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  Comparação da viabilidade celular na produção de etanol fabricado pela dorna aberta e pela dorna fechada1
26/10/2011

MARLA VIEIRA HONORIO
DF - BRASILIA
Este trabalho trata da comparação de dois processos fermentativos, o de dorna fechada e de dorna aberta com o objetivo de comparar a viabilidade celular na produção de etanol através da contagem microscópica das células.

Área(s) de Atuação que o Presente Artigo trata
Biologia
Meio Ambiente e Biodiversidade
Gestão Ambiental


Introdução A fermentação alcoólica é um processo biológico constituído de reações bioquímicas em cadeia (glicólise) onde açúcares simples são metabolizados por leveduras (seres unicelulares de característica esféricas, elípticas ou cilíndricas) que se reproduzem normalmente por brotamento (AMORIM, 2010). A maior parte dos estudos existentes, no mundo foi direcionada principalmente para a fermentação alcoólica relacionada à produção de bebidas; contudo observa-se que atualmente é destaque no setor de combustível para veículos, o chamado biocombustível (RIZZON; MANFROI, 2010). Industrialmente, a fermentação ocorre nas dornas que são recipientes industriais destinadas a conter o mosto (o alimento das leveduras e o fermento para a consecução do processo de fermentação alcoólica) além de proporcionar as condições (arejamento, iluminação e ter baixa variação de temperatura) necessárias ao processo para que o mesmo seja economicamente viável. As dornas de fermentação podem ser aberta ou fechada. Na aberta o fermento fica exposto e a solução aquece naturalmente ocorrendo a liberação de gás carbônico e também a formação de alguns produtos secundários como, álcoois superiores, glicerol, e aldeídos liberados diretamente para atmosfera. Já as dornas de fermentação fechada possuem canalizações para a saída desse gás. O tempo de fermentação varia de 4 a10 horas para ambos os processos e ao final deste período todo açúcar foi consumido com a conseqüente redução de liberação de gases (COPERSUCAR, 2010). Alves, 2000; Basso et al., 1997; Nagang et al., 1989; D´Amore et al., 1988; Narendranath et al., 1997 (apud CHERUBIN, (2003, p. 69) explicam que a viabilidade é caracterizada pelas leveduras adaptadas às condições industriais para a produção de etanol, portanto, é um importante parâmetro para avaliação dos efeitos causados pela contaminação bacteriana durante a fermentação. Com uma melhor compreensão do processo fermentativo é possível realizar uma intervenção segura, de modo a obter ganhos efetivos de eficiência sem comprometer o meio ambiente. Assim, objetivou-se comparar os processos produtivos de fermentação entre o de dorna aberta e o de dorna fechada, de modo a demonstrar qual dos dois processos apresenta maior eficiência produtiva, através da análise de determinação de levedura por microscopia do vinho levurado (viabilidade celular). Material e Métodos O trabalho foi resultado de uma pesquisa bibliográfica e estudo de campo com abordagem quantitativa na Usina Santa Helena de Açúcar e Álcool S/A (GO). As amostras foram coletadas de uma dorna aberta e de uma dorna fechada ambas com 350 m3 de capacidade. A coleta foi diária de 01 de julho a 30 de setembro de 2009 (total de 92 dias), da safra 2009-10. As análises microscópicas foram realizadas no laboratório da própria empresa e as análises estatísticas no Núcleo de Estudo e Pesquisa Estatísticas Aplicada (NEPEA) da Universidade de Rio Verde - FESURV. A viabilidade celular foi feita através da análise de leveduras por microscopia no vinho levurado. A amostra foi preparada coletando-se 150 mL do vinho levurado num frasco esterilizado e procedeu-se as diluições 1:10; 1:15; 1:20 e 1:40. Posteriormente foi transferido 1 mL da amostra diluída para o um béquer de 25 mL e adicionou-se a mesma quantidade de corante azul de metileno e citrato de sódio, em seguida, transferiu-se para a câmara de Neubauer, fixando-se a lamínula (20x20 mm). Foram contadas as células coradas e células não coradas e brotos, utilizando-se a lente objetiva de 40x, que se encontravam em 4 quadrículos de 25 campos, considerou-se todas as células que estavam em questão no interior deles e as que estavam até 2/3 para dentro dos quadrículos, a diluição foi feita de modo que se obtivesse de 20 a 30 células mãe, sendo células não coradas as vivas e células coradas as mortas, seguiu-se então os seguintes cálculos para que fosse obtidos os resultados em % de viabilidade celular que é igual ao numero de células não coradas x 100, dividiu-se pelo numero total de células (vivas e mortas) (MANUAL, sd). Resultados e Discussão Os resultados obtidos da viabilidade celular estão dispostos na tabela 1. Tabela 1. Distribuição dos valores da levedura por microscopia no vinho levurado no processo de fermentação alcoólica. Meses Tipo de dorna Julho Agosto Setembro Aberta 81,42 ± 9,76 % 77,34 ± 8,45% 78,85 ± 7,49% Fechada 84,84 ± 7,83% 78,26 ± 8,40% 79,05 ± 7,42% De acordo com a tabela 1, em todos os casos não houve uma diferença significativa na viabilidade entre as dornas. Comparando as médias dos resultados obtidos no período dos três meses de estudo observou-se que a viabilidade para a dorna fechada foi de 80,72% e de 79,20% para a dorna aberta; assim os processos de fermentação alcoólica por dorna aberta e dorna fechada da usina estudada não apresentaram diferenças significativas. Segundo a tabela de parâmetros microbiológicos e destilaria do (MANUAL, 2009) a viabilidade ideal varia de 70 a 80% para se ter uma fermentação com ótima qualidade e com uma maior eficiência. Assim, tanto a fermentação em dorna fechada quanto em dorna aberta mostraram-se adequadas para a obtenção de melhores teores alcoólicos. Caso este valor apresentasse inferior a 70% poderia ser observada a contaminação das leveduras por bactérias o que causaria uma perda da viabilidade. Além desse fator poderia ocorre a redução da viabilidade celular devido à recirculação da levedura, pois a centrifuga não seleciona apenas as células viáveis. Ou ainda poderia ter ocorrido um aumento da temperatura o que ocasionaria a morte das leveduras (CHERUBIN, 2003). Conclusões A viabilidade celular dos processos de fermentação apresentaram-se dentro dos padrões para ambos os tipos de dornas. Neste caso para a usina estudada não foi observada diferenças significativas e assim podem ser utilizados ambos os processos sem prejudicar a eficiência da produção alcoólica. Com a realização deste trabalho observou-se a necessidade de novas investigações para avaliar a eficiência das dornas de fermentação, buscando o aumento da produtividade, diminuir os custos, visando uma melhoria contínua do processo, aliando a isto uma boa interação com o meio ambiente, de modo sustentável e responsável. Agradecimentos Usina Santa Helena de Açúcar e Álcool S/A por proporcionar a realização deste estudo. Referências AMORIM, et al. Produção de etanol por leveduras selvagens isoladas no Ceará imobilizadas em uma matriz de sacarose. Disponível em: . Acesso em: 19 mar. 2010. CHERUBIN, Rudimar Antônio. Efeitos da levedura e da contaminação bacteriana na fermentação alcoólica. Tese (doutourado). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. Piracicaba, 2003. COPERSUCAR – Cooperativa de produtores de cana-de-açúcar, açúcar e álcool do estado de São Paulo. Álcool. Disponível em: . Acesso em: 22 mar. 2010. MANUAL de métodos de análises para álcool etílico. Piracicaba: CTC, Versão – 2009. MANUAL de microbiologia. Sociedade dos técnicos açucareiros e alcooleiros do Brasil. Série Stab, n. 2. Apresentação STAB. RIZZON, Luiz Antenor; MANFROI, Luciano. Fermentação alcoólica do bagaço doce. Disponível em: http://bases.bireme.br/cgi-bin/wxislind.exe/iah/online/?Isisscript=iah/iah.xis &src=google&base=LILACS&lang=p&nextAction=lnk&exprSearch=454367&indexSearch=ID. Acesso em: 19 nov. 2009. SOBRINHO, José S. Turbinando os lucros em usinas Brown and greenfiel. Disponível em: . Acesso: 6 maio 2010.

MARLA VIEIRA HONORIO
DF - BRASILIA

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