INFLUÊNCIA DO TEMPO DE ARMAZENAMENTO DA CANA NA QUALIDADE DA PRODUÇÃO DE BIOETANOL

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1 169 INFLUÊNCIA DO TEMPO DE ARMAZENAMENTO DA CANA NA QUALIDADE DA PRODUÇÃO DE BIOETANOL INFLUENCE OF SUGAR CANE STORAGE TIME ON QUALITY OF BIOETHANOL PRODUCTION Resumo Lucas Aparício Castelli (1) Aline da Silva Bernardo (2) Elaine Hartmann Ferri (3) Caio Augusto Fermino (4) Mariana Carina Frigieri (5) Leonardo Lucas Madaleno (6) A produção de etanol está extremamente relacionada com a qualidade da matéria-prima. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito do tempo de armazenamento da cana crua na produção de etanol no vinho. Para tanto, o delineamento utilizado foi o em blocos ao acaso, com quatro repetições. Os tratamentos empregados foram os tempos de armazenamento: 0, 12, 24, 36 e 48h, em junho de Foi realizada a fermentação com mosto do caldo dos tratamentos corrigidos a 14 o Brix e ph=4,5. No mosto foi analisada a concentração de açúcares redutores totais e acidez. Em seguida, o mosto foi fermentado durante o tempo de 6h e, no vinho, foram analisadas as concentrações de sólidos solúveis, açúcares redutores residuais totais, teor alcoólico, teor de fermento e glicerol. Foi calculada a eficiência fermentativa. No tempo de 6 horas de fermentação houve aumento da eficiência da fermentação para as amostras que continham menor teor de açúcares redutores totais, nos tempos de 36 e 48h de armazenamento da cana crua e picada. Se o tempo de fermentação fosse maior, seria produzido maior teor de álcool nas canas armazenadas nos tempos entre 0 a 24h. Palavras-chave: Cana-de-açúcar. Provisionamento. Qualidade do vinho. Eficiência fermentativa. Abstract The ethanol production is extremely related with raw material quality. The aim of this study was evaluate time of green cut cane storage effect in ethanol production in wine. For this, randomized block design with four repetions was made. Treatments were time of storage: 0, 12, 24, 36 and 48h, on june Fermentation with mash of extracted juice was corrected for 14 o Brix of soluble solids and ph=4.5. In mash, we verify total reducing sugars and acidity. After, mash was submitted to ferment during 6h and, in wine, we measuared soluble solids, total reducing sugars residue, alcohol, yeasts and glycerol contents Fermentative 1 Graduando em Tecnologia em Bicombustíveis pela Fatec Jaboticabal/Nilo De Stéfani. Endereço eletrônico: lucasaparicio1@hotmail.com 2 Graduanda em Tecnologia em Bicombustíveis pela Fatec Jaboticabal/Nilo De Stéfani. Endereço eletrônico: aline.bernardo07@hotmail.com 3 Usina Santa Fé, Nova Europa-SP. Endereço eletrônico: elaine@usinasantafe.com.br 4 Usina Santa Fé, Nova Europa-SP. Endereço eletrônico: caio.augusto@usinasantafe.com.br 5 Docente da Fatec de Jaboticabal/Nilo De Stéfani. Endereço eletrônico: marifrigieri@gmail.com 6 Docente da Fatec de Jaboticabal/Nilo De Stéfani. Endereço eletrônico: leoagro@gmail.com

2 170 efficiency was calculated. During 6h of fermentation there are increase on fermentation efficiency for samples which had less concentration of total reducing sugars, in 36 and 48h of time of storage green and cut cane. If time of fermetation was larger, there will be more alcohol concentration in storaged canes between 0 and 24h. Keywords: Sugarcane. Provisioning. Wine quality. Fermentative efficiency. 1 Introdução A fermentação consiste na transformação dos açúcares por meio das leveduras em álcool e compostos secundários (AMORIM et al., 1996). A produção de etanol nas usinas está diretamente relacionada com a qualidade da matéria-prima que chega às indústrias. Atualmente, a colheita realizadas pelas empresas não utiliza o fogo para a queima da cana-deaçúcar (cana crua) e pica o material para aumentar a eficiência do transporte até a usina. O tempo de espera da matéria-prima para ser processada é relativamente curto, porém não se sabe qual o impacto, à medida que se demora em extrair o caldo, para produzir o etanol. Existem muitos trabalhos com cana inteira e queimada e nesses os relatos são de quanto maior o tempo para processamento há a redução da eficiência da produção de etanol. Essa intensidade pode ser maior se a cana for picada, pois aumenta as áreas de entrada dos microrganismos podendo causar perdas severas. Dentro desse contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos do armazenamento da cana crua até o tempo de 48h na produção de etanol. 2 Material e Métodos O experimento foi realizado nos laboratórios da Faculdade de Tecnologia Nilo de Stéfani de Jaboticabal/ FATEC em conjunto com a Usina Santa Fé, Nova Europa-SP. O delineamento experimental empregado foi em blocos ao acaso, com 4 repetições. Os tratamentos foram os tempos de armazenamento da cana, a saber: 0 (prontamente processada), 12, 24, 36 e 48 horas. A cana-de-açúcar foi colhida no mês de junho de 2016 em área de cana crua, trazida imediatamente para a usina e em seguida, foi submetida a extração do caldo nos tempos previstos dos tratamentos. A fermentação foi realizada com o preparo do mosto a concentração de sólidos solúveis a 14 o Brix e ph ajustado para 4,5. No mosto foram feitas análises de açúcares redutores totais e acidez, de acordo com CTC (2011). Em seguida, o

3 171 mosto foi adicionado em erlenmeyers de 1L em 5 alimentações fracionadas de 100 em 100mL diretamente em fermento prensado na proporção de 30g/L. A fermentação foi conduzida por tempo de 6 horas em B.O.D com temperatura controlada a 32 o C, com agitação. No vinho foram avaliados a acidez sulfúrica (H2SO4 g L -1 ), os açucares redutores residuais totais (ARRT), teor alcoólico do vinho, glicerol e porcentagem do fermento, conforme CTC (2011). A quantidade de álcool produzida (ml) foi calculada levando em consideração a produção de vinho multiplicado pelo teor alcoólico obtido. Em seguida realizou-se o cálculo de eficiência fermentativa (%) dividindo-se o álcool produzido pelo álcool teórico, segundo Fernandes (2006). Os resultados foram submetidos à análise de variância pelo teste F, e em seguida, pelo teste de Tukey (p 0,05), conforme BARBOSA e MALDONADO JÚNIOR (2015). 3 Resultados e Discussão Para o preparo do mosto foi verificado diferença significativa pelo teste F para os sólidos solúveis e açúcares redutores totais (Tabela 1). Apesar de os sólidos solúveis iniciais serem padronizados, houve amostras que estavam com menor concentração e não foram corrigidas. A média da amostra do tempo zero apresentou menor quantidade de sólidos. Porém, quando se verificaram os teores de ART foi observado menor teor para os mostos com 36 e 48h de armazenamento da cana. Em experimento realizado no ano anterior (dados não mostrados), com até 24horas de armazenamento foi observada a redução dos níveis de ART para o início, meio e final da safra 2015/2016. Após a fermentação verificou-se que houve diferença significativa pelo teste F somente para eficiência fermentativa (Tabelas 2 e 3). Isto se deu, pois a concentração do açúcar inicial nos mostos dos tempos 36 e 48 horas eram menores. Se houvesse mais tempo para a fermentação das outras amostras, com tempo menor de armazenamento (0 a 24h), poderia haver maior produção do biocombustível. A fermentação não foi rápida, pois até no tempo zero de armazenamento os níveis de acidez no mosto estavam elevados, acima de 0,8 g de H2SO4 L -1, que faz com que as leveduras demandem mais tempo para metabolização dos açúcares (AMORIM et al., 1996).

4 172 Tabela 1. Análise de variância e teste de Tukey para amostras de cana crua armazenadas no tempo de 0 a 48 horas, em intervalos de 12 em 12 horas submetidos ao preparo do mosto e que foram avaliados os sólidos solúveis ( o Brix), açúcares redutores totais (ART - %), acidez sulfúrica (gh2so4 L -1 ) e ph, em junho da safra 2016/2017. Causas de variação Brix ART Acidez ph Blocos 3,03 ns 1,89 ns 2,41 ns 1,22 ns Armazenamento (F) 3,07 ns 9,97 ** 0,56 ns 1,06 ns 0 13,47 B 10,62 A 1,27 A 4,48 A 12 14,00 AB 11,05 A 1,60 A 4,06 A 24 13,92 AB 11,03 A 1,35 A 4,50 A 36 14,20 A 8,89 B 1,42 A 4,50 A 48 13,97 AB 8,91 B 1,35 A 4,51 A CV 2,19 6,96 23,68 8,59 ** Significativo a 1% de probabilidade pelo Teste F; ns não significativo; Letras iguais não diferem pelo Teste de Tukey (p 0,05); CV: coeficiente de variação. Tabela 2. Análise de variância e teste de Tukey para amostras de cana crua armazenadas no tempo de 0 a 48 horas, em intervalos de 12 em 12 horas submetidos ao processo fermentativo para sólidos solúveis ( o Brix), açúcares redutores residuais totais(arrt - %), ph e acidez (gh2so4 L -1 ) no vinho, junho da safra 2016/2017. Causas de variação Brix ARRT ph Acidez Blocos 8,42 ** 6,05 ** 19,64 ** 1,54 ns Armazenamento (F) 0,58 ns 0,55 ns 1,47 ns 0,91 ns 0 2,62 A 1,40 A 3,74 A 3,07 A 12 2,97 A 1,87 A 3,52 A 2,87 A 24 2,37 A 1,44 A 3,73 A 2,91 A 36 3,15 A 1,57 A 3,72 A 3,07 A 48 2,62 A 1,45 A 3,72 A 2,63 A CV 29,57 33,8 4,16 6,68 ** Significativo a 1% de probabilidade pelo Teste F; ns não significativo; Letras iguais não diferem pelo Teste de Tukey (p 0,05); CV: coeficiente de variação.

5 173 Tabela 3. Análise de variância e teste de Tukey para amostras de cana crua armazenadas no tempo de 0 a 48 horas, em intervalos de 12 em 12 horas submetidos ao processo fermentativo para teor alcoólico (% v/v), eficiência fermentativa (%), Teor de fermento (%) e glicerol (% m v ) no vinho, junho da safra 2016/2017. Causas de variação Teor Alcoólico Eficiência Teor de fermento Glicerol Blocos 3,44 ns 0,64 ns 13,16 ** 22,62 ** Armazenamento (F) 1,98 ns 9,77 ** 2,89 ns 1,20 ns 0 5,52 A 71,14 B 5,95 A 0,51 A 12 5,55 A 68,42 B 6,55 A 0,49 A 24 5,89 A 72,79 B 6,55 A 0,57 A 36 6,05 A 92,62 A 6,80 A 0,47 A 48 5,91 A 90,07 A 6,12 A 0,46 A CV 5,73 9,24 6,39 16,27 ** Significativo a 1% de probabilidade pelo Teste F; ns não significativo; Letras iguais não diferem pelo Teste de Tukey (p 0,05); CV: coeficiente de variação. 4 Conclusões Em 6 horas de fermentação houve aumento da eficiência fermentativa para as amostras que continham menor teor de açúcares redutores totais, nos tempos de 36 e 48h de armazenamento da cana crua e picada. Se o tempo de fermentação for maior, será produzido maior teor de álcool nas canas armazenadas nos tempos de 0 a 24h. 5 Agradecimentos/ Apoio financeiro 2015/ À Fapesp pelo auxílio financeiro, projeto BIOEN, pesquisa regular, processo Referências AMORIM, H.V.; BASSO, L.C.; ALVES, D.G. Processos de produção de álcool controle e monitoramento. Piracicaba: FERMENTEC/FEALQ/ESALQ-USP, 1996, 93p.

6 174 BARBOSA, J. C.; MALDONADO JÚNIOR, W. Experimentação Agronômica e Agroestat Sistema para análises estatísticas de ensaios agronômicos. Jaboticabal: Gráfica Multipress Ltda, 2015, 396p. FERNANDES, A.C. Cálculos na agroindústria da cana-de-açúcar, 2ª Edição. Piracicaba, 2006, 240p. CTC. Manual de métodos de analises para açúcar. Piracicaba, Centro de Tecnologia Canavieira, Laboratorio de analises, Disponivel em CD Rom.