Baixe Produção de Etanol e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Química, somente na Docsity! Faculdade de Ciência e Tecnologia de Montes Claros – FACIT Gustavo Gonçalves Pimenta Lílian Regina Ruas de Oliveira - Trabalho - PRODUÇÃO DE ETANOL Docente: Edson Vander Jorge Montes Claros - MG Outubro, 2010 SUMÁRIO 1 PRODUÇÃO DE ETANOL .................................................................................................... 3 1.1 Importância ........................................................................................................................ 3 1.2 Vias de obtenção ................................................................................................................ 4 1.3 Matérias-primas, composição e conservação .................................................................. 5 1.3.1 Composição das matérias-primas ............................................................................. 6 1.3.1.1 Melaços .......................................................................................................... 6 1.3.1.2 Cana-de-açúcar ............................................................................................. 7 1.3.1.3 Milho .............................................................................................................. 7 1.3.1.4 Sorgo sacarino ............................................................................................... 7 1.3.1.5 Mandioca ....................................................................................................... 8 1.3.1.6 Resíduos celulósicos ...................................................................................... 8 1.3.1.7 Outras matérias-primas ............................................................................... 8 1.3.2 Conservação da matéria-prima ................................................................................. 9 1.4 Preparação dos meios ........................................................................................................ 10 1.4.1 Preparo de mostos de melaço .................................................................................... 10 1.4.2 Preparo de mostos de caldo de cana-de-açúcar ....................................................... 11 1.4.3 Preparação de mostos de materiais amiláceos ......................................................... 11 1.4.3.1 Sacarificação pelo malte .............................................................................. 11 1.4.3.2 Sacarificação por ação microbiana ............................................................. 13 1.5 Fermentação alcoólica ....................................................................................................... 14 1.5.1 O metabolismo no interior da célula ......................................................................... 14 1.5.2 Produtos secundários da fermentação ...................................................................... 16 1.6 Fatores que afetam a fermentação ................................................................................... 17 1.6.1 Agente de fermentação .............................................................................................. 18 1.6.2 Nutrição mineral e orgânica ..................................................................................... 18 1.6.3 Temperatura ............................................................................................................... 19 1.6.4 pH ............................................................................................................................... 19 1.6.5 Inibidores de fermentação ......................................................................................... 20 1.6.6 Concentração de açúcares ......................................................................................... 20 1.6.7 Concentração do inóculo ........................................................................................... 21 1.6.8 Contaminação bacteriana ......................................................................................... 21 1.6.9 Antissépticos ............................................................................................................... 21 1.6.10 Antibióticos .............................................................................................................. 22 1.7 Correção dos mostos .......................................................................................................... 22 1.8 Preparo do inóculo ............................................................................................................ 23 1.8.1 Prática da fermentação alcoólica .............................................................................. 24 1.9 Pureza das fermentações ................................................................................................... 25 1.10 Sistemas de fermentação ................................................................................................. 26 1.11 Fermentação alcoólica contínua ..................................................................................... 27 1.12 Salas de fermentação ....................................................................................................... 31 1.13 Recipientes de fermentação ............................................................................................ 31 1.14 Destilação .......................................................................................................................... 32 1.14.1 Destilação descontínua ............................................................................................ 33 1.14.2 Destilação contínua ................................................................................................. 34 1.15 Retificação ........................................................................................................................ 37 1.16 Prática de retificação industrial ..................................................................................... 38 1.17 Desidratação do etanol .................................................................................................... 39 4 1.2 Vias de obtenção Obtém-se etanol por três maneiras gerais: por via destilatória, por via sintética e por via fermentativa. A via destilatória não tem significação econômica no Brasil, a não ser para certas regiões vinícolas, para o controle de preço de determinadas castas de vinhos de mesa. Por via sintética, obtém-se o etanol a partir de hidrocarbonetos não saturados, como o eteno e o etino, e de gases de petróleo e da hulha. Nos países em que há grandes reservas de petróleo e uma indústria petroquímica avançada, é uma forma econômica de produzir álcool. A via fermentativa é a maneira mais importante para a obtenção do álcool etílico no Brasil. Mesmo que venha a haver disponibilidade de derivados de petróleo que permitam a produção de álcool de síntese, a via fermentativa ainda será de grande importância para a produção de álcool de boca, sob a forma de aguardentes. As bebidas fermento-destiladas possuem características próprias de aroma e sabor, conferidas por impurezas decorrentes do processo fermentativo. Um dos fatores que torna a produção de etanol por fermentação a forma mais econômica de sua obtenção, é o grande numero de matérias-primas naturais existentes em todo o País. Sua distribuição geográfica, que encerra diversos climas e tipos de solos, permite seu cultivo em quase todo o território e durante todo o ano. Na obtenção do álcool por via fermentativa, distinguem-se três fases: o preparo do substrato, a fermentação e a destilação. O preparo do substrato e o tratamento da matéria- prima para dela se extraírem os açúcares fermentescíveis difere para as distintas matérias- primas. A fermentação é um processo comum a todos os substratos açucarados, cujo princípio é a transformação dos açúcares em etanol e dióxido de carbono. As variações entre os processos de fermentação são apenas em detalhes. Na destilação, separa-se o etanol geralmente em duas operações. A primeira, para separá-lo do substrato fermentado, sob a forma de mistura hidroalcoólica impurificada com aldeídos, ésteres, álcoois superiores e ácidos orgânicos. Outra, para separar as impurezas do etanol. 5 1.3 Matérias-primas, composição e conservação Qualquer produto que contenha açúcar ou outro carboidrato constitui-se em matéria- prima para a obtenção do etanol. Entretanto, para que seja viável economicamente é preciso considerar-se seu volume de produção, o rendimento industrial e o custo de fabricação. Há varias maneiras de classificar as matérias-primas para a produção de etanol, mas qualquer dos critérios que se adote deixa algo a desejar. Podemos classificá-las em matérias açucaradas, agrupando cana-de-açúcar, beterraba açucareira, sorgo sacarino, milho sacarino, melaços, mel de abelhas e frutas; em matérias amiláceas e feculentas, agrupando grãos amiláceos, raízes e tubérculos feculentos; e em matérias celulósicas, incluindo palhas, madeiras, resíduos agrícolas e resíduos sulfíticos de fabricas de papel. Entre as matérias açucaradas, costuma-se distinguir as diretamente fermentescíveis e as não diretamente fermentescíveis. As primeiras são as que contêm monossacarídeos e se limitam aos sucos de frutas. Sua importância reside na produção de álcool em bebidas como o vinho e a sidra. As não diretamente fermentescíveis são as que contêm os dissacarídeos, que fermentam após uma hidrólise, à qual se da o nome de inversão, e que se realiza naturalmente por ação da invertase, enzima produzida pelo agente de fermentação. A sacarose é a representante mais importante dos componentes da cana-de-açúcar e dos melaços. O processo de alcoolização é fácil, não exige conhecimentos profundos e a matéria-prima que se usa nas indústrias nem sempre é pura. As matérias amiláceas e feculentas fermentam após uma hidrólise, que se denomina de sacarificação, pela qual o amido infermentescível se transforma em açúcar fermentescível. A alcoolização processa-se através de técnicas industriais mais complexas. Pela necessidade de maiores conhecimentos, pelas dificuldades de conservação e de fermentação da matéria-prima original e pelo custo de fabricação, os álcoois de cereais produzem-se no Brasil em pequena escala, com maior importância para a indústria de bebidas. A massa de matérias celulósicas disponível é vultosa, mas ainda não oferece, para o País, condições econômicas para a produção de etanol. O processo de hidrólise, necessário para sacarificar a celulose é complexo, e o teor de açúcares fermentescíveis obtenível é inferior ao encontrado nas matérias-primas sacarinas. Para o Brasil as matérias-primas, de importância econômica imediata para a produção de etanol industrial, são os melaços e a cana-de-açúcar; para a preparação de bebidas 6 destiladas, a cana-de-açúcar e as matérias amiláceas, com destaque para o milho. A mandioca é matéria feculenta potencial. 1.3.1 Composição das matérias-primas A composição de qualquer produto vegetal varia com grande número de fatores, uns controláveis pelo homem, outros não. Entre eles destacam-se: a variedade, a idade, as regiões e as condições climáticas e edáficas, de maturação, de sanidade, de colheita, de transporte, de armazenamento e de industrialização. Esses fatores também afetam a composição das matérias-primas derivadas da industrialização dos vegetais. As composições que se seguem, referem-se principalmente ao material suscetível de transformação em etanol. 1.3.1.1 Melaços Denominam-se melaços os resíduos da fabricação de açúcar que não são mais utilizados para a separação da sacarose. Eles se originam nas usinas de açúcar, pela centrifugação das massas cozidas para a separação dos cristais de açúcar. No Brasil, todos os meios que se enviam para a destilaria, qualquer que seja sua composição, denominam-se de mel final. Sua composição varia de acordo com o processo de produção do açúcar; entretanto, pode-se admitir que encerra, em números gerais, até 62% de açúcares, 20% de água, 8% de cinzas, 3% de matérias nitrogenadas e 7% de outros, como gomas e ácidos. Na fração de açúcares distinguem-se 32% de sacarose, 14% de dextrose e 16% de levulose. De maneira geral, não se incorre em erro afirmar que o melaço encerra 50% de açúcares fermentescíveis. Quanto mais açúcar se obtiver das massas cozidas, menos sacarose se encontra no mel final. Este se obtém em proporções variáveis, segundo o processo de fabricação, excesso de cana-de-açúcar e outros fatores. 9 produzir álcool, mas ainda não têm importância econômica para o Brasil. A cevada e o arroz são usados em cervejarias. A bata doce foi experimentada durante a vigência do Proálcool. 1.3.2 Conservação da matéria-prima Na indústria, faz-se um aprovisionamento de matéria-prima para um período de operações mais ou menos longo, em depósitos próximos à destilaria. O melaço conserva-se em reservatórios fechados de chapas de ferro, com capacidade compatível com a produção da destilaria. O volume aproximado de armazenamento de melaço calcula-se pela fórmula: ∙ ∙ Em que: volume de armazenamento em litros; quantidade de cana-de-açúcar moída por dia em toneladas; volume de melaço (litros) produzido por tonelada de cana, variável entre 30 e 40; fator de segurança, representado por 30 dias de produção, no mínimo. Deve-se colher e moer a cana-de-açúcar o mais rápido possível, sendo ideal cortar e moer no mesmo dia. Admitem-se até três dias de conservação para canas colhidas sem queimar. As que são queimadas antes de colher, para eliminar a palha, têm período de conservação mais curto. Quanto mais dilatado for o tempo entre corte e moagem, maiores são os riscos de deterioração física, química, enzimática ou microbiana, que prejudicam a fermentação futura do caldo, rendimento e qualidade do produto. Recomenda-se a moagem da cana colhida crua e picada em no máximo 10 dias. Pode-se conservar o milho por longo período, utilizando-o ao longo do ano. A produção agrícola restringe-se a um período, mas as indústrias trabalham por muitos meses, até todo o ano. 10 Consegue-se a conservação do cereal pelo controle das condições sanitárias e das condições climáticas. O armazenamento faz-se em silos de diversos tipos, que permitem o controle da umidade e da temperatura. 1.4 Preparação dos meios As matérias-primas adequadas à fabricação do etanol fornecem amido, glicose e mistura de sacarose, glicose e frutose. A quase totalidade do álcool industrial produz-se com cana-de-açúcar e melaço, que contêm predominância de sacarose em mistura com dextrose e levulose. Os mostos, ou seja, os substratos açucarados que se obtêm dessas matérias-primas, requerem preparação previa adequada, antes de passarem aos recipientes de fermentação, ou dornas. O preparo dos mostos conta com tanques de medição, balanças, diluidores mecânicos, depósitos de sais minerais e de antissépticos, aquecedores ou resfriadores, medidores de ácido e outros acessórios. 1.4.1 Preparo dos mostos de melaço Obtém-se pela diluição conveniente com água. Normalmente não se faz diluição com vinhaça. A diluição faz-se de modo continuo, em misturadores especiais, com freqüente supervisão para garantir as concentrações adequadas; os melaços têm ar ocluso, temperaturas diferentes e viscosidade variável ao longo dos dias de produção, que dificultam seu escoamento uniforme, fundamental para o bom funcionamento dos diluidores. As concentrações dos mostos, nas destilarias brasileiras, são comumente expressas em graus Brix, diluindo-se os melaços entre 15 e 25°Brix, com medias de 18 a 20°Brix. 11 1.4.2 Preparo dos mostos de caldo de cana-de-açúcar O caldo que se obtém do esmagamento das canas nas moendas, misturado com água de embebição, ou obtido em difusores é rico em sacarose e em açúcares redutores e está convenientemente diluído para sofrer a fermentação alcoólica. Eventualmente pode-se diluir mais. Embora se possa fazer a fermentação com o caldo bruto, é pratica comum clarificá-lo por meio de aquecimento, decantação e filtração para separar colóides, gomas e materiais nitrogenados. O caldo torna-se um mosto mais limpo, que fermenta melhor, espuma menos e suja menos as colunas de destilação. Após a clarificação resfria-se o caldo e envia-se às dornas. 1.4.3 Preparo dos mostos de materiais amiláceos É necessário sacarificar os amiláceos (grãos) e feculentos (raízes e tubérculos), porque os agentes de fermentação alcoólica não possuem enzimas amilolíticas. A sacarificação é o processo de transformação do amido ou fécula em açúcares fermentescíveis. Realiza-se por via química, biológica ou por ação direta de enzimas, mas as destilarias comumente usam a via biológica. A sacarificação faz-se por ação enzimática do malte ou pela ação microbiana de certos fungos no processo Amilo. 1.4.3.1 Sacarificação pelo malte • Preparo do malte Malte é um cereal germinado em condições especiais de umidade, temperatura e aeração. Durante a germinação ocorrem modificações físicas, bioquímicas e químicas no cereal, causadas por fenômenos vitais. 14 • Preparo do mosto Prepara-se uma goma de amido de maneira semelhante à que se descreveu e descarrega-se a massa fluida para a autoclave intermediária, onde se adiciona água até obter- se densidade de 1,06 a 1,08g/cm3. Esteriliza-se e passa-se às dornas de capacidade variável, providas de agitação mecânica, injeção de água, ar estéril e vapor, termômetros, manômetros, sistema de refrigeração, funil de inoculação, purgador de dióxido de carbono e outros acessórios. Refrigera-se o mosto e inocula-se o fungo. Após 24 horas de agitação e injeção de ar, o fungo desenvolveu-se perfeitamente e o mosto estará sacarificado, tendo o amido se transformado em maltose e glicose. Então, faz-se a inoculação da levedura à temperatura de 30-32°C. Após 40 horas da inoculação do fungo, tem-se um substrato com 9 a 12% de açúcares, que se desdobram pela ação da levedura em um tempo total de 72 a 96 horas. Após a fermentação, separa-se o álcool em colunas de destilação especiais, pois o substrato fermentado é muito espesso. 1.5 Fermentação alcoólica 1.5.1 O metabolismo no interior da célula A transformação do açúcar (glicose) em etanol e CO2 envolvem 12 reações em seqüencia ordenada, cada qual catalisada por uma enzima específica. Tal aparato enzimático está confinado no citoplasma celular, sendo, portanto nessa região da célula que a fermentação alcoólica se processa (FIG. 1). Essas enzimas, referidas como "glicolíticas", sofrem ações de diversos fatores (nutrientes, minerais, vitaminas, inibidores, substâncias do próprio metabolismo, pH, temperatura e outros), alguns que estimulam e outros que reprimem a ação enzimática, afetando o desempenho do processo fermentativo conduzido pelas leveduras. 15 Convém ressaltar que a levedura Saccharomyces é um aeróbio facultativo, ou seja, tem a habilidade de se ajustar metabolicamente, tanto em condições aerobiose como de anaerobiose. Os produtos finais da metabolização do açúcar irão depender das condições ambientais em que a levedura se encontra. Assim, enquanto uma porção do açúcar é transformada em biomassa, CO2 e H2O em aerobiose, a maior parte é convertida em etanol e CO2 em anaerobiose, processo denominado de fermentação alcoólica. O objetivo primordial da levedura, ao metabolizar anaerobicamente o açúcar, é gerar uma forma de energia (ATP, adenosina trifosfato) que será empregada na realização dos FIGURA 1 – Seqüencia de reações enzimáticas pela fermentação alcoólica. Fonte: LIMA; BASSO; AMORIM, 2001. 16 diversos trabalhos fisiológicos (absorção, excreção e outros) e biossínteses, necessários à manutenção da vida, crescimento e multiplicação para perpetuar a espécie. 1.5.2 Produtos secundários da fermentação Na seqüência de reações enzimáticas de produção de ATP, e intrínsecas à formação de etanol, rotas metabólicas alternativas aparecem para propiciar a formação de materiais necessários à constituição da biomassa (polissacarídeos, lipídeos, proteínas, ácidos nucléicos e outros), bem como para a formação de outros produtos de interesse metabólico, relacionados direta ou indiretamente com a adaptação e sobrevivência. Dessa forma, juntamente com o etanol e o CO2, o metabolismo anaeróbio permite a formação e excreção de glicerol, ácidos orgânicos (succínico, acético, pirúvico e outros), álcoois superiores, acetaldeído, acetoína, butilenoglicol, além de outros compostos de menor significado quantitativo. Simultaneamente ocorre o crescimento das leveduras (formação de biomassa). Estima-se que 5% do açúcar metabolizado pela levedura seja desviado para gerar tais produtos secundários da fermentação, resultando num rendimento de 95% em etanol, conforme já observado por Pasteur em condições adequadas de fermentação (com mostos sintéticos). Entretanto, em condições industriais, nas quais fatores químicos, físicos e microbiológicos afetam a levedura, rendimentos de 90% normalmente são obtidos, o que implica em desvios de 10% do açúcar processado para a formação de outros produtos que não o etanol. Levando-se em consideração as reações responsáveis e a estequiometria das mesmas, pode-se calcular o equivalente em açúcar consumido para a formação de cada um dos produtos da fermentação, incluído a biomassa (TAB. 1). 19 caldo no processo de fabricação de açúcar, bem como o ácido sulfúrico empregado no tratamento do fermento, parecem fornecer quantidade suficiente de enxofre para a levedura, pois sua exigência desse elemento é pequena. A TAB. 2 apresenta as concentrações dos principais nutrientes minerais para uma boa fermentação alcoólica. Tais nutrientes podem já estar presentes no mosto, sendo desnecessárias adições. Entretanto, podem ocorrer teores inadequados e deficiência de alguns e concentrações excessivas de outros. TABELA 2 Concentrações de nutrientes minerais no mosto para se obter adequada fermentação alcoólica Nutrição mineral Concentração em mg/L Nutriente mineral Concentração em mg/L NH4 + 50—150 Co++ 3,5 P 62—560 Co++2 10 K+ 700—800 Zn++ 0,5—10 Ca++ 120 Cu++ 7 Mg++ 70—200 Mn++ 10—33 SO4 - 7—280 Mn++1 10 (10—80) Na+ 200 Fe++ 0,2 Fonte: LIMA; BASSO; AMORIM, 2001. 1.6.3 Temperatura As leveduras são mesófilas. À medida que a temperatura aumenta, aumenta a velocidade da fermentação, mas favorece a contaminação bacteriana, ao mesmo tempo em que a levedura fica mais sensível à toxidez do etanol. 1.6.4 pH As fermentações se desenvolvem numa ampla faixa de valores de pH, sendo adequada a entre 4 e 5. Os valores de pH dos mostos industriais geralmente se encontram na faixa de 20 4,5 a 5,5, com boa capacidade tamponante, especialmente os preparados com melaço. Fermentações conduzidas em meios mais ácidos resultam em maiores rendimentos em etanol, pelo fato de restringir o crescimento do fermento, com a conseqüente redução da produção de glicerol, ao mesmo tempo em que reduz a contaminação bacteriana. Entretanto, fermentações alcoólicas desenvolvem-se bem em níveis mais elevados, em substratos de alto poder tampão, come os melaços, em pH 5,8-5,9. 1.6.5 Inibidores da fermentação O processo fermentativo pode ser inibido não só pelos seus próprios produtos, como o etanol, como por diferentes substâncias que podem fortuita ou deliberadamente estarem presentes nos mostos. Assim, alguns minerais como potássio e cálcio podem se apresentar em quantidades excessivas, quando se emprega elevada proporção de melaço. Recentemente, o alumínio foi identificado como elemento estressante da levedura, acarretando queda simultânea da viabilidade e dos teores de trealose da levedura. A sulfitação do caldo de cana para sua clarificação pode resultar em melaços com elevados teores de sulfito, que pode acarretar efeitos tóxicos à levedura, comprometendo a fermentação, bem como aumentar a acidez do álcool obtido. 1.6.6 Concentração de açúcares Aumentando-se a concentração de açúcares, aumenta-se a velocidade de fermentação, a produtividade e, dentro de certos limites, acarreta-se menor crescimento do fermento e menor formação de glicerol por unidade de substrato processado. Entretanto, elevados teores de açúcar acarretam um estresse osmótico da levedura. 21 1.6.7 Concentração de inóculo Maiores concentrações de levedura na dorna permitem fermentações mais rápidas, com maior produtividade e com maior controle sobre as bactérias contaminantes, além de restringir o crescimento da própria levedura. Por outro lado, elevado teor de levedura exige energia de manutenção maior, isto é, maior consumo de açúcar para manter as células vivas. Como conseqüência, resulta em maior competição pelos nutrientes do meio, minerais e vitaminas, diminuindo a viabilidade do fermento. Daí existir um teor ótimo de levedura na dorna, dependendo das condições do processo industrial. A utilização de ácido benzóico mostra-se capaz de reduzir o crescimento excessivo da levedura, ao mesmo tempo em que diminui a formação de glicerol e aumenta o rendimento da fermentação. 1.6.8 Contaminação bacteriana Desde que a fermentação industrial, pela dimensão do processo não é conduzida em condições de completa assepsia, a contaminação bacteriana, principalmente de Lactobacillus e Bacillus, está sempre presente e, dependendo de sua intensidade, compromete o rendimento do processo fermentativo. A contaminação bacteriana associa-se ao aumento da formação de ácido láctico e, considera-se, na indústria, que essa contaminação é o principal responsável pelo acidente da fermentação alcoólica. 1.6.9 Antissépticos No Brasil não é usual esterilizarem-se os mostos nas destilarias de álcool e de aguardente. Para controlar o problema das contaminações, aconselha-se o uso de antissépticos, capazes de criar ambiente favorável ao desenvolvimento das leveduras e desfavorável a outros microrganismos. 24 1.8.1 Prática da fermentação alcoólica Tão logo se mistura o inóculo ao mosto corrigido, inicia-se o processo de fermentação alcoólica dos açúcares fermentescíveis nele contidos. Pode-se distinguir numa fermentação alcoólica urna fase preliminar, uma fase tumultuosa e uma fase final ou complementar. A fase preliminar, a que se denomina de fase lag, inicia-se no momento do contato do levedo com o mosto. Caracteriza-se por multiplicação celular intensa, pequena elevação de temperatura e pequeno desprendimento de dióxido de carbono. Sua duração varia de acordo com o sistema de fermentação da destilaria; ela pode ser reduzida pelo uso de um inóculo bem volumoso. A fase tumultuosa caracteriza-se pelo desprendimento volumoso e intenso de dióxido de carbono, conseqüência da existência de um número suficiente de células para desdobrar os açúcares fermentescíveis do mosto. É a fase de maior tempo de duração. A temperatura eleva- se rapidamente, a densidade do mosto reduz-se e elevam-se a porcentagem de álcool e a acidez. O substrato agita-se como em ebulição. Corrigem-se os inconvenientes da elevação exagerada da temperatura com refrigeração. FIGURA 2 – Esquema da preparação do inóculo. Fonte: LIMA; BASSO; AMORIM, 2001. 25 A fase complementar caracteriza-se pela diminuição da intensidade do desprendimento do dióxido de carbono, por menor agitação do líquido e diminuição da temperatura. Nessa fase a concentração de açúcares chega ao fim. 1.9 Pureza das fermentações A fermentação alcoólica industrial é um processo fermentativo rústico, que certas vezes se processa em condições tecnicamente adversas. A rusticidade do processo se deve, inegavelmente, à capacidade biológica das leveduras, bastando que se lhes dêem condições de concentração adequada, nutrientes e alguns desinfetantes, para que o processo se desenvolva satisfatoriamente. Entretanto, as contaminações apresentam-se com freqüência, prejudicando o rendimento econômico. O controle das fermentações faz-se por tópicos. • Tempo de fermentação: nos processos fermentativos descontínuos, a medida de sua duração média varia de acordo com a forma como se conta o tempo, se ao entrar o mosto em contacto com o inóculo ou após encher as dornas. O tempo é mais curto em mostos de melaço e de caldo de cana e mais longo nos mostos de amiláceos. Fixando- se os tempos médios gastos numa destilaria, de acordo com os procedimentos técnicos que se adotam, uma alteração para mais ou para menos, é um sinal de importância relevante na observação da fermentação. • Odor da fermentação: o aroma, das fermentações puras é penetrante, ativo, e tende para odor de frutas maduras. Cheiro ácido, a ranço, ácido sulfídrico e outros, indica irregularidade. • Aspecto da espuma: embora varie com a natureza do mosto, temperatura e a raça da levedura, a espuma apresenta-se com aspecto típico e característico, nas mesmas condições de fermentação. Alterações nessas características indicam irregularidade. • Drosófilas: infalivelmente, quando há infecção acética, aparecem "moscas do vinagre" em número proporcional à contaminação. • Temperatura: nota-se que a temperatura de um mosto aumenta no decorrer do processo, tendo-se que usar dispositivos de refrigeração para mantê-la nos níveis adequados até o final. Alterações importantes na curva de temperatura, do início ao 26 final da fermentação, são um indício de possíveis defeitos. Recomenda-se operar entre 32°C e 34°C.. • Densidade do mosto: durante a fermentação, a densidade do mosto decresce segundo uma curva condizente com as fases da fermentação. De sua observação percebem-se as alterações da marcha fermentativa. • Açúcares no mosto: consomem-se de acordo com a curva da densidade. A irregularidade no consumo indica defeitos na fermentação. • Acidez no substrato em fermentação: do começo ao final da fermentação nota-se um acréscimo na acidez titulável. Não deve haver grande diferença entre a final e a inicial. Quando a acidez final for maior do que o dobro da inicial é sinal de má fermentação. 1.10 Sistemas de fermentação Há processos descontínuos e contínuos; os contínuos são relativamente recentes, embora seu uso industrial tenha se iniciado na década de 1940. Embora tenha-se ensaiado usar processo de fermentação contínua anteriormente, o interesse pelo seu uso despertou após o estímulo à produção de etanol decorrente da crise econômica causada pela alta dos preços do petróleo nos anos 70. Nos processos descontínuos distinguem-se quatro tipos de fermentação industrial, que se denominam sistema de cortes, sistema de reaproveitamento do inóculo (ou de “pé de cuba”), sistema com culturas puras e sistemas de recuperação de leveduras, também denominado de reciclagem ou de reciclo de leveduras. • Sistema de cortes: depois que se faz a primeira fermentação. Divide-se o volume de mosto fermentado por dois recipientes, completam-se os dois e deixa-se fermentar. Um envia-se para a destilaria e o outro serve para produzir o inóculo (ou “pé”) para mais dois, e assim por diante. • Sistema de reaproveitamento do inóculo: após a fermentação, deixam-se decantar as leveduras, retira-se o substrato fermentado para a destilação, trata-se o inóculo precipitado no fundo da dorna, ao qual se denomina de pé-de-cuba, e se realimenta com novo mosto. Tal processo é muito difundido na produção de aguardente. 29 fermentação é muito rápida, porque o volume de inóculo ocupa praticamente a metade do volume útil de cada fermentador. A descarga faz-se intermitentemente para o decantador. As modificações nas salas de fermentação das destilarias de álcool iniciaram-se com a adaptação das instalações de fermentação existentes. Instalaram-se ligações entre as dornas que trabalhavam de forma intermitente, por carga e descarga, de modo que o mosto em fermentação passasse da primeira à última da série de recipientes. O mosto em fermentação saía pela base de uma dorna e entrava lateralmente na seguinte, continuamente até a última, de onde seguia para a destilaria. A alimentação de mosto fazia-se na primeira ou nas duas primeiras dornas, e a circulação de uma para outra dorna por vasos comunicantes ou por meio de bombas. Em algumas instalações, recolhia-se o mosto fermentado da última dorna em dornas de espera, onde terminava a redução dos açúcares fermentescíveis e dali conduzia-se para a destilaria. A recuperação das leveduras fazia-se para a renovação do levedo e reinoculação nas primeiras dornas onde se fazia a entrada de mosto. Na literatura estrangeira, destacam-se os trabalhos iniciais de ALZOLA E MARILLER. Posteriormente a tecnologia evoluiu, passando-se a construir instalações de fermentação especialmente projetadas para a fermentação contínua. Inicialmente, projetaram- se equipamentos para fermentação alcoólica de melaços de beterraba e de cana-de-açúcar. Para o trabalho com caldo de cana-de-açúcar, faz-se necessário clarificá-lo. No Brasil, dois pesquisadores, MATOS e BORZANI, se preocuparam em estudar a fermentação contínua, principalmente o último que deu origem a gerações de pesquisadores na área. Depois que se estabeleceu o Proálcool, os fabricantes de álcool brasileiros demonstraram interesse pelos processos contínuos e instalaram algumas destilarias com aparelhos de fermentação dotados de apenas um fermentador, ao mesmo tempo em que fizeram adaptações em destilarias existentes, providas do sistema convencional de fermentação descontínua. Dentre as inovações tecnologias, surgiu o Biostil, patente sueco- brasileira, no qual, além da fermentação contínua, se conseguia uma redução do volume de vinhaça, pois se usava o resíduo da destilaria na diluição de mostos. Além do processo contínuo, é um sistema que fermenta mostos com alta pressão osmótica, sendo empregada a levedura Schizosaccharomyces pombe. Processo Biostil: Esse projeto, patenteado pelas indústrias Alfa-Laval e hoje controlado pela Nobel Chematur, foi introduzido no Brasil pela Construtora de Destilarias 30 Dedini, S/A – CODISTIL. O projeto, representado esquematicamente na FIG. 4, além da continuidade do processo fermentativo, alia a fermentação em meio de alta pressão osmótica. Com o retorno da vinhaça para auxiliar na diluição do melaço, o processo apresenta uma vantagem adicional, que é a de reduzir sensivelmente o volume de vinhaça que se obtém da destilação. O volume reduz-se de 10 litros (número médio geral) de vinhaça por litro de álcool, para volume da ordem de 2 litros por litro de álcool. Em resumo, o processo inicia-se com a levedura do gênero Schizosaccharomyces, tolerante à alta pressão osmótica. O inóculo é colocado em contato com o mosto, preparado com melaço ou xarope de cana-de-açúcar em um único fermentador, provido de agitação e de uma fraca aeração, para garantir a multiplicação da levedura. À medida que o processo se desenvolve, o mosto em fermentação tem sua temperatura continuamente controlada pelo trocador de calor Tvi. O vinho VI é continuamente centrifugado; o leite de leveduras retorna ao fermentador único e o vinho deslevedurado Vi encaminha-se à coluna de destilação através do trocador de calor Tvn onde se aquece refrigerando a vizinhança VR que vai ao fermentador, no qual dilui o melaço ou o xarope. Na coluna de destilação, é retirado o álcool de cabeça Ac e na coluna de retificação o etanol Et. Na base da coluna de destilação escoa a vinhaça residual Vn. Este processo, de alto desempenho, não está sendo amplamente usado no Brasil, porque é mais adequado ao trabalho com meios de melaço e xarope e, atualmente as destilarias brasileiras trabalham principalmente com caldo e com mosto misto. FIGURA 4 – Esquema de funcionamento de um processo Biostil. Fonte: LIMA; BASSO; AMORIM, 2001. 31 1.12 Salas de fermentação Denominam-se salas de fermentação as construções onde se abrigam as dornas abertas ou fechadas, as centrífugas, os pré-fermentadores, os tanques de tratamento do fermento e outros equipamentos ligados ao processo de fermentação. Sua construção se faz segundo preceitos técnicos e de engenharia, variáveis para cada região, de acordo com as condições de clima, de forma que sempre se obtenha o máximo de higiene, controle de temperatura, iluminação e ventilação adequadas e escoamento de resíduos. Devem-se se fazer construções suficientemente amplas para que o equipamento se instale com espaços livres à volta, permitindo acesso fácil para assepsia, reparos, substituições e modificações. Com o aumento da capacidade de produção das destilarias, modificou-se o conceito de sala de fermentação. Para destilarias que produzem mais de 1.000m3 de etanol por dia, projetam-se instalações para trabalhar com dornas fechadas, instaladas a céu aberto. As construções fechadas abrigam equipamentos mais sensíveis e todo o sistema de automação, que não se encontra em grande parte das destilarias. 1.13 Recipientes de fermentação No Brasil, trabalha-se com dornas abertas e fechadas, construídas de aço-carbono, cilíndricas, com altura igual a uma vez seu diâmetro, em média e de fundo cônico. O controle de temperatura da fermentação faz-se por meio de trocadores de calor de placas, que eventualmente podem servir como aquecedores de mosto em fermentação. O volume dos recipientes de fermentação varia; tecnicamente recomenda-se que seja harmônico com a capacidade dos destiladores. Na prática, considera-se conveniente que tenham a capacidade de duas vezes e meia a capacidade horária de destilação. Com base na riqueza alcoólica dos vinhos (7 a 9%), torna-se fácil calcular p volume total de recipientes de fermentação e o volume de cada um. Este varia em função do sistema de fermentação que se adota. Para simplificar, admite-se um volume total na proporção 1:12, 34 Quando se executa uma destilação descontínua, realiza-se uma destilação simples, vaporizando-se primeiro as substâncias mais voláteis do que a água e o álcool. O primeiro destilado é uma mistura de álcool e etanol, bases voláteis, aldeídos e ácidos e denomina-se, na prática, destilado de cabeça. Depois de sua separação, os vinhos emitem vapores mais ricos em etanol, com menor quantidade de impurezas voláteis e chamado de destilado de coração. Finalmente, quando quase se esgotou o etanol do vinho, passam vapores mais impuros, que se constituem de etanol, água e impurezas menos voláteis, como os álcoois superiores. É o destilado de cauda. O destilado que se recolhe como produto final da destilação é uma mistura de produtos de cabeça, de coração e de cauda, ou apenas destilado de coração, separando-se de 10 a 20% do total, conforme o destino do destilado. No Brasil, não se separam cabeças e caudas na produção de aguardente. A aguardente é um destilado de 50% de álcool em volume, aproximadamente. As primeiras porções do destilado contêm mais de 60% de álcool em volume; à medida que destilação continua, enfraquece-se o destilado, que é recolhido quando atinge concentração de 40 a 50%. No vinho que resta no aparelho de destilação ainda existe uma pequena porção de álcool que se perde na vizinhança. Para não perdê-la, continua-se a destilar até não haver mais álcool e recolhe-se o destilado à parte, com a denominação de água fraca. A água fraca junta-se à carga seguinte para recuperar-se o álcool que contém. Os aparelhos de dois e três corpos evitam essa perda, ao mesmo tempo que recuperam calor na operação. Em outros países, as técnicas de destilação simples são diferentes. Em alguns casos, destila-se o vinho até eliminar todo o álcool e redestila-se o líquido de baixa concentração de álcool, separando-se as frações e recolhendo-se um destilado de alta concentração, com 60% ou mais de álcool, para o preparo de bebidas, para o envelhecimento ou outra finalidade. 1.14.2 Destilação contínua Realiza-se em colunas de destilação, fazendo-se a alimentação contínua do aparelho com vinho, retirando-se continuamente a vinhaça pela base e o destilado no topo. 35 A separação dos componentes secundários, que se constituem de todas as substâncias que não o etanol, faz-se pelo topo do aparelho, pela base, ou lateralmente em alturas determinadas, segundo a natureza das impurezas. As colunas de destilação constituem-se de gomos cilíndricos superpostos, contendo separações transversais às quais se dá o nome de pratos ou bandejas. Os gomos e as bandejas formam como uma série de aparelhos de destilação simples, superpostos, um destilando seus vapores para o outro, para cima, através de calotas, e recebendo o líquido residual do imediatamente superior, descendo por meio de tubos, que recebem a designação de sifões. (FIG. 5) O aquecimento das colunas faz-se pela base, de forma direta, por injeção de vapor d’água por meio de tubos perfurados, ou indiretamente por meio de serpentinas ou trocadores de calor. O aquecimento das badejas faz-se pelo calor dos vapores de vinho que ascendem na coluna. Esses vapores, emitidos por uma mistura de etanol e água, são mais ricos em álcool que o vinho. Condensando-se no prato imediatamente superior, enriquecem o vinho ali contido e o aquecem à ebulição, gerando vapores mais ricos, e assim por diante. A temperatura da coluna diminui da base para o topo, ao mesmo tempo que a riqueza alcoólica aumenta na mesma direção. Os vapores saem na parte superior da coluna e dirigem-se para um condensador, no qual passa vinho frio, continuamente em seu caminho para o topo da coluna de destilação. FIGURA 5 – Esquema dos gomos e pratos de uma coluna. Fonte: LIMA; BASSO; AMORIM, 2001. 36 Nesse condensador, os vapores alcoólicos condensam-se e transferem calor para o vinho. Daí, a sua denominação de preaquecedor de vinho, ou de “esquenta-vinho”. O condensado se divide em duas partes, uma que volta à coluna e outra que segue para o resfriador, equipamento da coluna que resfria o destilado por circula de água. Daí, pra fora do circuito. O retorno de parte do destilado à coluna é denominado de refluxo, retrogradação ou deflegmação, cuja função é auxiliar a manter vapores ricos em álcool na cabeça da coluna. Ao se fazer a alimentação da coluna pelo topo, os vapores que ali se emitem não são muito concentrados e a coluna é denominada de baixo grau. Se a alimentação faz-se pela altura média do aparelho, divide-se a coluna em dois troncos: um de esgotamento, abaixo da alimentação, e outro de concentração, acima da alimentação. A coluna chama-se de alto grau, os vapores são mais ricos em etanol, e geralmente mais puros. Numa coluna de destilação, a graduação alcoólica maior ou menor obtém-se em função do número de pratos superpostos. Um número maior eleva mais a concentração alcoólica dos vapores. Numa coluna de baixo grau emitem-se vapores de concentração relativamente baixa, e normalmente recolhem-se depois de condensados, sob a forma de mistura com impurezas voláteis de cabeça. As impurezas de cauda eliminam-se parcialmente pela base na vinhaça. Nas colunas de alto grau, normalmente se retiram os produtos de cabeça do condensador deflegmador, e o destilado, ou flegma, parcialmente purificado, retira-se lateralmente do troco de concentração (FIG. 6). As impurezas de cauda eliminam-se parcialmente nas vinhaças, as quais descarregam-se continuamente na base, por meio de sifão. Este, regula a permanência de líquido na base da coluna, para receber o aquecimento e gerar vapores para aquecer o vinho na primeira bandeja. 39 Na retificadora C, o flegma com 40 a 50% de álcool em volume, aproximadamente, penetra na parte inferior e, com destilações sucessivas em mais de quarenta bandejas, aumenta a graduação alcoólica até o topo. Com as deflegmações constantes, acumula-se na base grande quantidade de impurezas de menor volatilidade, as quais se retiram lateralmente nas faixas de concentração de 40 a 50% e de 55 a 65% de álcool em volume. Separam-se em um decantador, sob a forma de mistura de diversas substâncias, com o nome de óleo fúsel, na qual predominam os álcoois amílico e butílico. Não se fazendo a separação lateral, a concentração eleva-se muito e o produto que era de cauda ascende na coluna, podendo passar a ser cabeça. Fazendo-se um retirada lateral na zona de concentração de 90 a 92% de álcool etílico em volume, pode-se separar uma fração de impurezas constituídas por ésteres pesados, como isovalerianatos e isobutiratos. Na coluna de repasse final D, devido à máxima concentração de etanol que se pode obter por destilação, acumulam-se no topo impurezas de coeficiente de solubilidade maior que 1. O álcool puro retira-se na base como cauda, e as impurezas como cabeças, no topo. Na prática, pode-se substituir a coluna de repasse final por uma extração lateral no topo da retificadora, em local correspondente a 4 ou 5 bandejas abaixo da cabeça da coluna. Não se consegue fazer purificação do álcool etílico pela retificação, por influência de vários fatores como, por exemplo, marcha imperfeita da operação, dificuldade de separar as cabeças per excesso de deflegmação em separar as caudas, variação da temperatura, pureza das fermentações, oscilações na composição dos vinhos, reações químicas de esterificação, combinação e decomposição. Para produzir álcool retificado mais puro, usa-se neutralizar o álcool com solução alcoólica alcalina, evitando-se uma alcalinização excessiva, que pode conduzir a prejuízos, favorecendo a decomposição de aminas e sais amoniacais. Na retificação há sempre perdas do álcool, variáveis com diversos fatores, alguns dos quais retrocitados. 1.17 Desidratação do etanol Não se pode, apenas por destilação, obter álcool etílico com concentração superior a 97,2% em volume (95,6% em massa), porque, nessa concentração, a mistura de etanol e água é azeotrópica. 40 Os processos industriais para desidratação classificam-se em químicos e físicos. Os primeiros baseiam-se no emprego de substâncias químicas, como o óxido de cálcio, acetato de sódio, carbonato de potássio e outros, que são capazes de absorver a água do etanol retificado no estado de vapor ou líquido. Os processos físicos baseiam-se na variação de pressão, destilação de mistura hiperazeotrópica obtida por processos químicos, absorção de vapores usando corpos sólidos, atmólise, destilação em presença de um terceiro corpo e uso de absorventes regeneráveis, que fracionam a mistura azeotrópica pela absorção de água ou de álcool e na separação de etanol por membranas, denominadas de peneiras moleculares. A maioria das destilarias ainda usa o processo de arrastamento do álcool em presença de uma terceira substância volátil. 1.17.1 Processo de desidratação com o uso de arrastadores Nesse processo, introduz-se uma terceira substância capaz de formar uma mistura azeotrópica com a água e o etanol, de ponto de ebulição inferior ao da mistura azeotrópica binária. Adicionando-se a uma mistura homogênea uma terceira substância insolúvel num dos dois componentes, provoca-se a separação de dois estratos. Adicionando-se benzol à mistura de água e etanol, separam-se camadas de água-álcool e benzol-álcool. Submetendo-se à destilação uma mistura de líquidos mutuamente insolúveis, a temperatura de ebulição é inferior a dos dois componentes, porque a tensão dos vapores resultantes é a soma das tensões parciais para qualquer proporção das substâncias. A mistura de 91,7 partes de benzol e 81,3 partes de água ferve a 69,25°C, enquanto que o ponto de ebulição do benzol puro é de 80,2°C e o da água é 100°C, ao nível do mar. Enquanto houver ebulição, a temperatura e a composição dos vapores permanecem constantes. Isso se explica porque consegue-se separar a água de uma mistura hidroalcoólica com o auxílio de um corpo transportador. Adicionando-se 50% de benzol, em massa, à mistura etanol-água com 95% de álcool em volume durante a destilação, consegue-se o arraste da mistura ternária benzol-etanol-água (74,1-18,5-7,4) a 64,85°C, à formação de mistura binária azeotrópica benzol-etanol (67,74- 32,26) a 68,24°C e a destilação do álcool anidro (ou absoluto) a 78,5°C. 41 Podem-se aconselhar como arrastadores, benzol, ciclohexano, tricloroetileno, formiato de etila e cloreto de butila e suas misturas. Os transportadores escolhem-se de acordo com a facilidade de obtenção, preço, a capacidade de arrastamento de álcool e a facilidade de recuperação. No Brasil, comumente usa-se o benzol como arrastador. A FIG. 8 esquematiza a desidratação com uso de benzol como arrastador. O vinho pré- aquece no condensador de refluxo V e entra no topo da coluna destiladora A. O flegma passa lateralmente para a retificadora B e, sob a forma de álcool a 96% aproximadamente, passa à coluna C. Aí adiciona-se benzol, criando-se três zonas no interior: uma de mistura ternária benzol-etanol-água (64,85°C), outra de benzol-etanol (68,24°C) e outra de etanol desidratado. (78,35°C). A mistura ternária passa para o decantador N, através do condensador M. No decantador N mistura-se com água, separando-se dois estratos. A camada superior, rica em benzol, retorna ao topo de C; a inferior, rica em etanol, passa à coluna E. Aí, separa-se a mistura ternária que vai condensar em M. Na base E retira-se uma mistura binária água-etanol, que passa à retificadora D, de onde retorna álcool à coluna C, através do condensador O. Na base de D elimina-se água. Na base de C recolhe-se álcool desidratado, com aproximadamente 99,9% de álcool em volume (99,84% em massa). FIGURA 8 – Esquema de instalação de destilação e desidratação de álcool. Fonte: LIMA; BASSO; AMORIM, 2001. 44 Brasil, ainda não se tem dados suficientes, mas é possível afirmar que será longa também. Numa usina que já dotou essa técnica, a perda atingiu 1%, aproximadamente. Para uma instalação que produz 600m3 de álcool diariamente, a reposição de resina na safra foi de 1 tonelada, para uma carga de 115 toneladas. O processo de desidratação, como o uso de peneiras moleculares, traz a vantagem de produzir álcool anidro sem resíduos do benzol. 1.18 Fluxograma do processo de produção de álcool e açúcar A FIG. 10 apresenta um fluxograma resumido do processo de produção do etanol e do açúcar a partir da cana-de-açúcar. FIGURA 10 – Fluxograma do processo de produção do álcool e do açúcar. Fonte: UNICA, 2008. 45 1.19 Planta fotográfica de uma usina de álcool e açúcar A FIG. 11 apresenta uma planta fotográfica genérica de uma usina de produção de álcool e açúcar a partir da cana-de-açúcar. Na FIG. 11, o item 1 corresponde ao plantio de cana-de-açúcar; o item 2 corresponde à colheita mecanizada, eliminando-se a necessidade de queima da palha que é essencial para viabilizar a colheita manual; o item 3 corresponde à chegada e recebimento da matéria-prima pela usina, que deve ocorrer no máximo em 24 horas pelo fato de a cana-de-açúcar ser perecível; o item 4 corresponde à moagem da cana-de-açúcar sob pressão de rolos ou por meios difusores; o item 5 corresponde à produção do açúcar a partir do caldo produzido na moagem da cana; o item 6 corresponde à produção do etanol a partir da fermentação, seguida pela destilação, do caldo da cana-de-açúcar; o item 7 corresponde a tanques de armazenamento para o etanol após produção até o momento de comercialização e transporte, que ocorre normalmente via rodoviário; e o item 8 corresponde à geração de bioenergia a FIGURA 11 – Planta fotográfica de uma usina de álcool e açúcar. Fonte: UNICA, 2008. 46 partir da queima do bagaço fibroso que gera vapor, que por sua vez, aciona turbinas produzindo eletricidade totalmente limpa e renovável. 49 A FIG. 13 apresenta o balanço geral da emissão e consumo de CO2 na produção do álcool a partir da cana-de-açúcar. FIGURA 12 – Mitigação das emissões de CO2. Fonte: UNICA, 2008. FIGURA 13 – Balanço de emissões e consumo de CO2. Fonte: UNICA, 2008. 50 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS DICIONÁRIO ONLINE DE PORTUGUÊS DO BRASIL. Disponível em: <http://www.dicio.com.br/>. Acesso em: 4 out. 2010. LIMA, U. A.; BASSO, L. C.; AMORIM, H. V. Produção de etanol. In: LIMA, U. A. et al (Coord.). Biotecnologia Industrial. São Paulo: Blucher, 2001. p. 1-39, 3 v. UNIÃO DA INDÚSTRIA DE CANA-DE-AÇÚCAR (UNICA). Etanol, açúcar e energia. São Paulo, 2008. Disponível em: <http://www.unica.com.br>. Acesso em: 3 out. 2010. URQUIAGA, S.; ALVES, B. J. R.; BOODEY, R. M. Produção de Biocombustíveis: A questão do balanço energético. Revista de Política Agrícola, Campos; ano XIV-n° 1, jan/fev/mar/ 2005. 51 GLOSSÁRIO Amilácea: que contém amido. Aprovisionar: fornecer provisões, coisas necessárias; prover, abastecer. Brix: é uma escala numérica que mede a quantidade de sólidos solúveis em uma solução de sacarose. Uma solução de 25°Brix tem 25 gramas do açúcar de sacarose por 100 gramas de líquido. Cariotipagem: classificação cromossômica de uma célula. Colmo: é um tipo de caule encontrado em gramíneas como cana-de-açúcar, milho e arroz. Deflegmação: destilação. Deflegmador: parte do alambique em que se faz a deflegmação. Aparelho utilizado na destilação como condensador parcial. Edáfica: relativo ou pertencente ao solo. Que resulta de fatores inerentes ao solo ou que por eles é influenciado. Feculenta: que contém fécula, ou seja, amido. Flegma: destilado impuro na produção do etanol. Hulha: é um carvão mineral formado por troncos, galhos e folhas de árvores gigantes há 250 milhos de anos em pântanos rasos. Levulose: variedade química levógira da frutose. Melaço: subproduto da cana-de-açúcar, obtido como resíduo da cristalização do açúcar dessas plantas. Consiste em um líquido muito escuro, viscoso e não- cristalizável, contendo de 35 a 50% de açúcar. Mesófilas: microorganismo ativo em temperatura próxima a 35°C.