Aula 2_Produção de Etanol e Aguardentes

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Produção de Etanol 
e Aguardentes 
Universidade Federal do Ceará 
Centro de Ciências Agrárias 
Departamento de Engenharia de Alimentos 
Enzimologia e Tecnologia das Fermentações 
Profa. Socorro Vanesca Frota Gaban 
Histórico 
Descobridores  Árabes. 
Descrições do século 10, dos termos álcool e alambique. 
Europa  Primeiras menções sobre o álcool: século 12. 
Destilações sucessivas  Século 17. 
Histórico 
Capitania de São Vicente: 1º engenho de açúcar do país. 
Primeiras mudas de cana-de-açúcar trazidas da ilha da Madeira 
em 1532. 
O álcool industrial desenvolveu-se na Europa, nos 
meados do século 19. No último quarto desse século 
iniciou-se a produção de etanol no Brasil. 
O etanol era utilizado para fins farmacêuticos, para a 
produção de alguns produtos químicos derivados, para 
bebidas e como fonte de energia térmica. 
Vias de obtenção do etanol 
• Não tem significado econômico no Brasil. 
• A não ser para cartas regiões vinícolas. Destilatória 
• Obtém-se o etanol a partir de hidrocarbonetos não saturados. 
• Eteno e etino, gases de petróleo e hulha. 
• Forma econômica de produzir etanol. 
Sintética 
• Maneira mais importante de obtenção de álcool no Brasil. 
• Grande número de matérias-primas naturais no Brasil. 
• Feito em três fases: preparo do substrato, a fermentação e a 
destilação. 
Fermentativa 
Definição de bebidas alcoólicas 
Líquidos potáveis que contêm de 
0.5 a 75 % de etanol em volume. 
 
O teor de álcool etílico pode ser devido à: 
• Fermentação, 
• Destilação 
• Adição de álcool. 
Matérias primas utilizadas na 
produção de álcool 
Viável 
economicamente 
Custo de 
fabricação 
Rendimento 
industrial 
Volume de 
produção 
Qualquer produto que contenha açúcar ou outro carboidrato. 
Classificação das matérias-primas 
para a produção de etanol: 
• Cana-de-açúcar, beterraba açúcareira, milho 
sacarino, melaço, mel de abelha e frutas. 
• Diretamente fermentecíveis e não diretamente 
fermentecíveis. 
Matérias 
açucaradas 
• Grãos amiláceos (milho), raízes e tubérculos 
feculentos (madioca). Matérias amiláceas 
e feculentas 
• Palha, madeiras, resíduos agrícolas e resíduos 
sulfíticos de fábricas de papel. Matérias 
celulósicas 
Matérias açucaradas na produção de etanol 
Diretamente 
fermentecíveis 
Contêm monossacarídeos. 
Suco de frutas. 
Produção de álcool em 
vinhos e a sidra. 
Não diretamente 
fermentecíveis 
Contêm dissacarídeos. 
Fermentam após hidrólise, fenômeno 
de inversão, pela ação da invertase 
(enzima). 
Sacarose da cana-de-açúcar e melaços. 
Matérias amiláceas e feculentas 
sofrem hidrólise (sacarificação) 
Composição das matérias-primas 
depende de(a): 
Idade e 
Variedade 
Regiões 
Condições 
climáticas 
Colheita e 
Transporte 
Armazena- 
mento e 
industriali-
zação 
Classificação das bebidas alcoólicas 
• Vinho 
• Sidra 
• Fermentados de mel 
Fermentadas 
• Destilação de vinho de frutas, de fermentados 
de grãos, tubérculos, raízes, de seiva, de agave, 
caldo de cana de açúcar. 
Destiladas 
 
• Mistura de bebidas alcoólicas com sucos ou 
aromatizantes. 
Bebidas alcoólicas por 
mistura, ou compostos 
Classificação das aguardentes 
• Destilação de uva, maça, cereja, ameixa. 
• Ex. conhaque, pisco, kirsh e ketsch. 
De frutas 
• Destilação de fermentados de grãos, tubérculos e 
raízes amiláceas. Ex. Uísque e tiquira. De amiláceos 
• Destilação de melaços fermentados de cana-
de açúcar. Ex. Runs. 
De melaço de cana-
de-açúcar 
• Destilação do caldo da cana-de-açúcar. 
De cana-de-açúcar 
• Destilação da seiva fermentada de agave. Ex. 
tequila. De agave 
Definição de aguardentes 
Cachaça, caninha. 
 
Bebidas alcoólicas obtidas do destilado alcoólico 
simples da cana de açúcar ou pela destilação do 
mosto de cana fermentado, podendo ser adicionado 
de até 6g de açúcar por litro (adoçada). 
 
Bebidas fortes, de fácil conservação. 
Teor alcoólico de 38 a 54 °GL (41 °GL). 
 
 
Destilação na produção de aguardentes 
O álcool e outras substâncias são separadas. 
 
 Conferem as características de 
aroma, cor e sabor. 
 
 Modificadas ou intensificadas pela maturação, 
ou envelhecimento em tonéis de madeira, 
sob condições adequadas. 
 
 
Produção de aguardentes 
• O Brasil é líder mundial na produção de cana-de-açúcar e de seus 
derivados. O segmento emprega mais de 4 milhões de pessoas 
sendo que, em 2008, respondeu por 1,76 % do PIB agrícola nacional. 
 
• São Paulo é o Estado que mais produz cana-de-açúcar, com 58 %. 
 
• O parque industrial sucroalcooleiro do País conta com 373 unidades, 
distribuídas em todas as regiões, e concentradas na produção de 
açúcar e álcool. 
 
 
 
Produção de aguardentes 
 
Produção de aguardentes 
Matéria prima  cana-de-açúcar. 
 
• Deve estar perfeitamente madura e acusar as 
melhores condições fitossanitárias, além das 
melhores condições tecnológicas, ou seja, deve ser 
recém colhida e não apresentar deterioração. 
Operações na produção de aguardentes 
Colheita da cana-de-açúcar; 
Recebimento e lavagem 
Extração do caldo de cana 
Preparo e correção do mosto 
Fermentação e Destilação 
Envelhecimento 
Colheita da cana-de-açucar 
Quanto mais madura a cana, mais o caldo será rico em 
açúcares. 
 
Canas verdes = contêm mais açúcares redutores 
(glicose e levulose). 
 
Canas maduras = ricas em sacarose. Teor de redutores 
< 1% e de sacarose > 14 %. 
Colheita da cana-de-açucar 
As canas não devem se colhidas com menos de 18 ° 
Brix (14 % de açúcares aproximadamente). 
 
Corte manual ou feito por máquinas 
Composição da cana-de-açúcar 
• Fibra  8 a 14 % 
• Caldo  82 a 92 % 
 65 a 75 % de água, de sólidos 
em solução e materiais em 
dispersão coloidal. 
Recebimento da cana-de-açucar 
Recebimento da cana-de-açúcar 
LAVAGEM DA CANA-
DE-AÇÚCAR 
Trituração da cana-de-açucar 
Quebra da cana-de-açúcar. 
Extração do caldo de cana-de-açúcar 
Feito nas moendas. 
– Deve possibilitar o máximo de extração econômica do açúcar da cana. 
Cana-de-açúcar 
14 % de açúcares 
(12,5 de sacarose, 
0,9 de dextrose e 
0,6 de frutose) 
10 % de fibras 74,5 % de água 
restante dividido 
entre materiais 
minerais, 
compostos 
nitrogenadso 
 11-18 % de 
sacarose, 0,2-1 
glicose % e 0-
0,6% de levulose. 
0,3 a 0,5 % de 
cinzas. 
78 e 86 % de água 
0,5 a 1 % de 
compostos 
nitrogenados. 
Caldo da cana-
de-açúcar 
Composição química do caldo de cana 
• Líquido opaco, de cor variável do pardo ao verde escuro, 
espumoso, viscoso, de reação ácida e de paladar doce. 
Presença /Devido de: 
Opacidade Colóides constituídos de proteínas, pentosanas, pectina e componentes 
inorgânicos como a sílica. 
Cor Materiais corantes naturais, como a clorofila, antocianina, sacaretina, 
compostos fenólicos, e a terra. A intensidade depende da cor da casca 
da cana e das condições de moagem e esmagamento. 
Espumoso Oclusão de ar por ação de não açúcares, como as proteínas. 
Viscosidade Materiais gomosas, como albuminas, pectinas, cera e sílica coloidal. 
Reação ácida pH variável de 4,8 a 6,0, com médias de 5,2 a 5,8. pH é constante em 
canas maduras. 
Doçura Predominância de açúcares. 
Composição química do caldo de cana 
• Substâncias nitrogenadas 
• Ceras, pectinas e matérias corantes Não açúcares 
orgânicos 
• Sais minerais: 
• (fosfato, cloretos, sulfatos, nitratos 
e silicatos de potássio, cálcio, 
magnésio, manganês e ferro).Não açúcares 
inorgânicos 
Microflora do caldo de cana 
• Contaminação natural de leveduras e bactérias. 
 
 
Leveduras 
Candida, 
Criptococcus, 
Hansenula, 
Rhodotorula, 
Saccharomyces 
e Torulopsis. 
Bactérias Leuconostoc dextranicum 
Leuconostoc 
mesenteroides 
Preparo e correção do mosto 
Todo líquido destinado a fermentar. 
– Caldo de cana coado. 
Características do mosto. 
– Baixa concentração inicial de microorganismos. 
– Adequada concentração de açúcares fermentescíveis. 
– Adequada correção 
– medidas que oferecem condições propícias ao 
desenvolvimento das leveduras e máxima atividade 
fermentativa. 
– Transforma o mosto natural em meio de cultura. 
Preparo e correção do mosto 
Deve ser favorável à levedura alcoólica. 
Baixa contaminação inicial do mosto: 
– Asseio na fabricação; 
– Limpeza das esteiras; 
– Limpeza das mesas alimentadoras das esteiras; 
– Limpeza dos aparelhos de moagem, dos depósitos de caldo, das 
dornas, bombas e canalizações em contato com o caldo. 
– Lavagem da cana e instalações de caixas de decantação do 
caldo. 
Filtragem do caldo da cana-de-açucar 
Preparo e correção do mosto 
Filtragem do caldo da cana-de-açucar 
Preparo e correção do mosto 
Decantação do caldo da cana-de-açucar 
Preparo e correção do mosto 
Filtração do caldo da cana-de-açucar 
Preparo e correção do mosto 
Correção e correção do mosto 
Diluição quando o caldo é muito rico 
em açúcar entre 12 e 18 ° Brix. 
 
O caldo bruto deve apresentar o 
mínimo de 18 ° Brix. 
Fermentação do caldo da cana-de-açucar 
Açúcar entre 12 e 18 ° Brix. 
Temperatura entre 26 e 32 °C. 
pH ótimo entre 4,5 a 5. pH do caldo de até 5,6. 
 
DORNAS = INSTALADAS AO AR LIVRE. 
PROVIDAS DE ISOLAMENTO E TROCADORES DE CALOR 
Fermentação do caldo da cana-de-açucar 
DORNAS 
 
Podem ser fechadas ou abertas. 
De aço-carbono = devem possuir sistema de aquecimento e 
resfriamento. 
Fermentação do caldo da cana-de-açucar 
• Adição de sais minerais 
– Corrigir deficiências. 
– Feita nos pés de cuba e dornas de fermentação. 
– 1g de sulfato de amônia/L de inóculo. 
– 20 g de superfosfato simples por 1.000 litros de caldo. 
– Sulfatos de manganês e cobalto: 0,2g e 0,01/L de pé-de-cuba (10 a 20 
% das dornas) respectivamente. 
Fermentação do caldo da cana-de-açucar 
• Adição de desinfetantes 
– Fluoreto de sódio, sulfato de cobre, colofônia e hexaclorofeno. 
• Adição de antibióticos 
– Cloranfenicol e penicilina (500 a 1.000 U.I. /L do mosto na forma 
ácida). 
• Adição de vitaminas 
– Vitaminas do grupo B – estimulam o crescimento e atividades das 
leveduras. (50 g / 1.000 L do mosto) 
Fermentação do caldo da cana-de-açucar 
• Agentes de fermentação 
– Leveduras 
• Saccharomyces, Schizosaccharomyces e Hansenula. 
• Espécies: Saccharomyces cerevisiae. 
– Forma líquida: lêvedo alcoólico, pé, pé-de-cuba, pé-de-fermento, 
fermento. 
– Adicionadas no mosto na proporção de 10 a 20 % do volume do meio 
a fermentar. 
– Fermento seco: 10 a 20 g / L do meio. 
Fatores que atuam nas leveduras 
• Nutrição, Agentes físicos e químicos, 
• Ar, 
– Na sua presença as leveduras tem pequeno poder fermentativo e uma 
atividade multiplicativa intensa. 
– Durante a preparação do inóculo é ideal haver aeração e baixa concentração 
de açúcares. 
• Produtos da fermentação: Álcool, 
– Pode inibir a ação das leveduras 
– Concentração de 7 a 8 % deve ser mantida para garantir a fermentação rápida 
e sadia 
• Temperatura, 
• Reação do meio, 
• Ação de antissépticos. 
Açúcar 
Biomassa, 
CO2 e H2O 
Etanol e 
CO2 
Aerobiose Anaerobiose 
Ex. levedura Saccharomyces, aeróbio facultativo. 
FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA 
Fatores que atuam nas leveduras 
Recuperação do fermento 
Destilação dos vinhos 
O mosto após a fermentação é 
chamado de vinho. 
Composição do vinho 
Líquidos 
• 90 % de água ou mais, 
• 6 a 10 % de álcool, 
• 1 a 3 % de produtos não álcool (ácidos succínico, ácido 
 acético, lático, butírico, ésteres de ácidos, glicerol, 
 álcoois amílico, butílico, isobutílico, propílico e isopropílico, 
 aldeídos).  alteram as características de paladar e aroma. 
 
Sólidos 
• açúcares não fermentados, sais minerais e materiais 
nitrogenados. 
 
Gasosos 
 ar e gás carbônico. 
 
Composição do vinho 
Deve ser isento de açúcares redutores. 
 
Acusar acidez sulfúrica entre 2 e 3 g/litro ou pH entre 3,8 
e 4,8. 
 
Teor alcoólico entre 6 e 8 %. 
 
Destilação 
Descontínua 
Alambiques 
Contínua 
Colunas 
Destilação 
Em aço inoxidável e revestidos com cobre. 
Evita a formação de mercaptanas. 
Aguardente 
É a mistura de álcool e água com uma certa quantidade de 
impurezas voláteis designadas de produtos secundários, constituídos 
de alcoóis superiores ou óleo fúsel, aldeídos, ésteres, ácidos e 
furfural. 
A lesgislação de 1972/1973 fixa o máximo permitido para cada 
componente em g/100 ml de álcool anidro. 
• acidez volátil em ácido acético 0,150 
• ésteres em acetato de etila 0,200 
• aldeídos em aldeído acético 0,030 
• furfural 0,005 
• álcoois superiores 0,300 
Aguardente 
Rendimento: 
Expresso em litros produzidos por peso de cana moída ou de volume 
de vinho destilados. 
Porcentagem de álcool da aguardente de 38 a 54 ° GL (38 a 54 % de 
álcool em volume). 
 
Sabor final: ardente e seco. 
Envelhecimento 
• Causa alteração no volume original e na concentração 
alcoólica. 
• Produtos secundários são formados e responsáveis pelo 
amaciamento da aguardente e o gosto redondo. 
 
Feito em tonéis de madeira: 
• Em contato com o ar a aguardente é oxidada, perde álcool, 
concentra as impurezas voláteis e é enriquecida de extrato 
de madeira que a colore e contribui para suas qualidades 
organolépticas. 
Envelhecimento 
• Madeiras utilizadas no envelhecimento produzem cachaças 
com diferentes sabores e aromas.