Fermentação Batelada

FERMENTAÇÃO BATELADA

Fermentação é um processo de liberação de energia que ocorre sem a participação do oxigênio ( processo anaeróbico ), e, no caso da fermentação alcoólica, é realizado por um tipo de fungo chamado levedura, mediante um conjunto de reações enzimaticamente controladas, através das quais uma molécula orgânica ( glicose/frutose ) é degradada em compostos mais simples ( álcool etílico e dióxido de carbono ) , liberando energia ( calor ), numa reação exotérmica.

A fermentação alcoólica da Usina Bonfim é no sistema batelada, ou seja, dornas que fermentam de forma independente uma das outras ( normalmente de 5 a 6 ), adotando, como todas as usinas de processamento de cana-de-açúcar no Brasil, o sistema de reciclo de fermento, ou seja, a centrifugação ( ou, numa situação de menores recursos, a decantação ),do fermento com o objetivo de separar a maior parte de fermento e usá-lo na próxima dorna, e assim sucessivamente.

O fermento separado nas centrífugas sai numa concentração de 60 - 70 %, e recebe um tratamento com água clorada, ficando em média com 35 % de concentração final, e correção do pH com ácido sulfúrico, ficando entre 2,1 a 2,8, dependendo da necessidade. O uso de ácido visa o combate às bactérias ( bastonetes ),presentes no meio fermentativo e que concorrem com as leveduras na degradação do açúcar. Nessa fase, importante também é o percentual de viabilidade ( número de células vivas por mililitro ), que é sempre recomendável acima de 80 %.

O tempo de tratamento do fermento varia de acordo com o número de dornas e a velocidade de fermentação, variando entre 1,5 a 3,0 horas. Após esse período é remetido à dorna de fermentação, onde receberá o mosto preparado ( caldo puro, caldo e mel final, caldo, mel final e água, ou ainda mel final e água ), para o desdobramento dos açúcares pelas leveduras, com concentração que varia de 12º a 30º Brix, valor esse que vai determinar o teor alcoólico do vinho ( 7 a 12 % v/v ).

O tempo de alimentação desse fermento varia com o estado geral da fermentação e a necessidade de desdobramento de processo da usina, e é de 4 a 6 horas. Após esse período a dorna fica fermentando os açúcares recebidos até a sua totalidade, o que varia também com o estado da fermentação, ficando num tempo médio total ( incluindo a alimentação ), de 8 a 12 horas ( ainda assim com muitas variações ).

Após esse período, o vinho é bombeado para as centrífugas de fermento e o procedimento se reinicia, e assim sucessivamente.

MOAGEM E EXTRAÇÃO

É a operação que tem por objetivo separar a fração líquida ( caldo ) do colmo da cana que, por consequência, contém os açúcares, da fração sólida ( fibra ), com o máximo de eficiência possível.

Para isso a matéria-prima, após ser analisada no PCTS, segue nos caminhões para ser despejada nas mesas alimentadoras. A cana picada, após a sopragem da palha, é mesclada com a cana inteira, queimada ou não, e encaminhada por esteiras transportadoras para a seção de preparo. Preparo é a operação que tem a finalidade de deixar a fibra da cana exposta e apta à extração do caldo nas moendas. Para tanto passa antes pelo picador, que é um conjunto de facas que, em movimento rotativo, faz a primeira dilaceração da cana, e depois o desfibrador ou nivelador, que consiste num conjunto de martelos que, também em movimento rotativo, completa a exposição das fibras da cana, já ficando nivelada para seguir para a moenda, antes passando pelo eletroímã para a retirada de possíveis partes metálicas que estejam presentes no colchão de cana.

A extração sob pressão ocorre nos ternos da moenda, com os rolos exercendo pressão sobre a cana preparada ( o laboratório mede o índice de preparo, que deve ser superior a 90 % ).

Os rolos da moenda são suportados em estruturas metálicas chamadas de castelos, onde existe o rolo superior, responsável pelo acionamento, que geralmente é com vapor direto ( os outros rolos acompanham o movimento deste mediante combinação de engrenagens chamadas rodetes ), e dois rolos inferiores, um anterior ( rola cana ), e outro posterior ( rola bagaço ), e ainda um rolo menor que fica perto do rolo superior, chamado rolo de pressão, que é responsável por alinhar a alimentação de cana para o terno. As moendas grandes geralmente possuem 6 ternos.

Os rolos giram com baixa velocidade e alta pressão, e apresentam alto desgaste ao longo da safra devido à natureza da operação, na ação da fibra da cana e também a impureza mineral ( terra, areia ),sobre o material que compõe o rolo, sendo necessário a reposição da camada externa com solda ( chapisco ), que é feita com a moenda em operação.

A extração média de uma moenda fica na casa de 96 a 97 %, e o caldo extraído do primeiro terno ( 60 % do total ), é denominado caldo primário, e os outros ternos se incumbem da extração restante, e esse caldo é chamado de caldo secundário, sendo esta uma extração mais difícil, com muita fibra e menos líquido, e para facilitar essa parte do processo usa-se um artifício chamado de embebição, que consiste em adicionar água a 65°C ( condensada vegetal ),na saída do bagaço do quinto terno, que vai ser recuperada no sexto terno. Esse caldo é adicionado na saída de bagaço do quarto terno, que é recuperado no quinto terno e remetido na saída de bagaço do terceiro terno, que é recuperado no quarto terno e remetido para a saída de bagaço do segundo terno, que é recuperado no terceiro terno e remetido para a saída de bagaço do primeiro terno. O objetivo da embebição é dissolver o açúcar remanescente no bagaço e reduzir a proporção de fibra desses ternos, facilitando a extração.

O caldo primário pode ser misturado com o secundário e, neste caso é denominado de caldo misto, mas o normal é usar o primário para a fabricação de açúcar, e o secundário para a fabricação de álcool.

O caldo extraído da moenda passa por uma filtração grosseira em uma peneira rotativa e depois segue para a seção de tratamento.

TRATAMENTO DO CALDO

O tratamento do caldo que vem das moendas, quer seja primário, secundário ou misto, tem caminhos diferentes dependendo se a produção for destinada para açúcar ou etanol. No caso da produção de açúcar, o caldo ( geralmente primário ), realiza troca térmica em trocadores de calor à placa, com a vinhaça que