48682 2015 Aula 8 Produção de etanol

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Tecnologia de produtos 
sucro-alcooleiros 
Fabricação do álcool 
Instituto Federal Fluminense 
Campus Bom Jesus do Itabapoana 
Professora: Christyane Bisi Tonini 
Email: cbisitonini@yahoo.com 
Introdução 
 Álcool é a espécie química etanol ou álcool etílico; 
 Fórmula química e estrutura molecular: 
 
 
 Características: 
◦ Solidifica-se e a -130°C; 
◦ Ferve a 78,35°C; 
◦ Sua densidade a 20ºC é de 0,7893 g/mL. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Introdução 
 A produção de álcool como combustível tem inúmeras 
vantagens: 
◦ Ganhos ambientais; 
◦ Geração de empregos; 
◦ Redução da dependência externa por combustíveis; 
◦ Redução do êxodo rural. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Etapas para fabricação 
 Preparo e correção do mosto; 
 Fermentação; 
 Centrifugação; 
 Tratamento da levedura; 
 Destilação; 
 Tancagem; 
 Qualidade do álcool; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Preparo do mosto 
 Mosto: líquido açucarado pronto para ser fermentado; 
 Vinho: mosto fermentado; 
 Diluições, temperatura, pH, Brix. 
 Deve-se criar condições ótimas para a levedura, reduzir a 
chance de contaminação bacteriana e padronização do caldo 
para buscar sempre o mesmo resultado => MAIOR EFICIÊNCIA 
DA FERMENTAÇÃO. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Preparo do mosto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MICRORGANISMOS 
TEMPERATURA 
pH 
NUTRIENTES OXIGÊNIO 
ÁGUA 
Preparo do mosto 
 Principal etapa na produção da cachaça: 
◦ Ajustar BRIX entre 14-16°; 
◦ Ajustar o pH entre 4,5 e 5,6; 
◦ Pé-de-cuba adequado; 
◦ Temperatura entre 28-34ºC; 
 
PÉ-DE-CUBA: massa de células para se iniciar a 
fermentação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Preparo do inóculo 
 Utiliza-se leveduras de panificação ou os próprios 
microrganismos do meio; 
 Adaptação do microrganismo ao meio; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fermentação 
 Fermentar = Ferver 
 Aquecimento e bolhas de CO2; 
 Conceitos de fermentação: 
“Processo no qual os microrganismos catalisam a conversão de 
um SUBSTRATO em um PRODUTO.” 
“Qualquer transformação conduzida por microrganismos que 
gere um produto com fins econômicos.” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fermentação 
 As leveduras de interesse são: Saccharomyces cerevisiae e S. 
uvarum; 
 Os microrganismos devem estar ativos e em quantidade 
adequada: 
◦ A cultura deve ser pura; 
◦ Crescer vigorosamente; 
◦ Produzir um produto desejado; 
◦ Apresentar elevada eficiência na conversão do substrato em produto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fermentação 
◦ Não exigir meios muito ricos; 
◦ Permitir um elevado acúmulo de produto no meio. 
 
FERMENTAÇÃO = CONSUMO DE SUBSTRATO E PRODUÇÃO DE UM 
PRODUTO; 
 
CONSUMO DE SACAROSE PELA LEVEDURA => PRODUÇÃO DE ETANOL, 
CO2, GLICEROL, ÁCIDOS ORGÂNICOS, ÁLCOOIS SUPERIORES, 
ACETALDEÍDO.... 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fermentação 
 Tipos de fermento: 
◦ Fermento caipira; 
 Leveduras que naturalmente acompanham o mosto => leveduras 
selvagens; 
◦ Fermento misto: 
 Fermento prensado de panificação adicionado ao caldo de cana 
com a presença da levedura selvagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fermentação 
 Tipos de fermento: 
◦ Fermento prensado: 
 Aglomerado de células no estado sólido; 
◦ Fermento selecionado: 
 É obtido por meio de leveduras selvagens isoladas por se 
destacarem por suas características como: tolerância ao etanol, 
elevada produtividade e eficiência na fermentação. 
◦ Quantidade de fermento utilizada: 20-50 gramas/litro de 
mosto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fermentação 
 Tipos de fermentação: 
◦ Descontínuo ou em batelada: possui fases definidas do 
processo. 
 Tem começo, meio e fim; 
 Após o tempo de fermentação, o meio segue para os tratamentos finais 
(destilação, retificação e desidratação). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fermentação 
 Tipos de fermentação: 
◦ Contínuo: alimenta-se a dorna com fluxo contínuo de S, em 
uma concentração adequada, retirando-se dela, de forma 
contínua, o vinho que é formado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fermentação 
 Na fermentação alcoólica: 
◦ Substrato: sacarose; 
◦ Produto principal: gás carbônico (CO2) e Etanol; 
◦ Microrganismos: leveduras. 
 Como analisar o andamento da fermentação? 
 Dornas de fermentação: 
◦ Local onde é colocado o caldo para a fermentação; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fermentação 
Fermentação 
 Fases da fermentação: 
◦ Preliminar: 
 Consumo de açúcar resulta na multiplicação de leveduras; 
 Não há produção de álcool, liberação de CO2 e baixa elevação de 
temperatura; 
 Adaptação das leveduras ao meio; 
 Dura de 4-6 horas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fermentação 
 Fases da fermentação: 
◦ Principal: 
 Grande produção de bolhas; 
 Grande produção de álcool; 
 Elevação rápida da temperatura; 
 Intensa formação de espumas; 
 Fase maior de 12-16 horas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fermentação 
 Fases da fermentação: 
◦ Complementar: 
 Consumo dos açúcares que ainda estão no meio; 
 Redução da temperatura e da produção de gases; 
 Completa-se a fermentação alcoólica; 
 Superfície do vinho fica tranquila e limpa de espumas; 
 Leva de 4-6 horas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fermentação 
 Controle do processo de fermentação – Fermentação por 
leveduras: 
◦ Cheiro: agradável (frutas); 
◦ Formação de espumas: leve; 
◦ Bolhas pequenas; 
◦ Fácil ruptura das bolhas; 
◦ Tempo de fermentação; 12-24 horas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fermentação 
 Controle do processo de fermentação – Fermentação com 
presença de contaminantes: 
◦ Cheiro desagradável: vinagre; 
◦ Formação persistente de espuma; 
◦ Bolhas grandes que não se rompemcom facilidade; 
◦ Tempo de fermentação: Maior; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fermentação 
 Evolução do processo de fermentação: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Centrifugação 
 O principal objetivo desta etapa é separar o levedo do 
vinho e retorná-lo à fermentação nas melhores condições 
possíveis; 
 A alta rotação da centrífuga força o vinho a passar através 
de discos, onde é separado a fase líquida (vinho) e a fase 
sólida (massa de células de microrganismos). 
 Vinho => Destilação; 
 Células (fermento) => enviado às dornas de fermentação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Destilação 
 É o processo de volatilização de líquidos pelo 
aquecimento, condensando-os a seguir, objetivando 
especialmente a purificação ou formação de 
produtos novos por decomposição das frações. 
 Após a fermentação, os meios açucarados passam a 
denominar-se vinhos; 
 Os líquidos mais importantes do vinho são água e 
etanol (7-12 %): 
◦ Voláteis: água, etanol, aldeídos, ácido acético, CO2. 
◦ Fixas: extrato do mosto, células e bactérias. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Destilação 
 Separa-se o etanol por destilação: 
◦ A mistura rica no componente mais leve (de menor ponto de 
ebulição) é a camada do destilado. A mistura rica no 
componente mais pesado (de maior ponto de ebulição) é 
retida na base da coluna de destilação. 
◦ O componente mais volátil é o álcool etílico; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Destilação 
 Temos a destilação contínua e descontínua; 
◦ Toda produção de álcool é realizada em sistema contínuo. 
 Sistema contínuo: 
◦ Realiza-se em colunas de destilação; 
◦ Alimenta a coluna com vinho e recolhe o destilado no topo e 
a vinhaça na base; 
◦ Aquece a base da coluna por injeção de vapor de água ou 
serpentinas; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Destilação 
 Sistema contínuo: 
◦ O calor faz com que os vapores do vinho subam pela coluna; 
◦ A corrente de vapor vai ficando cada vez mais rica no 
componente mais volátil, enquanto a corrente de líquido vai 
ficando cada vez mais rica no componente menor volátil. 
◦ A temperatura da coluna diminui da base para o topo e a 
riqueza alcoólica aumenta da base para o topo; 
◦ Quanto maior o número de pratos, maior a concentração 
alcoólica; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Destilação 
 Quando o vinho é submetido ao processo de destilação, 
resultam duas frações: 
◦ Flegma: produto principal da destilação do vinho => mistura hidroalcoólica 
impura; 
◦ Vinhaça: é o resíduo da destilação do vinho => acúmulo de todas as 
substâncias fixas do vinho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Retificação 
 Separação do álcool das impurezas no flegma; 
 Frações do destilado: 
◦ Cabeça: alta graduação alcoólica, presença de metanol => 5-
10% do volume destilado; 
◦ Coração: água e etanol=> 80% do destilado; 
◦ Cauda (vinhoto): rico em nutrientes, ácidos e álcoois 
superiores => 10% do total do destilado. 
 Produto: álcool hidratado – 96 º GL – utilizado 
diretamente como combustível. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Desidratação 
 Separação da água do álcool retificado; 
 Produto => álcool anidro – 99,5 a 99,8 º GL; 
 Utilizado na produção da gasolina;