TRATAMENTO TÉRMICO DO CALDO DE CANA PARA O PROCESSO revil pronto

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TRATAMENTO TÉRMICO DO CALDO DE CANA PARA O PROCESSO
DE FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA: O ESTADO DA ARTE
RESUMO
O partir do processo qual a cana e a principal matérias prima que o etanol e o açúcar são produzidos, além de subprodutos como o bagaço e o melaço. Para cada região e escolhida a melhor espécie da cultivar de acordo com cada região. Depois de cultivada e colhida à cana é transportada até as unidades beneficiadoras onde passam por processo de limpeza e extração do caldo sendo este o principio para a produção de cada um destes produtos. Após a obtenção dos caldos este passa por vários processos e equipamentos diferentes para cada produto final respeitando a sequência e o tempo de duração de cada processo.
Para o processo de obtenção de etanol é necessário o controle das etapas como a contaminação do caldo e do fermento, buscando alternativas eficazes que possam estar diminuindo ou eliminando a carga microbiana bem como melhorando o rendimento de produção. Na produção do etanol a etapa mais
importante e crítica é a fermentação, por isso, há necessidade de focar a atenção no processo fermentativo, em função de contaminações que afetarão o rendimento do processo, para minimizar perdas na produção.
O uso de tratamento térmico mostra-se eficiente nessa etapa do processo, capaz de destruir microrganismos contaminantes do caldo ou ainda inativar enzimas.
PALAVRAS-CHAVE: etanol, processo fermentativo, temperaturas,caldo
HEAT TREATMENT OF SUGAR JUICE FOR ALCOHOLIC FERMENTATION
PROCESS: THE STATE OF THE AR
ABSTRACT
From the sugarcane ethanol and sugar are produced, and byproducts such as pulp and molasses. For the production of sugar and ethanol is necessary to choose a suitable cultivar for each region and for its usefulness.
Once planted and harvested the cane is transported to benefits where the units pass through the cleaning process and extract the juice which is the principle for the production of each product. After obtaining the broth that goes through several different processes and equipment for each final product complying with the sequence and duration of each process. For the process of obtaining ethanol takes control of the steps as the contamination of the juice and yeast, seeking efficient alternatives that may be decreasing or eliminating the microbial load as well as improving production yields. In ethanol production to more important and critical step is fermentation, so no need to focus attention on the fermentation process, due to contamination that will affect the yield of the process, to minimize yield losses. The use of heat treatment proves effective in this stage of the process is capable of destroying microbial contaminants broth or inactivate enzymes.
KEYWORDS: ethanol, fermentation, temperature
INTRODUÇÃO
O Brasil é um produtor de derivados da cana-de açúcar, pois possui condições favoráveis para o cultivo, ou seja, apresenta duas estações caracterizadas, uma quente e úmida, para gerar a germinação, perfilhamento e o desenvolvimento vegetativo, seguida por outra distinta fria e seca, para originar a maturação e o consequente acúmulo de sacarose nos colmos. (RODRIGUES & ORTIZ, 2006). A agroindústria do álcool representa um considerável causador econômico, isto e, sendo esse setor de estrema importância para o país. O Brasil tornou-se o primeiro país do mundo a desenvolver um programa de produção de combustível alternativo em substituição à gasolina, e é se tornou-se o maior produtor de cachaça (NOBRE ,2005). O processamento industrial da cana-de-açucar pode ter diferentes usos. Além de produzir açúcar e etanol, gera inúmeros subprodutos como o bagaço, o mel, o vinhoto ou vinhaça, a torta de filtro, o óleo fúsil (álcoois superiores) e a levedura de fermentação alcoólica, trata-se de cultivar de forma racional utilizando a forma mais eficiente, obtendo máxima exploração. A crescente necessidade de aumentar de modo sustentável o uso de fontes renováveis de energia, para proporcionar maior segurança ao desenvolvimento energético e reduzir os impactos ambientais que estão associados aos combustíveis fósseis, encontra no etanol uma alternativa viável economicamente e com expressivo potencial de expansão. A produção e o uso de etanol como combustível veicular vem se expandindo durante as últimas décadas. Nos dias atuais a procura por veículos “flex” fuel vem em uma crescente. Com a possibilidade de escolher o combustível a ser utilizado. Todos os países do mundo todo buscam tecnologias alternativas e de energia renovável (CEBALLOSSCHIAVONE, 2009). O setor sucroalcooleiro vem em crescente visando a busca por uma maior produção de etanol. Na segunda metade da década de 70 o governo brasileiro implementou o Programa Proálcool, uma iniciativa de abrangência nacional financiada pelo governo para reduzir o elevado numero de veículos que utilizavam combustível derivado de petróleo e incentivando a substituição da gasolina pelo etanol produzido a partir da cana-de-açúcar. Segundo CEBALLOS-SCHIAVONE (2009) para a produção do etanol um dos parâmetros principais a ser aconselhado é a fermentação, para isso necessita-se de um ambiente e meio de fermentação asséptico utilizando apenas os microrganismos desejáveis, responsáveis por maior eficiência fermentativa. Por isso são utilizadas leveduras selecionadas que empregam os nutrientes presentes no caldo da melhor forma possível e decompondo-os na maior abundância de etanol.
O objetivo desta revisão foi habituar-se e logo analisar as influências direta do tratamento térmico sob o caldo de cana para o desenvolvimento do processo fermentativo.
PROCESSAMENTO DA CANA E SUAS ETAPAS
O caldo de cana-de-açúcar é deliberado como uma solução dissolvida de Sacarose, também e chamado de garapa é uma bebida opaca, de coloração variável de pardo a verde escura, e viscosa (MOLINA et al,, 2007a). É um produto de grande valor nutritivo, não alcoólico e muito consumido principalmente em épocas mais quentes, por ser refrescante (MOLINA ET al., 2007b), A execução das etapas são diferenciada de produtor para produtor, mas de modo geral estas são similares. Sendo no estado de maturação adequado a cana é colhida e processada o mais rápido para que não ocorra a perda de sacarose. As etapas na produção do açúcar e do etanol apenas a partir da obtenção do caldo que diferem, qual poderá ser fermentado para a produção de álcool ou tratado para a produção de açúcar. A colheita da cana consiste em um processo dinâmico, que permitindo o fornecimento de matéria prima à indústria e, envolve desde o planejamento de queima (se for o caso) e corte até entrega da cana na indústria. A época de colheita no Brasil varia de acordo com a região. Nas regiões sudeste, centro oeste e sul por exemplo a colheita inicia-se entre abril e maio prolongando-se até novembro. Na região. De acordo com CARVALHO & MAGALHÃES(2007), os comerciantes não armazenam a cana de forma adequada, atirar-se diretamente no chão, com objetivo de atrair consumidores, não segue as Boas Práticas de Fabricação (BPF), e os cuidados de higienização necessários para o produto antes de seu processamento, realizando apenas a raspagem para retirar a casca. A moagem é uma operação unitária na qual e visada à extração do caldo da cana, presente nos tecidos de reserva ou células parenquimatosas dos colmos, (VENTURINI FILHO, 2005). A clarificação do caldo de cana influencia diretamente na produção final do produto obtendo melhor coloração do produto. Sendo que sua finalidade não é a obtenção de um liquido límpido e sim turvo amarelado (PRATI et al., 2005). Logo em seguida o tratamento consiste no aquecimento do caldo a aproximadamente 105 º C sem adição de produtos químicos, e após isto, decantá-lo. O caldo e aquecido de acordo com a redução da viscosidade e densidade do caldo e acelera a velocidade das reações químicas, agrupando as impurezas na forma de pequenos “flocos”. Os sais formados são insolúveis a altas temperaturas, possibilitando a sua decantação (SILVA et al., 2006).A fermentação alcoólicaconsiste na transformação dos açúcares do mosto em álcool, gás carbônico e energia, sobre a ação enzimática das leveduras (CAMARGO et al., 1990).
Inicialmente, a sacarose, que é um dissacarídeo, se hidrolisa na presença da enzima invertase, produzindo glicose e frutose, ambas monossacarídeos (C6H12O6).
H2O
 C12H22O11 C6H12O6 + C6H12O6
 Sacarose invertase glicose frutose
Na sequência, sob ação da enzima zimase, os monossacarídeos são fermentados produzindo etanol e gás carbônico.
Zimase
 C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2
 Glicose Etanol Gás
 
 Carbônico 
TRATAMENTO TÉRMICO
Segundo BARUFFALDI & OLIVEIRA (1998) a aplicação do tratamento térmico torna as enzimática inativas, reduzindo a carga microbiana e a destruição de bactérias patogênicas, visando a melhor conservação dos nutrientes do meio. A veemência do tratamento térmico depende diretamente do valor do pH, da composição e das características físicas dos alimentos e tambem o resultado da combinação de parâmetros tempo-temperatura. Segundo AMORIM et al. (1989) para a indústria sucroalcooleira uma das principais preocupações é combater os microrganismos contaminantes no processo de produção de álcool, que são representados pelas bactérias e leveduras selvagens que se alojam no processo. Estes contaminantes são os causadores de problemas quais são: o consumo de açúcar, a queda de viabilidade de células de levedura precisado das toxinas excretadas no meio, a floculação do fermento, o que causa perda de células de levedura pelo fundo de dorna ou na centrífuga e a queda no rendimento industrial. VALSECHI (2005), em pesquisa visando a aplicar uma metodologia que proporcionasse o controle das contaminações microbianas, sobretudo as bactérias produtoras de ácido lático (BAL), submeteu as linhagens CCT4143; CCT4144; CCT4145; CCT4146 e FT038B de Lactobacillus fermentum ao aquecimento provocado por radiações eletromagnéticas microondas) e aquecimento convencional. Nessa condição foi possível verificada a eliminação total de L. fermentum quando irradiadas com micro-ondas (2450 MHz), em 9 s quando a temperatura atinge 58,3 °C, quando submetida ao aquecimento convencional nesta mesma temperatura a diminuição foi de 80% após 10 min. SIVASUBRAMANIAN & PAI (1994). Em termos sensoriais no tratamento térmico do caldo de cana os melhores resultados foi o processo Hight Temperature Short Time (HTST), pois a sua alta taxa de transferência de calor e resfriamento, não admitiu a formação de produtos de degradação. O branqueamento inicial garante uma melhor coloração do produto, verde amarelado. O descascamento parcial associado ao tratamento térmico, provavelmente inativou o complexo polifenol-oxidase, que é o responsável pela oxidação dos compostos fenólicos presentes na cana, sendo o causador assim um escurecimento do caldo extraído. FRANCHI et al. (2003) foi testado o efeito da temperatura sobre os microrganismos, e determinaram o valor D60C, para as bactérias contaminantes do gênero Lactobacillus em meio de caldo de cana clarificado a 14 ºBrix e pH = 6,5. Os valores de D60C obtidos foram: 0,75 min para L. fermentum, 0,29 min para L.plantarum e 1,57 min para Leuconostoc mesenteroides e um valor z para L. fermentum de 7,7 °C. NOLASCO (2005) constatou que algumas bactérias dos gêneros Sporolactobacillus e Bacillus apresentam uma baixa resistência térmica. Também foi verificado que o processo de decantação assegura a total eliminação dos lactobacilos contaminantes da fermentação alcoólica, desta forma eles só podem aparecer na fermentação por recontaminação. CEBALLOS-SCHIAVONE (2009) foi utilizado em experimento caldos de cana-de-açúcar clarificados de duas formas diferentes: por aquecimento e por adição de fosfato mono hidratado de sódio, e foi observado que sete espécies de Lactobacillus são sensíveis à temperatura da água em ebulição, não sobrevivendo por mais de 4 minutos, não importando a forma que foi feita a clarificação (aquecimento ou adição de fosfato mono hidratado de sódio).
Após a extração, o caldo de cana toma tonalidade escuro e apresenta sedimentação. Então são utilizados tratamentos térmicos para evitar esse escurecimento, porém os tratamentos térmicos convencionais atribuem um sabor de melado ao caldo, afetando de forma negativa seu sabor característico. SINGH et al. (2002) ao pesquisarem sobre a conservação do caldo de cana, a fim de se obter uma bebida pronta para consumo, com boa aceitação sensorial, concluiu que a pasteurização do caldo de cana a 70 °C durante
10 minutos, seguida da adição de ácido cítrico (40mg/100ml de suco), ácido ascórbico (40mg/100ml) e 150 ppm de metabissulfito de potássio, como agente conservador, conferiu ao produto acondicionado em garrafas previamente esterilizadas, estabilidade de 90 dias sob refrigeração. Já os autores BHUPINDER et al. (1991), com o mesmo objetivo mostraram que o tratamento térmico (80° C / 10 min) seguido da adição de 140 mg/L de metabissulfito de potássio, 3% de suco de limão e 1% de extrato de gengibre atribuiu uma estabilidade de 24 semanas ao produto engarrafado e um bom índice de aceitação entre os provadores. O tratamento térmico será um dos responsáveis pela eficiência do processo, reduzindo a infestação microbiana e inativando enzimas que causam a deterioração dos nutrientes durante o armazenamento.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Na produção de etanol um dos principais parâmetros a ser controlado e a fermentação, para isso e feito o controle da etapas como a contaminação do caldo e do fermento, buscando alternativas eficazes para melhor controle de cargas das cargas microbianas melhorando o rendimento da produção.
Por isso necessita se de um ambiente e meio de fermentação assépticos utilizando apenas os microrganismos desejáveis, responsáveis pela maior eficiência fermentativa. Logo, é necessária a utilização de leveduras selecionadas que utilizam os nutrientes presentes no caldo da melhor forma possível e transformando-os na maior quantidade de etanol. A temperatura é indiscutivelmente um dos parâmetros mais importantes que afetam a fermentação, ela influencia no metabolismo da levedura e na produção de compostos voláteis. O tratamento térmico mostrou-se eficiente e conveniente, pois além de destruir microrganismos o calor ainda inativa enzimas que podem causar a deterioração do alimento durante a armagenagem. A literatura cita vários tratamentos térmicos utilizados e recomendados para a fermentação alcoólica de forma positiva, ou seja, utilizados para o controle dos fatores negativos da fermentação para obtenção do etanol.
REFERÊNCIAS
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