Manual fermentação Pequenos Produtores - Cópia

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AEB BIOQUÍMICA LATINO AMERICANA
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Afonso Pena – São José dos Pinhais –PR
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 Valmor Bandiera
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Matéria- prima
	A matéria-prima para produção de aguardente e álcool é a planta Saccharum officinarum L. popularmente denominada Cana de Açúcar. 
	Graças a sua alta concentração de açúcares, em torno de 18º Brix ( podendo chegar a 22-23º Brix ), permite um rendimento elevado de álcool viabilizando sua plantação comercial.
	A produção média por hectare, gira em torno de 80 toneladas podendo atingir 110 a 120 toneladas.
	O rendimento em aguardente por tonelada de cana, gira em torno de 100 litros. Considerando apenas a fração adequada (coração).
	Em álcool pode-se atingir um rendimento de 4.000 a 5.000 litros por hectare, em propriedades com bons índices tecnológicos.
	Um hectare pode produzir aproximadamente 12.500 litros de aguardente.
	
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Corte e Recebimento da cana
	 Em propriedades onde for possível, recomenda-se cortar a cana à tarde e transportá-la para a parte de recepção da destilaria, para que durante a noite a mesma se resfrie e venha a ser utilizada pela manhã. 
Tal etapa é muito importante, pois as temperaturas variam muito do dia para a noite e utilizando o caldo pela manhã, diminui-se os problemas de superaquecimento das dornas.
	 Depois de pesada a cana é transportada para as facas, que vão desintegrar a cana a fim de facilitar sua passagem pelas moendas, retirando mais caldo.
	 O rendimento médio varia de 50 a 60%. Isto é para cada 100 quilos de cana deveremos obter em torno de 50 a 60 litros de caldo.
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Cálculos para diluição do caldo
	 Comecemos pela água de diluição que deve ser o menos contaminada possível, de fontes drenadas. Evitar utilizar água clorada, a qual pode interferir na fermentação.
	 A temperatura da água também pode ser útil em destilarias onde a temperatura de fermentação é elevada.
Para o cálculo de diluição do Brix convém utilizar a seguinte formula.
VFH2O= ºBC X VL - VL
 ºBQ
VF= Volume final de água a adicionar
ºBC = Brix do caldo
VL= volume em litros
ºBQ = Brix que se quer
Exemplo:
Tenho 1000 L de caldo a 16º Brix e quero diluir para 12º Brix. 
VFH2O = 16 x 1000 - 1000 
 12
Portanto: aos 1.000 litros iniciais devo adicionar 333 litros de água.
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Preparo do pé-de-cuba e fermentação de prevalência
	 Com o advento da seleção e liofilização das leveduras a formação do pé-de-cuba tornou-se fácil e rápida. Para se iniciar a fermentação de uma dorna com 2.000 litros de caldo, basta adicionar nutriente e levedura na proporção de 1 a 2 gramas do produto Fermol Destiller por litro de caldo, cuja composição balanceada de nutriente e leveduras permite uma arrancada de fermentação em 2 a 3 horas, se a temperatura estiver em torno dos 30 ºC. Temperaturas mais baixas permitem multiplicações mais lentas e portanto uma demora no inicio da fermentação.
	 Deve-se levar em conta que temperaturas mais altas só podem ser utilizadas onde seja possível um corte posterior, isto é: inicia-se a fermentação com 1/4 do volume da dorna e posteriormente quando a mesma atingir 4-6º Brix, completa-se o volume com caldo frio para que a mesma não atinja temperaturas muito elevadas e comprometa a fermentação (ver procedimentos na continuidade do trabalho).
	 É importante uma quantidade de pelo menos 0,5 gramas por litro, de Fermol Destiller, a fim de que a levedura selecionada esteja em número suficiente, para predominar na fermentação. O predomínio da levedura selecionada garante um maior rendimento, multiplicação, menor formação de espuma e contaminação.
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Para iniciar a fermentação utilizar 20% do volume da dorna. Corrigir o caldo para 12 ˚ Brix a temperatura deve estar próxima aos 30 ˚ C. A quantidade de fermento deve ser de 1 a 2 gramas por litro do volume da dorna. Se a dorna comportar 1000 litros devemos iniciar a fermentação com 2 quilos de Levedura Fermol Destiller e duzentos litros de garapa. Convém utilizar 10 ppm de bactericida para iniciar o pé de cuba livre de bactérias contaminantes.
1˚etapa
2˚etapa
Esta etapa começa quando a fermentação estiver por volta de 8 brix. Acrescenta-se mais 20% de caldo fresco a 15 ˚ Brix . Adiciona-se também 50 gramas de nutriente Fermoplus Destiller para cada 100 litros, com o objetivo de fornecer nutrientes necessários para uma rápida multiplicação da levedura.
3-4˚etapa
Estas duas etapas são apenas repetição, adicionando-se caldo e nutrientes . O caldo não deve ser aquecido e a temperatura deve se manter em 33ºC a 34ºC ou menos. Adicionar Fermoplus Destiller na quantidade de 50 gramas para cada 100 litros. Em uma dorna de 1000 litros adicionaríamos 200 litros de caldo por vez mais 50 gramas de nutrientes.
5˚etapa
Esta é a ultima etapa do processo. Adiciona-se caldo na quantidade para uma alambicada mais 10 a 20% de pé de cuba. Portanto se o alambique for de 1000 litros deve-se completar o volume para 1200 litros. Deve-se deixar zerar o brix e esperar a levedura decantar, o que demora em torno de 6 horas. Pode-se então retirar o vinho e completar a dorna no ser volume total.
6.unknown
Saída do caldo fermentado
Lodo ou troca 
de pé-de-cuba
Tipos de fermentação 
Batelada
	 Neste processo sempre fica um pouco de fermento no fundo da dorna para iniciar a fermentação posterior. Tem como vantagem, o menor custo de instalação e não é necessário utilizar centrífugas. A desvantagem é que o rendimento é menor e a decantação das leveduras só ocorrem de forma satisfatória, quando estão floculadas.
Alimentação das dornas com caldo diluído, Acido sulfúrico, e nutrientes. 
*
7.unknown
Tipos de fermentação
 Contínua por cortes
	 Este processo permite fermentações mais rápidas e trocas do fermento com maior periodicidade. Exige 3 dornas para o trabalho
Saída 
Lodo ou troca de pé-de-cuba.
Inicia-se o processo adicionando às duas primeiras dornas o caldo já diluído com 12 a 15 Brix. O pH deve estar em 4,5 e a dosagem de levedura em 1 grama por litro. O nutriente deve ser dosado na proporção de 0,2 gramas por litro a cada duas horas nesta primeira etapa da multiplicação. A temperatura deve iniciar em 32º C ( se for possível resfria-se ). Se não for possível, deve-se iniciar com 25º C, porém com mais dificuldade para a arrancada. Uma vez que a fermentação inicia deve-se esperar até que o brix chegue a 3,5 então, retira-se a metade do volume de cada dorna e completa-se a terceira que irá finalizar a fermentação.
Quando a terceira dorna estiver finalizando a fermentação, completa-se as duas primeiras que possuem a metade do seu volume com caldo novo . Quando a terceira dorna, finalizar ou zerar o brix, deve-se destilar todo o volume. Em casos em que a terceira dorna demore mais para finalizar o brix e que as duas primeiras cheguem a 4 Brix, pode-se deixar o pé-de-cuba, o qual facilitará a finalização da fermentação.
Saída 
Lodo ou troca de pé-de-cuba
8.unknown
Saída do fermentado
Lodo ou troca de pé-de-cuba
Neste processo haverá sempre duas dornas fermentando e uma finalizando a fermentação. Este ciclo pode ser repetido até que se perceba contaminação das dornas ( o que pode ocorrer depois da quinta ou sexta dosagem ). 
Saída do fermentado
Lodo ou troca de pé-de-cuba.
Para se renovar o ciclo de fermentação deixa-se as duas primeiras dornas zerar. Uma vez destilada a última dorna e limpa ( ausente do pé-de-cuba ), completa-se a mesma com caldo novo e leveduras a fim de iniciar uma fermentação pura. A proporção é a mesma das duas dornas iniciais. Quando as duas primeiras zeraram, lava-se as duas e com o caldo em fermentação da terceira, divide-se para as duas primeiras. Logo em seguida completa-se as duas primeiras com caldo novo e em4 horas teremos as duas primeiras com seu volume total em fermentação, como na primeira etapa da multiplicação deste processo. Desta maneira é possível uma renovação constante da fermentação.
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Tipos de fermentação 
Batelada – Melle Boinot.
	 Este processo é um aprimoramento do processo por batelada. Com adoção da centrífuga o fermento é aproveitado outras vezes, aumentando a eficiência do processo, tornando-o mais rápido e menos sujeito a infecções. Como desvantagem, o custo de instalação e manutenção é maior, além dos gastos com eletricidade.
Dorna
Volante
Vinho Fermentado
Centrífuga
Vinho centrifugado pronto para destilação
Creme de leveduras
Alimentação das dornas com leveduras tratadas
Ácido + Água
Caldo para alimentação das dornas
Bomba
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FATORES DETERMINANTES PARA UMA BOA FERMENTAÇÃO
A temperatura sem duvida é o fator que mais causa problemas nas fermentações em pequena escala. Devido a falta de equipamentos para frio bem como procedimentos inadequados e a própria liberação de calor na fermentação, fazem com que hajam constantes paradas ou mortes de células no processo. A temperatura adequada de fermentação para destilados está por volta de 30 a 32 ºC.
Alternativas de controle:
	 Bloco compressor para frio e serpentinas;
	 Resfriadeiras;
	 Moer a cana pela manhã,
	 Diminuir o ºBrix do caldo para 12,
	 Utilizar água fria na diluição;
	 Ventilar o Ambiente;
	 Refrigerar as dornas externamente com água;
26 a 32º C
33 a 35º C
35 a 40º C
Ótima
Atenção
Morte de células e parada de fermentação
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Nutrição das leveduras
O êxito de uma boa fermentação depende basicamente de leveduras, nutrientes e temperatura. Os nutrientes promovem a multiplicação, são essenciais no metabolismo dos açúcares e sua assimilação. 
O rendimento, a velocidade de fermentação, a sobra de açúcares e muitos outros fatores secundários como formação de álcoois superiores, óleos fúseis etc... dependem da boa nutrição.
A recomendação adequada dos nutrientes depende da análise dos íons envolvidos na fermentação, como o potássio, nitrogênio, fósforo etc... 
A partir da análise dos nutrientes encontrados no mosto, formula-se um composto com as fontes adequadas para a rápida assimilação das leveduras.
Fermoplus Destiller foi elaborado seguindo as necessidades médias dos mostos de cana e proporciona uma melhora considerável da viabilidade, do número de células e brotamentos das mesmas, melhorando assim o rendimento, a velocidade e eficiência da fermentação.
Fermoplus Destiller pode ainda ser personalizado, conforme as necessidades de cada mosto. Conforme a tabela 01 de identifica os teores adequados para uma boa fermentação.
12.unknown
Tabela 01.
Valores de nutrientes abaixo dos descritos nesta tabela identificam necessidade de correção.
	Elemento/íon	Concentração (mg/l )	Elemento/íon	Concentração (mg/l )
	NH 4+	40 – 200	Na+	200
	P	62 - 560	Co++	3,5
	K+	700 -800	Zn++	0,1 –0,5
	Ca++	120	Cu++	0,01 –0,1
	Mg++	70 - 200	Mn++	10 – 30
	SO4-	7 - 280	Fe++	0,2
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Fermentação Acética
Fermentação Butírica
Fermentação levânica
Fermentação Dextrânica
Fermentação Láctica
Principais Bact. Contaminantes
Fermentações Industriais.
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Fermentação Láctica
Causadas por bactérias do gênero Lactobacillus ou Streptococus, sendo as principais espécies as: L. acidphilus, L.bulgaricus, L.casei, S. lactis que se apresentam como bastonetes imóveis ou coccus isolados, diagnosticados pela elevada acidez do mosto e pela diminuição da espuma,cheiro de leite azedo.
 Temperatura na faixa de 30º C a 45ºC, meio neutro e concentração de açúcar até 20% são condições favoráveis ao seu desenvolvimento.
Bactérias lácticas são responsáveis por 90% das bactérias contaminantes.
Fermentação Dextrânica
Causada por bactérias do gênero Leoconostoe mesenteroides que se apresentam de forma arredondada, ocorrendo em cadeia, envolvidas por uma camada gelatinosa, diagnosticada pela presença de “CANGICA” e o aumento da viscosidade do meio, formação de uma espécie de geléia ou grânulos gelatinosos, o vinho fica viscoso. 
Estado de conservação da matéria prima, e a demora entre a colheita e a moagem (acima de 48 horas) aumentam a contaminação. Temperaturas na faixa de 30ºC a 35 ºC, meio levemente ácido, neutro ou alcalino são condições favoráveis para o desenvolvimento.
Fermentação Levânica
Causada por várias bactérias dos gêneros Bacilus, Aerobacter e Streptococcus, diagnosticada pelo aumento da viscosidade do meio, resultando na formação de grandes bolhas persistentes na espuma da dorna.
Estado de conservação da matéria-prima, temperatura na faixa de 30ºC a 35 ºC, meio levemente ácido, neutro ou alcalino são condições favoráveis ao seu desenvolvimento.
Fermentação Butírica
Causada por bactérias do gênero Clostridium, sendo as principais espécies as C. Pasteurianum, C. Sacharo butyricum que se apresentam como bastonetes, diagnosticado pelo forte odor de ranço e aumento da acidez, cheiro a ovo podre ou coisa apodrecida.
Temperaturas na faixa de 30ºC a 35 ºC, meio pouco ácido são condições favoráveis ao seu desenvolvimento.
Fermentação Acética
Causada por bactérias do gênero Acetobacter, sendo as principais as: A. aceti, A. acetosun, A. pasteurianum, que se apresentam como bastonetes alongados, imóveis ou não, diagnosticados pelo cheiro forte e característico de vinagre e pela presença da mosca drosófila . 
O arejamento do mosto em fermentação, temperaturas na faixa de 15ºC a 34 ºC e teores alcoólicos inferiores a 11% são condições ideais para o seu desenvolvimento.
Principais Bact. Contaminantes
Fermentações Industriais.
	GENÊRO	C.G.	GENÊRO	C.G.	GENÊRO	C.G.
	Lactobacillus fermentum	+	Leoconostoc mesenteroides	+	Acinetobacter calcoaceticus	-
	Lactobacillus delbruecki	+	Leuconostoc dextranicum	+	Escherichia Coli	-
	Lactobacillus plantarum	+	Leuconostoc mesenteroides	+
	Lactobacillus helveticus	+	Leuconostoc dextranicum	+	Aguardentes Artesanais
	Lactobacillus brevis	+	Leuconostoc lactis	+
	Lactobacillus yamanashiensis	+	Micrococcus lylae	+
	Lactobacillus coryniformis	+	Micrococcus halobius	+
	Lactobacillus vaccinostercus	+	Pediococcus parvulus	+
	Lactobacillus viridescens	+	Pediococcus pentosaceus	+
	Lactobacillus buchneri	+	Pediococcus acidilactici	+
	Lactobacillus fructivorans	+	Staphylococcus xylosus	+
	Lactobacillus fructosus	+	Staphylococcus sp	+
	Lactobacillus acidophilus	+	Lactococcus lactis	+
	Sporolactobacillus sp	+
Como controlar as contaminações.
	Para controlar as contaminações das fermentações deve-se observar os seguintes pontos:
	Cuidar no corte da cana para que a mesma venha livre de terra, palha e outras sujeiras que são recolhidas no momento do corte ou quando a cana é recolhida.
	Higiene na moenda com lavagens seguidas e assepsia com vapor;
	Utilizar peneira a fim de separar os detritos da cana, como por exemplo o bagacilho, terra, arreia, pruína etc..
	Na fermentação convém utilizar um bactericida na proporção indicada pelo fabricante, geralmente a quantidade é de 5 ppm isto ,é 5 gramas por tonelada, ou no pé de cuba a cada 5 dias, na proporção de 2 gramas para cada 200 litros.
	Durante o procedimento de lavagem do fermento é importante adicionar em toda a dorna, bactericida na quantidade de 5 ppm. Desta forma elimina-se boa parte dos contaminantes prejudiciais a fermentação.
	Lavar regularmente as dornas e tubulações, chão e parede com detergentes alcalinos clorados ou ácidos sanificantes a fim de eliminar os microorganismo contaminantes.
Rendimento da fermentação 
Como Calcular
	 Para calcular o rendimento de uma fermentação levamos em conta o rendimento teórico, que afirma que, para cada 100 Kg de açúcaresredutores totais ( ART ), produz-se no máximo 64,755 litros de álcool absoluto a 20º C. Ou 100 gramas de açúcares redutores produzem 64,75 ml de álcool.
* Para se avaliar corretamente o rendimento, devemos fazer a análise dos açúcares redutores totais.
* Concluída a fermentação destila-se em laboratório o fermentado. Uma vez definido o ºGL do vinho, consegue-se definir o rendimento.
Exemplo:
Em um vinho que tinha de início um ART em 150 g/l e resultou em um vinho com 6,3º GL podemos efetuar o seguinte cálculo. 
100 gr ---------- 64,75 ml
150 gr ---------- X =97,12
......................................................................................
97.12 ---------- 100%
63 ---------- x= 64,86%
Outra forma de se calcular, é baseado no valor estimado correspondente a relação Brix x ºGl ( ver pg. 19. )
31.unknown
Avaliação dos fatores bióticos 
Viabilidade 
Indica o número de células, vivas, que estão em atividade fisiológica, transformando açúcar em álcool.
Coloração com Azul de Metileno:
Prática: em um tubo de ensaio de 50 ml, transferir 1ml do mosto e 1 ml de solução de azul de metileno. Agitar o tubo.
Em uma lâmina para microscopia, colocar o volume de 0,02 ml e sobre o mesmo, colocar a lamínula. Pingar óleo e utilizar a objetiva de imersão (100x).
Leitura:
 Avaliar as leveduras que estiverem vivas (não coloridas), mortas (coloridas), Brotadas.
Viabilidade: 
%Cel.viáveis
=
Total células vivas
Total células vivas + mortas
X 100
% Brotamento
=
Total brotamentos vivos
Total células vivas
X 100
Preparação do Corante:
Em um balão de 100 ml coloca-se 0,025 g de azul e 10 ml de água destilada. Adicionam-se 2 g de citrato de sódio. Transfere-se para outro balão, Filtra-se e lava-se sucessivamente o balão. Completar o volume para 100 ml.
32.unknown
Avaliação dos fatores bióticos 
Número de células
Para avaliação do número de células, utiliza-se a câmara de Neubauer. Esta câmara possui 25 quadrículos , cada quadrículo contém 16 retículos e cada retículo compreende um volume de 0,00025 mm3 que multiplicado por 4. 000 compreende um volume de 1 mm3.
População de levedura:
D: Diluição empregada.
Percentagem de levedura.
Em uma cubeta de 15 a 20 ml colocar 10 ml de mosto e centrifugar por 2 a 3 minutos.
A leitura é direta.
População de leved/mL:
Tot. Cel. Vivas x4000
Total retículos contados
 xDx103
33.unknown
Tabela para verificação do Rendimento em ºGL
Grau Gay-Lussac: Percentagem de álcool em volume de uma mistura hidroalcoólica, à temperatura padrão de 15 º C.
	Brix	Açúcar g/l	Álcool provável
	10,00	78	4,5 º GL
	10,50	84	4,8 º GL
	11,00	90	5,0 º GL
	11,50	95	5,4 º GL
	12,00	100	5,7 º GL
	12,50	106	5,9 º GL
	13,00	111	6,2 º GL
	14,00	124	7,0 º GL
	15,00	135	7,4 º GL
	16,00	144	8,0 º GL
	17,00	156	8,7 º GL
Correspondência entre ºGL e Cartier
	 GL	Cartier	 GL	Cartier	 GL	Cartier
	0	10	34	15.4	68	25.5
	2	10.4	36	15.8	70	26.3
	4	10.8	38	16.2	72	27.1
	6	11.1	40	16.6	74	28.0
	8	11.5	42	17.6	76	28.9
	10	11.8	44	17.1	78	29.9
	12	12.1	46	18.1	80	30.8
	14	12.4	48	18.7	82	31.8
	16	12.7	50	19.2	84	32.8
	18	12.9	52	19.8	86	32.9
	20	13.2	54	20.5	88	35.0
	22	13.5	56	21.1	90	36.3
	24	13.8	58	21.8	92	37.0
	26	14.1	60	22.5	94	39.0
	28	14.4	62	23.2	96	40.5
	30	14.7	64	23.9	98	42.3
	32	15.0	66	24.7	100	44.2
Cálculo para avaliar a Eficiência da Destilação.
Calcula-se a eficiência da destilação através dos seguintes cálculos:
Vv= Volume de vinho posto no alambique.
Ev= Teor de etanol no vinho.
Ea= Teor de etanol na cachaça.
Eficiência =
Volume de aguardente obtido
Volume máximo obtenível
Volume máximo obtenível = 
Sem cortes.
Vv x Ev
Ea
®