Fermentação Aumento na Produção de Etanol através do Controle Microbiológico

Transcrição

1 Fermentação Aumento na Produção de Etanol através do Controle Microbiológico FORUM PROCANA USINA DE ALTA PERFORMANCE RIBEIRÃO PRETO-SP 19 de setembro de 2014

2 Desde a safra de 2006, vem trabalhando com Controle Microbiológico do Processo de Fermentação Etanólica com desenvolvimento de metodologias, diagnósticos e com protocolos laboratoriais oficiais adaptados ao setor sucroenergético com resultados expressivos em Desinfecção Industrial com Controle Microbiológico e adequação de produtos antimicrobianos e antibióticos. A MC DESINFECÇÃO INDUSTRIAL segue rigorosamente todos os protocolos ANVISA-MAPA.

3 PORQUE CONTROLAR A CONTAMINAÇÃO BACTERIANA? CONTROLE MICROBIOLÓGICO DO PROCESSO FERMENTATIVO O QUE ESTAS BACTÉRIAS CAUSAM NO NOSSO PROCESSO FERMENTATIVO? ATITUDES DE CONTROLE MICROBIOLÓGICO EM OUTRAS INDÚSTRIAS ALIMENTÍCIAS QUAIS AS METODOLOGIA PARA SE QUANTIFICAR ESTE MICROBIOTA CONTAMINANTE?

4 CONTROLE MICROBIOLÓGICO DO PROCESSO DE FERMENTAÇÃO ETANÓLICA E SUAS IMPLICAÇÕES Os maiores prejuízos causados pela contaminação bacteriana são a degradação da sacarose e a formação dos ácidos láticos e acéticos que ocasionam perda de açúcar para a conversão em etanol e intoxicação das leveduras. Faz-se necessário o uso de produtos antimicrobianos para conter esta contaminação que tem levado prejuízos incalculáveis à produção de Etanol. O Controle Microbiológico do Processo de Fermentação é uma ferramenta importante para o bom rendimento fermentativo para não se fazer uso abusivo de antibióticos e produtos antimicrobianos que desencadeiam a resistência bacteriana. Importante no Controle Microbiológico e a quantificação dos níveis de contaminação bacteriana para dosagem de produtos adequadamente e sem causar danos à Saúde Pública e corrigir a fermentação em tempo hábil. (Oliva-Neto&Yokoya,1997) ( Amorim & colaboradores,1999)(pesquisadores UNESP-RIO CLARO 2012) (Souza e Silva, M.C,2009)

5 EFEITOS E CAUSAS DAS BACTÉRIAS NO NOSSO PROCESSO * CONSOMEM A NOSSA MATÉRIA PRIMA = SACAROSE * CONSOMEM NOSSO PRODUTO FINAL = AÇÚCAR * CONSOMEM NOSSO PRODUTO FINAL = ÁLCOOL PREJUÍZOS INCALCULÁVEIS EM TODA CADEIA DO PROCESSO

6 ATITUDES DE CONTROLE MICROBIOLÓGICO EM OUTRAS INDÚSTRIAS ALIMENTÍCIAS Diretorias Industriais impuseram controles microbiológicos rígidos para não tomarem prejuízos incalculáveis em seus produtos finais e nas suas matérias primas. Diretorias Industriais impuseram Programa de Qualificação Especifico aos seus colaboradores evitando desta forma entre outras coisas a PERDA DE CONFIANÇA NA EMPRESA.

7 Qual metodologia de diagnóstico. CONTROLE MICROBIOLÓGICO EFICIENTE DEPENDE DA QUANTIFICAÇÃO DO MICROBIOTA CONTAMINANTE

8 BACTÉRIAS CONTAMINANTES DO PROCESSO DE FERMENTAÇÃO Trabalho Científico de Isolamento e Plaqueamentos de 222 culturas bacterianas diretamente da fermentação Bactérias Gram Negativas - 24,3% Profa. Dejanira-UNESP-RIO CLARO 1999 Gram positivas 75,7% Acetobacter 30% Enterobacter28% Xantobacter 15% Água, Re-contaminação Bastonetes 77% Cocos 23% Ácido láctico Acetobacter Lactobacilos 77% Bacilos 16% Sporolactobacilos 6% Leuconostoc 82% Micrococos 10% Staphylococos 8% Levedura Álcool Ácido láctico Dextrana Glicerol Ácido Acético

9 NÍVEIS ACEITÁVEIS DE CONTAMINAÇÃO BACTERIANA PROCESSO FERMENTATIVO MOSTO CUBA DORNA 10 3 BOM 10 6 BOM 10 6 BOM

10 NECESSIDADE DE DESENVOLVER NOVAS TÉCNICAS DE DIAGNÓSTICOS RÁPIDOS DA CONTAMINAÇÃO BACTERIANA DO PROCESSO DE FERMENTAÇÃO Técnicas como a contagem de bactérias bastonetes por microscopia não podem ser mais consideradas como principal ferramenta quantitativa do microbiota contaminante para um Controle Microbiológico do Processo de Fermentação pois quando comparadas com plaqueamentos dificilmente apresentam o mesmo resultado. Quanto à técnica do lactimetro é bom lembrar que a técnica não mede ácido lático total e que não são todas as bactérias contaminantes fermentadoras que produzem o ácido lático. O Lactimetro não é um bom quantificador do microbiota bacteriano contaminante do processo, não é preciso como o plaqueamento.

11 NECESSIDADE DE DESENVOLVER NOVAS TÉCNICAS DE DIAGNÓSTICOS RÁPIDOS DA CONTAMINAÇÃO BACTERIANA DO PROCESSO DE FERMENTAÇÃO Plaqueamento técnica precisa em quantificação que demora no mínimo 48 horas para leitura das bactérias contaminantes totais do processo. Normalmente a série de diluições em PETRIFILM é realizada com solução salina ou água esterilizada não corrigindo as necessidades nutricionais das bactérias do processo fermentativo induzindo há um falso diagnóstico. O KIT MC fez uso em sua metodologia de plaqueamentos prévios corrigidos para criar um Gabarito de Cores e a quantificação da Contaminação com tempo de diagnóstico muito rápido, tornando-se uma ferramenta importante para a Microbiologia Industrial do Setor Sucroalcooleiro. O KIT MC e toda a sua metodologia de diagnóstico é VALIDADO por plaqueamentos devido a sua precisão em quantificar o microbiota bacteriano contaminante do processo, produtoras ou não de ácido lático.

12 A VITÓRIA DA MICROBIOLOGIA CONTRA O TEMPO

13 KIT MC DIAGNÓSTICO RÁPIDO DA CONTAMINAÇÃO BACTERIANA

14 KIT MC DE DIAGNÓSTICO RÁPIDO Os Kits MC de diagnósticos rápidos de contaminação bacteriana podem ser utilizados para avaliar e quantificar os níveis de contaminação no processo com os seguintes caldos: primário, misto, mosto de alimentação, fermento tratado-não tratado e dornas em fermentação,dorna pulmão, tubulações etc O Kit MC propicia ao laboratório de microbiologia industrial um rastreamento do controle microbiológico do processo de forma precisa e rápida levando de 30 a 60 minutos de incubação em estufa bacteriológica a 35 C 0. para termos a viragem de cor do Indicador Cromogênico.

15 KIT MC inoculado com caldo 0µ 30µ 60µ 90µ 210µ 480µ Fotografia oficial dos testes pilotos realizados na UNESP

16 GABARITO DE CORES PARA A QUANTIFICAÇÃO

17 QUAL TUBO ESCOLHER PARA FECHAR O DIAGNÓSTICO NO GABARITO DE CORES?

18 ESCOLHENDO O TUBO PARA FECHAR O DIAGNÓSTICO NO GABARITO DE CORES

19 DEPOIMENTOS DA PRATICIDADE-RAPIDEZ E CONFIABILIDADE DOS RESULTADOS USINA SANTA ADÉLIA- JABOTICABAL

20 DEPOIMENTOS DA PRATICIDADE-RAPIDEZ E CONFIABILIDADE DOS RESULTADOS USINA REGIÃO DE PIRACICABA

21 CASES KIT MC DIAGNÓSTICO RÁPIDO DA CONTAMINAÇÃO NA EFICIÊNCIA DO PROCESSO DA FERMENTAÇÃO E NA EFICIÊNCIA EM PRODUÇÃO DE ÁLCOOL

22 Tomamos medidas imediatas no dia 16/11/12 após o resultado rápido do Kit MC, onde aplicamos uma quantidade mínima de antibiótico para combater a infecção antes da confirmação da validação pelo plaqueamento e ganhamos 48horas com ações corretivas e específicas. O resultado foi que aumentamos a produção de etanol nos 03 dias monitorados com volume excedente de litros e gastamos menos antibiótico e ácido sulfúrico. O processo de fermentação esta com eficiência máxima depois destas correções em tempo e a viabilidade acima de 90% com produção de GL de 9,68.. Descrição Dosagem Anterior Setembro/outubro SABRINA BARBOSA DE OLIVEIRA (19/11/12) Dosagem Realizada (16/11 e 17/11) Antibiótico aplicado MONENSINA 2,500 kg 0,500 kg R$ (Kg) R$ 216,89 R$ 216,89 Cubas Aplicadas em volume de Cuba com contaminação dado Pelo KIT MC DIAGNÓSTICO RÁPIDO 10 8 média ufc/ml e 10 7 alta ufc/ml na dorna 6 6 Dosagem batelada 1 2 Total Dosagem 6 12 R$ (dosagem) R$ 3.253,38 R$ 1.301,35

23 Descrição Dosagem do dia anterior (15/11/12) Dosagem do dia (16/11/12) Dosagem do dia (17/11/12) Dosagem do dia (18/11/12) Ácido Sulfúrico (kg) 3.410,00kg 1.620,00kg 1.560,00kg 1.860,00kg R$ (Kg) R$ 0,38 R$ 0,38 R$ 0,38 R$ 0,38 R$ (dia) R$ 1.295,80 R$ 615,60 R$ 592,80 R$ 706,80 Produção Etanol (L) ph 2,19 3,5 3,5 3,5 GL dornas 8,12 9,0 9,0 9,5 Contaminação das Dornas 10 7 alta UFC/ml no dia 15/11/12 para 10 6 baixa UFC/ml nos dia 16 a 18/11/12

24 GRUPO GUARANI Unidade de Tanabi -SP Leitura dada pelo Gabarito de Cores 10 6 baixa UFC/ML Leitura dada pelo Gabarito de Cores 10 8 alta UFC/ML

25 CASE GRUPO GUARANI Uso Do KIT MC para teste de limpeza do Trocador de calor de caldo clarificado Limpeza Manual com água fria. Amostras : Caldo Clarificado na Entrada do trocador de calor < 10 4 Caldo Clarificado na saída do trocador de calor após 1 h da limpeza baixa media Caldo Clarificado na saída do trocador de calor após 4,5 h da limpeza baixa media Caldo Clarificado na saída do trocador de calor após 3 dias da limpeza baixa media MC DESINFECÇÃO INDUSTRIAL

26 Uso do KIT MC para teste de limpeza do Trocador de calor de caldo clarificado < baixa media MC DESINFECÇÃO INDUSTRIAL

27 Uso do KIT MC para teste de limpeza do Trocador de calor de caldo clarificado 10 4 baixa media 10 6 baixa media

28 RASTREAMENTO DO PROCESSO PARA DIAGNÓSTICO DOS PONTOS CRITICOS E DOSAGENS DE PRODUTOS USINA 1 NA REGIÃO DE RIBEIRÃO PRETO Na usina 1, devido a um problema recontaminação do vinho, foram avaliados os seguintes pontos : Mosto no anel de distribuição Cuba Dorna após enchimento Dorna Morta Dorna Pulmão Fermento na saída da centrifuga O fluxograma ao lado mostra os resultados obtidos pelo Kit MC: Pulmão Dorna Filtro Mosto Anel Fermento TC3 TC2 TC1 Cuba 10 8 Mosto ETC

29 RASTREAMENTO DO PROCESSO PARA DIAGNÓSTICO DOS PONTOS CRITICOS E DOSAGENS DE PRODUTOS USINA 1 NA REGIÃO DE RIBEIRÃO PRETO

30 RASTREAMENTO DO PROCESSO PARA DIAGNÓSTICO DOS PONTOS CRITICOS E DOSAGENS DE PRODUTOS USINA 1 NA REGIÃO DE RIBEIRÃO PRETO Kit MC 2/mai Mosto anel Menor que a detecção do método(< 10e4) Cuba tratada 108 baixa Dorna Morta 10 7 baixa Pulmão vinho Fermento saída centrif baixa 108 baixa Conclusão: Vários pontos analisados pelo Kit MC não tinham sido avaliados pela unidade o que foi possível pela facilidade do método. O principal ponto de contaminação foi na cuba(fermento parado na tubulação), cujo ponto normalmente não é analisado pelas usinas. Foram dosados 3ppm de MONENSINA no volume de cuba em duas rodadas do ciclo de fermentação. O rendimento fermentativo foi confirmado no dia seguinte com aumento de produção de etanol registrado no COI.

31 Resultados do rastreamento pelo KIT MC e suas medidas preventivas e corretiva Usina 1 Após o Rastreamento da contaminação no Processo foi melhorada a limpeza nos trocadores de calor e alterada a aplicação de antibióticos com 2 rodadas no volume de cuba e não de dorna A contaminação no mosto caiu para 10 2 ufc/ml Contaminação na fermentação caiu de 10 8 para 10 6 ufc/ml

32 KIT MC DIAGNÓSTICO RÁPIDO PRECISÃO EM DIAGNÓSTICO VALIDADO POR PLAQUEAMENTO

33 Prof.Biom Dr. Mário César Souza e Silva Microbiologista Especializado em Desinfecção Industrial Professor Universitário de Microbiologia desde 1984 Consultor e Auditor em Desinfecção Industrial com Controle Microbiológico do Processo de Fermentação Etanólica Auditor Interno FSSC Indústria Alimentícia Padrões de Segurança Alimentar Seguras dentro do processo de produção. Idealizador do Projeto Cálculo do Índice de Floculação para avaliação prévia da qualidade do fermento. Idealizador do Projeto KIT MC de Diagnóstico Rápido de Contaminação Bacteriana. UNESP-RIO CLARO. Idealizador do Meio de Cultura MCS Específico para Bactérias Contaminantes do Processo de Fermentação Idealizador da Pesquisa de Análise de Cepas Isoladas de Fermentação Etanólica para averiguação de multirresistência a antibióticos de uso rotineiro em Destilarias Laboratório de Referência de Estudos de Genes de Resistência Bacteriana a Antibióticos-UFRGS Diretor Técnico da MC DESINFECÇÃO INDUSTRIAL.

34 PESQUISA & DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO PARA O SETOR SUCROENERGÉTICO ÓRGÃOS FINANCIADORES EM P&D FAPESP-PIPE - FINEP EMPRESAS - APLA ORG

35 MASTER CANA 2014 INOVAÇÃO TECNOLÓGICA VITÓRIA DA MICROBIOLOGIA CONTRA O TEMPO

36 As pessoas que vencem neste mundo são as que procuram as circunstâncias de que precisam e, quando não as encontram, as criam." Bernard Shaw OBRIGADO

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