Atividade, de Quí. Orgânica, sobre cachaça

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Discente: Glória Maria de Oliveira Paixão 2º período 
07/04/2021 
 
Química Orgânica 
 
Atividades Avaliativas: 
A produção de cachaça está diretamente ligada aos conhecimentos que química 
orgânica, visto que a base da produção está voltada para produção da função orgânica 
“Álcool”. Baseado nos materiais de apoio listados acima descreva as etapas de 
produção de cachaça destacando e detalhando aqueles que abordam a química 
envolvida? 
Inicialmente, é importante destacar a origem/história da cachaça, para posteriormente 
destacarmos as etapas para seu processo. A cachaça é a bebida típica e exclusiva 
do Brasil, produzida no nosso litoral desde o começo do século XVI e que conquistou 
todos os cantos do país. A história do Brasil é profundamente marcada pela cana-de-
açúcar. Primeira indústria globalizada transnacional, a cana-de-açúcar foi responsável 
por um dos mais importantes ciclos econômicos da formação da identidade brasileira, 
e até os dias de hoje assume relevância notável para a economia e a forma de viver 
de nosso povo. 
De acordo com informações existentes não é possível definir ao certo se a produção 
de cachaça no Brasil se deu de forma acidental, ou de modo racional. Contudo, sabe-
se que foi a primeira bebida destilada produzida na América Latina e no Brasil, 
descoberta entre os anos 1534 a 1549, a partir da produção do açúcar de cana. 
Segundo a Lei Nº 8.918, de 14 de julho de 1994, que dispõe sobre a padronização, 
classificação, registro, inspeção, produção e fiscalização de bebidas, tem-se que 
cachaça é a denominação típica e exclusiva da aguardente de cana-de-açúcar 
produzida no Brasil, com graduação alcoólica de 38 a 48% em volume, a 20ºC 
(BRASIL, 1994). Caso a bebida não se enquadre nesta definição, não poderá ser 
comercializada como cachaça e receberá então a denominação de aguardente. Para 
que o produto seja reconhecido como aguardente, deve satisfazer aos parâmetros 
instituídos pelo Decreto Nº 2314, de 4 de setembro de 1997, que regulamenta a 
padronização e classificação de bebidas, ou seja, bebida de 38 a 54ºGL a 20ºC, 
podendo ser acrescida de outros sabores além da cana-de-açúcar e desenvolvida fora 
do Brasil. Portanto, toda cachaça é considerada uma aguardente, mas, nem toda 
aguardente é uma cachaça. 
 
https://www.mapadacachaca.com.br/artigos/tedx-talks-cachaca-e-nossa-e-o-que-ela-diz-sobre-nos-felipe-jannuzzi/
https://www.mapadacachaca.com.br/artigos/tedx-talks-cachaca-e-nossa-e-o-que-ela-diz-sobre-nos-felipe-jannuzzi/
Dessa forma, a cachaça é hoje a segunda bebida alcoólica mais consumida no 
mercado interno. Perde apenas para a cerveja, que é fermentada. Reconhecida como 
tipicamente brasileira, se tornou aposta do setor de destilados. 
 
Cachaça Cerveja 
Para a produção da cachaça é necessário majoritariamente, a água (H2O) e o etanol 
(C2H5OH) diversos compostos estão presentes em menores quantidades, sendo 
classificados como contaminantes e congêneres, os quais são formados durante os 
processos de fermentação e destilação, tendo importante papel nas características 
organolépticas da bebida. O etanol, também chamado de álcool etílico (C2H5OH), é 
uma substância pura, constituída por uma molécula formada por dois átomos de 
carbono, cinco de hidrogênio e um grupo hidroxila. Existem dois tipos de etanol: o 
anidro e o hidratado. A diferença entre ambos se deve apenas à concentração de 
água em sua composição. 
 
 
 
Ele é miscível (dissolve) em água e em outros compostos orgânicos. Sua temperatura 
de fusão é em -114,1°C (ou seja, ele congela a -114°C, temperatura muito baixa, não 
sendo possível alcançar em um congelador ou freezer doméstico) e 
sua temperatura de ebulição é em 78,5°C (ou seja, é a temperatura em que este 
álcool se transforma em vapor). O etanol ou álcool etílico é principalmente obtido 
através da fermentação dos açúcares (carboidratos), mas também pode ser obtido a 
partir de reações químicas sofridas por derivados do petróleo, como o eteno (o eteno, 
um alqueno, sofre hidratação, ou seja, adição de uma molécula de H2O na dupla 
http://quiprocura.net/w/2015/07/13/propriedades-gerais-da-materia-pagina-1/
http://quiprocura.net/w/2015/07/13/propriedades-gerais-da-materia-pagina-1/
http://quiprocura.net/w/2015/07/13/propriedades-gerais-da-materia-pagina-1/
http://quiprocura.net/w/portfolio-item/acucar-o-constituinte-principal-dos-doces/
http://quiprocura.net/w/2015/08/03/carboidratos-o-que-sao-onde-estao/
http://quiprocura.net/w/2016/10/17/hidrocarbonetos-funcoes-organicas/
ligação CH2=CH2). A seguir serão ilustradas as etapas necessárias para a sua 
produção: 
 
 
Etapas para produção da cachaça: 
 
1º Cana de açúcar e a colheita: 
A cana-de-açúcar (Saccharum spp.), matéria-prima utilizada na fabricação de açúcar, 
álcool, aguardente, cachaça ou forragem, é uma planta de origem tropical pertencente 
à classe Monocotiledônea, família Poaceae (Gramínea) e gênero Saccharum. Sua 
escolha e manuseio são de grande importância na eficiência da fermentação, 
destilação e, em consequência, da qualidade do produto final. Dessa forma, é 
caracterizada como uma planta tropical que cresce bem em temperaturas entre 18ºC 
a 35º. As principais tecnologias com potencial de contribuição para a produtividade e 
sustentabilidade da cana-de-açúcar estão associadas com o melhoramento genético, 
o gerenciamento agrícola, as técnicas de plantio, os tratos culturais e a colheita. 
O plantio compreende, basicamente, três etapas principais: 
• Corte de mudas; 
• Distribuição no sulco; 
• Corte dos colmos em pedaços menores, dentro do sulco; 
• Cobertura. 
Recomenda-se que a cana usada na produção do destilado artesanal seja colhida 
manualmente; cana queimada traz grandes inconvenientes, como a queima de 
microrganismos necessários para uma boa fermentação, tornando o caldo mais 
impuro, além da tendência de deterioração mais rápida da cana cortada. A cana é 
colhida com brix (quantidade de açúcar na planta) geralmente entre 18º a 24º, existem 
diversas variedades de cana: SP80-1842, RB85-5156, CTC-5, Java Amarela, Cayana, 
Creoula, na produção da cachaça industrial, a cana é colhida por máquinas. 
 
 
 
2º Moagem / Moenda 
A cana a ser enviada para o engenho deve ser madura, fresca, limpa e deverá ser 
moída num prazo máximo de vinte e quatro a trinta e seis horas após o corte, evitando 
assim, a deterioração do caldo. Para a retirada do caldo da cana que contém os 
elementos para a fabricação de aguardente, usam-se moendas que separam o caldo 
do bagaço. Na cana madura, o caldo possui aproximadamente, entre 75% a 82% de 
água e de 18% a 25% de açucares, o principal objetivo desta etapa é recuperar o 
açúcar que está dissolvido no caldo, que se encontra armazenado nos colmos da 
cana-de-açúcar. 
É de extrema importância manter as moendas bem reguladas, além das bicas e a 
canalização que conduz o caldo e o ambiente sempre limpos. Em seguida, este caldo 
é preparado através da adição de nutrientes e levado para as dornas para processar 
a fermentação. A moagem da cana fora da safra pode trazer problemas de 
fermentação e na destilação, podendo inclusive turvar a cachaça produzida nestas 
condições. 
Alguns fatores que afetam a capacidade de moagem são: 
• Preparo da cana; 
• Eficiência de alimentação da moenda; 
• Tamanho e tipo dos cilindros da moenda; 
• Regulagem da bagaceira. 
 
 
3º Filtragem 
Após a extração do caldo da cana-de-açúcar é a vez da filtragem/filtração para separar 
os resíduos do caldo, pois antes desta etapa não está adequado para a produção da 
cachaça. Esse caldo deve ser filtrado e decantado para separação das impurezas, 
antes de entrar nas dornas de fermentação. A filtração consiste em passar o caldoextraído em uma peneira de malha fina. Essa peneira é destinada a reter impurezas 
maiores, como resíduos de bagaço e folhas, provenientes da matéria-prima. 
Recomenda-se o uso de tela de aço inoxidável com malha de 1,0 mm de abertura. 
Após essa filtração, o caldo atravessa o decantador, onde as partículas sólidas 
remanescentes no caldo filtrado e mais densas que ele (resíduos de terra), se 
deslocam para o fundo do recipiente e o bagacilho, menos denso que o caldo, fica 
retidas nas aletas suspensas do decantador. Quando os bagacilhos são arrastados 
para o alambique podem provocar a formação indesejável de furfural (aldeído) e 
metanol. 
 
Furfural Metanol 
 
 
 
4º Redução do Brix 
Adiciona-se água ao caldo de cana para reduzir o brix, a porcentagem peso do sólido 
solúvel contido na solução pura de sacarose. Alguns produtores pasteurizam o caldo 
de cana antes desse processo. A primeira providência é a determinação do teor de 
açúcar, podendo ser utilizado aerômetro ou sacarímetro de Brix. Uma boa 
fermentação ocorre com o caldo de cana numa concentração de açúcares entre 15 e 
18 °Brix e numa temperatura de 30 °C. A água utilizada para a diluição do caldo deve 
ser limpa, inodora, incolor, sem microrganismos patogênicos e estar dentro dos 
critérios de potabilidade. 
Quando o caldo está com uma concentração acima de 18 °Brix, torna-se necessário 
à sua diluição para garantir um bom trabalho de fermentação e a estabilidade do 
fermento ao longo de todo o período de fabricação. Teores altos de açúcar acarretam 
fermentações mais lentas e frequentemente incompletas, aumentando na destilação 
o teor de furfural, o que provoca aroma e gostos desagradáveis na cachaça. Teores 
baixos de açúcar permitem fermentações mais rápidas, porém acarretam perdas de 
rendimento na destilação. A água utilizada na diluição do caldo deve ser clorada, e 
em seguida declorada utilizando filtros especiais. 
 
 
5º Fermentação 
A fermentação é o processo em que fungos microscópicos conhecidos como 
leveduras convertem os açúcares simples em álcool e gás carbônico. O principal 
microrganismo responsável pela fermentação alcoólica, tanto na produção de pães, 
como na de cerveja, vinho, saquê ou cachaça, é o Saccharomyces cerevisiae. Para a 
produção da cachaça, primeiro é necessário transformar os açúcares da cana em 
vinho de cana. Durante esse processo fermentativo também são criados muitos dos 
compostos que conferem aromas e sabores às bebidas, os aromas secundários. O 
perfil químico e sensorial da cachaça está diretamente relacionado à fermentação e, 
portanto, às cepas de leveduras envolvidas nesse processo. 
Durante o processo fermentativo do caldo de cana ocorre a metabolização do açúcar 
(sacarose) em álcool etílico e CO2. Esse processo é feito por leveduras através do 
sistema de batelada alimentada, no qual o mosto é fornecido de forma escalonada, 
de acordo com o progresso da fermentação. Cada molécula de glicose metabolizada 
da origem as duas moléculas de etanol, 2 moléculas de CO2 e 2 ATP, não requerendo 
oxigênio na cadeia de transporte de elétrons. O produto final é uma molécula de etanol 
como aceptor final de elétrons. Dessa maneira, a fermentação de um grama de glicose 
resulta na formação de 0,511 g de etanol, porém, na prática, essa taxa de conversão 
nunca excede 90 a 93 %. A diferença é resultante da utilização de açúcares para 
biossíntese de material celular de reposição e para reações de manutenção das 
células vivas 
 
Durante a fermentação alcoólica, ocorre o desdobramento dos açúcares do caldo de 
cana com formação de dois produtos principais: álcool etílico e dióxido de carbono. 
Além desses, há, normalmente a formação de pequenas quantidades de outros 
componentes, os quais recebem a denominação de produtos secundários da 
fermentação alcoólica, tais como ácidos carboxílicos, metanol, ésteres, aldeídos e 
álcoois superiores. O etanol é o composto de maior quantidade secretado pelas 
leveduras. Para a produção de cachaça, a fermentação ocorre de forma rápida se 
comparada com outras bebidas, como o vinho e a cerveja. A duração máxima é de 24 
horas. Para que a fermentação ocorra eficientemente é importante o controle de 
parâmetros como temperatura, acidez volátil, °Brix e tempo de fermentação. A 
fermentação chega ao fim quando a superfície do mosto estiver sem a presença de 
espuma, ou seja, diminuição do desprendimento de CO2, redução da temperatura, 
aumento da acidez e quando o vinho, observado ao sacarímetro, alcançar um ºBrix 
próximo de zero, devido ao esgotamento do substrato. 
 
 
A enzima invertase das leveduras desdobra a sacarose presente no caldo de cana em 
glicose e frutose, que são depois degradadas em etanol e dióxido de carbono (CO2), 
através desse processo, as leveduras obtêm energia para o seu metabolismo. Ao final 
desse processo, depois de todo açúcar ter sido convertido em álcool, a solução final 
(vinho) deve estar com uma concentração entre 7 – 9 % de álcool. 
 
C6H12O6 → 2CH3CH2OH + 2CO2 
 
 
 
 
6º Destilação 
Esta é a fase final do processo de produção da cachaça. Pode ser executada de duas 
maneiras: destilação simples ou descontínua (ocorre em alambiques, na grande 
maioria, de cobre) e destilação sistemática ou contínua (ocorre em coluna de 
destilação, na maioria, aço inox). O desempenho destes processos depende 
principalmente da construção e do desenho dos destiladores, ou seja, com ou sem 
eliminação de produtos de cabeça e cauda e das condições operacionais. O termo 
destilação corresponde à separação das substâncias voláteis presentes no líquido, 
inicialmente transformadas em vapor, e depois condensadas. O princípio da 
destilação se baseia na diferença entre o ponto de fervura (ebulição) da água (100 ºC) 
e do álcool etílico (78,4 ºC), o que permite separar o álcool, e serve para todos os tipos 
de destilados. 
O vinho, ou seja, o meio fermentado é constituído de substâncias voláteis e 
substâncias fixas. As substâncias voláteis são compostas pela água, álcool etílico, 22 
aldeídos, ácido acético, álcoois superiores e gás carbônico, entre outros. Enquanto as 
substâncias fixas são representadas pelos extratos do mosto, as células de levedura, 
bactérias e substâncias não solúveis que acompanham o mosto, como o bagacilho. 
As substâncias voláteis possuem propriedades físicas e químicas diferentes, sendo 
possível sua separação e quantificação através da diferença do ponto de ebulição, ou 
seja, empregando o processo de destilação. A destilação irá concentrar o álcool e os 
compostos secundários, definindo grande parte da composição química da 
cachaça/aguardente. 
Em média é possível produzir um destilado de aguardente de cana (38% a 54% v/v) 
a partir de um vinho com 7% a 8% (v/v). Isto ocorre devido ao aquecimento do vinho 
nos destiladores, formando vapores ricos em etanol e compostos secundários, com 
posterior condensação por resfriamento retornando a fase líquida do combinado mais 
concentrado. O processo de destilação além de concentrar os constituintes voláteis 
da fermentação do mosto, também é capaz de formar novos compostos 
principalmente por desidratação, esterificação e acetilação. Os congêneres derivados 
da reação de Maillard, tais como alguns heterocíclicos: pirazinas, e compostos 
furânicos produzidos da degradação de açúcares residuais, estão também 
relacionados com aromas, como o cacau e caramelo, respectivamente. 
Como o álcool tem um ponto de evaporação mais baixo que a água, ele se desprende 
da garapa primeiro produzindo o que se chama “cachaça de cabeça”, que é 
extremamente forte, por volta de 75o GL, e possui muitos elementos não desejados 
como o metanol. Conformea destilação prossegue, cada vez mais água vai sendo 
adicionada à cachaça, chegando ao ponto onde não temos praticamente mais álcool. 
Isso é o que se chama de “cauda”. Então para se ter um produto de melhor qualidade, 
corta-se grande parte da cabeça e da cauda da batelada. 
 
Alambique: 
Ao aquecer o fermentado em alambiques é possível separar o destilado em três 
subfrações sequenciais: cabeça, coração e cauda. Do ponto de vista comercial, a 
fração coração é a de maior (ou único) interesse mercadológico por apresentar menor 
quantidade de compostos indesejáveis bem como aspecto límpido e incolor, é 
constituída de 16% do volume total do vinho ou 80% do destilado. A determinação do 
melhor ponto de corte entre as três frações de destilado, é realizada por meio do 
acerto do perfil qualitativo e quantitativo dos álcoois, ésteres, ácidos graxos e 
aldeídos, com especial atenção para o conteúdo de carbamato de etila, metanol, 
acroleína, álcool butílico e álcool sec-butílico. 
A utilização de equipamentos de cobre nos alambiques é favorável por reduzir a 
acidez e os níveis de aldeídos e compostos sulfurosos, os quais conferem à bebida 
sabor e odores estranho. No entanto, o cobre pode contaminar o produto quando não 
houver higienização adequada do alambique. 
 
O aumento dos teores dos álcoois n-butílico (1-butanol) e sec-butílico (2-butanol), são 
gerados por meio de bactérias, podendo comprometer a qualidade da cachaça. O n-
butanol pode ser produzido como co-produto da acetona e do etanol, pela 
fermentação de certos carboidratos pela bactéria anaeróbica (Clostridium 
acetobutylicum). A cachaça, também, pode apresentar contaminantes orgânicos e 
inorgânicos na sua composição. Alguns contaminantes orgânicos são o álcool metílico 
(metanol) e o carbamato de etila. Dentre os inorgânicos destaca-se a presença do 
cobre, cuja contaminação deve-se, principalmente, ao processo de destilação quando 
conduzido empregando alambiques de cobre 
Para uma aguardente de qualidade superior, é fundamental que os elementos 
contidos nestas duas partes não passem ao produto final. Estas partes retornam para 
um depósito, e podem ser novamente destilados na próxima alambicada. Os restantes 
75% a 80% constituem o chamado corpo (ou coração) e é a aguardente, que após 
estocagem em recipientes adequados e ajuste do grau alcoólico, vai ser 
comercializada. 
A composição química da cachaça pode ser dividida em duas porções: a fração 
inorgânica e a fração orgânica. A primeira, fração inorgânica é constituída 
principalmente por íons metálicos, tais como: alumínio, cádmio, cálcio, chumbo, 
cobalto, cobre, cromo, estanho, ferro, lítio, magnésio, manganês, mercúrio, níquel, 
potássio, sódio, zinco; e por fração orgânica, aquela que contém: álcoois, como etanol 
e metanol; álcoois superiores, como álcool islamítico; isobutanol; aldeídos, como 
formaldeído, acetaldeído; furfural; ácidos carboxílicos, como ácido acético 
(responsável pelo sabor e o cheiro do vinagre); ésteres, como acetato de etila (cheiro 
de frutas), caprilato de etila (cheiro de abacaxi); carbamato de etila; cetonas, como 
acetona; compostos sulfurados (aqueles que contêm enxofre), como dimetilsulfeto. 
Essas são apenas algumas das muitas espécies químicas encontradas em cachaças. 
7º Armazenamento e Envelhecimento 
Após a destilação da cachaça não é aconselhável consumir de início, pois apresenta 
um paladar agressivo e levemente amargo. O envelhecimento, além de melhorar o 
aroma e o paladar, pode modificar a coloração, de branca para amarelada, e torna a 
cachaça macia, aveludada, atenuando a sensação secante do álcool. O processo de 
envelhecimento visa à estabilização dos compostos químicos da cachaça, 
principalmente os congêneres voláteis, formados pela ação das leveduras durante a 
fermentação, e concentrados pela destilação. 
O principal benefício do envelhecimento da cachaça é o aprimoramento da qualidade 
química e sensorial da bebida, além de agregar maior valor comercial ao produto. Para 
ser chamada de envelhecida, a cachaça precisa repousar em barris de até 700L por 
no mínimo 1 ano, algumas das madeiras mais usadas são: carvalho, amburana, 
bálsamo, garapeira, freijó, jequitibá, jatobá, castanheira, etc. As condições climáticas 
sugeridas para o envelhecimento são: o uso de local fresco, com temperatura entre 
15 e 20 °C, umidade relativa de 70 a 90%, e com arejamento adequado. 
 
No envelhecimento ocorrem diversas reações químicas que geram alguns ácidos e 
aldeídos aromáticos, mudança leve de cor e um decréscimo do teor alcoólico durante 
o período prolongado do envelhecimento, incluindo as interações químicas dos 
componentes secundários entre si com o etanol e o oxigênio da atmosfera. Outro fator 
relevante é que durante o envelhecimento várias substâncias são extraídas da 
madeira para a bebida, ou seja, as extrações dos componentes solúveis como os 
flavonóides e taninos resultantes da decomposição parcial de macromoléculas da 
madeira (lignina, celulose, hemicelulose) em monômeros solúveis, principalmente 
aldeídos e os compostos fenólicos, assim como óleos voláteis, açúcares, glicerol, 
ácidos orgânicos não voláteis e substâncias tânicas. 
8º Engarrafamento 
Após a etapa de armazenamento e envelhecimento, a cachaça será diluída e 
padronizada para, então, ser engarrafada. O engarrafamento consiste no 
acondicionamento do produto em embalagem adequada, geralmente utilizando 
recipientes de vidro, em volumes de 50mL até 1000 mL. A transferência da cachaça 
para a embalagem deve ser feita de maneira automatizada, com envasadoras e 
recravadoras. 
Para ser chamada de cachaça o teor alcoólico da aguardente de cana deverá estar 
entre 38º-48º, os produtores artesanais engarrafam manualmente, enquanto que 
empresas maiores possuem um processo mecanizado. 
 
 
 
Sites/Artigos utilizados para o aprimoramento da pesquisa: 
 http://quimicanova.sbq.org.br/detalhe_artigo.asp?id=6663. 
https://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/3342/1/TESE_Avalia%C3%A7%C3%A
3oComposi%C3%A7%C3%A3oF%C3%ADsico.pdf. 
https://www.senairs.org.br/sites/default/files/documents/fabricao-de-cachaa-pdf1.pdf 
https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/cana-de-
acucar/arvore/CONTAG01_103_22122006154841.html#:~:text=Na%20extra%C3%A 
https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/cana-de-
acucar/arvore/CONTAG01_103_22122006154841.html#:~:text=Na%20extra%C3%A 
https://www.mapadacachaca.com.br/artigos/como-se-produz-cachaca-em-8-passos/ 
 
 
 
http://quimicanova.sbq.org.br/detalhe_artigo.asp?id=6663
https://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/3342/1/TESE_Avalia%C3%A7%C3%A3oComposi%C3%A7%C3%A3oF%C3%ADsico.pdf
https://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/3342/1/TESE_Avalia%C3%A7%C3%A3oComposi%C3%A7%C3%A3oF%C3%ADsico.pdf
https://www.senairs.org.br/sites/default/files/documents/fabricao-de-cachaa-pdf1.pdf
https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/cana-de-acucar/arvore/CONTAG01_103_22122006154841.html#:~:text=Na%20extra%C3%A
https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/cana-de-acucar/arvore/CONTAG01_103_22122006154841.html#:~:text=Na%20extra%C3%A
https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/cana-de-acucar/arvore/CONTAG01_103_22122006154841.html#:~:text=Na%20extra%C3%A
https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/cana-de-acucar/arvore/CONTAG01_103_22122006154841.html#:~:text=Na%20extra%C3%A
https://www.mapadacachaca.com.br/artigos/como-se-produz-cachaca-em-8-passos/