Progressos Tecnológicos na fermentação com adoção da cana crua Henrique Amorim Workshop Cana Crua: A Experiência Acumulada VII José Paulo Stupiello - Out/2013
Áreas PRODUÇÃO DE ETANOL BEBIDAS DESTILADAS INDÚSTRIAS DO AÇÚCAR ENGENHARIA
Nossa Equipe Formação TOTAL PhD e Doutorado 9 Mestrado 10 MBA 4 BS 18 ADM 13 TOTAL 54
Clientes com Contrato Anual Produção anual Cana de açúcar (Mi de ton.) Açúcar (Mi de ton.) Álcool (Bilhões de litros) 180 10.5 9 Bebidas destiladas (Mi litros) 500
DIFERENÇAS DA CANA QUEIMADA E CANA CRUA
CANA QUEIMADA INTEIRA CANA PICADA CRUA Tempo Entrega Contaminação Dextrana Perdas no campo por atividade microbiana Impureza Vegetal Problemas na fermentação Problemas na fábrica Problemas no açúcar Tempo Entrega Contaminação Dextrana Perdas no campo por atividade microbiana Impureza Vegetal Problemas na fermentação Problemas na fábrica Problemas no açúcar Aumento Pragas Os problemas causados são diferentes
Cana de Açúcar Colmos: 81,2% Folhas Verdes: 5,6% Palmito : 6,1% Folhas Secas: 7,1%
Fonte: CTC Ácido Aconítico Parâmetro Colmo Folha Ponta Sacarose (%m/m) 17,17 2,65 4,34 Glicose (%m/m) 0,29 0,48 0,90 Frutose (%m/m) 0,28 0,43 0,89 RShplc (%m/m) 0,58 0,91 1,80 TRShplc (%m/m) 18,65 3,70 6,37 Oxálico (mg/kg) 82 456 458 C. Aconítico 374 2.265 3.529 (mg/kg)
Fonte: L.E. Gutierrez; S.E Ferrari Estádios de maturidade 12 meses (mg/kg) IAC 58-480 RB 73-5275 NA 56-79 Ác. trans-aconítico 4.030a 2.120b 3.230a Ác. málico 1.410a 1.880b 970c Ác. alfa-cetoglutárico 54a 41b 51ab Ác. glutárico 389a 83b 371a Ác. succínico 283a 288a 264a Ác. malônico 21a 14b 17ab Ác. fumárico 5a 5a 3b
Aumento da cana crua, se não queima e não remove a palha. Resultou em: Aumento broca Aumento cigarrinha Migdolus e Sphenophorus
Colheita de cana crua cana crua (%) ii (%) Cana crua (% da área) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 II (% entrenos brocados) Controle químico + biológico
Broca X Antiespumante 2006 100 80 60 40 20 0 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Saccharomyces 2 Saccharomyces 1 Outras Saccharomyces PE-2 Indice de broca Antiespumante x 10
Broca X Antiespumante 2007 16 100 80 60 40 20 0 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 14 12 10 8 6 4 2 0 Saccharomyces 2 Saccharomyces 1 Outras Saccharomyces PE-2 Indice de broca Antiespumante x 10
Broca X Antiespumante 2008 100 80 60 40 20 0 CAT -1 1 4 7 10 13 16 19 PE-2 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Indice de broca Antiespumante x 10
Tempo Entrega da Cana Tempo de Entrega ( h ) 120 100 80 60 40 20 0 99,6 2 2000 2011 Safra % Alcool na Cana % 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 0,12 0,02 2000 2011 Safra 1,8 % ART 0,3 % ART
Cigarrinha % de rizomas danificados 35 30 25 20 15 10 5 0 rd cana crua rd cana queimada in in 0 2 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 insetos/cova Leila Dinardo meses após a colheita
Impacto no Processo Insumos - Cal Impureza Vegetal Cal Kg/ton cana 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 2007 2008 2009 2010 2011 390 370 350 330 310 290 270 250 g/saca açúcar Safra
Fonte: Fermentec ÁCIDO ACONÍTICO: EFEITO TAMPÃO NA FERMENTAÇÃO Pesquisa FERMENTEC 2011: Efeito dos ácido Aconítico sobre as leveduras MOSTO Caldo Cana A Caldo Cana B % ART Ácido Aconítico (ppm) H 2 SO 4 (g/l cuba) ph Viabilidade (%) Veloc. Fermentação (g CO 2 /4,5h) 20,01 1.140 0,83 2,55 93,15 3,38 19,20 3.116 1,75 2,53 65,97 2,41
Impacto no Processo Fisiologia da Levedura Principais efeitos: Causam acidificação intracelular Inibem o metabolismo das células Afetam o crescimento das leveduras e bactérias
Impacto no Processo Fisiologia da Levedura ph ph ÁCIDO PROTONADO H ÁCIDO DISSOCIADO pka= 50% protonado e 50% dissociado
Impacto no Processo Fisiologia da Levedura H H H DISSOCIADO PROTONADO H H ATPase H + H + H H H ATP H ph 5,5 ADP H H H LEVEDURA H
Fonte: Fermentec Retenção de ácidos orgânicos pela levedura do ph (2 horas) depende % Retido pela levedura ph Láctico Aconítico 5,0 2,9 7,5 3,5 16,5 15,6 2,0 35,4 30,7
Retenção do ácido aconítico pela CAT1 durante o tratamento do levedo (3 horas) Fonte: Fermentec Amostra ph Retido na levedura (%) Ácido aconítico Em solução (%) Inicial 2,1 6,4 93,6 Final 2,9 41,5 58,5
COMO RESOLVER ESTE PROBLEMA? USAR MENOS ÁCIDO E/OU LEVEDURAS MAIS TOLERANTES.
O QUE É LEVEDURA SELECIONADA?
Histórico Levedura Selecionada JA 1990 Fermentec BG-1 1991 Copersucar SA-1 1991 Copersucar CR 1991 Copersucar PE-2 1992 Fermentec VR-1 1992 Fermentec CAT-1 1998 Fermentec FT858L 2007 Fermentec
Linhagens mais adequadas ao ambiente e ao processo. Seleção dirigida pelo processo.
Permanência 12 safras PE2, CAT1 e FT858L 100 Permanência (até 120 dias) 100 Permanência (até 240 dias) 80 80 60 60 40 40 20 20 0 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 0 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 PE2 CAT1 FT858L PE2 CAT1 FT858L
Permanência 12 safras BG1, SA1 e Panificação 100 Permanência (até 120 dias) 100 Permanência (até 240 dias) 80 80 60 60 40 40 20 20 0 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 0 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 BG1 SA1 PANIF BG1 SA1 PANIF
Evolução da colheita mecanizada % 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0... 97/98 98/99 99/00 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 07/08 08/09 09/10 10/11 11/12 12/13 RPA Consultoria
Comparando O Genoma das Leveduras Tiamina (B1) Piridoxina (B6)
Estrutura dos Cromossomos Região dos genes básicos do metabolismo Braço menor (p petite) Centrômero: onde as duas partes se tocam Braço maior (q) Cromátide: uma das duas partes idênticas do cromossomo
Leveduras Personalizadas 9 Casos Concretos e de Sucesso
Destilaria Anos A 2007 2008 2009 2010 2011 B 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 C 2010 2011 2012 2013 D 2012 2013 E 2012 2013 F 2012 2013 G 2013 H 2013 I 2013
CANA CRUA VEIO PARA FICAR. INDÚSTRIA E AGRÍCOLA TEM QUE SE ADAPTAR
Muito obrigado
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