O documento descreve o processo de fermentação alcoólica em uma destilaria. Inclui a chegada do caldo clarificado e adição de mel, o tratamento da levedura em cubas, e as três fases da fermentação: preliminar, tumultuosa e complementar. As dornas primárias e secundárias são usadas na fase preliminar, enquanto a fase tumultuosa apresenta grande formação de espuma.

2. Caldo
Clarificad
o
Mel de
Fermentaçã
o
Caldo
Clarificad
o
Chegada do Caldo Clarificado e Adição de Mel
O caldo clarificado é bombeado do tratamento de caldo com uma temperatura
média de 60° C e chega à destilaria onde é injetado o mel de fermentação para
manter o brix de alimentação constante (16 - 22 °Brix).

3. Mel de Fermentação
Os méis formados durante a centrifugação do açúcar dão origem ao mel de
fermentação. Sua acidez é analisada para manter um controle da adição ao
caldo pois o metabolismo da sacarose e açúcares redutores aumenta a
intensidade da cor do caldo que posteriormente resultará em uma cor mais
escura na levedura sangrada para produção de levedura seca. A acidez deve
ser controlada em 0,1 – 1,5.

4. Trocador de Calor (Alfa-Laval)
Após a mistura no touché, o caldo a uma temperatura média de 60 ° C passa
pelo trocador de calor à placas onde é resfriado até em média 30° C para que
se obtenha um caldo apropriado para a fermentação.

5. Fermento
As leveduras são os microrganismos mais importantes na obtenção do álcool por
via fermentativa. A levedura utilizada é a Saccharomyces Cerevisiae que tem uma
eficiência de 18% de concentração de etanol durante a fermentação, porém em
teores acima de 8%, o etanol passa a ser maléfico para a levedura então, costuma-se
fazer uma fermentação com teor alcoólico entre 6,5% - 8,0%.

6. Denominação de Leveduras
Leveduras são microorganismos constituídos por uma única célula (unicelulares) que se
reproduzem assexuadamente por brotamento (ou sexuadamente) desenvolvendo-se na
fermentação alcoólica. Há a classificação de mais de mil espécies diferentes, cada uma
com suas características próprias, embora compartilhem os mesmos princípios
biológicos. As leveduras são classificadas em duas categorias: as leveduras aeróbicas e
anaeróbicas. A Saccharomyces Cerevisiae (aeróbica e anaeróbica) .

7. Reprodução
Um broto pequeno é formado sobre a célula-mãe em um local onde a parede
celular tenha sido enfraquecida por enzimas líticas e o broto cresce a mesma
dimensão da célula mãe. Como a gema alonga, o núcleo da célula-mãe se
divide e migra para o broto. Uma célula de levedura pode produzir 24 células-filhas
de uma vez por brotamento.

8. 100 g ART
380 Kcal (100 %)
ATP
9 Kcal (2,4
%)
CALOR
17,5 Kcal (4,6
%)
354 Kcal (93
%)
51,1 g ÁLCOOL
+
48,9 g CO2
Metabolismo da Levedura
100 g de ART resultam em 51,1 g de álcool etílico e 48,9 g de CO2. Esta reação,
apesar de representar a parte fundamental do processo, não é porém completa
pois outras substâncias se formam além do álcool etílico e CO2.

9. Levedura
(centrífuga)
Água
Tratada
Ácido
Sulfúrico
Cubas (Tratamento da Levedura)
São dispostas 3 cubas para tratamento do fermento. A água com ácido sulfúrico e
levedura (leite de levedura) são homogeneizadas em um tanque acima da cuba 1 com
uma proporção de 1:1. A levedura é lançada na cuba 1 onde continua sua
homogeneização através de pás mecânicas. Segue para cuba 2 e em seguida para cuba
3 de onde é adicionada ao processo de fermentação nas dornas. O tempo de retenção
para tratamento do fermento dura em média de 1–3 horas.

10. Cubas
São utilizados antibióticos se necessário para o controle de infecção. O ácido
é utilizado para manter um pH entre 2,0 e 2,5 que é o ambiente apropriado para
a levedura. O fermento deve manter uma viabilidade de 90%, % infecção 107
ppm ,% de fermento nas cubas 25 % a 35 %. Uma porcentagem muito alta
indica possível proliferação de bactérias. Uma concentração muito baixa
inibição de brotamento da levedura.

11. Dispersante
Dispersante e Anti-Espumante
Dispersante: sua função é reter a formação de espuma, é injetado por uma bomba
ligada ao tubulão de saída da cuba 3.
Anti-espumante: tem ação impactante na quebra da espuma, é dosado direto na
dorna primária. A espuma produzida nas dornas aumenta o volume, arrastando o
caldo ainda não metabolizado pela levedura.

12. Tanques de
Ácido Sulfúrico
Tanque de Ácido Sulfúrico
O ácido sulfúrico (H2SO4) é um ácido mineral forte utilizado para o controle de
pH das cubas e bactericida. Um pH muito baixo (ácido) restringe o crescimento
da levedura diminuindo sua viabilidade e restringe a proliferação de bactérias.
Um pH muito alto (alcalino) acelera o brotamento da levedura e acelera
proliferação das bactérias.

13. Processo de Fermentação
A fermentação aqui utilizada ocorre pelo processo “Melle-Boinot”, cuja a
característica consiste em recuperar a levedura pela centrifugação do vinho.
Esse processo foi desenvolvido na França no início de 1930 e patenteado pela
empresa Les Usines de Mell.

14. PROCESSO CONTÍNUO
O processo de fermentação contínua possui teoricamente muitas vantagens,
tais como:
Possibilidade de operação em estado estacionário;
Menor custo da instalação, justamente por necessitarem de equipamentos
menores;
Maior facilidade de automação;
Exige menor número de operadores;
Apesar de todas as vantagens, existem alguns casos onde a instalação de um
processo contínuo não é indicada, principalmente em unidades localizadas em
áreas de chuvas constantes durante a safra ou que possuam problemas de
abastecimento de cana.
No processo contínuo observam-se algumas desvantagens como uma maior
contaminação e maior uso de insumos do que em um processo de batelada.

15. Dornas
Tanques metálicos onde ocorre a transformação dos açúcares, pela levedura,
em etanol.

16. Dorna
Primária
Dorna
Secundária
Mosto
Levedura
Abastecimento das Dornas
O mosto entra nas dornas primárias (70%) e secundárias (30%) juntamente com o
fermento. Nessas dornas o mosto levurado é agitado através de bombas (agitador
estático) e resfriado até que o nível se eleve e siga para as dornas terciárias.

17. Entrada do
Vinho
Levedurado
Retorno do
Trocador a Placas
Tubo de
Recirculação
Poço de
Sucção
Agitador
Estático
Dornas e Agitador Estático
Tubo de recirculação onde o vinho levedurado fica em constante circulação
entre o estágio de dornas.
Poço de Sucção onde o vinho levedurado é captado para circulação e
resfriamento.
Agitador Estático: equipamento com função de circular o vinho levedurado.

18. Análise do Setor Fermentação
No processo de fermentação, é analisado o mosto para se determinar o pH, o
brix % , ART % mosto e acidez. Analisa-se o vinho (dorna) e turbinado para
determinar o pH, a % fermento, a % álcool, ARR e a acidez. No vinho
centrifugado é analisado a % perdas de fermento. No leite de levedura (cuba)
são analisados pH, % álcool , % fermento e acidez.

19. DEFINIÇÕES
Mosto: mistura aquosa contendo sais minerais e o substrato para fermentação
Brix %: indica a porcentagem, em peso, de sólidos dissolvidos no caldo.
Seu valor indica a quantidade de mel a ser misturado ao mosto sem que este
passe do nível ideal de °brix e seu ideal fica entre 16 e 22 ° Brix. Um brix muito
alto causa uma fermentação irregular sobrando açúcares no final da
fermentação e um brix muito baixo causa uma eficiência baixa no processo já
que o açúcar é a base alimentícia da levedura.
Acidez: é a quantidade, em gramas, de ácidos totais dissolvidos.A acidez no
mosto determina como será a mistura mel de fermentação/caldo antes de
entrar nas dornas de fermentação. Uma acidez muito alta prejudica a levedura
apesar de manter um nível baixo de bactérias. Se tiver um nível de acidez
baixo, pode provocar a proliferação de bactérias. Seu nível ideal fica < 1,5.

20. %Impurezas: indica se a decantação foi satisfatória. Excesso de impurezas
significa uma má decantação e posteriormente causará uma má eficiência na
fermentação já que as impurezas são arrastadas durante o processo. Um nível
de impurezas considerável não pode ser maior do que 5%.
ART % mosto: indica a concentração de açúcares redutores.
(10 x (496,4404 / (VG x Fator Fehling)) + 0,605

21. Dornas Quintenárias
Dorna final onde o vinho levedurado terá a concentração de sacarose zerada
(toda metabolizada). Seu pH ideal estará entre 4,5 a 5,5 . Nesse estágio, não há a
necessidade de um trocador de calor já que o metabolismo da levedura será
nulo, ou seja, não haverá produção de calor.

22. Vinho (última dorna): é o mosto que já sofreu processo fermentativo
pH: o pH nessa fase sofre leve alteração em relação ao pH do começo do
processo onde o vinho levedurado terá a concentração de sacarose zerada
(toda metabolizada). Um pH alto (alcalino) favorece um brotamento
descontrolado de levedura. O ideal fica entre 4,5– 5,5.
Acidez: é a quantidade, em g/ L, de ácidos totais dissolvidos.A acidez no
vinho final determina como será o tratamento da levedura posteriormente. Uma
acidez muito alta indica que não houve brotamento da levedura apesar de
manter um nível baixo de bactérias. Se tiver um nível de acidez alto, pode
provocar a proliferação de bactérias. Seu nível ideal fica < 1,5.
%fermento: indica a concentração de fermento no vinho nas dornas. Um
excesso de fermento indica ao brotamento descontrolado da levedura. Uma
baixa concentração de levedura diminui a eficiência da fermentação alcoólica.
Sua concentração ideal fica em torno de 10 - 15%. A concentração de fermento
está diretamente ligada ao índice de pH. Há um aumento de fermento com
relação ao início do processo porém é um aumento insignificativo quando o
processo está de acordo com os teores aceitáveis.
% álcool: indica o teor alcoólico no mosto fermentado. O teor alcoólico deve
estar entre 6,5 – 8,0 %.

23. ARR: é a quantidade de glicose e de frutose (açúcar redutor) presentes no
vinho.Esse índice indica se a eficiência de fermentação foi satisfatória.Um AR alto
indica que o metabolismo dos açúcares pela levedura não foi completo indicando
possíveis falhas na fermentação como por exemplo a formação de espuma durante
o processo. Seu índice fica em torno de (fermentação com caldo 0,1 – 0,5 e com mel
de fermentação 0,1 – 0,13).

24. Fases da Fermentação
Tão logo se mistura o fermento (inóculo) ao mosto, inicia-se o processo de
fermentação alcoólica dos açúcares fermentescíveis neles contidos. Embora
não se possa estabelecer, com rigidez, os limites de separação entre as fases,
pode-se distinguir numa fermentação alcoólica uma fase preliminar, uma fase
tumultuosa e uma fase final ou complementar. Esse processo dura em média
de 4 a 8 horas.

25. Alimentação da Fase Preliminar
A alimentação quando é feita de uma só vez, a concentração de açúcares é alta e o
fermento demora “a pegar”. Ao contrário, alimentando-se continuamente e de forma bem
dosada, reduz-se o tempo. A fermentação inicia-se de imediato, porque sendo o inóculo
um creme rico em células e pobre em açúcares, dilui o mosto e propicia a manutenção
de baixa concentração de açúcares no fermentador.

26. Dornas
Primárias
Dornas
Secundárias
Fase Preliminar
A que se denomina de lag-fase ou fase lag , inicia-se no momento do contato do
lêvedo com o mosto. Caracteriza-se por multiplicação celular intensa, pequena
elevação de temperatura e pequeno desprendimento de dióxido de carbono. Nessa
fase garante-se a produção de grande quantidade de células de poder fermentativo
máximo, o que se consegue em temperatura baixa e mosto convenientemente
preparado.

27. Fase Tumultuosa
Caracteriza-se pelo desprendimento volumoso e intenso de dióxido de carbono,
consequência da existência de um número suficiente de células para desdobrar os
açúcares fermentescíveis do mosto. É a fase de maior tempo de duração. A temperatura
eleva-se rapidamente, a densidade do mosto reduz-se e elevam-se a porcentagem de
álcool e a acidez. Nessa fase há grande formação de espuma onde há a necessidade do
uso de antiespumante e/ou dispersante.

28. Fase Complementar
Caracteriza-se pela diminuição da intensidade do desprendimento do dióxido
de carbono, por menor agitação do líquido e diminuição da temperatura. Nessa
fase a concentração de açúcares chega ao fim.

29. Condições Favoráveis da Fermentação
A fermentação alcoólica industrial é um processo rústico devido à capacidade
biológica das leveduras, bastando que se lhes dêem condições de
concentração adequada, nutrientes e alguns antibióticos, para que o processo
se desenvolva satisfatoriamente.

30. ANÁLISES LABORATORIAIS (MICROSCOPIA)
% infecção: indica a quantidade de infecções em porcentagem na amostra.
Esse índice com aumento continuo implica na troca do fermento durante a
safra. O índice aceitável de infecção fica no máximo – 10 %.
Infecção/ml: indica a quantidade de infecções na amostra, prejudiciais a
fermentação . Seu índice aceitável deve ficar entre 1 x 106 (dorna) - 1x 107(cuba) /
ml/caldo
viabilidade celular: quantidade de multiplicação celular que indica a
porcentagem de células em atividade na população da amostra considerada.
Viabilidade baixa indica excesso de bactérias, temperatura acima de 35 ° C, pH
baixo e brix de alimentação alto. O índice aceitável fica entre 85 – 90 % .
Viabilidade alta indica rendimento baixo.
%brotamento: número de brotamentos existentes indica a porcentagem de
leveduras em atividades que estão se multiplicando. Está ligado ao pH
empregado no processo. Um alto índice de brotamento indica erros de
controle do pH/ acidez. O nível ideal de brotamento fica entre 10 - 12% .

31. CÁLCULOS DA MICROSCOPIA
%Viabilidade (vinho e cuba):
((n° células vivas) / (n° células vivas + n° células mortas)) x 100
%Brotamento(vinho e cuba):
(n° brotamento/ n° células vivas) x 100
%Infecção (vinho e cuba):
(n° infecção / n° células vivas) x 100
Infecção por ml (vinho):
(n° infecção / n° de campos) x constante (3,08124 x 107)
Infecção por ml (cuba):
(n° infecção / n° de campos) x constante (6,1625 x 106)
Infecção (mosto):
n° infecção / (n° campos x 15406,2 x 2 x 100)

32. Fatores Que Afetam a Fermentação
Diversos fatores, físicos (temperatura), químicos (pH, oxigenação) e microbiológicos
(espécie, contaminação bacteriana), afeta o rendimento da fermentação. Geralmente as
quedas na eficiência fermentativa decorrem de uma alteração no processo, levando a
maior formação de produtos secundários (especialmente glicerol).

33. % Álcool no Vinho
% álcool: indica o teor alcoólico no vinho após a fermentação. A porcentagem de álcool
no vinho indica se a eficiência da fermentação foi boa. Uma boa fermentação gera
índices em torno de 6,5 – 8,0 % de etanol porém em níveis maiores do que 8% acelera o
processo já que a destilação nas colunas será mais rápida além de causar um certo
estresse na levedura pois o etanol formado se torna prejudicial.

34. pH Empregado nas Dornas
Os valores de pH dos mostos industriais geralmente se encontram na faixa de 4,5 a 5,5.
Fermentações conduzidas em meios mais ácidos resultam em maiores rendimentos em
etanol, pelo fato de restringir o crescimento do fermento, com a conseqüente redução da
produção de glicerol, o mesmo tempo que reduz a contaminação bacteriana mas,
diminui a viabilidade celular prejudicando a levedura através do esforço imposto a ela.

35. Acidez
Acidez: é a quantidade, em gramas, de ácidos totais dissolvidos. A acidez no
vinho inicial determina como será o controle nas dornas de fermentação. Uma
acidez muito alta prejudica a levedura apesar de manter um nível baixo de
bactérias. Se tiver um nível de acidez baixo, pode provocar a proliferação de
bactérias. Seu nível ideal fica < 1,5.

36. Temperatura
Durante as fases de fermentação a temperatura varia entre 30 a 32 ºC mas, não
raramente, a temperatura fica acima da faixa estabelecida. À medida que
aumenta a temperatura, aumenta a velocidade da fermentação, favorecendo a
contaminação bacteriana.

37. Trocador de Calor
O processo também produz uma quantidade grande de calor, e como a
temperatura deve ser mantida por volta dos 30° - 32° C, faz-se necessário a
utilização de trocadores de calor(com água fria) posicionados abaixo das
dornas.

38. Concentração de Açúcares
Aumentando-se a concentração de açúcares, aumenta-se a velocidade de
fermentação, a produtividade e, dentro de certos limites, acarreta-se menor
crescimento do fermento e menor formação de glicerol por unidade de
substrato processado. Entretanto, elevados teores de açúcar acarretam um
estresse osmótico da levedura aumentando a taxa de células mortas.

39. Concentração de Inóculo
Maiores concentrações de levedura na dorna permitem fermentações mais rápidas, com maior
produtividade e com maior controle sobre as bactérias contaminantes, além de restringir o
crescimento da própria levedura. Por outro lado, elevado teor de levedura exige energia de
manutenção maior (mosto) já que haverá muita levedura para pouca sacarose. Uma baixa
concentração de levedura diminui a eficiência da fermentação alcoólica. Sua concentração
ideal fica em torno de 14%.

40. Contaminação Bacteriana
Desde que a fermentação industrial, pela dimensão do processo não é conduzida em
condições de completa assepsia, a contaminação bacteriana, principalmente de
Lactobacillus e Bacillus , está sempre presente e , dependendo de sua intensidade,
compromete o rendimento do processo fermentativo. A contaminação se associa ao
aumento da formação de ácido láctico (ácido esse que não se transforma em etanol).

41. Fermentação Acética
A fermentação acética é desenvolvida por bactérias do gênero Acetobacter e
se dá quando há vinhos estocados por muito tempo, altos teores alcoólicos.
Um alto índice de acidez, odor de vinagre e a presença da mosca do vinagre
(Drosophila) identificam o problema. Esse processo causa a transformação do
etanol em ácido acético.

42. Fermentação Lática
A fermentação lática é desenvolvida por bactérias do gênero Lactobacillus e se
dá quando há altas temperaturas. Um alto índice de acidez no mosto indica o
problema. Esse processo causa a formação de ácido lático a partir do piruvato
formado pela glicose não obtendo-se o álcool no metabolismo.

43. Fermentação Butírica
A fermentação butírica desenvolvida por bactérias do gênero Clostridium tem
origem principalmente do solo (areia) que possa vir com o caldo clarificado.
Um alto índice de acidez no mosto indica o problema. Esse processo causa a
formação de ácido butírico a partir do piruvato formado pela glicose não
obtendo-se o álcool no metabolismo.

44. Floculação por células
isoladas
Controle de Floculação
A floculação da levedura é um dos problemas mais graves e um importante parâmetro
para o controle do processo de fermentação alcoólica, especialmente pela redução de
produtividade e de dificuldades ocasionadas na centrifugação da levedura. Ela pode ser
causada pela própria linhagem da levedura, condições da fermentação, aumento da
contaminação bacteriana, excesso de cálcio e elevado nível de temperatura. Seu índice
ideal deve ser a menor porcentagem possível 0,0%.

45. O Que a Floculação Representa Para as Leveduras
?
RESPOSTA DAS LEVEDURAS ÀS MUDANÇAS DO AMBIENTE (EX.:
CONTAMINAÇÃO BACTERIANA).

DEFESA EM CONDIÇÕES DESFAVORÁVEIS DO MEIO(ESTRATÉGIA
DE SOBREVIVÊNCIA).
Floculação causada por
bactéria

46. GLICOSE
(AÇÚCAR)
NAD+
BIOMASSA; ÁC.
SUCCÍNICO ÁC.
ACÉTICO
GLICEROL
NADH+ H+
Produção de Glicerol
Elevadas concentrações de açúcar, sais no mosto, contaminação bacteriana e
presença de sulfito no mosto faz com que a levedura sinta os choques
osmóticos induzindo a levedura a produzir o glicerol como proteção do meio
inadequado.

47. Odor da Fermentação
O aroma das fermentações puras é penetrante, ativo,e tende para o odor de
frutas maduras. Cheiro ácido, a ranço, ácido sulfídrico e outros, indica
irregularidade.

48. Lavador de Gases
Durante a reação de fermentação nas dornas fechadas, ocorre a liberação de
uma grande quantidade de gás carbônico, álcool e água. E nessa liberação
gasosa se faz necessário a lavagem desses gases em uma torre para recuperar
o álcool evaporado. Ideal de teor entre 5 – 6 .

49. Vinho
Levedurad
o
Vinho Turbinado
Leite ou Creme de
Levedura
“Ladrão”
Contra
Transbordo
Bico
s
Centrífugas
As centrífugas são equipamentos utilizados para a separação do mosto e do
material sólido (levedura também chamada de leite ou creme de levedura com
concentração 70% - 80%).

50. Centrífugas (Bicos)
As centrífugas utilizadas são de disco, projetadas para separação
sólido/líquido. Os sólidos sedimentam na parede do vaso e são descarregados
automaticamente por aberturas intermitentes do vaso.

51. Fermento para Cuba (Leite ou Creme de
Levedura)
O leite ou creme de levedura recém centrifugado é enviado para a cuba para
fazer o tratamento, a fim de revigorá-lo para retornar ao processo de
fermentação.

52. Vinho centrifugado e leite levedurado :vinho submetido à centrifugação
% perdas de fermento(vinho): concentração maior indica bicos com
abertura excessiva, baixa vazão de alimentação. Concentração baixa indica
uma boa centrifugação. Sua porcentagem ideal fica em torno de 0,5 %.
% concentração de fermento (leite levedurado): concentração maior
indica boa centrifugação (separação vinho/fermento). Concentração baixa
indica falha na centrifugação indicando perdas de fermento arrastado junto ao
vinho. Sua porcentagem ideal deve ser maior do que 70% atingindo 80%.
O vinho delevurado deve apresentar 0,0 de Brix , pH 4,5 / 5,5 e 0,0 % teor de
levedura
Vinho
Levedurado
Vinho Turbinado
Leite ou Creme de
Levedura
“Ladrão”
Contra
Transbordo

53. % álcool: indica o teor alcoólico na levedura que possivelmente tenha sido
carregado durante a centrifugação. O teor alcoólico deve ser baixo para não
prejudicar a levedura por isso seu teor deve ficar entre 1 – 3%

54. EFICIÊNCIA DA FERMENTAÇÃO
A eficiência da fermentação é dada pela divisão do rendimento obtido pelo rendimento
estequiométrico.
Exemplo:
Utilizando um ART no valor de 14.974,36 kg, podem-se obter, no máximo, 10.147,01 litros
de álcool hidratado 93,2 INPM e sabe-se que 100% de eficiência é praticamente impossível
levando em conta as perdas que acontecem durante todo o processo. Considera-se
então, que houve uma produção de 9.500 litros de álcool hidratado.
Utilizou-se 14.974,36 kg de ART, então o rendimento global da destilaria será de:
Para o álcool hidratado de graduação máxima de 93,2 % INPM, o rendimento
estequiométrico é de:
Rendeq = 1.000 x  1.000 x = 0, 6776 L/kg
ART
EFf = x 100
RDg =  = 0,6344 litros/kg ART
Então a eficiência da usina se dá por:
EFf = x 100  = 93% de eficiência de fermentação

55. Dorna Volante
Tanque metálico que recebe o vinho delevurado da centrífuga. Tem a função de
armazenar esse vinho antes que vá para o processo de destilação.

56. TIPOS DE ÁLCOOL
Na produção fermentativa do álcool é possível obter diversos tipos de
produtos, tais como:
Álcool Hidratado Carburante: álcool combustível (92,5 – 93,8 INPM ou 95,1 –
96,3 ° GL).
Álcool Anidro: usado como aditivo aos combustíveis. Composto por 99,3%
INPM de álcool puro e 0,7% de água. É adicionado à gasolina para substituir o
chumbo. É menos poluente e se adicionado na proporção correta, não afeta o
desempenho do motor.
Álcool Extra Neutro: usado na elaboração de bebidas em geral, cosmético e
produtos farmacêuticos. É um álcool mais puro e não interfere em aromas e/ou
sabores.
Álcool Refinado e Neutro: aplicam-se as mesmas finalidades do extra neutro,
distinguindo-se deste pelo odor mais acentuado. Por ter custo mais baixo, é
utilizado pelas indústrias de bebidas e cosméticos mais populares.
Álcool Iso-Amílico: subproduto, de odor acentuado, usado como solvente na
indústria em geral, matéria prima para acetato de amila (essências).

57. CONVERSÃO DE GRAU
A medida “°GL” indica o volume de álcool em uma mistura, já o INPM indica o peso
de moléculas de álcool em uma mistura , ou seja, em uma mistura com 96° GL
significa que em 100 ml de uma mistura álcool + água, 96 ml é de álcool e 4 ml de
água. Em INPM há 96 % de moléculas de álcool e 4% de moléculas de água.
Para transformar %volume (°GL) em %peso(INPM):
INPM = 0,79432 x °GL ou °GL = INPM x D
D 0,79432
Onde: 0,79432 é a densidade do álcool absoluto (100%)
“D” é a densidade da mistura hidroalcoólica a 20° C
EX: Converter uma mistura hidroalcoólica de 96,1 °INPM a 20°C em °GL.
°GL = INPM x D → °GL = (96,1 x 0,8011)/0,79432 → 96,9 ° GL
0,79432

58. Destilaria
O princípio de destilação consta do fenômeno de fracionamento dos líquidos,
onde os mais voláteis, com pontos de ebulição mais baixos, separam-se em
primeiro lugar, seguido pelos outros componentes em seqüência
correspondente às suas respectivas volatilidades.

59. Colunas de Destilação
As colunas de destilação constituem-se de gomos cilíndricos superpostos
contendo separações transversais às quais se dá o nome de pratos ou
bandejas constituídos de equipamentos de destilação chamados calotas ou
válvulas. O líquido evaporado e condensado desce através das bandejas por
meio de tubos, chamados sifões.

60. Coluna A
O vinho com teor alcoólico em torno de 7º a 10 º GL (% em volume) e 90% - 93% de
outros componentes vem da dorna volante e entra na parte superior (cabeça) da coluna
“A1”. Nessa etapa começa o processo de destilação. O flegma (destilado) com 45° - 60°
GL segue para as colunas “B1” e “B2”, a vinhaça (0,01 – 0,025 °GL) é descartada como
resíduo pela base da coluna “A”.

61. K1
Retirada da
Vinhaça
K1
A vinhaça retirada no processo de destilação da coluna “A” passa pelo
aquecedor indireto “K1”. A vinhaça aquecida retorna a base da coluna “A”,
segue para o cifão, passa pelo trocador “K” , resfria nas escadas (alvenaria) e
segue para o tanque de armazenamento. O objetivo do “K1” é evaporar a água
contida na vinhaça diminuindo seu volume consideravelmente.

62. Tanque de Vinhaça
Tanque de armazenagem da vinhaça retirada na coluna “A”. A vinhaça é
armazenada para ser utilizada no campo como fertirrigação posteriormente. A
produção de vinhaça/álcool é em torno de 10-14 litros de vinhaça/1 litro de
álcool.

63. Perda acima de 0,025% de álcool na vinhaça indica :
Excesso de vinho.
Falta de vapor na coluna.
Contrapressão da coluna “B1”: verificar a pressão de nível líquido das
colunas se a pressão da “B1” não está superior a da “A1”.
Incrustações nas bandejas: no decorrer da safra mantendo-se as
condições e havendo necessidade de se aumentar a pressão de coluna
d’água para manter a marcha, isso indica que a coluna “A” está incrustando.
Há um limite em que se torna necessário parar a marcha do aparelho e
desincrustá-la.

64. Colunas “B” , “B1” e “B2”
O flegma, resultado da destilação na coluna “A1” entra com 45 - 60° GL no topo
da coluna “B1” e piso da “B2”. No piso da coluna “B1” é retirado a flegmassa. A
coluna “B2” segue o mesmo processo porém sem bomba de refluxo. %álcool
na flegmaça deve ter um teor máximo aceitável de 0,015 %.

65. Tanque de Dosagem de Soda 50%
A soda é dosada diretamente no álcool nas colunas “B” e “B2” com finalidade
de controlar o pH do álcool na destilação. A dosagem de soda abaixa também a
condutividade porque o sódio não interfere na condutividade durante a
destilação pois ele sai junto com a vinhaça e não volatiza com o álcool.

66. Trocador
de Calor
Painel de
Controle
Álcool Hidratado (Etanol) – Trocador de Calor e
Painel
O álcool hidratado é retirado nas cabeças das colunas “B” e “B2” e enviado
para o trocador de calor com a água da torre de resfriamento (resfriar o álcool
de 25°- 30° C), segue para o painel de controle onde se observa e realiza os
controles necessários do grau alcoólico, pH e temperatura do etanol. O etanol
segue para o tanque medidor para análise laboratorial.

67. Tanques
Medidores
Tanque Medidor e Tanque de Armazenamento
O álcool após ser enviado para o tanque medidor é analisado em laboratório e
enviado para os tanques de armazenamento para futuro carregamento.

68. Álcool Anidro
Não se pode, apenas por destilação, obter álcool etílico com concentração
superior a 95,6° INPM porque nessa concentração a mistura de etanol e água
passam a ter o mesmo grau de ebulição. Nesse caso faz-se necessário o uso de
produtos químicos, no caso, o ciclohexano para desidratação do álcool.

69. TIPOS DE PROCESSOS DE DESIDRATAÇÃO
Classificação dos Processos de Desidratação:
1º Grupo: Processos Azeotrópicos Benzol e Ciclohexano.
2º Grupo: Processos Extrativos Marriler (glicerina) e Monoetilenoglicol.
3º Grupo: Peneira Molecular Zeolitos.
4º Grupo: Membrana Seletiva filtro de silicato (sistema à vácuo)

70. Tanque de Ciclohexano
Ciclohexano
O ciclohexano é um composto orgânico formado por 6 átomos de carbono, e 12
átomos de hidrogênio, de fórmula: C6H12 . O tanque de armazenamento tem
capacidade de 16.675 litros. Ele é utilizado na desidratação do álcool hidratado
para produção de álcool anidro.

71. DESIDRATAÇÃO
Neste processo, o ciclohexano tem a característica de formar com o álcool e a
água uma mistura ternária (azeótropo) com um ponto de ebulição de 63ºC. Este
menor ponto de ebulição da mistura em relação ao do álcool (78ºC), faz com
que a água seja retirada no topo da coluna. O álcool anidro obtido, com um teor
alcoólico em torno de 99,3 ° INPM, é retirado na parte inferior da coluna de
desidratação.

72. IDENTIFICAÇÕES DOS FLUÍDOS
Ternário: mistura, água/álcool/ciclohexano que se forma na coluna “C”.
Pesado: mistura, água/álcool/ciclohexano, que se forma na parte inferior do
decantador que leva consigo a água excedente a ser extraída do processo na
coluna “P”.
Leve: mistura, água/álcool/ciclohexano, que se forma na parte superior do
decantador, rica em ciclohexano, que retorna para a coluna “C”.
Recuperado: mistura, água/álcool/ciclohexano, extraída do refluxo da coluna
“P”, que retorna para a coluna “C”, levando todo ciclohexano e o álcool,
contidos no pesado.

73. Vaporizador “L”
O vapor não é injetado diretamente para evitar a diluição do álcool. Por isso se
faz uso do vaporizador “L”.

74. Coluna C
A coluna “C” é abastecida, no meio, pelo álcool hidratado com teor de no mínimo 93°
INPM formado nas cabeças das colunas “B1” e “B2”. O ciclohexano é injetado na cabeça
da coluna formando o ternário. O ternário irá circular dentro da coluna seguindo para o
vaporizador “L” onde é injetado o vapor vegetal. O álcool anidro é retirado pela base da
coluna e parte do ciclohexano+água+álcool é vaporizado, condensado e segue para o
decantador do ternário.

75. Trocador
de Calor
Painel de
Controle
Álcool Anidro – Trocador de Calor e Painel
O álcool anidro é retirado na base da coluna “C” e enviado para o trocador de
calor “J” com a água da torre de resfriamento (resfriar o álcool de 25°- 30° C),
segue para o painel de controle onde se observa e realiza os controles
necessários do grau alcoólico, temperatura do etanol. O álcool anidro segue
para o tanque medidor para análise laboratorial.

76. Tanques
Medidores
Tanque Medidor e Tanque de Armazenamento
O álcool após ser enviado para o tanque medidor é analisado em laboratório e
enviado para os tanques armazenamento para futuro carregamento.

77. Queda do grau do anidro:
Grau do hidratado alimentado muito baixo: se estiver muito abaixo dos 93° INPM.
Excessiva alimentação de hidratado na coluna “C”.
Falta de desidratante na coluna “C”:
Falta de vapor na base da coluna “C”.
Extração deficiente de ternário para o decantador.

78. Tanque de Decantação do Ternário
O ternário condensado chega ao tanque de decantação onde sua função é dividir o
ciclohexano da água e álcool. O tanque trabalha com seu volume total dividido ao
meio, sendo a parte superior ciclo (leve) e a parte inferior (pesado). O tanque
abastece a coluna “C” com o ciclohexano ( “leve”) e abastece a coluna “P” com
água + álcool + ciclo (“pesado”).

79. Coluna
P
Coluna P
Coluna para retirada da água e ciclohexano do álcool. A coluna “P” é
abastecida no meio coluna pelo “pesado” formado no decantador de ternário. A
flegmaça formada é retirada na base da coluna. O álcool recuperado retorna à
coluna “C”. Flegmaça, com composição alcoólica aceitável na ordem de 0,01 a
0,02 ° GL.

80. Análise do Setor Destilaria
Para garantir o efetivo controle da qualidade do álcool fornecido pela empresa, são
analisados no processo de destilação o álcool hidratado e anidro para se determinar o
teor alcoólico (° INPM), a acidez e a condutividade. O pH só é analisado no álcool
hidratado. Também são analisadas as perdas de álcool no processo, essas análises são
feitas a partir da vinhaça, flegmaça.

81. DEFINIÇÕES
Álcool hidratado e anidro:
Teor alcoólico(INPM): indica a porcentagem de álcool, em peso, de uma
mistura hidroalcoolica, ou seja, a quantidade de moléculas de álcool na
amostra. Uma amostra de álcool com 93,0 INPM quer dizer que há 93 % de
moléculas de álcool e 7 % de moléculas de água. (°GL ou Grau Gay-Lussac
indica a porcentagem, em volume, de uma mistura hidroalcoolica).
pH (somente álcool hidratado): indica a quantidade de hidrogênios livres
no etanol. pH baixo(ácido) o etanol se torna corrosivo e pH alto (alcalino) indica
excesso de alcalinizante (soda). Quando o pH sai fora do padrão estabelecido, é
corrigido com soda na coluna “B” (em caso de pH baixo) e com amina no
tanque medidor (em caso de pH alto). O pH ideal deve ficar entre 6 – 8.
Massa Específica a 20° C: é a razão entre a massa de uma quantidade da
substância e o volume. Indica o peso, em kg/m³ do álcool analisado. Uma
massa específica alta indica excesso substâncias diferentes do álcool
arrastadas na destilação. Para o álcool anidro admite-se no máximo um valor de
791,5 kg/m³ e para o álcool hidratado 811,0 kg/m³.

82. Acidez: é a quantidade, em gramas, de ácidos totais dissolvidos. A análise é
utilizada como contra-prova já que o pH apenas lê íons hidrogênio na amostra e
alguns íons não ionizados não são perceptíveis para o pHmetro. O teor
aceitável deve ser abaixo de 30 mg/L.
Condutividade: indica a quantidade de minerais presentes no etanol (gera
resíduo não inflamável). A condutividade aceitável deve ser abaixo de 350 μS/m
(microSiemens/m). A correção da condutividade se faz com adição de soda
(hidróxido de sódio) porém com nível pH inferior a 7 . Se o pH passar de 7, a
condutividade aumentará radicalmente.

83. ESPECIFICAÇÕES
As especificações do álcool produzido são normas estabelecidas e
padronizadas pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), ANP
(Agência Nacional do Petróleo) e INPM (Instituto Nacional de Peso e Medidas),
pois alterações em sua densidade acarretarão mau funcionamento e possíveis
danos internos (corrosão e/ou incrustação) ao motor.
Características Unidade AEAC AEHC
Íon Cloreto
(max) mg / Kg 1 1
Hidrocarboneto
s % volume 3 3
Íon Sulfato
(max) mg/kg 4 4
Ferro (max) mg/kg 5 5
Sódio (max) mg/kg 2 2
ANP – Resolução n° 7, de 09/02/2011 retificada 14/04/2011
Cobre (max) mg/kg 0,07 -

84. PODER CALORÍFICO DO ETANOL
O álcool tem um poder calorífico menor que o da gasolina, uma vez que
34,7% da massa molecular do etanol é oxigênio o que aumenta a massa
molecular, mas não produz energia. Isto explica à menor quilometragem
percorrida por litro consumido de um motor a álcool em relação ao mesmo
motor a gasolina. O álcool hidratado (93,2%) produz a energia de 20,05 MJ/L
(mega joule / litro), enquanto a nossa alcoosolina produz 27,57 MJ/L.
Para um litro de gasolina se produz 37,5% mais energia do que para
um litro de álcool.

85. Curso: Laboratório
Realizado por :Leandro Aparecido Cândido