Para atender as exigências dos clientes de unir tecnologia à área de projetos, a Fermentec lançou o novo serviço de engenharia. Está área terá as ferramentas para fazer o balanço de massa, energia e hídrico, diagnóstico para aumento da eficiência industrial, fluxograma de processos e demais estudos inerentes ao dia a dia da usina. Os projetos também contemplam as particularidades da região, características da usina e o tipo de açúcar e etanol a ser produzido.
Balance Fermentec
A base para executar os projetos será o software Balance Fermentec, tecnologia que une o know how da Fermentec e os cálculos do balanço de energia. Guilherme Marengo mostrou uma simulação do impacto do aumento do teor alcoólico no uso de água e vapor. Se há maior teor na dorna, menor é o volume de vinho, menor volume de levedo e menor uso de água para o tratamento. Tudo isso resulta no menor uso de centrífugas e com isso a economia de energia é maior. Em uma fermentação com 7% de teor alcoólico, são consumidos 2,8 quilos de vapor por litro de etanol. Com o ECOFERM (16% de teor alcoólico), o número chega a 1,46 quilos.
Engenharia e biorefinarias
Alexandre Godoy mostrou as outras áreas em que o setor de engenharia está atuando para o desenvolvimento de novos produtos em biorefinarias. Confira algumas novidades apresentadas:
Destilarias multiflex: permite um maior aproveitamento da capacidade industrial após a safra, para reduzir a ociosidade da planta, utilizando matérias-primas como sorgo, milho e melaço de soja. As leveduras são selecionadas para cada tipo de biomassa, é feita a hidrólise enzimática do amido e adaptações otimizadas e personalizadas do processo para cada biomassa.
Hidrólise enzimática com o Stargen, da DuPont: menos consumo de vapor, concentração inicial de açúcar e stress osmótico. Permite maior performance das leveduras para trabalhar com mais sólidos no mosto e, com isso, aumentar o rendimento.
Adaptações: fermentação simultânea ou paralela, com ou sem separação de sólidos, com ou sem reciclo de leveduras, alto ou médio teor alcoólico, destilação convencional ou vácuo.
Biodiesel a partir da vinhaça: 300 bilhões de litros de vinhaça são produzidos no Brasil por ano e a Fermentec a está utilizando para fazer um óleo que dará origem ao biodiesel.
Biopolímeros: produzidos a partir de cana, milho, celulose, soro de queijo. Bactérias isoladas dos processos de fermentação são capazes de sintetizar biologicamente o ácido lático para a produção de PLA – poli ácido lático – e substituir o poliéster, os plásticos convencionais. O PLA já vem sendo usado em outros países para fabricar sacos, garrafas e produtos cirúrgicos. Em semanas ou poucos meses o material é totalmente degradado.
Etanol de segunda geração: avaliação da composição de diversos substratos celulósicos e seus inibidores, engenheiramento de leveduras robustas e dominantes de primeira geração e negociação de parcerias com investidores.
Leveduras como fonte proteica a partir de biomassa: utilizar resíduos celulósicos como fonte de biomassa para não concorrer com alimentos e biocombustíveis.
Não se deve subestimar as bactérias
Em sua palestra, Mário Lúcio Lopes explicou porque, apesar de serem tão pequenas, as bactérias jamais podem ser subestimadas. Isso porque elas têm capacidade muito maior de se multiplicar e dobrar a sua população em comparação às leveduras, algas e fungos. Portanto, em poucas horas elas se multiplicam e contaminam as fermentações. Além disso, elas são metabolicamente mais ativas, convertem açúcar em energia de forma mais rápida do que as leveduras, embora sejam pequenas. Finalmente, as bactérias possuem uma área de superfície da célula proporcionalmente maior em relação às leveduras.
“Se não houvesse formas de controlar contaminação, voltaríamos à década de 30 porque é difícil controlar a contaminação só com ácido sulfúrico”, afirmou Mário Lúcio. Somando todos os prejuízos causados por contaminantes, as perdas podem chegar a 1575 litros perdidos por dia. Para determinar formas eficientes de controlar a contaminação, a Fermentec testou dois produtos, o Quimaclor, que é gerador de óxido de cloro, e o Monicol, feito à base de monensina e ambos reduziram drasticamente a contaminação bacteriana na fermentação.
Modelos matemáticos podem ser aplicados às leveduras
Outro serviço da Fermentec disponível para seus clientes apresentado na Reunião Anual foi a utilização de modelos matemáticos em várias etapas da fermentação.
O que é a modelagem matemática? É a simulação de sistemas reais para prever o comportamento por meio de equações diferenciadas. O modelo é uma interpretação simplificada da realidade e não há apenas um para representar o sistema de fermentação, existem vários.
Segundo Paulo Vilela, para ter o modelo, é preciso definir as variáveis a serem utilizadas e a complexidade desejada. Foi feito um ensaio com a levedura PE-2 nas temperaturas e teores dentro do usual. É possível estimar os parâmetros para se aproximar do padrão real da levedura. Mostrar que a levedura se comporta no modelo da mesma forma como seria na realidade. Mas e se a linhagem de levedura mudar, os parâmetros serão os mesmos? Não. Por isso, um novo estudo será necessário.
Modelo matemático pode ser usado para medir a biomassa, etanol, volume, açúcares, temperatura e demais variáveis que têm impacto no rendimento, possibilitando um controle robusto. Para trabalhar com esse tipo de controle é preciso otimizar a automação já existente, elaborar projetos personalizados em automação, validar equipamentos e pesquisar controles e processos.
