vinagre 08.03 (2)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ - UFPA
INSTITUTO DE TECNOLOGIA - ITEC
FACULDADE DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS - FEA
DISCIPLINA: ENGENHARIA BIOQUIMICA
DOCENTE: ELISA NEVES
DISCENTES: CRISLIANE CAMARGO
 DENYSE GOMES
JOSEANE POMBO
KELEM PINA
VINAGRE
BELÉM - PA
2013
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ - UFPA
INSTITUTO DE TECNOLOGIA - ITEC
FACULDADE DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS - FEA
DISCIPLINA: ENGENHARIA BIOQUIMICA
DOCENTE: ELISA NEVES
VINAGRE
Trabalho apresentado a Faculdade de Engenharia de Alimentos da Universidade Federal do Pará, como requisito parcial para a obtenção de crédito na disciplina Engenharia Bioquímicasob orientação da Professora. ELISA NEVES.
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BELÉM - PA
2013
INTRODUÇÃO
Desde os tempos mais remotos, o ser humano descobriu que poderia aproveitarreações que sucediam espontaneamente na natureza para tornar sua vida melhor e mais agradável. Dessa forma, passou a utilizar em seu benefício, os efeitos surpreendentes e, durante muito tempo, inexplicáveis, dos processos fermentativos para conservar alimentos e preparar bebidas (AMORIM; LEÃO, 2005, p.4). O vinagre é conhecido desde a antiguidade. Seu nome provém do francês vinaigre, ou vinho azedo. Originalmente, era obtido por fermentações espontâneas (AQUARONE; ZANCANARO, 1983 p.104). O vinagre éprimordialmente uma solução diluída de ácido acético produzido por um processofermentativo. Ele contém além de ácido acético, ingredientes solúveis procedentes da matéria prima do qual ele foi feito (MORETTO; ALVES; CAMPOS, 1988, p.82). O objetivo principal deste trabalho é estudar a obtenção de vinagre a partir de fermentações acéticas dando ênfase ao processosubmerso.
2. REVISÃO DA LITERATURA
2.1 Histórico e definição segundo a legislação
O vinagre é um alimento fermentado conhecido há milhares de anos, utilizado como condimento, conservante, aromatizante, refresco e medicamento, sendo que as primeiras referências datam de 8000 anos a.C. No século XVII a produção de vinagre primeiramente se estabeleceu na França, em seguida, se espalhou rapidamente para outras regiões do mundo (THACKER, 1996). Seu nome provém do francês vinaigre ou vinho azedo e originalmente, era obtido do vinho de uvas e da cerveja, por fermentação espontânea (AQUARONE, 2001).
O fermentado acético é definido como o produto obtido da fermentação acética do fermentado alcoólico de mosto de frutas, cereais ou de outros vegetais, de mel, ou da mistura de vegetais, ou ainda de mistura hidroalcoólica. Deve apresentar acidez volátil mínima de 4 g.100 mL-1, expressa em ácido acético, podendo ser acrescido de vegetais, partes de vegetais ou extratos vegetais aromáticos ou de sucos, aromas naturais ou condimentos. A graduação alcoólica não pode exceder 1° GL e deve ser obrigatoriamente pasteurizado. O fermentado acético pode apresentar várias classificações, de acordo com a origem da matéria-prima, sendo designados de fermentados acéticos ou vinagres, seguidos do nome da matéria-prima de origem (BRASIL, 1999).
2.2 Importância e aplicações industriais
O vinagre possui três finalidades principais, pode ser utilizado como condimento, agente de limpeza, além de possuir propriedades preservativas (BELITZ & GROSCH, 1997).
Como condimento, o vinagre é usado com a finalidade de conferir sabor ácido ao produto, como nas saladas e maionese. Em outros alimentos além de conferir sabor e odor, o vinagre atua como preservativo e agente de amolecimento do produto, como acontece nas carnes temperadas e legumes em conserva (BELITZ & GROSCH, 1997).
Como agente de limpeza, o vinagre é utilizado para clarear materiais metálicos como prata, alumínio, latão(BELITZ & GROSCH, 1997).
As propriedades preservativas são utilizadas principalmente contra fungos(bolores) em pães, panetones e biscoitos(BELITZ & GROSCH, 1997). 
2.3 Elementos de microbiologia aplicada aos agentes fermentativos
A fermentação alcoólica é feita por leveduras alcoólica, normalmente em cultura pura com levedo selecionado, isto é, cepas com boa capacidade de produzir álcool. Entretanto, às vezes são usadas leveduras de panificação, dado a facilidade de se obter este fermento como inóculo (SACHS, 2001).
As leveduras usadas são: Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces cerevisiae ellipsoideus e eventualmente Saccharomyces uvarum (S. carlsbergensis) (SACHS, 2001).
Na fermentação acética são utilizadas bactérias acéticas. Segundo Sachs (2001) as principais espécies observadas do gênero Acetobacter são:
- Acetobacter aceti orleanensis;
- A. aceti xilinum;
- A. aceti liquefaciens;
- A. xylinoide;
- A. orleanense;
- A. acetigenum;
- A. schuetzenbachii;
- A. curvum;
- A. rances;
- A. pasteurianus levanensis;
- A. pasteurianus stunensis;
- A. peroxydans; etc.
As espécies do gênero Acetobacter têm algumas exigências nutricionais, isto pode afetar o crescimento das mesmas. Estas bactérias exigem vitaminas do complexo B tais como tiamina, ácido pantotênico e nicotínico. E algumas espécies demonstram a necessidade de ácido p-aminobenzóico. Algumas espécies necessitam que sejam colocados no meio, aminoácidos como fontes de nitrogênio: A. oxydans e A. rancens necessitam de valina, cistina, histidina, alanina e isoleucina; A. melanogenus não tem essas mesmas necessidades.
Segundo Sachs (2001) o interesse industrial (dependendo do processo usado) leva em conta:
- a capacidade de suportar altas concentrações de álcool no mosto e ácido acético no vinagre;
- ter boa capacidade de produção de ácido acético;
- ter bom rendimento industrial na conversão de álcool à ácido acético;
- tolerar uma faixa ampla de temperatura;
- rapidez na transformação;
- não produzir excesso de material viscoso, mas formar películas resistentes;
- ter baixa exigência em nutrientes minerais e vitaminas;
- não ter capacidade de oxidar o ácido acético à água e gás carbônico;
- ter tolerância razoável a possíveis antissépticos presentes, com resíduos de SO2 no vinho e lúpulo na cerveja.
- outros atributos para processos específicos.
Sendo assim, dependendo do processo industrial adotado, dar-se-á a escolha do inoculo adequado. Por exemplo, no processo lento a combinação de A. orleaense com outras espécies e variedades, e no processo rápido combinação com A. schuetzenbachii; A. rances para vinagre de cerveja (tolerante ao lúpulo); pequenas concentrações de A. xylinum (formadora de mucilagem muito espessa), mais que em pequeno número auxilia a formação de um véu acético mais resistente, útil no processo lento. A. acetigenum, A. schuetzenbachii e A. aceti para vinagres fortes, devido suas boas tolerâncias ao teor de álcool e ácido acético, e A. aceti, A. curvum e A. schuetzenbachii tolerantes à altas temperaturas na fermentação (SACHS, 2001).
2.4 Matérias primas
Como o vinagre provém, em geral, de duas fermentações sucessivas, a alcoólica e a acética, toda a matéria-prima usada para a produção fermentativa de álcool serve, em princípio, também como matéria-prima do vinagre.
2.4.1 Classificação da matéria prima
	Em função da matéria-prima, pode-se fazer a seguinte classificação genérica de vinagres:
Vinagres de sucos de frutas: uva, uva-passa, maçã, abacaxi, laranja, pêra, morango, framboesa, ameixa, figo, pêssego, jabuticaba, caqui, etc.
Vinagres de tubérculos amiláceos: batata, batata-doce, mandioca, etc.
Vinagres de cereais: cevada, centeio, trigo, arroz, milho, etc.
Vinagres de matérias-primas açucaradas: xarope de açúcar, mel, melaço, soro de leite, etc.
Vinagres de álcool: álcool propriamente dito diluído, aguardentes, outros destilados.
A água utilizada para o preparo de mostos, cujas matérias-primas não possuam fase líquida suficiente (álcool, mel, cereais, banana, maçã, caqui, etc.) deve ser potável, de baixa dureza, livre de sedimentos ou partículas em suspensão e isenta de cloro (AQUARONE, 2001).
2.4.2 Preparo do mosto
Em linhas gerais, qualquer material açucarado ou alcoólico pode servir de matéria-prima para a produção de vinagre, entretantoa experiência tem demonstrado a necessidade de se tornar alguns cuidados fundamentais para não ocorrer quaisquer problemas na fermentação (SACHS, 2001).
Segundo Sachs (2001), no processo de acidificação do vinho é indispensável observar alguns fatores para se obter uma boa fermentação, tais como:
Concentração Alcoólica: O “vinho” deve conter entre 5 a 12oGL. Concentrações muito baixas resultam em vinagres frascos, neste caso há necessidade de correção com álcool. Já as concentrações elevadas são tóxicas as bactérias acéticas,dificultando a fermentação, neste caso há necessidade de diluição com água ou o uso de culturas tolerantes à alta concentração alcoólica.
		Acidez Inicial: A acidez inicial deve estar entre 2 a 3% de ácido acético, que pode ser conseguida pela adição de 25 a 30% de vinagre forte não pasteurizado, que também fornece o inóculo em grande quantidade. Entretanto a adição de vinagre ao vinho só deve ser feita após o término da fermentação alcoólica, pois inibe o fermento alcoólico. Baixa acidez favorece a contaminação além de retardar o início da fermentação. Já a acidez elevada é tóxica ao fermento acético que não estão adaptados, salvo o fermento presente no vinagre adicionado.
Controle da Oxigenação: Por se tratar de um microrganismo aeróbio estrito, depende de um suprimento adequado de O2, sob pena de não ocorrer a fermentação. A velocidade da fermentação vai depender da quantidade de ar fornecido bem como de sua transferência às bactérias. Entretanto a aeração excessiva pode levar à perda de álcool por evaporação, aumento exagerado da temperatura pelo excesso de atividade metabólica e perda de ácido acético por oxidação. A aeração forçada, só é recomendada nos processos fechados onde se pode controlar melhor as outras variáveis.
Controle do Teor Residual de Álcool: A permanência de vinagre pronto na vinagreira pode acarretar a oxidação do ácido acético à H2O e CO2, isto ocorre toda vez que o teor de álcool é inferior a 0,2% e ainda se tem suprimento de oxigênio, o que provoca a perda de acidez.
Controle da Temperatura: De um modo geral a temperatura ideal para o crescimento das bactérias acéticas situa entre 25-32o C. Baixas temperaturas reduzem a velocidade da fermentação e altas temperaturas provocam perda de viabilidade da cultura, entretanto temperaturas mais elevadas podem ser usadas, se a somatória das concentrações de álcool e ácido acético não forem elevadas, e usando raças de fermento acético tolerante.
Correção de Nutrientes: De um modo geral os vinhos de frutas e cereais já contém apreciável concentração de nutrientes minerais e vitaminas necessárias a uma boa fermentação acética, dispensando a correção. Mas quando se utiliza álcool ou outros destilados para a produção de vinagre, é indispensável a adição de minerais, aminoácidos e vitaminas do complexo B.
2.5 Cinética dos processos
2.5.1 Modelos de crescimento celular , de consumo de substrato e de formação de Produtos
Na proposição de modelos cinéticos em um processo fermentativo, diversos níveis de detalhamento podem ser adotados. Algumas das aproximações que permitem simplificar a representação da cinética dos processos fermentativos são:
(1) considerar que na formulação do meio de cultura todos os componentes menos um numero preestabelecido estão em concentrações suficientemente elevadas de modo que, as concentrações destes componentes previamente escolhidos sejam limitantes para a velocidade do processo;
(2) eventualmente pode ser necessário incluir no equacionamento outros componentes do meio, por exemplo, um produto inibidor que se acumula no meio, o oxigênio no caso de processos aeróbios;
(3) geralmente, considera-se que alterações em outros parâmetros não afetam significativamente as cinéticas na escala de tempo ou na faixa de variação encontrados num experimento ou processos típicos;
(4) controles do biorreator podem regular e manter constantes alguns dos parâmetros do
ambiente, por exemplo, pH, temperatura, oxigênio dissolvido.
2.5.2 Modelos de crescimento celular
Modelo de Monod
onde:
μ e a velocidade especifica de crescimento (h-1)
μmaxe a velocidade especifica maxima de crescimento (h-1)
KS e a constante de saturação (g/L)
S e a concentração de substrato (g/L)
• considera que apenas um substrato do meio limita a velocidade especifica de crescimento.
• explica as fases de crescimento exponencial e estacionaria, mas não explica a fase lag e de declínio (morte).
• os parâmetros e Ksdependem do microrganismo, do meio de cultura, do substrato limitante e da temperatura.
Modelo de Moser
K ainda e a concentração de substrato para a qual 
Para w=1 o modelo de MOSER se reduz ao modelo de MONOD
Para w>1 o gráfico do modelo de MOSER e uma sigmóide
Modelo de Contois
Este modelo e geralmente utilizado para representar limitações de difusão no interior de biomassas floculantes ou imobilizadas;
μ e inversamente proporcional a X.
Modelo logístico
Representa a fase exponencial de crescimento e a queda ate zero de μ
Modelo de Andrews
Explica a inibição do crescimento celular por altas concentrações de substrato.
Modelo de Wu
Este modelo e adequado quando o efeito inibitório do substrato e mais intenso;
Quando n=1 o modelo de Wu reduz-se ao modelo de Andrews .
Modelo de Dunn
Dois substratos são utilizados para realizar a mesma função, mas as células utilizam um em preferência ao outro;
 Pode explicar o crescimento com diauxia.
Modelo de Megee
Neste caso os substratos são requeridos para diferentes funções e alteram a velocidade de crescimento.
Modelo de Tsao e Hanson
Este modelo introduz os conceitos de:
Substratos essenciais: sem os quais o crescimento não ocorre_G;
substratos "melhoradores": aumentam a velocidade de crescimento_SI e S2
pode explicar o crescimento com triauxia:
1a fase exponencial:
2a fase exponencial:
3a fase exponencial: 
MODELOS DE INIBICAO PELO PRODUTO
Onde g(P) e a função que descreve o efeito inibitório do produto sobre o crescimento.
Expressões de g(P) usuais: 
LINEAR
NAO-LINEAR GENERALIZADA
HIPERBOLICA
PARABOLICA 
EXPONENCIAL
Duas Situações podem ser visualizadas a. partir dessas equações:
g(P)0 (Inibição total)
g(P)0 (Ausência de inibição)
Modelo de Aiba e Shoda
Este modelo leva em conta uma inibicao do crescimento pelo produto;
Inibição do tipo hiperbólica.
Modelo de Aibaet al.
Inibição exponencial.
Modelo de Ghose e Tyagi
Existe um valor Pm para o qual ocorre inibição total, inibição linear.
Modelos de formação de produtos
Modelo de Luedeking e Piret
A cinética de formação de produtos pode representar os seguintes casos:
1. O produto e formado durante o crescimento, sendo somente proporcional a velocidade de crescimento (α≠0 e β=0, produção associada ao crescimento);
2. O produto e formado parte antes e parte depois do crescimento (α ≠ 0 e β ≠ 0, produção parcialmente associada ao crescimento);
3. o produto e formado somente apos o crescimento (α = 0 e β ≠ 0 , produção não associada ao crescimento);
Geralmente α e β são funções da concentração de produto e de substrato.
2.5.3 Cinética de consumo de substrato
Modelo generalizado:
Y*X/Se Y*P/Ssão fatores de conversão estequiométricos de conversão de substrato em células e em produtos;
m e a velocidade especifica de consumo de substrato para manutenção.
Abordagem simplificada: 
Utilização dos coeficientes aparentes:
Sinclair e Kristiansen (1987) 
2.6 Estudos dos processos descontínuos e contínuos 
	Vários são os processos de fabricação de vinagre, dos quais destacaremos os processos tradicionais (lento e rápido) e o processo submerso.Os três processos básicos de produção podem fornecer vinagres de boa qualidade, desde que a matéria-prima, os microorganismos e as condições de fermentação sejam adequados (LLAGUNO & POLO, 1991).
	O primeiro processo de acetificação é classificado como o antigo processo francês, Orléans, lento ou em superfície, e foi o que deu origeme forneceu subsídios em função das observações nele efetuadas aos processos mais rápidos e, portanto mais produtivos que a ele seguiram (AQUARONE, 2001).
O segundo caso pode ser possível através do processo denominado submerso, que se destaca pelo alto rendimento e produtividade, assemelhando-se a outros processos fermentativos, como a produção de álcool, ácido lático, leveduras, etc.(AQUARONE, 2001).
2.6.1 Processo submerso
Atualmente, a rapidez na produção industrial do vinagre determina a preferência pelo sistema que utiliza a fermentação acética submersa.Trata-se de um sistema muito eficiente extremamente rápido, pois há um contato muito íntimo entre as bactérias acéticas, o oxigênio e o álcool, por todo olíquido(SACHS, 2001).
O processo inicia com a adição de aproximadamente 10% de vinagre não pasteurizado no vinho, que funciona como pé-de-cuba. Entretanto a adição de vinagre ao vinho só deve ser feita após o término da fermentação alcoólica, pois este inibe o fermento alcoólico (SACHS, 2001).
Neste processo, as bactérias acéticas encontram-se submersas no vinho, a fermentar, onde se multiplicam, retirando energia da reação de oxidação do álcool etílico a ácido acético. Entretanto, para catalisar essa reação que lhes fornece energia, as bactérias acéticas necessitam da administração contínua, íntima e adequada de oxigênio em todos os pontos do tanque, pois pequenas interrupções no fornecimento de oxigênio, ainda que por alguns minutos, principalmente nas fases finais de fermentação, podem afetar sobremaneira o rendimento (LLAGUNO & POLO, 1991).
Essa massa adequada de oxigênio não pode ser obtida através da injeção excessiva de ar no meio, pois isso acarretaria sérios problemas, como: perda de álcool por evaporação e arraste com o ar efluente do fermentador; perda das substâncias aromáticas, e voláteis da matéria-prima; e formação excessiva de espuma. Por isso o sistema de agitação e aeração dos acetificadores submersos é altamente especializado e construído de forma a aproveitar praticamente todo o oxigênio contido num mínimo possível de ar existente dentro do equipamento (LLAGUNO & POLO, 1991).
Ao entrar no fermentador acético, o ar é disperso de forma homogênea em todo o vinho e na forma de borbulhas de tamanho menor possível. Quando o vinho do fermentador alcançar aproximadamente 0,2% v/v de álcool, o que acontece em intervalos de 30 a 40 horas, retiram-se aproximadamente de 40% a 45% do volume de vinagre que é substituído pelo mesmo volume de vinho a acetificar (SACHS, 2001). 
Depois de realizada a fermentação, o mosto é clarificado a fim de aglomerar partículas suspensas no mosto, promovendo assim a sua decantação, em seguida é filtrado para a retirada de material particulado imerso no vinagre (SACHS, 2001).
Realizado a filtração o vinagre passa pela etapa de envelhecimento a fim de realçar suas características organolépticas, em seguida passa para a pasteurização (a temperaturas variáveis 50 a 80ºC), para destruir totalmente os microrganismos e desativar as enzimas que são predominantemente a causa mais importante das alterações (oxidação do ácido acético) do vinagre (SACHS, 2001). 
Em seguida e feita àdiluição de água a fim de estabelecer a concentração adequada de acido acético e passando para o setor de embalagem e expedição(SACHS, 2001).
O vinagre produzido por esse processo apresenta-se turvo, com qualidade inferior àquele obtido pelo método lento, devido ao revolvimento acentuado e persistente provocado pela quantidade de ar introduzido sob pressão na acetificação (SACHS, 2001).
A seguir, tem-se um fluxograma dos equipamentos utilizados em todo o processo (Figura 1).
Figura 1. Fluxograma dos equipamentos envolvidos no processo.
O vinagre produzido por esse processo apresenta-se turvo, com qualidade inferior àquele obtido pelo método lento, devido ao revolvimento acentuado e persistente provocado pela quantidade de ar introduzido sob pressão na acetificação(SACHS, 2001).
  	
2.7 Equipamentos
O equipamento mais utilizado para a produção de vinagre em cultura submersa é conhecido pelo nome de acetificador de Frings, fabricado e patenteado pela Heinrich Frings-Bonn, Alemanha (AQUARONE, 1983). O equipamento é um gerador industrial (Fig. 2 e 3), que funciona de maneira contínua. Possuem um sistema de alimentação de vinho,um de alimentação de ar, dosadores de álcool e sistema demovimentação do líquido e do ar por cavitação por meio de um rotor e um tubo de circulação, além de sistemas deaquecimento e resfriamento para manter constante a temperatura (SACHS, 2001).
Figura 2. Vista geral de um acetificador em aço inoxidável.
Figura 3. Corte transversal de um acetificador para elaboração de vinagre pelo método com fermentação acética submersa; a- turbina de ar; b- compensador de ar; c- dispositivo para coletar líquido de condensação; d-e- dispositivo para controlar a formação de espuma; f- dispositivo para medir o álcool; g- serpentina para refrigeração; h- dispositivo para refrigeração; i- termômetro; j- bomba para entrada do vinho; k- bomba para retirada do vinagre.
2.7.1 - Edificações Industriais
	Os parâmetros que devem ser levados em conta na elaboração da planta baixa são: a instalação, que deve ser realizada no centro do terreno, cercado e afastado de áreas urbanas. Outro aspecto é a iluminação, deve ser suficientemente intensa podendo se utilizar de luz natural. A ventilação deve ser adequada para manter a salubridade do ar, a temperatura e a umidade. Pisos e paredes devem ser resistentes e de fácil higienização, já que em caso de indústrias alimentícias o controle microbiológico deve ser rigoroso. Ao se dimensionar uma indústria de vinagre deve-se focar a atenção quanto a higienização a fim de evitar contaminações no processo fermentativo optando por azulejos para facilitar a limpeza no setor principal de transformação. Estacionamentos devem ser amplos para possibilitar eventuais manobras de maquinários e caminhões. Os vestiários e banheiros devem ser em quantidade condizente com o tamanho da empresa e número de funcionários. Finalmente, é necessário que a empresa possua uma área reservada para possíveis ampliações.
A figura 4 apresenta a vista superior do layout da planta, levando em consideração todos os aspectos de saúde e segurança, economia, legislação, etc:
5
6
7
7
Figura 4. Vista superior (Layout) da indústria de vinagre.
Edificação do processo principal de transformação, em conjunto com os vestiário, banheiro, refeitório, escritório e laboratório.
Caldeira;
Deposito do produto acabado;
Deposito de matéria-prima e insumos;
Estacionamento;
Garita (segurança);
Reservatório de água.
A figura 5 representaa vista do interior da planta baixa. O fluxo interno deve funcionar em um só sentido para que não ocorram cruzamentos desnecessários. 
Figura 5. Vista interior (Layout) da indústria de vinagre.
Banheiro feminino e masculino;
Vestiário feminino e masculino;
Escritório;
Refeitório;
Área de processamento (lavatório (a), tanque de preparo do mosto (b), acetifica dores (c), tanque de clarificação (d), filtro prensa (e), tonéis de envelhecimento (f), pasteurizador (g), tanque de diluição (h) e envasador (i));
Laboratório;
Área para o embalamento e rotulagem; 
Equipamento para rotulagem;
Área de armazenamento de embalagens (garrafas e caixa de papelão);
Área de armazenamento do produto acabado;
Carrinhos para o transporte dos materiais dos galpões de armazenamentos para a área de produção;
Área de armazenamento da matéria prima;
Área de armazenamento dos insumos;
Balanças.
A figura 6 apresenta os equipamentos e a ordem do processamento do vinagre.
Figura 6. Perspectiva isométrica do processo
Tanque de preparo do mosto;
Acetificadores;
Tanque de clarificação;
Filtro prensa;
Toneis de envelhecimento;
Pasteurizador;
Tanque de diluição;
Envasador;
A figura 7 apresenta a vista frontal da planta baixa. 
Figura 7. Vista frontal da indústria de vinagre.
	Para uma planta quebeneficie 1000 kg/h de vinho produzindo aproximadamente 3000 kg/h de vinagre, considerando os espaços necessários para todas as edificações, estacionamentos, áreas de manobra, áreas livres para possíveis ampliações, estima-se que a área total da empresa deva ser de aproximadamente 16000 m², sendo que a edificação do processo principal de transformação deve possuir uma área de 10000 m², a estrutura que abriga o vestiário, sanitários, laboratório, escritório refeitório e área de embalamento e estocagem possuirá uma área de 780 m², o galpão de armazenamento de insumos e da matéria prima possui 140 m² , assim como o galpão de armazenamento de produto acabado, o estacionamento para automóveis possuirá uma área de 700 m², o estacionamento para caminhões terá 1000 m². Deixando um espaço de aproximadamente 3240 m² para possíveis ampliações.
2.8 Esterilização.
A esterilização implica a destruição, inativação ou remoção de toda forma de vida microbiana. Isso quer dizer que a esterilização provoca nos microrganismos uma perda irreversível da capacidade de reprodução no ambiente considerado. Não implica, entretanto, a inativação total das enzimas celulares, toxinas, etc. Antes de entrarmos na discussão dos métodos, é conveniente fazermos algumas considerações em torno dos mecanismos de esterilização e das características das populações microbianas (VICENZI, 2009).
O mecanismo letal varia conforme o processo de esterilização empregado. O efeito final, entretanto, é o mesmo. Deve ocorrer a destruição e/ou inativação da(s) enzima(s) envolvida(s) em processos vitais para o microrganismo. Teoricamente, basta que o agente esterilizante bloqueie uma reação enzimática essencial ou destrua uma molécula vital. Na prática, entretanto, agentes com ação tão especifica não encontram aplicação como esterilizantes, por vários motivos: A heterogeneidade da população microbiana; a possibilidade da existência de microrganismos com capacidade de utilizar outras “rotas metabólicas” para vencer o bloqueio estabelecido; a dificuldade do agente em atingir um alvo muito específico; etc. Podem ser mencionados como fatores que justificam a utilização de agentes capazes de atingir o microrganismo de um modo mais grosseiro e inespecífico (VICENZI, 2009).
Principalmente no caso da esterilização de equipamentos industriais, procura-se utilizar processos capazes de danificar generalizadamente a célula, em vez de se procurar um ponto específico de sua estrutura metabólica (VICENZI, 2009).
Outra consideração importante, no caso da esterilização de equipamentos, é a cessação do efeito esterilizante no final do processo de esterilização. Em outras palavras, o agente ou condição esterilizante deve atuar eficientemente durante o processo de esterilização. Terminada a esterilização, não deve haver ação residual. No caso de fermentação industrial, por exemplo, uma possível ação residual pode ser tão ou mais prejudicial que a presença de certos contaminantes. Essas considerações ajudam a apontar os processos físicos como os métodos de escolha na esterilização de equipamentos (VICENZI, 2009).
Tabela 01: Métodos de esterilização.
A escolha do método depende das características dos produtos a serem esterilizado e do custo do processo. Quando se usa agentes químicos: tempo de contato. Quando se usa calor: tempo e a temperatura de contato (VICENZI, 2009).
2.8.1 Esterilização do meio.
De acordo com um conceito bem amplo, a esterilização de um meio é a operação que tem por finalidade remover ou destruir todas as formas de vida, animal ou vegetal, macro ou microscópicas, saprófito ou não, existentes no meio considerado (VICENZI, 2009).
O grau de esterilização dos meios de fermentação varia conforme o processo a que se destina. Algumas vezes é totalmente dispensável (fermentação láctica de hortaliças e polvilho; tratamento biológico de resíduos); realizada de forma incipiente (fermentação alcoólica; produção de leveduras para panificação; fermentação acética do vinagre); realizada com alto grau de exigência (produção de antibióticos, enzimas, vitaminas, acetona, butanol). Em ensaios laboratoriais sempre é necessário (devido ao uso de culturas puras) (VICENZI, 2009).
Em plantas industriais o calor úmido é a principal forma de se efetuar a esterilização. Pode ser feita nos recipientes destinados a fermentação (processo descontínuo) ou em separado (processo contínuo) (VICENZI, 2009).
Esterilização em batelada:
 	Vários meios de cultura são esterilizados no fermentador a 121ºC (para destruir esporos), o tempo é calculado em função dos constituintes do mosto (pH, material em suspensão, etc.) e do tamanho do fermentador (VICENZI, 2009).
	Utiliza- se dois métodos: 
Método indireto - injetar vapor no fermentador através de camisa ou da serpentina;
Método direto - injetar vapor direto na solução nutriente, assim o vapor deve estar livre de aditivos químicos.
Vantagem:
a) tem a vantagem de esterilizar o fermentador e o meio simultaneamente, evitando perigos de contaminações;
Desvantagem:
a) Manutenção de temperaturas altas por períodos longos, favorecendo possíveis alterações no meio;
b) Consumo elevado de vapor e água de resfriamento;
c) Problemas de corrosão pelo contato do equipamento com o meio aquecido.
d) Elevado tempo ocioso do equipamento;
e) interações químicas com nutrientes.
Esterilização continua:
As principais desvantagens apresentadas podem ser evitadas pela esterilização contínua:
Melhor controle de temperatura;
Temperaturas mais elevadas diminui o tempo da operação; 
Fornece meio esterilizado para fermentadores de vários tamanhos.
A etapa preliminar obrigatória nos processos fermentativos contínuos, também tem valor nos processos em batelada, pois diminui o tempo de esterilização e a área física necessária para o processo, devido a relação exponencial entre taxa de morte e temperatura tomando bem menor o tempo necessário para a destruição de todos os microrganismos quando temperaturas maiores são utilizadas (VICENZI, 2009).
Na esterilização em batelada são necessários 30 a 60 minutos a 121ºC, a esterilização contínua normalmente é realizada em 30 a 120 segundos a 140ºC (VICENZI, 2009).
Meio de cultura (mosto) torna-se diluído pois a condensação do vapor aumenta o volume do líquido, para resolver este problema o meio aquecido é bombeado através de uma válvula de expansão e o condensado é removido por uma bomba de vácuo até que o meio de cultura fique com a mesma concentração de antes da esterilização (VICENZI, 2009).
2.8.2 Esterilização do ar
As fermentações aeróbias, com o microrganismo em suspensão, constituem os processos fermentativos de maior importância industrial atualmente. Em tais fermentações a quantidade de ar introduzida no sistema é grande e é perfeitamente aceitável, que haja grande preocupação quanto a esterilização do ar a ser admitido nos fermentadores. Tais cuidados devem ser tomados principalmente nas horas iniciais da fermentação (VICENZI, 2009).
A maior parte dos processos fermentativos é conduzida com agitação vigorosa, e o ar fornecidoao fermentador deve ser estéril (VICENZI, 2009).
O número de partículas e microrganismos depende da localização da indústria, do movimento do ar e do tratamento prévio que o ar foi submetido (VICENZI, 2009).
Segundo Vicenzi (2009) os métodos para esterilização do ar são:
Calor seco – Normalmente antieconômica ou de difícil realização;
Radiações – Apenas as radiações UV poderiam ter aplicação prática, porém pouco usada devido ao grande tempo de exposição. Pode ser usada em pequenas instalações (laboratórios, pesquisa). Atua mais como desinfetante.
Filtração – É sem dúvida o processo mais importante por ser o de maior aplicação na indústria. Filtros feitos de lã de vidro, acetato de celulose, etc. Os filtros podem ser de dois tipos principais:
Filtros que apresentam poros - retenção mecânica dos microrganismos (cartuchos de membranas de ésteres de celulose, nylon);
Filtros de camadas de material fibroso (lã-de-vidro) - Atua na combinação de váriosefeitos físicos: inércia, bloqueio, difusão, separação por gravidade e atração eletrostática.
2.9 Processos fermentativos na elaboração de Vinagre.
Para obtenção do vinagre a partir das matérias primas original, são necessários dois processos de fermentação distintos: fermentação alcoólica e fermentação acética (SACHS, 2001).
A primeira fase da fermentação é um processo anaeróbio cuja equação simplificada é:
Açúcar Leveduras Álcool
 C6H12O6 2CH3CH2O + 2CO2
Além do etanol e CO2 também são produzidos como produtos secundários da fermentação outras substâncias como glicerol, ácido succínio, outros álcoois, outros ácidos orgânicos, etc. (SACHS, 2001).
Na fermentação acética (2ª etapa) o etanol (álcool) é oxidado a ácido acético. Esta etapa é feita por bactérias acéticas em meio aeróbio. Ao contrário da fermentação alcoólica que normalmente se realiza com cultura pura, as experiências têm demonstrado que o uso de cultura mista é mais eficiente, provavelmente por interações sinérgicas interespecíficas ou inter-varietal (SACHS, 2001).
Em princípio a reação ocorre em meio aeróbio e pode ser resumida:
Álcool Bactérias Acéticas Ácido Acético
CH3CH2OH + O2 CH3COOH + H2O
Além do ácido acético são produzidas pequenas quantidades de outros produtos como aldeídos, cetonas, ésteres e outros ácidos orgânicos, sendo o acetaldeído o composto secundário predominante, tendo o inconveniente de provocar aspereza no vinagre, juntamente com outros aldeídos. Apesar de existirem inúmeras espécies de microrganismos capazes de produzir ácido acético, tais como outras bactérias, que não do gênero Acetobacter, e até mesmo alguns bolores (Aspergillus spp., Rhizopus spp., Penicillium spp., etc.), além de outras espécies, subespécies e variedades do gênero Acetobacter, poucas são realmente as de interesse industrial (SACHS, 2001).
As bactérias acéticas são particularmente instáveis, mostrando acentuado polimorfismo e variação da propriedade bioquímica. Em alguns casos, podem perder até mesmo a capacidade fundamental de oxidar o etanol a ácido acético.
Essas bactérias acéticas necessitam do oxigênio do ar para realizarem a acetificação. Por isso multiplicam-se mais na parte superior do vinho que está sendo transformado em vinagre, formando um véu conhecido como "mãe do vinagre". Esse véu pode ser mais ou menos espesso de acordo com o tipo de bactéria.
Segundo a equação da reação oxidativa, o rendimento da transformação do álcool em ácido acético é o seguinte:
Na prática, para se determinar a quantidade de ácido acético de um vinagre a partir do vinho que lhe deu origem, estima-se que, para cada 1% v/v de álcool do vinho, forma-se 1% de ácido acético no vinagre. Por exemplo, um vinho de 10% de álcool originará um vinagre de 10% de ácido acético, no entanto esse rendimento é baixo para os acetificadores industriais. Outra maneira de calcular o rendimento em ácido acético é multiplicar o grau alcoólico do vinho por 1,043. Nesse caso, o vinho com 10% v/v de álcool daria origem a um vinagre de 10,43% de ácido acético.
As principais perdas de ácido acético, no processo de acetificação, são devidas ao consumo elevado de álcool pelas bactérias, à evaporação natural dos constituintes voláteis (álcool, ácido acético) e a problemas industriais. Em alguns casos, as perdas de ácido acético podem ser mais elevadas devido à transformação do ácido acético em água e dióxido de carbono, pela presença predominante de bactérias Acetobacter xylinum.
3. Conclusões
Uma característica bastante particular da produção dos vinagres é que as bactérias (acetobacteres), que fazem a oxidação dos álcoois estão no ar. O processo é bastante delicado.
Os processos fermentativos, assim como os processos químicos, são limitados pela cinética. Por ela é possível relacionar o tempo necessário para atingir concentrações desejadas e com essas informações é possível buscar melhorias para a otimização do processo produtivo.
10. REFERÊNCIAS
AQUARONE, E, LIMA, U. A., BORZANI, W.;Alimentos e Bebidas Produzidos por Fermentação. São Paulo, Editora Edgard Blücher, 1983.
AQUARONE, E.;Alimentos e Bebidas Produzidos por Fermentação. 3. ed.EdgardBlücher, 1990.
AQUARONE, E.;Biotecnologia industrial, Ed. Blucher, São Paulo, 2001
AQUARONE, E.; BORZANI, W.; SCHMIDELL, W.; LIMA, U. A. Biotecnologia industrial: Engenharia química. São Paulo: Editora Edgard Blücher LTDA, c. 6, p. 95-96, v. 2, 2001.
AQUARONE, E.; ZANCANARO, JR. O. Vinagres: Alimentos e bebidas produzidas por fermentação. São Paulo: Edgar BlücherLtda, p. l04, v.5, 1983.
BELITZ, H.D.; GROSCH, W. Química de los alimentos. 2.ed., Zragoza; Acribia. 1997.
CARBONELL, M.; Tratado de Vinicultura; Barcelona, Editorial Aedos; Científicas, Madrid, 1991.
LLAGUNO, C., POLO, M.C. El Vinagre de Vino. Consejo Superior de Investigaciones, 1991.
MECCA, F., ANDREOTTI, R. VERONELLI, L.. L’Aceto. Bresci
BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Instrução Normativa n°. 36, de 14 de outubro de 1999. Estabelece o Regulamento Técnico para Fixação dos Padrões de Identidade e Qualidade para Fermentados Acéticos. Diário Oficial da República Federativa do Brasil, Brasília, 15 out. 1999. Seção 1, p. 76.
STANBURY, P.F.; WHITAKER, A.; HALL, S.J. Principles of fermentation technology.2 ed. 
THACKER, E.The vinegar book.20 ed. Ohio: Tresco, 1996. 58p.
AMORIM, H. V.; LEÃO, R. M. Fermentação alcoólica: Ciência e tecnologia. Piracicaba: Editora Pancrom,p. 4-7, 2005.
MORETTO, E.; ALVES, R. F.; CAMPOS C. M. T.; ARCHER, R. M. B.; PRUDÊNCIO, A. J. Vinhos eVinagre: Processamento e análises. Florianópolis: Editora UFSC, p.82, 1988.
SACHS L. G. Vinagre.Fundação faculdades “luizmenghel” . Bandeirantes, Paraná, 2001.
VICENZI, R. Apostila de Biotecnologia de alimentos,2009.