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Avaliação dos produtos ativadores da fermentação - u. catanduva

1. Objetivo

Avaliar o efeito de dois produtos denominados ativadores da fermentação sobre o desempenho da levedura em processo utilizando como substrato o mosto industrial.

2. Introdução

Nos últimos anos, muito tem sido feito no sentido de se conseguir melhorar o desempenho das linhagens de levedura utilizada nos processos fermentativos industriais, com o objetivo de aumentar o rendimento deste processo. As principais linhas de trabalho utilizadas atualmente para atingir este objetivo são a otimização operacional e a busca de microrganismos com melhores características fermentativas, utilizando tanto seleção natural, como manipulação genética.

Na linha de otimização operacional, automação dos processos e a melhora nos projetos das unidades industriais são as atitudes que mais trazem ganhos. Apesar de comprovadamente melhorar o desempenho dos processos, a modernização da planta pode ser muito dispendiosa, dependendo do nível tecnológico em que se encontra cada unidade. Seguindo pela linha de se utilizar linhagens de levedura selecionadas de alto desempenho, deve-se levar em consideração que o processo de fermentação alcoólica utilizado nas destilarias brasileiras permite a entrada constante de microrganismos contaminantes e sofrem variações freqüentes nas condições operacionais e nas características do mosto utilizado no processo.

Estas condições exigem das linhagens selecionadas não somente ótimo desempenho, mas também que sejam robustas e que consigam se adaptar rapidamente às mudanças nas condições de cultivo. Desta forma, as vezes, se encontra uma linhagem satisfatória do ponto de vista de desempenho, mas não suficientemente robusta para permanecer no processo (exemplo CAT) e as vezes linhagens robustas com desempenho mediano (exemplo PE2). Além disto, deve-se considerar que as linhagens utilizadas na indústria já estão próximas de seu limite de desempenho máximo, ou seja, ganho de rendimento seguindo esta direção é muito difícil de ser obtido.

Outra linha, relegada a segundo plano até o momento, pelo fato de não estar disponível nenhuma tecnologia com resultado comprovado para este fim, é a melhora da qualidade fermentativa do mosto utilizado em processo. Uma nova linha de produtos vem sendo desenvolvida para aumentar a disponibilidade de açúcares fermentescíveis no mesmo através da quebra de polissacarídeos por ação de enzimas específicas, ou atuando diretamente sobre as células de levedura melhorando sua capacidade de assimilação dos açúcares fermentescíveis.

Poucas são as informações sobre a ação destes produtos e seus resultados sobre o desempenho do processo fermentativo. Com o objetivo de se determinar o efeito destes produtos sobre o desempenho do processo fermentativo foram realizados três experimentos em escala de bancada segundo protocolo fornecido pela BioContal, em datas distintas, com dois produtos disponíveis no mercado. Os ensaios foram corridos no laboratório da própria unidade industrial com fermento e matéria prima industrial.

3. Procedimento

Os ensaios foram corridos em frascos agitados seguindo o procedimento de “scale down” onde se reproduz as condições industriais em escala de laboratório visando melhorar a precisão das medidas utilizadas na determinação do desempenho do processo.

Os ensaios foram corridos em triplicata, sendo que o resultado obtido em cada tratamento foi comparado estatisticamente com o resultado obtido pelo branco onde nenhum produto foi utilizado. Os ensaios foram realizados segundo protocolo fornecido pela BioContal utilizando mosto e fermento industrial. Foram testados 2 produtos nas concentrações recomendadas pelos fabricantes, sendo que cada ensaio foi composto por 3 tratamentos:

- Branco, sem adição de produtos,

- TT0409-150ppm,

- Fermash 8 e 10 ppm.

Foram realizados 3 experimentos completos nas seguintes datas 08/05, 24/05 e 31/05.

4. Resultados

4.1 Avaliação da velocidade de conversão

A velocidade de conversão dos açúcares fermentescíveis foi avaliada em função da massa de CO2 produzida ao longo da fermentação.
A Figura 1 mostra o perfil de produção de CO2 ao longo da fermentação para os três tratamentos do ensaio corrido em 24/05.

Figura 1. Perfil de produção de CO2 em função do tempo de fermentação.

Observa-se pela Figura 1 que o perfil de produção de CO2 ao longo do tempo de fermentação foi praticamente igual para todos os tratamentos, mostrando que as adições dos produtos não alteraram a velocidade de transformação, não indicando nenhum ganho significativo em produtividade nas condições testadas.

4.2 Avaliação de desempenho

A Tabela 1 contém os dados de massa de ART consumido, etanol produzido e da relação entre a massa de etanol produzido e ART consumido para os tratamentos com o produto TT0409 a 150 ppm.

Tabela 1. Massa de etanol produzido e ART consumido e relação entre estas grandezas para todas as repetições dos três experimentos do tratamento com adição do produto TT0409 -150 ppm.

Observa-se pelos dados contidos na Tabela 1 que para todos os ensaios com este produto foi observado ganhos em relação ao branco. Estes ganhos variaram de 1,63 a 3,87% na relação massa de etanol produzido/massa de ART consumido, ou seja, diretamente sobre o rendimento fermentativo.

As análises estatísticas mostraram que as diferenças entre as médias existem com uma probabilidade próxima a 90%, ou seja, o produto utilizado teve efeito sobre o desempenho do processo.

A Tabela 2 contém os dados de massa de ART consumido, etanol produzido e da relação entre a massa de etanol produzido e ART consumido para os tratamentos com o produto Fermash a 8 e 10 ppm.

Tabela 2. Massa de etanol produzido e ART consumido e relação entre estas grandezas para todas as repetições dos três experimentos do tratamento com adição do produto Fermash -8 e 10 ppm.

Como para os ensaios com TT0409, os dados contidos na Tabela 2 mostram que para todos os ensaios com Fermash foi observado ganho em relação ao branco. Estes ganhos variaram de 1 a 3,7% na relação massa de etanol produzido/massa de ART consumido, ou seja, diretamente sobre o rendimento fermentativo.

As análises estatísticas mostraram que as diferenças entre as médias existem com uma probabilidade superior 90%, ou seja, o produto utilizado teve efeito sobre o desempenho do processo.

As tabelas 1 e 2 mostram ainda que os ganhos com a utilização destes produtos variam em função das condições da matéria prima e do fermento em processo, mostrando que sua utilização pode ser viável em um certo período e não em outro. Sendo assim, é necessário que testes sejam realizados semanalmente para determinar se a aplicação do mesmo é necessária ou não. Além disto, é necessário fazer um balanço dos ganhos em relação aos custos de aplicação destes produtos.

5. Conclusão

Pelos dados obtidos nos ensaios em escala de laboratório com os produtos Fermash e TT0409 foi possível concluir:

- Nenhum dos produtos testados mostrou ser capaz de acelerar o processo de conversão dos açúcares, ou seja, não mostraram ser capaz de aumentar a produtividade do processo.

- Os dois produtos mostraram ser capaz de aumentar o rendimento fermentativo em valores entre 1 a 3,87% em relação aos resultados obtidos nos ensaios sem a adição destes branco).

- Os ganhos com a aplicação destes produtos variam em função das condições da matéria prima e fermento em processo. Sendo assim, é necessário que ensaios similares ao realizados neste trabalho sejam corridos semanalmente para avaliar os ganhos relativos à aplicação destes produtos.

- A aplicação ou não destes produtos passa por um balanço de viabilidade econômica, onde ganhos obtidos e custos de aplicação devem ser considerados. Pelos resultados obtidos neste trabalho, para os cálculos de viabilidade, deve-se utilizar o menor valor de ganho sobre o rendimento fermentativo obtido, ou seja, 1%.
Silvio Roberto Andrietta, Dr Eng. de Bioprocessos BioContal - Tecnologia em Bioprocessos

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