctico e perdas em ART

A produção de ácido lático segue a mesma tendência da contaminação bacteriana na fermentação alcoólica, e seu monitoramento serve como um parâmetro preciso para detectar a extensão desta contaminação, pois expressa a atividade metabólica desses microrganismos.

Durante a fermentação alcoólica a bactéria consome os açúcares do meio fermentativo, para produzir o ácido láctico. Este é um dos desvios de açúcares, que compõe a perda do rendimento fermentativo devido o aumento da população bacteriana.

A rota metabólica utilizada pela bactéria, para produzir o ácido láctico, é semelhante a rota metabólica utilizada pelas leveduras para produção de etanol, em anaerobiose (Figura 01).

Figura 01 – Rotas metabólicas para produção de etanol e ácido láctico, pelas leveduras e bactérias, respectivamente.

Tomando como base este conhecimento, e a partir da análise do balanço de ácido láctico, podemos mensurar quanto de Etanol possível, deixou de ser produzido pelo desvio de açúcares, realizado pelas bactérias, para a produção de ácido láctico, e o quanto em ART foi desviado para obtenção deste ácido orgânico.

No monitoramento do programa de tratamento realizado, dividimos esta produção de ácido láctico e perdas em ART em três faixas, como demonstrado na tabela 01.

Tabela 01 – Média das perdas em Kg de ART, de acordo com as médias do balanço de ácido láctico diária.

Os resultados acima apresentados corroboram com a informação de que o controle efetivo da população bacteriana na fermentação, reduz significativamente o desvio de açucares para produção de outros metabólitos, e não o Etanol desejado.

Custo específico (R$/m³ de etanol produzido)

Para avaliação do custo específico do tratamento da fermentação, foi levantado o custo médio de cada produto utilizado na fermentação, como: ácido sulfúrico, antiespumante e dispersante, biocidas e antibacterianos, e, de acordo com o consumo, chegou-se a um valor anual de investimento no tratamento da fermentação alcoólica.

Este valor foi denominado R$/m³, ou seja, quanto se investiu nos insumos de tratamento para se produzir 1 m³ de etanol a cada safra.

Na safra 2018/19, a unidade produziu 163.500.000 Litros de Etanol, com um custo específico de R$27,30.

Para a safra 2019/20, a unidade produziu 189.000.000 Litros de Etanol, para um custo específico de R$23,44.

Houve, com isto, uma redução de 14% no investimento para tratamento da fermentação entre a safra anterior ao tratamento proposto (2018/19), para a safra em que se empregou o tratamento (2019/20).

Gerando uma economia de R$730.258,00, caso a unidade mantivesse o mesmo custo específico anterior, para produzir a mesma quantidade produzida na safra 2019/20.

Conclusão

Realizando um estudo do tipo de tratamento ideal para o processo fermentativo, conhecendo as características de cada insumo utilizado, é possível atingir as metas de produção estabelecidas, reduzindo consideravelmente o custo operacional.

Referência Bibliográfica:

– CEBALLOS SCHIAVONE, C. A. D. M. – Tratamento térmico do caldo de cana-de-açúcar visando a redução de contaminantes bacterianos – Lactobacillus – na produção de etanol e eficiência de tratamento do fermento por etanol. 2009. 177 p. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Piracicaba, 2009.

– NARENDRANATH, N. V.; HYNES, S. H.; THOMAS, K. C.; INLGLEDEW, W. M. – Effects of lactobacilli on yeast-catalyzes fermentations. – Applied and Environmental Microbiology, Washington, v. 63, p. 4158-4163, 1997.

– VENTURA, R. – Quantificação do ácido láctico na fermentação etanólica como parâmetro de monitoramento do processo – Instituto de Biociência da UNESP, Rio Claro, 2007.

*Conteúdo patrocinado pela empresa Química Real

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Tecnologia PURATE™ da Nalco Water ajuda usina de cana de açúcar do Brasil a reduzir o consumo de ácido sulfúrico na produção de etanol*

Estudo de caso – Food & Beverage
CH – 2091

Histórico

Uma empresa tradicional brasileira do segmento de açúcar e etanol, que possui duas unidades situadas no estado de São Paulo, com capacidade de processamento total de 7.000.000 t/ano de cana-de-açúcar, busca aprimorar a gestão de seus ativos e reduzir o custo operacional, investindo constantemente em manutenção e modernização da área agrícola e do parque industrial.

Situação

Uma das etapas de produção de etanol é a fermentação, que utiliza levedura como agente biológico para transformar açúcares. Os fatores críticos para manter alta eficiência desse processo são:

Viabilidade da levedura: É o percentual de leveduras vivas em relação à quantidade total de leveduras presentes para se ter uma produção adequada, é necessário que a viabilidade esteja acima de 80%.

Bactérias: Estes microrganismos competem com as leveduras pelo consumo dos açúcares presentes no processo de fermentação. As bactérias não produzem etanol e os compostos gerados por elas são prejudiciais às leveduras. O controle da população bacteriana é fundamental para alcançar elevada eficiência de produção.

Ao final do processo fermentativo, a levedura é recuperada e enviada na cuba, onde é utilizado ácido sulfúrico para controle da população bacteriana e adequação das condições para levedura.

O alto consumo de ácido sulfúrico impacta no custo total de operação (TCO) e afeta a qualidade final do etanol produzido. Em parceria com a Nalco Water, uma empresa Ecolab, o desafio da unidade era reduzir o consumo de ácido sulfúrico, sem aumentar a contagem bacteriana na fermentação e manter a viabilidade da levedura.

eROI é o nosso valor exponencial: os resultados combinados de um melhor desempenho, eficiência operacional e impacto sustentável entregues através de nossos programas e serviços.

Solução

Para o controle microbiólogico, a Nalco Water recomendou a utilização da tecnologia PURATE que, diferentemente de outros programas, gera ClO2 em condições controladas, com maior segurança e eficiência na aplicação, garantindo o uso correto de biocida sem danos à levedura e ao meio ambiente.

Uma das vantagens do dióxido de cloro é que não reage com amônia, ácidos orgânicos, álcoois e glicois, que estão presentes no meio fermentativo, sendo portanto mais efetivo no controle de bactérias.

O ClO2 foi diluído em água e aplicado diretamente na cuba com auxílio de bomba dosadora, o que garantiu a dosagem correta para o controle das bactérias, sem que houvesse redução na população de leveduras vivas (viabilidade).

Com a dosagem de ClO2 entre 2 e 2,5 ppm, em relação ao volume de vinho da dorna, houve redução média de 22% do consumo de ácido sulfúrico.

A população bacteriana e a viabilidade da levedura permaneceram estáveis.

Conclusão

A unidade produzia 145.000 m3/ano de etanol e, com a aplicação da tecnologia Nalco Water, foram obtidos os seguintes ganhos:

• Redução no consumo de ácido sulfúrico (10,1 para 7,9 g/l): 319.000 Kg/ano;
• Preço médio do ácido sulfúrico: 1,5 R$/Kg;
• Economia com ácido sulfúrico: R$ 478.500,00/ano;
• Taxa de retorno (Economia/investimento na tecnologia Nalco Water): R$ 1,9/R$ 1,0 investido.

A eficiência no controle microbiológico para o processo de fermentação relacionado às economias de ácido sulfúrico representa uma redução significativa do custo total da operação para o cliente e foi obtida pelo uso otimizado do ClO2 como biocida, atingindo os resultados desejados pelo cliente.

Nalco Water, an Ecolab Company
América Latina: Av. Francisco Matarazzo,1350 – 11° andar, Água Branca • São Paulo • SP • CEP 05001-100
América do Norte: Sede • 1601 West Diehl Road • Naperville • Illinois 60563 • EUA
Europa: Richtistrasse 7 • 8304 Wallisellen • Suíça
Oriente Médio e África: Street 1010 • Near Container Terminal 3 • Jebel Ali Free Zone • PO BOX 262015 • Dubai • EAU
Ásia-Pacífico: 2 International Business Park • #02-20 The Strategy Tower 2 • Singapura 609930
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Ecolab, Nalco Water e os logos são Marcas Registradas da Ecolab USA, Inc.
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*Conteúdo patrocinado pela empresa Nalco

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Um salto de sensibilidade – comparação da detecção amperométrica e por índice de refração para análise de açúcares*

Juliane Böttcher, Mareike Margraf, Kate Monks, Mikhael Abe
KNAUER Wissenschaftliche Geräte GmbH, Hegauer Weg 38, 14163 Berlin; www.knauer.net
METROHM BRASIL Rua Minerva, 161 – São Paulo; www.metrohm.com/pt-br

Introdução

Diversos métodos para análises de açúcares estão disponíveis usando diferentes colunas e detectores. Devido à ausência de grupos cromóforos, os carboidratos podem ser analisados através da detecção por índice de refração. Detectores de índice de refração (RID) são universais podendo ser aplicados para uma grande variedade de rotinas analíticas que vão além dos carboidratos como, por exemplo, a medição de ácidos orgânicos e álcoois. Eles são normalmente escolhidos por conta da robustez e facilidade de manuseio. Comparado com outros detectores eles são em muitos casos bastante econômicos. Sempre que o fator mais crítico de uma análise é a sensibilidade o detector RID precisa ter sua aplicabilidade avaliada para o atingimento dos limites necessários. Comparado com a detecção UV, por exemplo, o detector RID é capaz de medir apenas concentrações mais altas. Alternativas para detecção de substâncias sem grupos cromóforos são a detecção por espalhamento de luz (ELSD) ou a deteçcão amperométrica pulsada (PAD). A aplicação a seguir descreve as diferenças da detecção amperométrica e a detecção por índice de refração num sistema cromatográfico separando glicose, sacarose e arabinose. O foco das determinações foi definir os limites de detecção (LDs) dos métodos e compará-los destacando as vantagens e desvantagens de cada sistema.

Materiais e métodos

As determinações foram realizadas num cromatógrafo líquido modelo Knauer (Figura 1) com bomba gradiente AZURA P 6.1L, HPG operando em modo isocrático. Amostrador automático refrigerado AZURA AS 6.1L. Detectores RID e PAD modelos AZURA RID 2.1L e ECD 2.1. A separação foi realizada na coluna Eurokat Na de 300 mm de comprimento e 8 mm de diâmetro interno termostaizada em Termostato Azura CT 2.1. Os dados foram tratados utilizando o software ClarityChrom 8.1.

Figura 1: Cromatógrafo Líquido Knauer Azura

Resultados

Para a detecção amperométrica, o uso de hidróxido de sódio no eluente é necessário. Devido a isso, a separação foi realizada numa coluna Eurokat Sódio (Eurokat Na). Devido aos ligantes de sóio, esta coluna é adequada para condições de meio alcalino. Uma solução 0,015 mol/L de hidróxido de sódio foi usada como fase móvel para a detecção por RID e PAD. Os parâmetros detalhados do método estão descritos na seção de materiais e métodos. As colunas Eurokat Na são normalmente operadas em temperatura de 75 °C. Entretanto, a célula usada neste trabalho pode ser operada entre 10-40 °C. A grande diferença de temperatura causou um desvio na linha de base. Para estabilizar esta linha de base e minimizar o gradiente de temperatura, a coluna foi termostatizada a 60 °C. A Figura 2 (PAD) mostra as medições de um padrão mix de açúcares na concentração de 10 µg/mL para cada componente. A Figura 3 (RID) mostra o cromatograma da mesma mistura numa concentração de 1 mg/mL. Todos os analitos estão separados na linha de base.

Figura 2: Cromatograma de açúcares no detector PAD

Figura 3: Cromatograma de açúcares no detector RID

Baseado nestas leituras, o LD (Sinal/Ruído =3) foi determinado. Os resultados calculados e individuais de sinal e ruído estão resumidos na Tabela 1. O desempenho alcançado revela diferenças em sensibilidade. Enquanto as quantidades do LD para as medidas no RID estão na faixa de 7-10 µg/mL, os resultados do PAD estão na faixa de 1-8 ng/mL. Para glicose e arabinose a sensibilidade do PAD é cerca de 5000 vezes maior se comparado com o RID. A sensibilidade para sacarose é cerca de 1000 vezes maior.

Tabela 1: Limites de deteção (LD) calculados para a detecção amperométrica (PAD) e por índice de refração (RID).


Conclusão

Tanto a detecção PAD quando a detecção RID tem benefícios.

Com relação ao manuseio, a detecção RID é muito mais simples. A temperatura de separação não representa grande problema uma vez que o detector rapidamente se ajusta as condições de medida para esta coluna se sua célula de referência é rinsada suficientemente. Por sua vez a detecção amperométrica está um passo a frente e pode representar uma opção adequada para análises de carboidratos em baixas concentrações.

Portanto a detecção por índice de refração pode ser tranquilamente aplicada para medições na ordem de % ou mg/L em matérias primas e controle de fermentação enquanto a detecção amperométrica é a melhor opção para controles de perdas ou medições residuais em mg/L ou até µg/L.

Bibliografia

– VFD0183 – “Sensitivity boost – comparison of electrochemical detection and refractive index detection for sugar analysis” – www.knauer.net
– 8.014.5003 – “Monograph Ion Chromatography” – www.metrohm.com/pt-br

*Conteúdo patrocinado pela empresa Metrohm

 

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Vantagens da utilização de HPLC com Índice de Refração na rotina do Laboratório Industrial*

A cromatografia é uma das técnicas mais utilizadas no mundo, com aplicações em diversos segmentos e considerada uma das técnicas mais versáteis de separação e quantificação de substâncias. Nos últimos anos a técnica vem sendo aplicada com sucesso no setor sucroenergético satisfazendo as demandas de robustez e precisão analítica, gerando resultados confiáveis atendendo todos os requisitos de operacionalidade.

Fig. 1. Cromatógrafo LC-2030C LT Plus (Shimadzu).

Estabilidade, Robustez e Versatilidade

A detecção por índice de refração é estável, robusta e versátil. A estabilidade do detector é devido à tecnologia de controle duplo de temperatura na célula de fluxo, ou seja, a temperatura externa não influencia na variação da linha de base. A robustez e a versatilidade estão em um único equipamento integrado capaz de analisar tanto carboidratos quanto ácidos orgânicos e etanol.

Autoamostrador refrigerado

Devido à alta demanda, as análises do laboratório podem ser automatizadas através do amostrador automático com bateladas de até 216 amostras refrigeradas. Além da diminuição dos erros embutidos na injeção manual, o autoamostrador refrigerado conservará as amostras para que não haja degradação durante a batelada. Dessa forma, as análises terão maior repetibilidade e serão mais reprodutíveis.

Alta eficiência sem grandes requisitos!

O simples preparo das amostras, as baixas diluições e a identificação de diferentes compostos em uma única análise tornam a sua operação mais fácil para a rotina do dia a dia. Além disso, a menor frequência de calibração, a boa separação, faixas lineares e limite de detecção e quantificação baixos utilizando apenas água tipo 1 como fase móvel, fazem da técnica de cromatografia por índice de refração a solução ideal em um laboratório industrial.

Maior eficiência na separação

O HPLC com índice de refração permite corridas rápidas sem perda de eficiência na separação. A Fig.2 mostra a boa separação dos padrões que permite a calibração multicomponente com alta precisão. Em detalhe, é possível observar diferentes amostras do processo industrial como mel, xarope e mosto, trazendo confiabilidade e reprodutibilidade nos resultados. Além disso, o detector de índice de refração permite a quantificação de etanol em mesma corrida o que não é possível em outros tipos de detectores aplicados para carboidratos.

Fig.2. Perfil cromatográfico de separação de carboidratos e etanol.

Análises rápidas com menor custo e maior produtividade

Com simples preparo de amostras e utilizando apenas água ultrapura como fase móvel, o sistema realiza a análise dos açúcares (sacarose, glicose, frutose, manitol, glicerol e etanol) em corridas de apenas 10 minutos. Dessa forma, é possível monitorar perdas do processo com maior produtividade e menor custo.

Versatilidade

Através do mesmo equipamento, necessitando apenas a troca de coluna, é possível monitorar contaminações no processo através das análises de ácidos orgânicos (ácidos succínico, acético, lático, etc.). A Fig.3 mostra uma cinética fermentativa realizada em uma dorna de hora em hora para acompanhar o que ocorre com ela no decorrer do processo fermentativo.
Além disso, também é possível acompanhar fermentações de milho, tais como DP4+, DP3+, etc.).

Fig.4. Cinética fermentativa.

*Conteúdo patrocinado pela empresa Cetec

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Melhorando a qualidade da matéria-prima no campo e na indústria*

Introdução

O uso da tecnologia nos canaviais, cujo benefícios vão além da área agrícola e impactam nos processos industriais, é cada vez mais foco de análise dos especialistas do setor sucroenergético. Tal fato deve-se, entre outros fatores, à necessidade de uma visão mais sistêmica do negócio com o objetivo de priorizar e otimizar os resultados sobre o investimento. O sistema de cana crua trouxe uma série de benefícios, isso é indiscutível, mas também alguns desafios e oportunidades. Um dos grandes desafios é como reduzir o teor de impurezas vegetais na colheita. Se por um lado há a necessidade de preservar o canavial, por outro lado existe a necessidade do aumento da eficiência. Encontrar o ponto ótimo entre eficiência operacional de colheita, redução de perdas agrícolas e redução de impurezas para cada talhão é uma tarefa quase impossível.

Objetivos

Como alternativas de manejo, foi levantada a hipótese do uso de herbicidas “seletivos”, isto é, que não ocasionassem danos à fisiologia das plantas de cana-de-açúcar, e nesse sentido foram iniciados os estudos com o herbicida Finale®, supondo que este pudesse atuar como desfolhante, facilitando o processo de colheita, transporte, processamento e industrialização de açúcar e etanol. Para testar essa hipótese, a BASF propôs um estudo multidisciplinar, envolvendo especialistas da iniciativa pública (Prof. Dr. Carlos A. Crusciol e equipe – UNESP/Botucatu) e privada (Fermentec), contando com o valioso apoio de cinco unidades processadoras de cana-de-açúcar do estado de São Paulo.

Material e métodos

Os trabalhos a campo foram conduzidos no início, meio e fim de safra, totalizando sete áreas experimentais.

Cada área possuindo entre 10 e 30 hectares e subdivididas em três tratamentos, correspondentes às épocas que antecederam o período de colheita de 28, 21 e 14 dias da colheita da cana, além da parcela testemunha. A dose de Finale® estudada foi de 4 L/ha + 0,25 L/ha do adjuvante Mees (metil éster de soja). As pulverizações foram realizadas com o auxílio de aeronaves agrícolas com uma taxa de aplicação estabelecida entre 30 e 50 L/ha de calda. Os parâmetros avaliados estão na Tabela 1 abaixo.

Tabela 1: Parâmetros analisados durante a condução do trabalho no campo e na indústria. Piracicaba/SP.

Resultados e discussão

Não foram observados efeitos negativos como dano ou morte da gema apical, brotação lateral e tampouco impacto na rebrota da soqueira, resultados que já eram esperados em função da característica do produto. Nas diferentes épocas de aplicação, não se observou diferença nas áreas do início, meio ou fim de safra. Já em relação ao período entre a aplicação e a colheita, não se observou interferência (negativa ou positiva) nas aplicações realizadas aos 14 e 21 dias de antecedência.

Em relação à eficiência de colheita e ao consumo de óleo diesel por área, percebe-se que há uma tendência de aumento de eficiência ou economia de combustível, entretanto esta variável é muito dependente das características do terreno (nivelamento, sulcação) e da variedade (porte, arquitetura e palha). Portanto é possível melhorias no processo, mas com ressalvas, já que cada área e cada unidade deve ser manejada conforme sua realidade. Por outro lado, há um impacto claramente positivo em relação às perdas visíveis na colheita, como cana inteira, toco, tolete e pedaços, que sofreram redução, em alguns casos, de 73% em relação às testemunhas de cada uma das áreas. Entretanto, o principal ganho no manejo com o produto Finale® foi observado pela redução da impureza vegetal. Este parâmetro foi constante nas avaliações em que a redução das perdas foi, em alguns casos, da ordem de 30% a 40% em relação ao tratamento testemunha sem aplicação. Diversas publicações na literatura demostram os prejuízos associados ao aumento no teor de impureza vegetal no momento da colheita, que vão desde diminuição na densidade de carga no transporte, passando por perdas na capacidade de moagem e extração, maior desgaste de equipamentos, problemas operacionais na caldeira e, por fim, impactos negativos no tratamento do caldo, processamento da cana e fabricação de açúcar e etanol. Ou seja, ocorrem impactos de maior ou menor monta em todo o sistema produtivo de cana-de-açúcar.

Conclusão

Toda tecnologia disruptiva necessita de um tempo para amadurecer. Sabemos que cada unidade agrícola tem suas particularidades e que também não temos todas as respostas para todas as situações, mas os resultados obtidos nesse trabalho nos levam a crer que estamos no caminho certo e diante de uma excelente ferramenta para ajudar a minimizar perdas e otimizar os resultados do setor canavieiro. Portanto, convidamos todos a experimentar.

*Conteúdo patrocinado pela empresa BASF

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Webmeeting Fermentec 2020 será em setembro

Desde 1978, a Fermentec reúne profissionais do Brasil e das Américas na Reunião Anual, um dos eventos mais tradicionais do setor sucroenergético nacional. O principal objetivo do evento é apresentar às usinas clientes Fermentec as mais recentes pesquisas em fermentação alcoólica, para a produção de etanol, controle laboratorial e as melhores práticas na fábrica de açúcar. Na 41ª edição, realizada em julho de 2019 durante dois dias no Centro de Convenções de Ribeirão Preto, mais de 400 pessoas participaram da Reunião Anual onde puderam adquirir novos conhecimentos para planejar a safra seguinte em busca de maior eficiência nos processos. Além das palestras, a Reunião Anual também promove uma feira no mesmo local com estandes de empresas parceiras, que apresentam equipamentos de última geração e insumos para o controle e qualidade da produção de açúcar e etanol.

Este ano, a Fermentec estava com tudo preparado para realizar a Reunião Anual nos dias 29 e 30 de julho, novamente na cidade de Ribeirão Preto, mas a proibição de eventos por conta das medidas de isolamento social adotadas no final de março no estado de São Paulo para o enfrentamento da Covid-19 forçou uma mudança de planos. Em um ano em que a pandemia acelerou mudanças e trouxe novos desafios para todos os setores da economia, a assistência tecnológica para as usinas tem um papel ainda maior para auxiliar essas empresas a superar as dificuldades. Para seguir contribuindo com conhecimento e aproveitar o conteúdo da Reunião Anual que já estava preparado, será realizado o Webmeeting Fermentec, um evento totalmente on-line que vai manter a mesma qualidade do encontro presencial.

Em 2021, se as condições sanitárias do Brasil permitirem, a Fermentec vai realizar a Reunião Anual, presencial, como já faz há mais de 40 anos e também a segunda edição do Webmeeting, no formato on-line, que entrará para o calendário dos eventos do setor sucroenergético nacional.

Como será o Webmeeting Fermentec?

O Webmeeting Fermentec será realizado nos dias 14, 15, 16 e 17 de setembro, sempre das 19h às 21h10 com transmissão pelo YouTube. A principal novidade é que este ano o encontro não será restrito apenas aos clientes Fermentec, o evento será aberto e gratuito a todos que quiserem participar mediante o envio de um formulário de inscrição.

Cada noite terá um painel temático que será dividido em três palestras, uma entrevista e ao final os participantes poderão acessar a plataforma do Zoom para acompanhar um debate que amarra, conclui e tira dúvidas sobre os assuntos abordados no painel.

Por que participar do Webmeeting Fermentec?

Desde sua fundação, em 1977, a Fermentec tem a missão de transferir tecnologia e gerar valor às usinas e destilarias por meio de pesquisas, consultoria, benchmarking, engenharia e treinamento. O conhecimento acumulado pela Fermentec em mais de 40 anos de pesquisa e aplicação das tecnologias na indústria permitiu ao setor conhecer com mais profundidade as leveduras, as estrelas da fermentação alcoólica, e os agentes que interferem negativamente na fermentação (bactérias e leveduras selvagens), tudo por meio da análise de dados e testes feitos em laboratórios próprios na sede em Piracicaba, SP, ou em ensaios piloto de usinas parceiras.

Da mesma forma que a Reunião Anual oferece assistência aos clientes para a safra atual e já prepara para a próxima, o Webmeeting também terá o papel de mostrar o que já pode ser aplicado para aproximar a usina do futuro e largar na frente na adaptação às novas tecnologias.

Programação completa Webmeeting Fermentec*

14/09/2020 (segunda-feira)

19:00  Vídeo de abertura

19:05  Boas-vindas – Henrique Vianna de Amorim, fundador da Fermentec

19:10  Abertura – Henrique Berbert Amorim Neto – Presidente da Fermentec

19:20  Apresentação Webmeeting

Painel Etanol de Milho

19:30 Cesar Francisco Martins Garcia (Moderador) – Remoto

19:40 Etanol de Milho Integrado às Usinas de Cana de Açúcar e Cooperativas – Alexandre Godoy (Fermentec)

20:00 P&R

20:05 A Sustentabilidade do Etanol de Milho no Brasil – Prof. Dr. Marcos Fava Neves (FEA-RP/USP) – Remoto

20:35 P&R

20:40 Importância dos co-produtos na determinação da competitividade do etanol de milho – Ângelo Pedroza (Vinculum Agro) – Remoto

21:10 P&R

21:15 BASF

21:25 Grande Debate

21:50 Encerramento

15/09/2020 (terça-feira)

Painel Fermentações Inteligentes

19:00 Abertura

19:05 Henrique Neto (Moderador)

19:15 Inteligência na Adversidade – Prof. Andriei Jose Beber (FGV) – Remoto

19:50 Fermentação: Presente e Futuro – Fernando Henrique C. Giometti (Fermentec)

20:25 Thermofisher

20:35 Metrohm

20:45 Cases na prática: i. Alexandre Menezes (Usina da Pedra) – Plano Diretor Expansão da Fermentação – Remoto ii. Fernando Vicente (Usina Alta Mogiana) – A Importância da Levedura Personalizada – Remoto

21:15 P&R

21:20 Grande Debate

21:45 Encerramento

16/09/20 (quarta-feira)

Painel Açúcar

19:00 abertura

19:05 Rudimar Cherubin (Moderador)

19:15 Maximização da Produção de Açúcar i. Inovação tecnológica na indústria açucareira, face às mudanças no sistema de colheita da cana-de-açúcar” – Prof. Claudio Aguiar (ESALQUSP) ii. Uso da tecnologia e inovações na maximização da produção do açúcar – Murilo Vilela (Fermentec)

iii. Novo Parâmetro para Monitoramento de Fábrica – Luiz Anderson Teixeira (Fermentec)

20:15 P&R

20:20 Reverflux (Phelipe Czelusniak)

20:30 Solenis (Glauco Martins Mello Junior)

Painel Novas Tecnologias – Melaço de Soja

20:40 Mário Lucio Lopes (Moderador) i. Melaço de Soja 1. Estratégia da CJ Selecta na Transformação de Melaço de Soja em Etanol – Fernando Betinardi (CJ Selecta) – Remoto 2. P&D e Scale-up – Guilherme Marengo Ferreira (Fermentec)

21:20 P&R

21:25 Grande Debate

21:50 Encerramento

17/09/20 (quinta-feira)

Painel Controle Analítico

19:00 Abertura

19:05 Claudemir Bernardino (moderador) i. Introdução: Dificuldades e Alternativas nos controles e medições PCTS e RGD

19:25 Sueg (Marcelo Fava)

19:35 Laboratório Futuro (Raman/NIR/Cromatografia) – Avanços – Eduardo P. Borges (Fermentec)

19:55 P&R

20:00 Cetec (Dorival Jr)

20:10 Spectral (Guilherme Holland)

20:20 Quantificação dos Açúcares (Interferentes no ATR e Comparativo metodologias da Prensa e Digestor) – Fernando E. Ré (Fermentec)

20:40 P&R

20:45 Quantificação do ART do Mosto (Importância do Sistema de Amostragem e Sistemáticas de Medição dos Volumes) – Cases Clientes Fermentec – Éder Silvestrini (Fermentec)

21:05 Alcoóis Especiais e Otimização Energética – Claudemir Ribeiro (JW) Remoto

21:20 P&R

21:25 Grande Debate

21:50 Encerramento

*Sujeita a alterações

Como participar?

A inscrição para o Webmeeting Fermentec é gratuita e pode ser feita pelo site

http://eventosfermentec.com.br/

O evento será transmitido pelo YouTube nos dias 14,15,16 e 17 de setembro de 2020, sempre a partir das 19h.

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Análise de DNA mitocondrial e seus porquês

A revista Nature publicou no mês de julho uma pesquisa com os resultados do aprimoramento da técnica de CRISPR Cas9 para permitir a edição ou “correção” das mutações pontuais do DNA mitocondrial devido à dificuldade dos componentes cruzarem a membrana das mitocôndrias. A edição do DNA mitocondrial sempre foi um grande desafio para a ciência. O DNA mitocondrial acumula mutações pontuais ao longo do tempo, que permitem diferenciar uma levedura e até mesmo um indivíduo. Essas mudanças no DNA mitocondrial podem levar às doenças hereditárias.

Com esta nova técnica, revelada pela Nature, será possível reparar as mutações pontuais do DNA mitocondrial relacionadas com muitas doenças hereditárias.

Desde 2007, a Fermentec utiliza a técnica de análise do DNA mitocondrial para complementar os resultados da análise de DNA nuclear (cariotipagem) para identificar e monitorar as leveduras presentes nas dornas de fermentação.

As leveduras têm um DNA mitocondrial até que muito parecido com o dos humanos. É possível diferenciar as cepas de leveduras porque cada linhagem acumulou mutações pontuais no DNA mitocondrial diferentes das outras linhagens. Por conta do estado diploide das leveduras, do número de cromossomos e da facilidade de esporulação e recombinação dos cromossomos, as mutações pontuais e cromossômicas se acumulam com maior velocidade que no DNA mitocondrial.

No caso das leveduras, se fosse montado um relógio biológico, o DNA mitocondrial seria o ponteiro das horas e o cromossômico o ponteiro dos minutos.

Análise de DNA mitocondrial e seus porquês

Confira algumas considerações sobre as formas que a leveduras encontram para se adaptarem ao ambiente, bem como o papel da cariotipagem e o DNA mitocondrial para identificarem esses comportamentos.

Cariotipagem ou DNA mitocondrial? Qual devo solicitar?

A cariotipagem é técnica padrão e primária para fazer a identificação, rastreamento e seleção das leveduras. A qualidade dos géis permite diferenciar claramente as linhagens de leveduras Saccharomyces e também Não Saccharomyces no mesmo gel, em uma só corrida, assim como os rearranjos cromossômicos que se acumulam nas leveduras.

A análise do DNA mitocondrial deve ser realizada quando surgirem cariótipos semelhantes, mas que não são completamente idênticos ao das linhagens originais, para confirmar a origem de uma determinada levedura (se ela é selvagem ou relacionada com uma levedura selecionada) e para auxiliar na seleção de novas linhagens.

Como devo usar o DNA mitocondrial?

Deve ser usado como técnica complementar à cariotipagem.

Muitos laboratórios usam uma ou outra técnica isoladamente. A Fermentec foi a primeira empresa a usar as duas técnicas de forma combinada para identificar a origem das leveduras e seu parentesco.

Para que usar técnicas combinadas? O DNA não é o mesmo?

O DNA não é o mesmo. A cariotipagem varre as modificações e diferenças no DNA cromossômico (nuclear) das leveduras enquanto o DNA mitocondrial varre as diferenças no material genético contido nas mitocôndrias.

O DNA cromossômico, por sua característica, está sujeito a vários tipos de recombinação e variação mitótica e meiótica.

O DNA mitocondrial por sua vez é um pouco mais conservado. Além disso, como as células carregam entre 50 e 70 cópias do DNA mitocondrial, uma modificação tem quer ser vantajosa para se fixar.

Uma levedura que está fermentando ainda tem mitocôndrias?

Sim! Embora a atividade respiratória esteja reprimida, a levedura carrega as mitocôndrias e cópias do DNA mitocondrial.

A análise do DNA mitocondrial é muito mais cara do que a cariotipagem?

Não! O custo das duas análises é equivalente, uma vez que a maior parte dos tampões e reagentes são os mesmos. A Fermentec adaptou a análise do DNA mitocondrial para condições mais próximas das que já vinham sendo trabalhadas.

O resultado do DNA mitocondrial pode ser diferente da cariotipagem?

Sim. Isso ocorre porque estão sendo avaliados DNAs diferentes e pelos princípios das duas metodologias serem distintos. Como já foi mencionado, o DNA cromossômico está mais sujeito às quebras e recombinações em relação ao DNA mitocondrial. Além disso, a cariotipagem baseia-se na análise física do DNA cromossômico (número de bandas, posição ou tamanho e intensidade).

Por sua vez, o DNA mitocondrial baseia-se no acúmulo de mutações pontuais (não sofre recombinação meiótica, segregação e, por isso, não segue as leis Mendelianas).

Como devo considerar resultados que podem parecer conflitantes entre a cariotipagem e o DNA mitocondrial?

Conforme já foi destacado anteriormente, a análise primária é a cariotipagem. O DNA mitocondrial deve ser requisitado quando surgirem dúvidas. O resultado final deve levar em conta várias informações, mas será baseada nas duas técnicas como descrito no item 6.

Pode ser feita uma analogia para entender melhor o uso das duas técnicas?

Sim! Quando a levedura recombina seus cromossomos, é como se ela estivesse mudando de roupa. Isso dificulta a identificação pela cariotipagem porque a comparação é feita sempre com a original (que veste a mesma roupa).

No caso do DNA mitocondrial ela muda de roupa com menor frequência ou apenas um pequeno detalhe da roupa é que muda. Por essa razão, se ela quiser escapar da identificação trocando de roupa várias vezes (rearranjando seus cromossomos) não vai adiantar porque será pega na análise do DNA mitocondrial. A Fermentec tem vários casos interessantes em que isso aconteceu, sendo que os mais lembrados são da FT858L, FT859L e Fermel® (parentes da PE2).

Por que é importante saber se a levedura é uma variante da PE2 ou uma selvagem?

Porque foi observado que nem todas as substituições de leveduras que ocorrem são devidas exclusivamente à entrada de leveduras selvagens que, por sua vez, não têm nenhuma relação com as leveduras selecionadas. Contaminação por leveduras selvagens está muito mais ligada à entrada dos microrganismos na indústria com a cana, águas, etc.

Mudanças das leveduras selecionadas estão relacionadas com a capacidade de adaptação ao ambiente. Então, alguns casos de substituição de leveduras talvez não sejam por causa da qualidade da cana, mas por conta das condições estressantes da fermentação que forçam as mudanças nas leveduras.

Com a técnica do DNA mitocondrial tem sido possível demonstrar que as leveduras instaladas na fermentação industrial sofrem modificações nos seus cromossomos. De três a quatro rearranjos podem ser identificados nas leveduras pela cariotipagem, mas quando acumulam um número maior de alterações fica mais difícil (só com o DNA mitocondrial ou outras técnicas moleculares).

Estas modificações levavam a uma identificação equivocada de leveduras selvagens. Na luz do conhecimento atual, nem todas as leveduras dominantes são linhagens selvagens, que não tem nenhuma relação com a PE2 ou CAT1, ou ainda com a levedura Personalizada, no caso de usinas que já utilizam esta tecnologia. O DNA mitocondrial tem permitido desvendar novos segredos destas leveduras e os artifícios que elas usam para se adaptarem e sobreviverem ao ambiente industrial.

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Reunião Início de Safra Fermentec: impacto da eficiência na nova era econômica

A bioeconomia terá um grande crescimento nos próximos 15 anos com a substituição cada vez maior de produtos de origem fóssil pelas fontes renováveis. Henrique Amorim Neto, presidente da Fermentec, abriu a Reunião Início de Safra de 2020, realizada no dia 19 de fevereiro em Piracicaba, lembrando ao todos que o etanol está no centro desta tendência de desenvolvimento da bioeconomia. Neste contexto, um programa como o RenovaBio, que será um mercado de comercialização de créditos no setor sucroenergético, trará retorno financeiro às empresas que gerarem fontes renováveis de energia, mas desde que tenham processos eficientes e sustentáveis. Esse é o desafio das usinas no RenovaBio.

Henrique Amorim Neto Reunião Incio Safra Fermentec 2020
O presidente da Fermentec, Henrique Amorim Neto, abriu a Reunião destacando o papel do setor no crescimento das energias limpas

Palestrantes convidados trazem cogeração com biomassa e RenovaBio

Paulo Carvalho, da usina Colorado, mostrou que as usinas do Brasil juntas têm potencial para gerar 116 mil GWh, sendo 80 mil GWh de excedente para comercializar energia elétrica fora da unidade. No entanto, ele frisou que a geração de energia de biomassa requer investimentos pesados em implantação de subestação, linha de transmissão, tecnologias e processos para aproveitar toda a biomassa da usina com eficiência máxima. Por outro lado, toda essa estrutura garantiria fornecimento de energia, principalmente em períodos de escassez de chuvas e de bandeira vermelha.

Paulo Carvalho Usina Colorado Reunião Incio Safra Fermentec 2020

Paulo Carvalho, da usina Colorado, falou sobre o potencial de cogeração das usinas brasileiras e segurança energética

Já Fábio Beltrame, da Control Union, mostrou, em parceria com o BENRI, como as usinas vem reagindo ao RenovaBio. Hoje, 238 unidades estão em processo de certificação, que tem levado em média seis meses, e 23 já estão aprovadas. A B3 está desenvolvendo uma plataforma dedicada exclusivamente para a comercialização de Cbios.

Fabio Beltrame Control Union Reunião Inicio Safra Fermentec 2020

Fabio Beltrame, da Control Union, respondeu a diversas dúvidas sobre o RenovaBio e atualizou os dados sobre cerificações

Novas soluções Fermentec: Portal do Cliente e GAOA

O avanço da tecnologia permite acessar mais dados para tomar decisões, mas por outro lado fez aumentar a complexidade analítica para a tomada de decisões. Fernando Henrique C. Giometti mostrou os primeiros resultados obtidos com o GAOA, Gestão Avançada e Operação Assistida, a inteligência artificial da Fermentec. Lançado recentemente pela Fermentec, o GAOA foi utilizado por 84 dias em uma usina e foi determinante para identificar um excesso de ácido sulfúrico na fermentação e recomendar a quantidade ideal. Essas informações neste período representaram para a usina um ganho de receita de mais de 500 mil reais.

João Gaya apresentou todas as funcionalidades do Portal do Cliente, um novo serviço da Fermentec que já está disponível aos clientes contratuais. O objetivo do Portal é centralizar todas as informações relacionadas aos serviços da Fermentec, como Benchmarking, datas de visitas, abertura de chamados, agenda de qualificação, circulares, metodologias, relatórios, programação de eventos e Portal FT. Toda a documentação relativa aos clientes estará centralizada no Portal. Há 19 equipes multidisciplinares para atender dúvidas dos clientes e perguntas frequentes para dar mais agilidade ao acesso.

Novo recorde de teor alcoólico e outros índices

Durante as palestras da Reunião Início de Safra foram apresentados diversos resultados da safra 2019/20. Um deles foi o recorde de teor alcoólico que teve média de quase 9,50% entre 46 unidades clientes. Em 2015, apenas duas usinas conseguiram teor superior a 10%. Em 2019 foram 17 unidades. Segundo Mário Lúcio Lopes esses recordes não são meros acasos, mas representam a evolução no setor.

Claudemir Bernardino destacou o aumento na produtividade no campo e na indústria nos dados do benchmarking Fermentec. As 53 unidades clientes processaram 150 milhões de toneladas de cana (+7%) e produziram mais de sete bilhões de litros de etanol (+12%). O RTC registrou aumento de 0,34 pontos percentuais. Segundo Claudemir, 0,34 pode parecer pouco, mas pode representar para a usina um ganho de mais de um milhão de reais durante a safra.

Já os dados apresentados por Fernando Ré revelaram a evolução tecnológica pela qual o setor está passando. Se há alguns anos uma usina usar cromatografia era raridade, hoje 79% dos clientes Fermentec utilizam a cromatografia líquida em suas unidades. 56% utilizam a sonda oblíqua e 78% contam com o digestor extrator quente/frio e redesfibrador África do Sul. A meta é que na safra 2022/23 essas tecnologias sejam pré-requisitos para as usinas fazerem classificações com excelência. Dentro dessa realidade de evolução tecnológica, Fernando fez diversas recomendações para melhorar a eficiência das análises dos parâmetros agroindustriais, além de apresentar alterações no benchmarking.

publico da Reunião Inicio de Safra Fermentec 2020

Profissionais de usinas de todo o Brasil lotaram o espaço de eventos Beira Rio durante a Reunião Início de Safra

Impacto no dia a dia da indústria

A Fermentec fez um estudo para comparar a quantificação do ART na esteira em relação à prática convencional no laboratório. Após 130 dias de análises, os resultados foram muito parecidos, exceto em relação à perda de umidade identificada na esteira em relação ao PCTS. A diferença de apenas um ponto percentual teve impacto na fibra e na perda indeterminada. Eder Silvestrini apresentou o estudo que confirmou a etapa do repreparo como responsável pela perda de umidade. Após a identificação e feita a correção, a perda indeterminada teve um resultado mais próximo comparado ao laboratório. Segundo Eder, os resultados são promissores e revelam a viabilidade de ser adotada na amostragem de cana na esteira para avaliação do balanço industrial.

Como reduzir os riscos na escolha das leveduras para esta safra? Dinaílson Corrêa de Campos fez algumas recomendações para evitar problemas ao longo da safra. A primeira é esquecer a levedura de panificação. A segunda recomendação é esquecer também o fermento da safra passada. O que se deve fazer? Trabalhar com leveduras selecionadas e nas quantidades corretas, na faixa de mais de mil quilos. Os resultados comprovam que aumentar a quantidade de leveduras selecionadas eleva o rendimento da fermentação. Para quem utiliza leveduras Personalizadas, é importante começar a safra com as selecionadas, que protegem a fermentação das contaminantes. Não basta escolher bem a levedura, mas também monitorar o comportamento delas por cariotipagem e/ou DNA mitocondrial. Na safra passada, PE-2, CAT-1, FT858L e Fermel foram as leveduras mais utilizadas pelas usinas.

A conversa também chegou ao laboratório. Eduardo Borges trouxe informações e terminologias da metrologia, que são importantes para profissionais que trabalham na área de qualidade das usinas para fazer controles estatísticos. Borges explicou os conceitos de repetibilidade e reprodutibilidade no laboratório. A repetibilidade verifica se o método do laboratório está adequado para uso e a qualidade dos resultados. A amostra pode ser analisada entre seis e quinze vezes de forma independente com concentrações baixa, média e alta. Cada laboratório tem a sua própria repetibilidade, de acordo com as suas condições. Já na reprodutibilidade, a comparação é feita entre diferentes laboratórios para se ter uma base de comparação e chegar à validação. Esses controles estatísticos podem basear fontes de incertezas no laboratório, que interferem na precisão dos resultados.

A Reunião Início de Safra passou o recado. Os biocombustíveis estão no centro da tendência mundial por energias renováveis, o que abre um grande horizonte de oportunidades para o setor, que só serão alcançadas com tecnologia e conhecimento de cada dado da usina para explorar todas as possibilidades de negócios e de geração de receitas.

Na página da Fermentec no Facebook você confere todas as fotos e vídeos com entrevistas da Reunião Início de Safra 2020.

 

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SCiFer Fermentec 9 anos: facilitando a transferência de tecnologia

O Simpósio Científico Interno da Fermentec, SCiFer, chegou em 2019 à sua nona edição reunindo as principais pesquisas desenvolvidas ao longo do ano. Como afirmou Dinailson de Campos na abertura do encontro, o SCiFer é o DNA da Fermentec, onde é discutido todo o resultado da pesquisa, da busca e das descobertas repassado para os clientes de forma facilitada. No SCiFer, os colaboradores da Fermentec, de todas as áreas, se reúnem para conferir as apresentações das pesquisas que estão em desenvolvimento ou que já foram implantadas com sucesso. O objetivo é sempre oferecer o máximo de informações para as equipes, o que tem impacto direto na qualidade do atendimento às usinas e destilarias.

Colaboradores participam do SCiFer da Fermentec

Transferência de tecnologia

No SCiFer foram apresentados os primeiros resultados do GAOA, a inteligência artificial da Fermentec, na prática. Foram feitas análises estatísticas e de boletins da safra 2018/19 da Usina da Pedra e os primeiros resultados foram muito promissores: em 49 dias, as informações em tempo real geradas pelo algoritmo do GAOA permitiram uma redução de custos de R$ cinco mil por dia e um aumento de 125 mil litros de etanol produzidos.

Já Murilo Vilela apresentou o resultado de um trabalho feito em uma usina que aumentou o mix para açúcar em uma usina entre 10 e 15%. A estratégia adotada foi implantar um projeto de duas massas e meia para otimizar o uso de vapor e a agitação das massas nos cozedores. Esse estudo de caso demonstrou que com investimentos mínimos é possível aumentar a produção, mas que a transferência de tecnologia só funciona quando a equipe segue à risca às orientações da consultoria para o sucesso nos resultados.

Também foram apresentadas outras inovações da Fermentec para o desenvolvimento do bioplástico, coleta de amostra de açúcar na esteira, perfil de leveduras geneticamente modificadas, metagenômica de bactérias, entre tantos outros assuntos.

O presidente da Fermentec, Henrique Amorim Neto, encerrou o SCiFer destacando as parcerias que são feitas com empresas, usinas e universidades, que permitem o desenvolvimento de suas pesquisas que, em alguns casos, não únicas no mundo. Henrique Neto afirmou que todo o trabalho é feito pensando em otimizar o processo e a mão-de-obra de todos os seus clientes e o SCiFer é o momento de renovar esse compromisso.

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Cromatografia na usina: melhor custo-benefício na determinação de açúcares

A mecanização da colheita propiciou uma redução no tempo de entrega, além de aumento da qualidade da cana que hoje está mais sadia e com menos impurezas minerais. Porém, a chegada da planta na usina com pontas e folhas aumentou a presença de carboidratos no processo. Muitos deles estão diretamente relacionados com a quantificação dos açúcares analisados no laboratório de PCTS, monitoramento de perdas, determinação do final de fermentação e, principalmente, pelas dificuldades causadas no processo de produção do álcool e mais exacerbada no açúcar.

Nesse contexto vale mencionar os carboidratos, considerando o número de moléculas de glucose e frutose responsáveis pela formação das estruturas moleculares:

Monossacarídeos (Glucose e Frutose): carboidratos mais simples
Dissacarídeos (Sacarose, Maltose e Lactose): moléculas de 02 monossacarídeos
Oligossacarídeos (Maltotriose e Kestoses): moléculas de 3 a 7 monossacarídeos
Polissacarídeos (Dextrana, Amido e Celulose): Macromoléculas de dezenas de monossacarídeos.

Dentre esses carboidratos, os que exigem maior atenção são os Polissacarídeos (Amido e Dextrana) e Oligossacarídeos (Kestoses, maltrotrioses e outros Trissacarídeos), esses últimos presentes na cana antes mesmo de qualquer processo de deterioração.

Em particular, a Dextrana e Amido causam dificuldades na fabricação do açúcar, provocando o aumento de viscosidade das massas, além das características redutoras e com capacidade de provocar desvios da luz polarizada, comprometendo diretamente a determinação dos açúcares redutores totais pela Polarimetria (Pol aparente) e pela utilização dos métodos químicos (Somogyi & Nelson e Eynon & Lane).

Esses desvios são representados numericamente e com sinais que determinam em particular o quanto e o lado que as substâncias provocam o desvio da luz polarizada, sendo positivo para direita e negativo para esquerda, por isso denominadas em diversas literaturas como substâncias Dextrogira (+) e Levógiras (-).

Embora na maioria das usinas e destilarias a determinação de açúcares seja realizada com o emprego do método de Eynon-Lane para elevadas concentrações de açúcares e de Somogyi-Nelson para baixas concentrações de açúcares, ambos se baseiam na capacidade da glicose e frutose reduzir o íon Cu(II) para Cu(I). Já a determinação através da polarimetria é obtida através da fórmula que segue:

ART = ((POL % Cana Corrigida / 0,95) + AR))

Importante destacar que na década de 90, a Fermentec desenvolveu um fator de correção da Pol % Cana para minimizar a interferência dos açúcares redutores (Glicose e Frutose) que segue:

Fator de Correção da Pol % Cana = (AR% Cana*0,01734118)-0,0004823469)+1

Apesar desses métodos estarem servindo até o presente momento à indústria sucroenergética, a presença de qualquer substância que tenha a capacidade de reduzir o cobre na reação de óxido-redução ou com capacidade de desvio óptico, serão quantificadas como se fosse açúcares, superestimando a sua concentração e, consequentemente, distorcendo o balanço industrial que prejudica a tomada de decisões.

Importante ressaltar que no mel final, além da concentração dessas substâncias, pode ainda ocorrer um incremento devido à destruição de açúcares que ocorre no processo de fabricação do açúcar. Assim, quanto maior a quantidade de mel para preparar o mosto, maior vai ser a quantidade de infermentescíveis que causará a interferência nos métodos citados anteriormente.

Cromatografia na usina na determinação de açúcares

Desta forma, para contornar a interferência causada pelos infermentescíveis, muitas usinas e destilarias vêm adotando o método de cromatografia no monitoramento de perdas, no final de fermentação e, principalmente, na determinação de açúcares na cana. Os resultados comparativos podem ser conferidos nos gráficos abaixo. Os dados são de 2014, 2015 e 2016, mas ilustram bem as vantagens do uso da cromatografia.

Em relação aos tipos de cromatografia, o setor tem optado pela líquida, que é de fato a melhor opção para a determinação de açúcares nas usinas e destilarias. Neste contexto deve ser destacada a cromatografia líquida utilizando o detector amperométrico, também conhecido como cromatógrafo iônico, pelas suas vantagens como menor tempo de análise, maior durabilidade da coluna e melhor seletividade para os açúcares.

Avaliação realizada recentemente pela Fermentec, considerando a diminuição de mão de obra (um analista por turno), reagentes/manutenção e energia elétrica, mostra que o payback pode ocorrer em pelo menos dois anos.

Existem ainda importantes aspectos em relação ao custo benefício para utilização da cromatografia:

– No caso de um gargalo em relação ao tamanho da fermentação, a determinação do ART % Vinho Bruto, no máximo em 20 minutos, pode evitar a necessidade da repetição do brix, possibilitando dessa forma um aumento de até 20% na produção, tornando o investimento irrisório para aquisição dessa tecnologia;

– O monitoramento de perdas, considerando o desempenho de cada setor, pode ser realizado se necessário até de hora em hora ou em condições normais de turno em turno (8/8 horas).

A utilização da cromatografia possibilita, nesse contexto, “medir o que se quer medir”. Isto é, por não sofrer interferência dos infermentescíveis, quantifica apenas os açúcares fermentescíveis. Consequentemente permite uma avaliação mais realista, seja para o Balanço de ART, assim como para os cálculos de rendimentos e eficiência industrial.

Autores: Claudemir Bernardino, André Ferrisse, Eduardo Borges, Armando Gameiro Jr., Eder Silvestrini e Bruno Sattolo
Fonte: Portal FT Novembro/2016

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