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Edição 101 de Abril de 2006
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Busca pela vangarda
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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 |
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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.
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| Os avanços na indústria são
alternativas para aumentar produção e produtividade
do álcool |
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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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