Edição 101 de Abril de 2006
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Discussão entre qual omelhor processo de fermentação, contínuo ou batelada, pretende mostrar que sistema favorece a produtividade na produção de açúcar e álcool
Tradicionalmente as destilarias e usinas brasileiras usam o sistema de batelada alimentada

Produto principal da vitrine de biocombustíveis exposta pela queda do petróleo, o etanol tem exigido das usinas disciplina – e novos estudos – para manter o Brasil na vanguarda mundial de fabricação do produto. Os avanços na indústria são alternativas para aumentar produção e produtividade do álcool a ser tratada pela matéria. Entre os desenvolvimentos responsáveis por ganhos, também na fabricação de açúcar, estão os processos de fermentação.

Tradicionalmente as destilarias e usinas brasileiras usam o sistema descontínuo ou de batelada alimentada, processo que começa a enfrentar concorrência do modelo contínuo.

Na batelada alimentada, os tanques precisam ser esvaziados ao término de cada fermentação. Os sistemas contínuos funcionam sem parar do início ao final da safra – só há paradas se houver algum problema no processo. A alimentação da dorna e a retirada do produto ocorrem na mesma vazão.

Considerado por muitos pesquisadores uma evolução natural da batelada e uma ferramenta moderna de desenvolvimento da fermentação, o processo contínuo não é uma unanimidade no setor sucroalcooleiro. A polêmica contesta algumas vantagem oferecidas inicialmente pelo sistema.

Não há estatísticas exatas, mas os pesquisadores acreditam que hoje o processo contínuo seja responsável pela produção de 25% a 30% do etanol fabricado no Brasil – o sistema batelada domina o mercado das operações fermentativas.

Os sistemas contínuos pioneiros surgiram no Brasil em 1965 e foram intensificados cinco anos depois. Os projetos eram considerados de primeira geração e desprovidos de engenharia e cinética fermentativa.

Ainda de maneira rudimentar, os projetos de segunda geração apresentaram conceitos básicos de engenharia, aprimorados apenas na terceira geração, quando foi instalado o primeiro sistema contínuo em uma usina de açúcar e álcool: em 1990, na Açúcar Guarani.

O processo apresenta diferenças ao sistema tradicional. Além de operar ininterruptamente, a fermentação contínua tem quatro estágios ou até mais, porque a primeira dorna demanda conversão de 60% de ART.

Para o pesquisador Sílvio Andrietta, professor da Unicamp e consultor de projetos em fermentação, o contínuo apresenta algumas vantagens em relação ao sistema tradicional: economia de 30% a 40% no custo do reator, requer metade dos trocadores de calor usados, reduz aplicação de insumos e dispensa parte da mão-de-obra humana. “O investimento inicial é mais baixo”.

Mas Andrietta alerta que o processo contínuo exige maior capacitação dos profissionais envolvidos na fermentação e controle do processo mais adequado. Em alguns casos, a equipe técnica da usina deixa a conversão de ART passar para 90%. “Isso acontece por falta de conhecimento faz com que a levedura trabalhe em condições ruins de fermentação”, esclarece.

O professor também explica que, por não ter interrupções, o contínuo requisita habilitações do colaborador da usina para detectar problemas operacionais no sistema com rapidez. Se houver demora, as conseqüências podem ser graves. A correção de um defeito pode levar seis horas. Há perda de açúcar durante todo esse tempo.

Outro requisito importante para o sucesso de um sistema contínuo é um ajustado sistema de automação. Segundo Andrietta, nem todas as usinas julgam estes equipamentos necessários, o que pode gerar falhas.

Como a dorna trabalha 100% cheia, não há assepsia constante como realizado nas bateladas. O cuidado com contaminação deve ser, portanto, mais intenso. Especialistas recomendam uso de sistemas de lavagem de tetos nas dornas. “O contínuo é mais dinâmico e exige atenção redobrada. Se não houver precisão, recomendo que a usina opere com batelada”.

Os avanços na indústria são alternativas para aumentar produção e produtividade do álcool
Tendência tecnológica

A polêmica entre processos concorrentes sempre existiu na área industrial das usinas. No Brasil, o sistema de batelada é considerado mais confiável por muitos engenheiros, por apresentar sistema de assepsia mais fácil. “Há conservadorismo, mas a tendência tecnológica é essa”, aposta Andrietta.

O pesquisador Henrique Amorim, presidente da Fermentec, discorda. Segundo ele, o contínuo já chegou a participar do processo de produção de 35% do volume de etanol fabricado no Brasil, mas caiu em desuso. “Conheço casos de usinas de tinham contínuo e trocaram por batelada”.

De acordo com Henrique Amorim, no início do Pró-álcool, quando a produção do combustível era priorizada nas usinas, o processo contínuo operou com regularidade. Mas a crise cananavieira, momento que destacou a fabricação de açúcar, expôs o calcanhar de aquiles do sistema. “Para fazer açúcar, as chances de contaminação são maiores. Como a assepsia do contínuo é difícil, as usinas tiveram grandes perdas de rendimento”.

Amorim ressalva, entretanto, que o contínuo foi vítima de um processo de adaptação de antigos sistemas de batelada. O desenvolvimento atual do processo, diz o pesquisador, não inibe variações intrínsecas à fermentação. “Se não consegue trabalhar com volumes constantes, as leveduras ficam mais expostas a choques, o que também reduz eficiência”.

A Fermentec testa há várias safras os resultados dos dois processos. O desempenho de cada um é comparado, em vários parâmetros avaliados, como rendimento geral da destilaria, contaminação do vinho bruto, consumo de antibióticos, ácido e anti espumante. Também analisa a taxa de permanência das leveduras selecionadas no processo. “As condições atuais de operação nas usinas são muito mais vantajosas e favoráveis para o sistema batelada”, afirma o coordenador de processo e microbiologia da Fermentec, Alexandre Godoy.

Para ele, algumas vantagens observadas no sistema contínuo deixam de existir, como, por exemplo, os menores custos de instalação. Com o decorrer das safras, o custo é aumentado devido aos baixos rendimentos, elevados gastos com insumos e dificuldades operacionais.

Amorim reitera que o principal fator anti contínuo é a falta de condições adequadas para assepsia. “Com a limpeza correta, pode-se ganhar de 1% a 4% no rendimento. Após quatro safras, a vantagem econômica do contínuo deixa de existir se a contaminação for muito alta”, calcula.

Quando a taxa de floculação for elevada, é preciso diminuir o ritmo da fermentação. “Caso contrário, as fermentações serão incompletas, com elevada quantidade de açúcar sem fermentar e que muitas vezes tem que ser sacrificada”, completa Godoy.

Segundo a Fermentec, nas últimas safras, vários clientes da empresa conseguiram registrar rendimentos fermentativos médios de safra da ordem de 92,5% nas bateladas bem conduzidas contra 90% nos casos mais bem sucedidos dos processos contínuos.

De acordo com Godoy, em uma unidade que produz 500 m³ de álcool por dia, esta diferença de 2,5% significa cerca de 3 milhões de litros a mais a cada safra. “Sem levar em consideração os maiores gastos com insumos (antibióticos, ácido sulfúrico e anti espumante/dispersante) e os riscos de redução da moagem derivados de problemas na fermentação”, analisa.

Henrique Amorim adverte, porém, que o processo precisa ser bem conduzido. Segundo ele, a usina deve administrar volumes adequados nas dornas, número correto de centrífugas e temperatura controlada de acordo com a quantidade de álcool que vai ser produzida. “Sem assepsia constante e boa qualidade de matéria-prima, o rendimento estará comprometido”.

Mais tradicional que o processo contínuo, o sistema de batelada apresenta grande incidência de operações também nos Estados Unidos, maior produtor mundial de etanol.

Godoy confirma que 22 novas destilarias que estão sendo instaladas nos Estados Unidos vão operar a partir do sistema de batelada. Segundo ele, no setor de cervejarias, que investe maciçamente em pesquisas e tecnologias de fermentação, o processo contínuo sofre rejeição. “Em conseqüência de problemas relativos a inflexibilidade na capacidade produtiva, dificuldade de assepsia das dornas e tubulações. Também foi constatado elevado risco de mutação das leveduras”.

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