Avanços do Etanol de 1ª Geração
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- Márcia Cavalheiro Dreer
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1 Avanços do Etanol de 1ª Geração 2º Seminário Bioenergia: Desafios e Oportunidades de Negócios - CENBIO Henrique V. Amorim Setembro 2010
2 1. Uma Nova Levedura 2. Reduzindo a vinhaça pela metade na fermentação
3 Fermentação em Batelada ( MELLE BOINOT ) MUST YEAST WATER ACID TANK BEER WELL (7) CENTRIFUGATION WATER DISTILLATION PLATE HEAT EXCHANGE
4 Fermentação Contínua MUST WATER ACID YEAST CREAM TREATMENT CENTRIFUGATION BEER WELL DISTILLATION
5 LINHAGENS COM AS MAIORES CAPACIDADES DE IMPLANTAÇÃO LINHAGEM JA BG SA CR PE-2 VR-1 CAT-1 ORIGEM/SAFRA Dest. Jardest/1990 Barra Grande/1990 Sta. Adélia/1990 Cresciumal/1990 Usina Pedra/1992 Vale do Rosario/1993 Catanduva/1998 ONDE FERMENTEC/ESALQ CTC CTC CTC FERMENTEC/ESALQ FERMENTEC/ESALQ FERMENTEC/ESALQ MUITAS LINHAGENS SE IMPLANTARAM EM APENAS ALGUMAS SAFRAS E EM POUCAS DESTILARIAS
6 SURPRESAS INICIAIS PERMANÊNCIA DAS LINHAGENS NO PROCESSO LEVEDURAS / SAFRA (DESTIL.) SAFRA 91/92 (3) DIAS DE PROCESSO SAFRA 92/93 (6) SAFRA 93/94 (9) PAN TA NF (Canadá) JA-1 - >150 >100 JA-1 Colônia isolada no final da safras anteriores pela propria destilaria (Jardest)!
7 IMPLANTAÇÃO DAS LINHAGENS SELECIONADAS SAFRA 94/95 25 DESTILARIAS LEVEDURA (N o DEST.) TAXA PERMA- NÊNCIA (%) TAXA DOMI- NÂNCIA (%) SA-1 (20) CR-1 (20) JA-1 (20) FL/IT (5)
8 IMPLANTAÇÃO DAS LINHAGENS SELECIONADAS SAFRA 94/95 25 DESTILARIAS LEVEDURA (N o DEST.) TAXA PERMA- NÊNCIA (%) TAXA DOMI- NÂNCIA (%) SA-1 (20) CR-1 (20) JA-1 (20) FL/IT (5) A SELEÇÃO PARECIA SER MUITO FÁCIL!
9 IMPLANTAÇÃO DAS LINHAGENS SELECIONADAS SAFRA 95/96 24 DESTILARIAS LEVEDURA (N o DEST.) TAXA PERMA- NÊNCIA (%) TAXA DOMI- NÂNCIA (%) PE-2 (20) VR-1 (20) SA-1 (20) FL/IT (7)
10 A MAIORIA DAS LINHAGENS SÃO IMPRÓPRIAS PARA A FERMENTAÇÃO INDUSTRIAL 15% ESPUMA FLOCULAÇÃO 85% SOBRA DE ART COM PROBLEMAS SEM PROBLEMAS
11 PRIMEIRO SCREENING: ESPUMA, FLOCULAÇÃO E AÇÚCAR RESIDUAL SUSPENSÃO HOMOGENEA ESPUMA ESPUMA E FLOCULAÇÃO AÇÚCAR RESIDUAL
12 REINTRODUÇÃO NO PROCESSO INDUSTRIAL LINHAGENS INTRODUZIDAS (DESTILARIA A SAFRA 95) PANIFICAÇÃO PE-2 VR-1 SA-1 KG ,5 0,5 0,5
13 MONITORAMENTO PELA CARIOTIPAGEM DINÂMICA POPULACIONAL 100% 80% PROPORÇÃO 60% 40% 20% 0% DIAS PAN PE-2 SA VR-1 MENOS QUE 1% CONSEGUEM SE IMPLANTAR!
14 Avaliação das leveduras 96 destilarias Levedura selecionada x outras BIOMASSA DA LEVEDURA (%) INICIAL DIAS FL LEVEDURA SELEC. LEVEDURA SELVAGEM
15 Nova levedura
16 Nova levedura FT 858L
17 Leveduras S288c PE2 FT858
18 Leveduras
19 Principais características da linhagem Rendimento fermentativo elevado Resistente a baixo ph Tolerante a alto teor alcoólico Viabilidade elevada durante reciclos fermentativos Pouca formação de espuma Não é floculante per se Boa velocidade de fermentação Baixo açúcar residual no vinho
20 FT 858L CARIOTIPAGEM DO CROMOSSOMO NUCLEAR PE-2 FT 858L
21 FT 858L PE2 5 4 FT 858L MODEL
22 Seleção de levedura 100% 1,53 g ácido / L cuba 80% 60% 40% 20% 0% Ciclos PE-2 FT 858L
23 Tempo de fermentação FT 858L FT858L Semanas... 11:19h 9:35h TEMPO DE FERMENTAÇÃO (h)
24 % Álcool no vinho - FT858L % Álcool vinho (V/V)... 8,4% 7,6% Semanas
25 Antibióticos Mg/L - FT858L Semanas
26 Ácido/L Álcool - FT858L Semanas
27 ph do levedo tratado - FT858L 3 2,5 2 1, Semanas
28 Contaminação - FT858L Semanas
29 Viabilidade - FT858L Semanas
30 Floculação - FT858L Semanas
31 FT858L % 80% 60% 40% 20% 0% DIAS PE-2 SELVAGENS FT858L Selvagem D2
32 FT858L % 80% 60% 40% 20% 0% DIAS PE-2 FT858L
33 FT858L % 80% 60% 40% 20% 0% CAT-1 PE-2 FT858L SELVAGEM DIAS
34 FT858L % 80% 60% 40% 20% 0% CAT-1 PE-2 FT858L DIAS
35 Tadeu Fessel!"# $ %&'()
36 ECOFERM - Fermentação com Até 16% de Teor Alcoólico: Reduzindo a Vinhaça pela Metade O Processo de Fermentação ECOFERM A Planta de Demonstração ECOFERM Tadeu Fessel
37 Processo Mosto Açúcar % % etanol 7 16 % Levedura
38 TEOR ALCOÓLICO e TEMPO DE FERMENTAÇÃO XAROPE FT - A BG-1 26,00 26,00 24,00 24,00 22,00 22,00 20,00 20,00 Tempo ferm. (h) 18,00 16,00 14,00 18,00 16,00 14,00 % álcool (v/v) 12,00 12,00 10,00 10,00 8,00 8,00 6, Rodadas 6,00 Tempo de fermentação Teor Alcoólico
39 VIABILIDADE e TEOR ALCOÓLICO XAROPE FT - A BG-1 100,00 20,00 92,00 18,00 84,00 16,00 % 76,00 68,00 14,00 12,00 % álcool (v/v) 60,00 10,00 52,00 8,00 44, Rodadas 6,00 Viabilidade Teor Alcoólico
40 TEOR ALCOÓLICO e TEMPO DE FERMENTAÇÃO XAROPE FT - B 25,00 20,00 23,00 18,00 21,00 Tempo ferm. (h) 19,00 17,00 15,00 16,00 14,00 % álcool (v/v) 13,00 12,00 11,00 9, Rodadas 10,00 Tempo de fermentação Teor Alcoólico
41 VIABILIDADE e TEOR ALCOÓLICO XAROPE FT - B BG-1 100,00 20,00 92,00 18,00 84,00 16,00 % 76,00 68,00 14,00 12,00 % álcool (v/v) 60,00 10,00 52,00 8,00 44, Rodadas 6,00 Viabilidade Teor Alcoólico
42 ECOFERM - Fermentação com Até 16% de Teor Alcoólico: Reduzindo a Vinhaça pela Metade O Processo de Fermentação ECOFERM A Planta de Demonstração ECOFERM Tadeu Fessel
43 Ecoferm: Planta de Demonstração Localizada na Usina Bom Retiro Grupo Cosan (Capivari SP Brasil) Capacidade de Fermentação de L de etanol/dia Operação 2008/2009/2010 Utiliza vinhaça como fonte de calor
44 Ecoferm: Processo de fermentação com resfriamento por água gelada PRÉ FERMENTADOR MOSTO VAPORES CO2 ÁGUA ÁGUA + ETANOL ÁGUA DA TORRE VINHO/ VINHO EM FERMENTAÇÃO VINHAÇA FONTE QUENTE ÁGUA GELADA (CHILLER) FERMENTAÇÃO COLUNA DE LAVAGEM 36,3 C 29 C TORRE DE RESFRIAMENTO DESTILAÇÃO BIOETANOL VINHO 85 C 20 C K 25 C VINHAÇA 78 o C CHILLER
45 Ecoferm: Processo de fermentação com resfriamento por água gelada
46 Ecoferm: Processo de fermentação com resfriamento por água gelada
47 Balanço Energético Fontes de Energia Condensados Vegetal V2 Vinhaça Make up TORRE DE RESFRIAMENTO 2ª Opção 3ª Opção ECOCHILL 1ª Opção Vapor Escape Condensados p/ Chiller Vegetal Vegetal V2 V2 p/ p/ Chiller Vinhaça p/ Chiller Caldo EVAPORAÇÃO 1º EFEITO EVAPORAÇÃ O 2º EFEITO FERMENTAÇÃ O DESTILAÇÃO Etanol CO2 Vegetal V1 p/ Destilaria
48 Balanço de Energia no sistema de Fermentação com refrigeração por Chiller de Absorção Resultados para diferentes teores alcoólicos 8,0 9,0 10,0 11,0 16,0 16,0 10,6 9,1 8,0 7,0 3,9 3,9 99, ,5 53,5 2,60 2,36 2,16 1,99 1,46 1,46 8,1 9,06 10,6 11,0 16,2 16,2 78,2 79,7 81,0 82,2 82,3 83,8 Dados referentes a produção de etanol hidratado
49 Economia Insumos Ácido 0,73g/L etanol (Piloto) Antibiótico Redução pela metade do uso de centrífugas
50 Água de Diluição Produção de m 3 etanol /dia De 8% para 16% de teor alcoólico Redução 50% volume para diluição Economia de 900 m 3 /dia
51 Variação da Relação Volumétrica Vinhaça/Etanol em Função do Grau Alcoólico do vinho 5 Aquec. Indir. Borbotagem
52 Consumo de Vapor Vinho ( o GL) Consumo Vapor (Kg/L etanol produzido) 8 2,60 9 2, , , , , , , ,46 Ganho de 1,14Kg/L de etanol hidratado
53 Ganho Distribuição Vinhaça Moagem de 4 milhões ton. Teor Alcoólico do Vinho Distância (Km) 9,5 p/ 12,00 9,5 p/ 14,00 9,5 p/ 16,6 Vinhaça Vinhaça Vinhaça 10, , , ,43 20, , , ,56 30, , , ,33 Valores em R$
54 Economia m 3 de etanol produzido 90 L/tonelada de cana R$ ,33 Unidade A R$ ,40 Unidade B Ganho com Vinhaça
55 Vantagens - Redução do Volume de Vinhaça pela metade - Economia de Água tratada, pela metade - Economia de Insumos - Otimização do Balanço Energético - Economia na distribuição da vinhaça - Redução de centrífugas, pela metade Tadeu Fessel
56 Pesquisa Financiamento: 1977 até 2008: somente recursos da Fermentec 2008 e 2009: CNPq - bolsistas 2010: FAPESP PIPE - equipamentos
57 MUITO OBRIGADO
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