A elevação do teor alcoólico das fermentações contribui para uma economia expressiva em recursos gastos na aplicação da vinhaça no campo, no consumo de vapor e na utilização de antibióticos
Leonardo Ruiz, da Cana Online
A vinhaça é o principal, e mais crítico, subproduto da agroindústria sucroenergética. Obtida através da destilação do vinho, esse resíduo é produzido na relação 12,4/1, ou seja, 12,4 litros de vinhaça para cada litro de etanol fabricado. Se pegarmos a produção de etanol da safra 2014/15 (28,6 bilhões de litros), teremos um volume de cerca de 355 bilhões de litros de vinhaça. Se mantidos os índices de crescimento do setor, em 2023 poderemos ter um volume estimado de produção de vinhaça na ordem de 570 bilhões de litros. É quase como se estivéssemos produzindo vinhaça em vez de etanol.
Porém, o problema reside no fato de que a vinhaça é altamente poluente e mesmo seu uso na fertirrigação dos canaviais possui limitantes ambientais. Além disso, seu alto custo de armazenamento, transporte e disposição no campo afeta diretamente o bolso das unidades, que chegam a gastar cerca de R$ 7,80 por m³ de vinhaça com esses processos.
Pesquisas indicam que as unidades sucroenergéticas produzem esse alto volume de vinhaça por trabalharem com baixos teores alcoólicos das fermentações industriais, inferiores a 8% na maioria dos casos. Porém, caso seja realizada uma fermentação com até 16% de teor alcoólico, o volume pode cair para cinco litros de vinhaça por litro de etanol.
Alto teor alcoólico
Visando ajudar as destilarias a alcançar tal benefício, a Fermentec desenvolveu duas tecnologias que otimizam a produção de etanol com a elevação do teor alcoólico do vinho através do uso de leveduras e ajustes de processo. São elas o ALTFERM® e ECOFERM®. Com a tecnologia ALTFERM® é possível alcançar teores alcoólicos de 12% (v/v) no vinho enquanto que o ECOFERM® permite obter teores alcoólicos de até 16% (v/v).
O ALTFERM® visa aproveitar os recursos da própria usina, fermentando a 33°C, sem uso de chillers adicionais. Esta tecnologia, reconhecida e premiada pela ACIPI, foi desenvolvida ao longo de mais de dez anos de pesquisas em escala de laboratório, piloto e industrial. Por sua vez, a tecnologia ECOFERM®, desenvolvida em parceria com a Dedini, permite alcançar teores alcoólicos ainda mais elevados, o que requer o uso de chillers para manter a temperatura das fermentações abaixo de 30°C.
A tecnologia ALTFERM® foi desenvolvida para ser aplicada em qualquer usina, mas, para isso, é necessário fazer um diagnóstico da situação das instalações com a finalidade de avaliar o potencial a ser alcançado com o mínimo de investimento necessário. Muitas unidades têm potencial para elevar o teor alcoólico e reduzir consideravelmente seus custos operacionais, mas, para isso, é necessário o mapeamento dos pontos críticos. Evidentemente, os resultados do ALTFERM® serão maiores quanto maior for a elevação do teor alcoólico das fermentações e quanto mais tempo permanecer elevado durante a safra.
O diretor científico da Fermentec, Mário Lúcio Lopes, conta que o investimento na tecnologia ALTFERM® gira em torno de R$ 518.000,00, sendo que o retorno se dá na própria safra. “Já no ECOFERM®, o investimento depende da capacidade de produção e características de cada processo”, afirma. Na última safra, oito clientes contratuais da Fermentec já trabalharam com teores alcoólicos entre 10 e 12%, sendo que alguns já ultrapassaram a média semanal de 12% de teor alcoólico nas últimas três safras.
Benefícios
Lopes explica os benefícios decorrentes da adoção dessas tecnologias. “Uma unidade industrial que produz 500 mil litros de etanol por dia, chega a ter um volume diário de vinhaça de 5,6 milhões de litros. Volume esse que precisa ser transportado até o campo por caminhões ou através de canais que cortam áreas férteis do canavial. Para esta mesma destilaria, a tecnologia ALTFERM® pode reduzir o volume de vinhaça em até 1,7 milhão de litros (30%) e, no caso do ECOFERM®, em até 2,8 milhões de litros (50%)”.
Ele ressalta, porém, que o aumento do teor alcoólico não irá alterar a quantidade dos principais componentes presentes na vinhaça, como minerais, potássio, cálcio, magnésio e fósforo. “Na verdade, esse resíduo estará um pouco mais concentrado, viabilizando, portanto, a fertirrigação em áreas mais afastadas da Usina.” Ou seja, diminui o custo para levar estes minerais em áreas mais distantes do canavial.
Elevar o teor alcoólico diminui, ainda, o consumo de vapor na destilaria, já que, em média, são consumidos 2,41 kg vapor/L etanol para um teor alcoólico de 8,5% no vinho. Isso representa um consumo de 241 mil toneladas de vapor por safra para uma destilaria com capacidade de produção para 500 m3 de etanol/dia. Neste caso, “a tecnologia ALTFERM® permite uma economia de até 590 Kg de vapor para cada 1.000 litros de etanol (ou 295 ton/vapor por dia) enquanto que, com o ECOFERM®, é possível obter uma economia de até 1.090 Kg de vapor para cada 1.000 litros de etanol (545 ton/vapor por dia)”, afirma Lopes.
Os gastos com insumos, como os antibióticos, também diminuem, pois, se houver contaminação, a resistência da bactéria em uma concentração mais elevada de etanol será menor. Esse efeito sobre as bactérias pode ser explicado pelo efeito sinergístico entre o etanol e o ácido succínico produzidos pelas leveduras como demonstrado anteriormente pela Fermentec. Há, também, economia de água no tratamento do fermento e grande apelo ambiental, pois o manejo e retorno da vinhaça à lavoura serão facilitados. “Quanto à agua usada na fermentação para diluição do levedo, as tecnologias ALTFERM® e ECOFERM® permitem reduzir os volumes em até 300m³ /dia (ALTFERM®) e 450m³/dia (ECOFERM®).”
Outro ponto positivo é a diminuição do consumo de bagaço. Dessa forma, haverá excedente que poderá ser vendido ou utilizado para cogeração de eletricidade. “Uma destilaria que produz 500 mil litros de etanol/dia (1 tonelada bagaço com 50% umidade gera 2,2 toneladas de vapor) pode elevar o teor alcoólico de 8% para 12% e, dessa forma, obter um excedente de 31.200 toneladas num período de 200 dias de safra. Porém, caso ela decida dobrar a concentração de etanol no vinho, de 8% para 16%, será possível obter um excedente de 53.800 toneladas de bagaço”, afirma o diretor científico da Fermentec.
O engenheiro de processos da Fermentec, Guilherme Marengo Ferreira, destaca, ainda, outros benefícios decorrentes da tecnologia, como o aumento do rendimento fermentativo; menor quantidade de centrífugas utilizadas (devido ao menor volume de vinho processado para a mesma produção, fazendo com que haja, também, economia de energia) e ganhos de produtividade (pois será possível produzir mais álcool por m³ de dorna). “Além disso, a fermentação será mais fácil de ser controlada. Dessa forma, é possível reduzir, também, os custos operacionais e de manutenção dos instrumentos.”
Casos de sucesso
Uma das empresas que já usufruem desses benefícios é a Central Energética Morrinhos – CEM, empresa do Grupo Colorado, localizada no município de Morrinhos, GO. O supervisor de processos da CEM, José Dias, conta que a unidade elevou o teor alcoólico na metade da safra passada, sendo que os resultados já estão sendo colhidos. “Trabalhávamos com teor alcoólico entre 9,5% e 10%. Hoje, passamos para 11% e 11,5%”.
E esse resultado proporcionou para a empresa maior rendimento geral da destilaria, que passou de 91% para 91,5%. “Apenas grandes unidades trabalham com esse nível de rendimento, que conseguimos apenas com o aumento do teor alcoólico”. A CEM obteve, também, outros benefícios decorrentes do advento dessa tecnologia, como redução dos volumes de vinhaça e água, economia de vapor e bagaço e diminuição do consumo de insumos. Somados, esses fatores fizeram com que a empresa alcançasse, em duas safras, ganhos que passaram a casa dos R$ 2,5 milhões.
Na Usina Alta Mogiana, localizada no município paulista de São Joaquim da Barra, a busca por um teor alcoólico de 10% começou em 2010, quando surgiu naturalmente no processo de fermentação da unidade a levedura denominada UAM.
O diretor industrial da empresa, Fernando Antônio da Costa Figueiredo Vicente, afirma que através desse aumento do teor alcoólico da fermentação, a Alta Mogiana conseguiu reduzir, por litro de etanol produzido, 1,21 litros de vinhaça e 0,22 kg de vapor. “Além disso, agora contamos com um excedente de 15 mil toneladas de bagaço por safra.”
E os benefícios desses números são claros. Segundo Vicente, somente no transporte da vinhaça houve uma economia de R$ 1.000.000,00/safra, considerando um custo de R$ 5,83/m³. Com relação ao excedente de bagaço, que sozinho permite uma geração de 4320 MWH, a unidade consegue, agora, obter um lucro extra de R$ 864.000,00/safra, caso a energia seja vendida ao preço do mercado (R$ 200,00), ou de R$ 900.000,00/safra, caso a venda seja in natura (R$ 60,00/ton). “Podemos afirmar que o aumento do teor também teve parcela de contribuição para o aumento do rendimento industrial (RTC), que saiu de 88,11% para 92,84%”.
*Fonte das três tabelas da Alta Mogiana: VICENTE, Fernando Antônio da Costa Figueiredo. Seleção, avaliação e utilização de uma levedura personalizada para a produção de etanol. Tese (doutorado em engenharia e ciência de alimentos) – Campus de São José do Rio Preto, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”. 2015).
Reportagem publicada na revista Cana Online edição setembro/2015
