Aula 8 - Fermentação Alcoólica

Aula 8 - Fermentação Alcoólica

Objetivo Geral:

Apresentar as características do processo de fermentação alcoólica e seus parâmetros de controle.

Objetivos específicos:

1. explicar os tipos de fermentação alcoólica
2. apresentar breve histórico de fermentação alcoólica
3. apresentar alguns parâmetros de controle

Prezi

Vídeo aula

Exercícios Bônus

Avaliação 1 - Tecnologia de Fermentações - FMABC

Aula 8 - Fermentação Alcoólica

Introdução a fermentação alcoólica

Os produtos da fermentação alcoólica são usados há muito tempo, como alimentos (queijo, cerveja, vinho, pães, miso) ou produtos para fins medicinais (chineses usavam coalho de feijão-soja mofado para tratar infecções e índios da América Central usavam fungos para o mesmo fim). Porém, o processo de fermentação em si não era conhecido até a descoberta de Louis Pasteur, no século XIX. Pasteur investigava os problemas dos vinicultores e cervejeiros da França e descobriu que um tipo de levedura originava o vinho bom enquanto outro tipo dava origem ao vinho azedo. Também descobriu que, expostas à altas concentrações de oxigênio, as leveduras produziam água e dióxido de carbono, sendo então a fermentação o processo usado por leveduras para produzir energia na ausência de oxigênio. Após, em 1897, o alemão Buchner mostrou que a fermentação era uma sequência de reações que podem ocorrer fora das células vivas, revelando assim a aplicação de enzimas na fermentação alcoólica.

Os seres humanos tomaram vantagem deste processo aplicando-o em diferentes áreas. Na área alimentícia, o principal microrganismo utilizado nestes processos, é uma levedura comum ou Saccharomyces cerevisiae (“Alcohol fermentation”, [s.d.]).

Em pães, o dióxido de carbono formado sai em forma de gás gerando bolhas que ficam retidas pelo glúten do trigo fazendo com que o pão aumente de volume. Nesse processo, por ser curta a duração do processo de fermentação, apenas pequenas quantidades de álcool é formado e a maioria evapora durante o processo de cozimento de pão (portanto, não há chances de se embriagar comendo pão rs).(“Alcohol fermentation”, [s.d.]).

As bebidas alcoólicas geralmente são divididas em fermentadas e destiladas. Ambas se distinguem pelo fato das bebidas alcoólicas fermentadas passarem por um processo mais lento de decomposição de um produto orgânico levando à transformação do açúcar em álcool e dióxido de carbono. As bebidas fermentadas mais conhecidas são o vinho, a cerveja, o champagne e a sidra (GOMES et al., [s.d.]).

A produção do álcool combustível a partir da fermentação alcoólica também tem sido bastante utilizado de forma vantajosa, principalmente no Brasil, onde as leveduras atuam na fermentação do melaço da cana de açúcar (“Alcohol fermentation”, [s.d.]).

O uso  do etanol comburente foi motivado por intervenções políticas e econômicas do Brasil, o qual foi o primeiro país do mundo a implantar a ideia da produção de etanol como combustível alternativo visando a promoção do crescimento da renda interna do país, economizar divisas, amenizar sucessivas crises do setor açucareiro e a tentar reduzir a dependência do petróleo importado. O etanol é um combustível renovável e barato que até hoje continua tendo uma produção crescente e incentivada (MENDONÇA et al., [s.d.]). Segundo dados do Ministério de Minas e Energia apresentados pelo presidente Ricardo Dornelles, Diretor do Departamento de Combustíveis Renováveis, a produção de etanol no Brasil é quase que exclusivamente para o uso de combustível. No gráfico abaixo (Figura 1), é possível observar como é o uso do etanol no Brasil, sua produção em bilhões de litros e sua expectativa até 2017.

De acordo com o “Relatório do Mercado de Derivados de Petróleo” publicado mensalmente pelo Ministério de Minas e Energia, temos uma variação significativa do preço de Distribuição e de revenda de etanol hidratado ultimamente, lembrando que existem dois tipos de etanol, o hidratado e o anidro, onde o primeiro é utilizado separadamente como combustível e o segundo é utilizado em mistura com a gasolina. Sabendo isso, é possível observar que houve um aumento do valor de distribuição e de revenda ao consumidor final de etanol hidratado nos último semestre, apesar dos preços de distribuição e de revenda terem diminuído em 9,66% e 4,42%, respectivamente, no último mês (Figura 2).

Segundo a ANP (Agência Nacional do petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis), as vendas de combustíveis no mercado brasileiro em 2015 totalizaram 141,811 bilhões de litros, o que representa uma redução de 1,9% em relação aos 144,541 bilhões de litros registrados em 2014. A comercialização de gasolina C foi de 41,137 bilhões de litros, uma queda de 7,3% em relação aos 44,364 bilhões de litros relativos a 2014. Além disso, o consumo de etanol hidratado, que havia sido de 12,994 bilhões de litros em 2014, aumentou para 17,863 bilhões de litros em 2015, o equivalente a um crescimento de 37,5%. O etanol total (soma de anidro - etanol misturado à gasolina - e hidratado - etanol combustível) teve elevação de 19,6% em 2015 frente a 2014, de 24,085 bilhões de litros para 28,796 bilhões de litros.

Aproximadamente 9 em cada 10 carros novos vendidos no Brasil são flex (automóvel capaz de funcionar com etanol, com gasolina ou com qualquer mistura de ambos). Em março de 2010, a frota flex atingiu a histórica marca de 10 milhões de veículos flex.

O Brasil é o maior produtor mundial de açúcar e de álcool: de 13 milhões de hectares de plantações no mundo, 4,5 milhões estão em território nacional, representando cerca de 8% da área cultivada do país. A usinas podem ser auto suficientes, pois a cana pode ser totalmente aproveitada. A partir do vinhoto pode-se fazer fertilizantes e retirar metano, do bagaço pode-se gerar energia através de biodigestores. A energia gerada pode abastecer a usina e o excedente pode ser vendido, sendo a potência dessa geração de energia estimada em 5,2 Gigawatts ou o equivalente a meia itaipú.

A cana-de-açúcar, por meio da fotossíntese, absorve no seu crescimento quase a mesma quantidade de CO2 que é gerado nas etapas de produção, transporte e consumo do etanol, sendo a emissão de gás carbônico quando se queima etanol 90% menor que a queima de gasolina. Logo, o uso de etanol como combustível afeta menos o efeito estufa e o aquecimento global.

De forma geral, existem três maneiras para a produção de etanol, podendo ser: por via destilatória, por via sintética e por via fermentativa. A destilatória não tem muita importância econômica no Brasil, a não ser para o controle de preço de certas castas de vinhos em determinadas regiões vinícolas. A sintética consiste em utilizar hidrocarbonetos não saturados como a hulha (figura 1) para a obtenção do etanol, sendo que países com grandes reservas de petróleo e uma indústria petroquímica avançada, a obtenção por via sintética pode ser uma opção econômica de produção de álcool.

A via fermentativa é a mais utilizada para a obtenção de álcool no Brasil, vendo que o país apresenta condições ambientais e recursos naturais que satisfaçam de forma economicamente positiva e favorável a sua produção.

A fermentação alcoólica é realizada por leveduras e alguns tipos de bactérias. Ela se consiste na conversão de açúcares em álcool etílico e dióxido de carbono por esses microorganismos. De forma geral, ao ter entrada de glicose na célula, ela gera duas moléculas de ácido pirúvico, e cada ácido pirúvico formado irá gerar uma molécula de CO2  (dióxido de carbono), uma moléula de etanol e irá ocorrer o desprendimento de energia (que será utilizada pela célula), conforme esquema abaixo:

A transformação da glicose em etanol passa por duas etapas: glicólise anaeróbica e redução do piruvato formado na glicólise. Na glicólise anaeróbica, a glicose recebe dois grupos fosfato provenientes de duas moléculas de ATP, transformando-se em frutose 1,6-difosfato (seis C e dois fosfatos) a qual será quebrada em duas moléculas de gliceraldeído 3-fosfato (três C e um fosfato). Essa quebra libera energia que permite a ligação de outro grupo fosfato inorgânico a cada gliceraldeído 3-fosfato, formando gliceraldeído 1,3-difosfato. Esses fosfatos são transferidos para moléculas de ADP, formando ATP. O gliceraldeído é transformado em ácido pirúvico.

As moléculas de ácido pirúvico são reduzidas pelo hidrogênio liberado pelo NADH2 produzido na glicólise, formando ácido lático, ácido acético ou álcool etílico e dióxido de carbono, de acordo com o organismo fermentativo. O saldo energético ao fim dessas reações são 2 moléculas de ATP disponíveis para o organismo, o equivalente a apenas 4% da energia contida na molécula de glicose.

O principal microorganismo aplicado na transformação do açúcar em álcool é a levedura Saccharomyces cerevisiae. Isso devido à sua alta seletividade na produção de etanol, alta taxa de crescimento e fermentação, alto rendimento de etanol, elevada tolerância à glucose, etanol, pressão osmótica e condições estressantes, baixa fermentação, ótimo pH e alta temperatura de fermentação. Essa levedura é utilizada na produção de alimentos e bebidas, entre outros produtos de relevância econômica, sido utilizada pelo homem durante pelo menos oito mil anos (Schenberg, 2010).

Os fatores que influenciam seu desempenho é principalmente contaminação bacteriana do meio de fermentação, que é responsável por perdas significativas na produtividade das destilarias. As bactérias competem com as leveduras pelo açúcar e outros nutrientes de caldo, introduzem produtos indesejáveis ​​do seu metabolismo,  o que causa efeitos adversos ao processo de fermentação de levedura. Para controlar estes contaminantes são utilizadas a acidificação do caldo com ácido sulfúrico e o uso de antibióticos. Porém, o uso repetido de acidificação também reduz a viabilidade da levedura (Schenberg, 2010).

Outras aplicações da fermentação alcoólica são para a produção de plásticos biodegradáveis a partir de recursos renováveis e a biorremediação de metais tóxicos, além de para otimizar a produção de etanol (Schenberg, 2010).

Breve histórico

4000 a.C.:  Os egipícios já produziam pães e bebidas alcoolicas a partir de cereais e frutas, porém sem relacionar com a atividade de microorganismos;(LIMA et al., 2001)

1532: Com a vinda das primeiras mudas de cana-de-açucar para a Capitania de São Vicente, foi montado o primeiro engenho de açucar no país. A partir da cana-de-açucar produzia-se o melaço e os resíduos eram destinados à produção de cachaça;

1676: Antonie van Leewenhoek observa pela primeira vez leveduras em um dos seus primeiros microscópios, sendo um marco para o início da evolução da microbiologia (MURRAY; ROSENTHAL; PFALLER, 2015) (DA S. SANTOS et al., [s.d.]);

1863: Pasteur demonstrou a natureza microbiológica da fermentação alcoolica como um processo anaeróbio;

1914 - 1918: Com a Primeira Guerra Mundial houve um avanço para as produções em grande escala, iniciando o uso como combustível líquido para motores de explosão;

1929: Com a grande crise, houve um abalo na industria açucareira ,estava sobrando açucar e cana e faltava divisas para a aquisição de combustível líquido;

1931: O Governo Federal estabeleceu a obrigatoriedade da mistura de 5% de etanol à gasolina, como medida de economia para amparar a lavoura canavieira;

1939-1945: Durante a Guerra faltou gasolina e fez-se necessário substitui-lá por gasogênio ou álcool;

1974: A crise internacional do petróleo motivou uma nova fase na produção de etanol(LIMA et al., 2001);

1975: O governo federal criou o Proálcool - Programa Nacional do Álcool, com intuito de barrar a ameaça do aumento acentuado dos preços do barril de petróleo, somado à tentativa de amenizar o colapso dos preços do açúcar, resultante da superprodução mundial, ficando conhecida como a primeira fase do Proálcool (ANDRIETTA et al., 2007; XAVIER, 2007);

1975/76 e 1978/99: foi possível ampliar a produção de etanol combustível, no País, de 555,6 mil metros cúbicos para 2.490,9 mil metros cúbicos, sendo 2.095,9 mil metros cúbicos de etanol anidro, portanto, basicamente para uso na mistura à gasolina (Unica, 2007).

1979: o Governo Federal decidiu reformular aspectos do PROÁLCOOL para estimular a produção do etanol hidratado, que viria a ser usado diretamente em motores de veículos de passageiros especialmente desenvolvidos para tal fim. Foi criado, então, o Conselho Nacional do Álcool – CENAL (Unica, 2007).

2003: Acontece a introdução de veículos com a tecnologia flex fuel, que permitiu aos veículos leves a mistura de álcool e gasolina em qualquer proporção (MARTINES-FILHO; BURNQUIST; VIAN, 2006; XAVIER, 2007);

2006: O uso de etanol como combustível no Brasil atingiu 13,4 milhões de m3, cerca de 40% do combustível usado em motores. A área colhida é de 5,3 milhões de hectares em 6,3 milhões de hectares de área cultivada. Sendo cerca de 50% da cana usada para etanol e 50% para açúcar (Unica, 2007).

2008: O consumo interno de etanol superou o de gasolina, chegando a ser o principal combustível utilizado na frota de veículos leves no país;

2009: 90% dos veículos leves que possuem licenciamento no Brasil são flex.(DOSSA et al., 2009)

2012/13 o setor sucroalcooleiro esteja processando aproximadamente 700 milhões de toneladas de cana, produzindo 36 bilhões de litros de álcool e 39 milhões de toneladas de açúcar (Unica, 2007).

Tipos de fermentação alcoólica

Dependendo do produto final que se deseja obter, as variáveis iniciais a serem consideradas na fermentação alcoolica são: o tipo de sistema em que será conduzido o processo de fermentação e o tipo de levedura, vendo que tal escolha influencia no teor de álcool desejado, na duração e nas propriedades específicas do produto. Três das leveduras mais utilizadas são: Saccharomyces cerevisiae Hansen que é utilizada na produção do álcool comum, aguardente, cerveja e na panificação; a Saccharomyces ellipsoideus Hansen que é utilizada na produção de vinho de uva e a Saccharomyces calbergensis que é usada na produção de cerveja, lembrando que diferentes tipos de cerveja podem ainda utilizar leveduras diferentes também. (“Fermentação alcoólica”, 2009)

Considerando que a produção do etanol como combustível (anidro e hidratado) é o grande destaque para o uso da fermentação alcoolica no Brasil e ressaltando que aqui foi o primeiro país a investir e transformar os números de produção e uso de biocombustível de forma extremamente significativa, será dado um certo destaque para este tema neste trabalho.

Fermentação alcoolica é realizado por leveduras; onde o ácido piruvinico é convertido em etanol e CO2, em duas etapas: 1° O ácido pirúvico é descarboxilado e forma-se acetaldeído; 2°  O acetaldeído é reduzido pelo NADH a etanol.

Fermentação de Pães

A levedura Saccharomyces cerevisiae que faz a fermentação para panificação a temperatura favorável de 27ºC. A fermentação inicia-se com a adição das leveduras que no caso é o fermento, e termina quando o calor do forno as mata. O calor provoca a expansão do gás, a evaporação do álcool e dá estrutura ao pão. O amido da farinha é hidrolisado em açúcares simples e posteriormente transformado em CO2 e etanol. O CO2 faz a massa do pão crescer e dá uma textura porosa.

Fermentação de Vinhos

Nesse tipo de fermentação, as leveduras Saccharomyces cerevisiae fermentam o açúcar que existe na casca de uva.

As uvas são colhidas, esmagadas e tratadas com compostos de enxofre, que inibem o crescimento de microorganismos competidores das leveduras. As uvas esmagadas formam o most, que inicialmente é mexido para provocar a aerificação e o crescimento das leveduras; posteriormente, é deixado em repouso, o que cria condições anaeróbias favoráveis à fermentação. O CO2 formado a partir do ácido pirúvico, liberta-se para a atmosfera ao decorrer da fermentação enquanto isso, vai aumentando a concentração de etanol. Quando o etanol atinge uma concentração de 12% ele se torna tóxico para as leveduras, e a fermentação termina.

As bebidas não destiladas apresentam um teor alcoolico inferior que as bebidas destiladas porque o alcoól em certa concentração (por volta de 15%) ele se torna tóxico para as leveduras, quando elas morrem, a fermentação termina. (FERREIRA et al, 2016)

Fermentação da cerveja

É fabricada com malte (grãos de cevada germinados e secos), outros materiais ricos em amido (como arroz, milho ou sorgo), lúpulo, água e leveduras das espécies Saccharomyces cerevisiae ou Saccharomyces carlsbergensis. Antes de ocorrer a fermentação, provoca-se a produção de açúcares simples a partir do amido (Sacarificação) na mistura dos cereais. Durante a fermentação, as leveduras convertem o açúcar em CO2 e etanol assim como na fermentação de pães mais um pouco de ácido acético e glicerol. CO2 é libertado e o alcool atinge uma concentração de 3,8% do volume. Após a fermentação, a cerveja é armazenada durante alguns meses, durante os quais ocorre a precipitação de leveduras, proteínas e outras substâncias indesejáveis. Por fim, a cerveja é carbonatada, clarificada, filtrada e engarrafada.

As bebidas não destiladas apresentam um teor alcoólico inferior que as bebidas destiladas porque o álcool a partir de uma certa concentração (por volta de 15%), torna-se tóxico para as leveduras, quando elas morrem e a fermentação termina. (FERREIRA et al, 2016)

MATÉRIA PRIMA PARA PRODUÇÃO DE ETANOL

Tecnicamente, o etanol pode ser produzido a partir de uma ampla variedade de matérias-primas renováveis, que podem ser classificadas em três grupos principais: (1) Os que contêm quantidades consideráveis de açúcares fermentáveis. Exemplo: cana-de-açúcar, beterraba de açúcar, e sorgo doce; (2) Amidos e frutosanos. Exemplo: milho, batata, arroz e trigo; (3) Celulósicos. Exemplo: espigas de milho, madeira e bagaço de cana.

A matéria-prima tem um grande impacto sobre os custos de produção de etanol, como no caso dos celulósicos onde é necesário uma hidrólise prévia de polissacarídeos, aumentando os custos da produção de etanol. A região e o tipo de processamento também influenciam nos custos de produção. De acordo com vários estudos, o balanço energético da produção de etanol pela cana é altamente positivo e muito maior do que o etanol gerado a partir de outras fontes  (Dien and Bothast, 2009).

A indústria sucroalcooleira de hoje é um enorme complexo industrial com mais de 400 indústrias e a participação de várias multinacionais, em um mercado consolidado através de ciclos de aquisições e fusões. É o notável rendimento da produção de etanol  é obtido pela cana de açúcar, que é a matéria-prima mais utilizada atualmente para a produção do etanol, Saccharum officinarum L., cultivada de norte a sul do Brasil, que é atualmente o maior produtor de cana-de-açúcar, açúcar e álcool do mundo (MAPA, 2012), sendo que seu custo é relativamente baixo  para o produtor e para o consumidor final em comparação com obtenção a partir de outros substratos.

A cana-de-açúcar é vista como uma das culturas capazes de suprir a maior parte da demanda brasileira. No entanto, considerando sua magnitude, apostar no monocultivo da cana-de-açúcar e na centralização da produção em alguns estados, não parece uma estratégia adequada, pois a cana-de-açúcar apresenta exigências edafoclimáticas que restringem seu cultivo em diversas regiões do país. (1) No gráfico abaixo, observamos uma análise feita pelo Instituto de Estudos do Comércio e Negociações Internacionais (ICONE) quanto ao custo em dólares/Litro de etanol obtidos pelos substratos de outras fontes de matérias-primas como as que contêm quantidades consideráveis de açucares fermentáveis, amidos e frutosanos como: beterraba, milho e cereais.

Quadro comparativo da produção brasileira de etanol (m³)  de 2012 a abril de 2017. FONTE: UDOP, 2017.

O etanol de cana é produzido a partir da fermentação do caldo de cana e melaço. Por ser um biocombustível limpo, acessível e "low-carbon" (baixa emissão de carbono), o etanol de cana surgiu como líder dos combustíveis renováveis no setor de transportes. O bagaço também desempenha um papel importante no balanço energético do etanol de cana de açúcar. É composto de 20 a 30% (com 50% de umidade) de cana-de-açúcar em uma base de peso molhado e é utilizado para a geração de vapor para moagem, aquecimento, destilação, e mais recentemente, para a co-geração de energia elétrica, fazendo com que uma usina de etanol não seja só auto-suficiente, mas exportadora de energia (CARLOS et al., 2011).

Considerando que as matérias primas mais utilizadas para a produção de etanol são a cana de açúcar, a beterraba e o milho, abaixo será mostrado brevemente sobre o processamento de cada um até a obtenção do produto final.

1. Obtenção do etanol a partir da cana de açúcar

Inicialmente, quando a matéria prima chega à indústria, é retirada amostras de cana para serem analisadas. A cana de açucar então, passa por operações de limpeza, onde há a remoção de impurezas em geral (PAYNE, 1989). Na sequencia, o caldo é extraído, passando a cana por moendas ou pelo processo de difusão, o qual é um processo pouco empregado. O resíduo fibroso sólido resultante, o bagaço da cana, é utilizado como co-gerador de energia através da sua queima, mas também podendo ser utilizado como biomassa para a produção de etanol de 2a geração (SANTOS; GOUVEIA, 2009). (CGEE (ORG.), 2008). O caldo é concentrado por evaporação até a cristalização de sacarose. Os cristais de sacarose são recolhidos por centrifugação, gerando uma fase viscosa saturada de sacarose, conhecida como melaço de cana (etapa da produçao de açúcar). A produção de etanol utilizando cana-de-açúcar como matéria prima pode dar-se através da fermentação do caldo da cana de forma direta ou de misturas de caldo e melaço, este proveniente da produção do açúcar. Tal mistura é frequentemente utilizado no Brasil, visto que a maioria das usinas no país produzem açúcar e etanol na mesma unidade (BNDES; CGEE, 2008), Para a fermentação, algumas destilarias começaram utilizar apenas o caldo da cana, enquanto que outras, só o melaço, mas a mistura é considerada como sendo um melhor substrato, uma vez que o caldo tem algumas deficiências nutricionais, enquanto que o melaço possui compostos inibidores da fermentação de leveduras (LALUCE, 1991) (ANDRIETTA et al., 2007; LIMA et al., 2001). Tal mistura é muito utilizada no Brasil vendo que tradicionalmente, a produção de etanol foi acoplada com a produção de açúcar no Brasil (BASSO; ROSA, 2010). A fim de preparar o caldo para a fermentaçãom é comumente realizada a clarificação, onde é realizada pela correção do pH, aquecimento, decantação e filtração, dessa forma, formará um mosto mais limpo, que fermenta melhor, espuma menos e suja pouco as colunas de destilação. Após esse processo de clarificação resfria-se o caldo e envia-se às dornas de fermentação (LIMA et al., 2001).

Tabela 1 - Composição mineral de substratos a base de cana de açúcar e os níveis recomendados para fermentação de levedura

Nutriente	Concentração	Nível ideal
Nitrogênio	70-350	100-300
Fósforo	20-200	50-250
Potássio	300-12000	700-1300
Magnésio	80-3900	100-200
Sulfito	80-3900	Menor possível
Cálcio	150-2000	Menor possível
Zinco	0,45-9	1-5
Cobre	0,20-8	1-5
Manganês	2-8	1-5
Alumínio	2-500	<10

Fonte: Bassi (2016)

Em geral, a fermentação começa com a adição do mosto da cana (preparado por mistura de suco de cana e melaço, em qualquer proporção), contendo 18 a 22% de açúcares redutores totais, a uma suspensão de células do microorganismo (levedura), chamado também de levedo ou fermento. A fermentação é finalizada dentro de 6 a 10 h, resultando em títulos de etanol de 8 a 12% (v/v). Quando a fermentação cessa, as células de levedura são separadas por centrifugação, resultando numa suspensão concentrada de células de levedura ("creme" de leveduras) com 60 a 70% de células. O creme de levedura é diluído com água e tratado quimicamente a fim de reduzir a contaminação bacteriana e volta a ser usado em um próximo ciclo de fermentação. A agitação do tanque atua em baixa potência, para que apenas evite a compactação das células na parte inferior do reservatório e também para manter uma superfície de contato superior com o substrato.

No processo de fermentação, temos o modo fed-batch ou Melle-Boinot  (75% das destilarias utilizam), e o modo contínuo. Em ambos os processos, após o final da fermentação, as células fúngicas são colhidas por centrifugação e reutilizadas em um próximo ciclo de fermentação.  Estima-se que a biomassa de levedura aumenta de 5 a 10% (em relação à biomassa inicial) durante um ciclo de fermentação. Esta elevada biomassa de levedura dentro do fermentador corresponde um tempo curto de fermentação (6h a 10 h), quando comparado com 40h a 50 h no processo de fermentação do milho. Após a centrifugação, o produto é conduzido à destilação para a recuperação de etanol. Depois de destilar, um líquido chamado vinhaça é produzido na proporção de 10-15 litros por litro de etanol produzido, o qual é utilizado como água de irrigação e fertilizante de solo . Quando comparado com o modo contínuo, o processo conhecido como Melle-Boinot, apresentou maior rendimento e produtividade, considerando ainda seus níveis mais baixos de contaminação e sendo mais facilmente limpos (ZHANG, 2009). O etanol gerado pode ser usado de duas maneiras: misturado à gasolina em níveis que variam de 5 a 27 por cento para reduzir o uso de petróleo, aumentar a octanagem e reduzir as emissões de gases de escape e pode ser usado como etanol puro, o qual, o combustível é constituído por 85 a 100 por cento de etanol de acordo com especificações do país. (CARLOS et al., 2011). Na sequencia, é mostrado um fluxograma geral da produção de etanol.

USINA VIRTUAL

Para entender melhor sobre o funcionamento da produção do etanol a partir da cana de açucar, abaixo segue um link de acesso para fazer um tour em uma usina virtual. Na usina virtual é possível ver em detalhes todas as fases da produção de açúcar, etanol e bioeletricidade: do desenvolvimento de novas variedades ao plantio e a colheita da cana, passando pela moagem, fermentação, destilação, co-geração, reuso e reciclagem de resíduos e insumos, embarque dos produtos finais e o dia-a-dia dos trabalhadores do setor. A Usina Virtual foi idealizada pela UNICA, com apoio da Agência Brasileira de Promoção de Exportações e Investimentos (Apex-Brasil), e produzida pelo Grupo TV1 de São Paulo.

LINK: http://www.unica.com.br/usina-virtual.php

1. Obtenção do etanol a partir do milho

Da mesma família da cana de açucar, as gramineas, o milho possui grandes quantidades de amido, o qual gera açucares solúveis de sacarose (glicose e maltose) após sofrer hidrólise, sendo estes, substrato para a fermentação e produção de etanol. O processo de podução de etanol é realizado em três etapas: preparo do substrato, fermentação e destilação (MANOCHIO, 2014).

PREPARO: No preparo do substrato, deve-se conhecer as propriedades fisiológicas do fermento, para que, se necessário, adicione-se elementos nutritivos exigidos, corrigindo o meio. Nesta etapa o mihlo irá passar pela fase de moagem - para expor o amido -, gelatinização - para aquecer o amido e o mesmo sofrer ação das enzimas na etapa seguinte, que é a sacarificação, onde ocorre a hidrólise e o amido é convertido em açucares fermentáveis.  A α-amilase é a enzima que quebra o amido para produzir a dextrose, enquanto a maltose é produzida pela β-amilase. Junto com a glucoamilase a conversão do amido pode chegar a 100% de glicose.

FERMENTAÇÃO: Nesta etapa, o inóculo de leveduras é misturado ao substrato. A principal levedura utilizada é a Saccharomyces cerevisiae. O tempo de fermentação é de, normalmente, dois a cinco dias, podendo variar de acordo com o micro-organismo, pH e temperatura. O rendimento de fermentação depende de vários fatores químicos, físicos e microbiológicos.

DESTILAÇÃO: Após a fermentação, o mosto pode conter de 7% a 10% em volume de álcool. Na destilação, o mosto fermentado é aquecido até a ebulição e os vapores são resfriados até sua condensação. Quanto mais próxima de 78,4ºC a temperatura do meio estiver, melhor será a purificação do álcool, vendo que esta é a temperatura de ebulção do etanol. Após isso, a mistura passa pelo processo de secagem, o qual depende do tipo de etanol que será produzido, hidratado ou anidro.

Vale lembra que a obtenção de etanol a partir de miho apresenta um balanço energético desfavorável, considerando que o combustível produzido apresenta apenas 20% a mais de energia do que ele consome para ser produzido, sendo que a cana oferece 700% a mais (DE PESQUISA AGROPECUÁRIA-EMBRAPA, [s.d.])

1. Obtenção do etanol a partir da beterraba

A beterraba, hortaliça pertencente a família chenopodiaceae,as beterrabas são lavadas para retirar a terra remanescente. No Brasil, foi introduzida em pesquisas no sul do país como uma opção às usinas de etanol para implementar a produção via beterraba no período entressafra da cana-de-açúcar (TOMASINI, 1983). O processo de produção do etanol a partir da beterraba açucareira (Beta vulgaris) é o mesmo que o etanol de cana-de-açúcar, uma vez que a beterraba é uma matéria-prima sacarínea ou açucarada, portanto, o etanol é produzido a partir da sacarose (MACHADO; ABREU, 2006).

Primeiramente, a beterraba é levada e cortada em palitos, para aumentar a superfície de extração da sacarose (BASSAM, 2010). Em seguida, os palitos são enviados para um difusor, onde a beterraba e água quente ficam juntas em um tanque em contracorrente, e na medida em ambos ficam em contato, a concentração de açucar dissolvida na água, aumenta. Após sair do difusor, a beterraba é prensada, o que permite extrair parte do açúcar ainda residente nos palitos. O líquido extraído é adicionado à restante solução açucarada. O sumo de beterraba é submetido ao processo de evaporação para aumentar a sua concentração em açúcar, formando um xarope espesso. Este xarope é fermentado e origina dois produtos após centrifugação: o caldo fermentado, que constitui a fase líquida e onde se encontra o etanol, e as leveduras responsáveis pela fermentação, que são novamente introduzidas no tanque de fermentação, reciclando material e diminuindo o consumo energético do processo.

A grande vantagem da beterraba é o aproveitamento dos produtos secundários obtidos durante o seu processamento, principalmente os peletes e o melaço. Os peletes da polpa de beterraba prensada são principalmente utilizados como forragem para gado bovino, suíno e equino, devido ao seu conteúdo rico em proteínas, fibras e pelo elevado conteúdo energético. O melaço tem composição variável, contendo de 50% a 55% de açúcares fermentescíveis, tendo assim, um bom rendimento por tonelada, para a produção de álcool. Além de pode ser vendido e utilizado como base para fabricação de bebidas alcoólicas, também é utilizado como substrato de produção de fermento de pão (BASSAM, 2010).

Interferentes

Aeração/Agitação: é a introdução de ar no mosto no início da fermentação. O oxigênio é necessário ao desenvolvimento das leveduras em seu processo de multiplicação, principalmente na fase inicial da fermentação e além da grande produção das leveduras, é importante para que se obtenha uma maior formação de massa celular viável durante o processo fermentativo. No entanto, é na condição de anaerobiose que se induz a formação de etanol e de gás carbônico, e, alguns autores afirmam que a aeração deve ser evitada durante a fermentação do mosto, já que o aumento de oxigênio faz com que o lêvedo transforme o açúcar em ácido acético em vez de etanol.

Produção de etanol em função do tempo de cultivo de Saccharomyces cerevisiae. Fonte: Muller, 2007.

Temperatura: a levedura trabalha bem entre temperaturas de 25°C e 30°C. Valores de temperatura acima destes citados podem gerar enfraquecimento da levedura, criar boas condições para o aparecimento de outros microrganismos e ocasionar maiores perdas de álcool por evaporação, já temperaturas inferiores a 25°C diminuem a atividade da levedura. 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 toxicidade do etanol, sendo este um fator limitante da fermentação alcoólica. Pode-se considerar que, acima de 8ºGL, o etanol já começa a dissolver a membrana da célula, efeito que aumenta com o aumento da temperatura.

pH: para que ocorra um bom processo de fermentação o pH deve se encontrar com um valor adequado para os as leveduras, que deve ser em torno de 5 a 6, que é considerado um valor ótimo para seu crescimento. O pH ideal para a produção de etanol, a partir de leveduras do gênero Saccharomyces cerevisiae, deve apresentar valor em torno de 4,5. Como o caldo da cana possui um pH em torno de 5,5 a acidificação que é realizada antes da inoculação irá favorecer a fermentação alcoólica, prevenindo também o crescimento de bactérias. Durante as fermentações o pH pode variar por diversas razões, como o consumo de fontes de nitrogênio e também formação de ácidos, tais como acético, láctico, pirúvico, succínico. Quando abaixo de 4 aumenta muito a produção de álcoois superiores e acima de 5 aumenta a produção de ácido acético e de furfural.

Substrato/Nutrientes: o substrato utilizado é a sacarose, na maioria das vezes proveniente do caldo de cana-de-açúcar. A levedura utiliza-se deste açúcar após hidrólise e absorção de seus constituintes: a glicose e a frutose. Os nutrientes são necessários para o bom desenvolvimento da fermentação, afetando a velocidade e a multiplicação da levedura.  Uma alta concentração resulta em alto teor alcoólico, que pode resultar em toxicidade à levedura por desestabilizar a membrana plasmática. Já a falta de nutrientes pode afetar consideravelmente o rendimento alcoólico e a viabilidade celular da levedura, quando uma quantidade de nutrientes é insuficiente, o fermento reproduz e conduz a fermentação lentamente ou mesmo sua reprodução é impossível.

Contaminantes Bacterianos: dentre os vários gêneros de bactérias que são prejudiciais a produção alcoólica, estes são os gêneros mais encontrados : Acetobacter, Lactobacillus, Clostridium, Bacillus, Aerobacter, Streptococcus, Leuconostoc mesenteroides. Dentre os inconvenientes causados pelos contaminantes destaca-se o consumo de açúcar, a inversão, o aumento da acidez, a produção de polímeros mucilaginosos (gomas), que obstruem trocadores de calor, canalizações e centrífugas ocasionando ainda o fenômeno conhecido por floculação de leveduras e a formação de espumas como consequência da viscosidade do caldo, ocasionado pela presença de dextrana e levana principalmente, e morte das leveduras por produtos metabólicos eliminados ao meio por diferentes microrganismos que estão intimamente relacionados com o desenvolvimento de coloração nos caldos. São fontes de microrganismos contaminantes: a própria cana-de-açúcar, o solo carreado com os colmos, a poeira e os equipamentos contaminados, ou mesmo os materiais contaminados utilizados no corte e no processo. Os microrganismos que causam maiores prejuízos são as bactérias produtoras de ácido lático, que é o principal produto do metabolismo das bactérias contaminantes no mosto de cana-de-açúcar em fermentações etanólicas. A quantificação deste composto pode ser um indicador bastante preciso do grau de contaminação do sistema. (DE SOUSA, 2012)

PROCESSOS INDUSTRIAIS NA CONDUÇÃO DA FERMENTAÇÃO

As fermentações podem ser conduzidas em 4 tipos diferentes de sistemas: Descontínuo, Descontínuo alimentado, Semicontínuo e Contínuo.

• Descontínuo

Neste sistema todos os nutrientes são adicionados antes do início do processo, exceto oxigênio, e outros produtos químicos necessários para controle de pH e espuma. O volume durante a fermentação permanece sempre constante. É o mais utilizado na indústria de alimentos e bebida para a produção de iogurte, cerveja e vinho.

Este sistema pode ser feito de três maneiras. A primeira é com um inóculo por tanque ou em batelada, onde adiciona-se o inóculo no biorreator com mosto, espera-se fermentar e retira-se o caldo fermentado para este ser processado e obter-se o produto final. A vantagem deste modo é a adição de um novo inóculo (cultura pura) para cada batelada (estabilidade genética) e o baixo risco de contaminação, porém, o tempo gasto é maior devido ao carregamento, descarregamento e lavagem do tanque.

Outra maneira é com a recirculação de células, onde ao se encerrar a batelada efetua-se a separação das células por centrifugação (álcool) ou mesmo sedimentação (cerveja) no interior do próprio reator, enviando apenas o líquido fermentado para a recuperação do produto. Considerando isto, é reduzido o custo evitando o preparo de um novo inóculo para cada batelada e evita gasto de tempo e substrato para se obter altas concentrações de células no reator. É possível realizar sem a recirculação de células, o que evitaria o envelhecimento da cultura e o acúmulo de metabólitos tóxicos ( que inibem o crescimento de microrganismos) causados pela recirculação.

No sistema descontínuo também é possível realizá-lo por meio de cortes, ou seja, inocula-se uma dorna contendo o meio de fermentação e quando nesta a fermentação atingir um estágio apropriado, passa-se parte do conteúdo deste fermentador para um novo fermentador vazio e, em seguida, enchem-se as duas dornas com meio que será fermentado. A vantagem se utilizar este método é o prolongamento de fases específicas de crescimento (exponencial ou estacionário) e a utilização de apenas um inóculo para dois reatores, mas pode haver a queda de rendimento (quando o substrato adicionado de uma só vez inibe, reprime ou desvia o metabolismo celular para a produção de outros produtos que não o desejado). Esses subprodutos gerados são glicerol, ácidos organicos como ácido acético e ácido succínico. Além do surgimento de espumas ou da floculação.

Processo lento, com um inóculo por tanque e com recirculação de células, ou seja, usando como inóculo o microorganismo da batelada anterior. Este processo é o mais seguro, quando há problemas de manutenção e condições de assepsia, pois ao final de cada batelada a dorna será esterilizada, recebendo um novo inóculo.

• Descontínuo alimentado

Neste sistema os nutrientes são adicionados a diferentes vazões vendo que concentrações de nutrientes e biomassa podem variar ao longo do processo. Após terminada a fase de enchimento, torna-se um processo fermentativo descontínuo. Devido algumas variáveis como a concentração de biomassa ou de nutrientes poderem agir no rendimento do processo, este método contribui de forma a manter os níveis controlados. O sistema descontínuo alimentado é bastante utilizado para minimizar efeitos de controle do metabolismo celular pois os organismos podem minimizar seus gastos energéticos e consequentemente inibir a produção excessiva de produtos de interesse logo, este sistema é utilizado para prevenir a inibição por substratos ou precursores considerando que qualquer fonte nutriente pode se tornar inibitória, dependendo de sua concentração no meio ( a inibição por glicose começa a ser significativa a partir de 100g/L em fermentação alcoólica em S. cerevisiae). A minimização da formação de produtos de metabolismo tóxicos e a adequação do processo fermentativo a condições operacionais são algumas das aplicações desse sistema na condução da fermentação.

Apesar da versatilidade durante o processo de enchimento do biorreator, da correção de desvios em tempo real, é necessário conhecimento profundo da cinética da fermentação para realizar vazões corretas para maximizar o rendimento e muitas vezes é preciso de muitos resultados empíricos para apresentar resultados significativos.

Um ou mais nutrientes são adicionados ao fermentador durante o cultivo e em que os produtos aí permanecem até o final da fermentação. O processo Melle-Boinot apresenta vantagens como: a economia de açúcar devido a menor reprodução celular (elevando o rendimento em etanol), a eliminação de contaminantes pela centrifugação do vinho (separação de células de levedura), fermentação mais pura devido ao tratamento de leite de levedura (tratamento ácido), eliminação da necessidade de cultura pura no preparo do pé-de-cuba, prática exigida no processo clássico, diminuindo, portanto a complexidade das operações de planta.

A fermentação descontínua alimentada não reduz os efeitos inibitórios do acúmulo de etanol na cultura.

• Semicontínuo

Um exemplo deste processo é o Melle- Boinot, utilizado nas fermentações alcoolicas. Ele se dá na seguinte maneira: Após colocado o meio de fermentação e o inóculo no reator, seguem-se as seguintes operações nessa ordem: Operação 1 - Aguarda-se o término da fermentação. Operação 2 - Retira-se parte do meio fermentado, mantendo-se, no reator o restante de mosto fermentado. Operação 3 - Adiciona-se ao reator um volume de meio de fermentação igual ao volume de meio fermentado retirado na Operação 2. A partir deste ponto, a fermentação pode ser conduzida de duas maneiras: (1) Com recirculação de células, onde o meio fermentado retirado na Operação 2 é centrifugado para separar os microorganismos que voltam ao reator juntamente com o meio de fermentação da Operação 3; (2) Sem recirculação de células: utiliza-se as células que sobraram após a retirada do meio fermentado na Operação 2 para a próxima fermentação.

Uma porção da cultura é coletada em intervalos de tempos e o meio fresco é adicionado a dorna. Nesse processo há uma variação no volume da cultura. Não há necessidade de ter uma dorna separada para o inóculo, exceto no início. O tempo também não é desperdiçado para a limpeza e reesterilização. Outra vantagem desta operação é que não é requerido muito controle de lavagem das dornas, utilização de biocidas.

Há um alto risco de contaminação e mutação devido aos longos períodos de cultivos e as operações manuais. Além disso, são necessários reatores de volumes maiores e os custos de investimento são levemente mais elevados. (NAVES et al., 2010);

• Contínuo

Fermentação Contínua: Neste processo utiliza-se dorna de grandes dimensões, sendo que o processo é ininterrupto operando da seguinte forma:  O mosto uma levedura e misturado na primeira Dorna; Passará para as demais num processo contínuo até chegar a ultima dorna onde uma concentração de açúcares estará menor Possível podendo assim considerar uma dorna como morta; O vinho bruto desta ultima dorna é enviado para centrifugação; O  vinho centrifugado é enviado para o aparelho de destilação.

Neste sistema a adição de meio de cultura e remoção de caldo fermentado são mantidos a vazões constantes, mantendo constante o volume de fermentação. Se dá pela manutenção de um estado estacionário, em que as variáveis de estado. É caracterizado pelos longos períodos de funcionamento em estado estacionário. Inicia-se com um processo descontínuo até dada fase, em que começa a adição de substrato e remoção de caldo fermentado, levando ao equilíbrio. Para manter o volume no biorreator são necessários sistemas de retirada de líquido por transbordamento e bombas de alta vazão acionadas periodicamente. Esté método é utilizado amplamente em processos que envolvem baixa assepsia, como a fermentação alcoólica.

O equilíbrio no reator se dá porque as concentrações de células, substrato e produto retirados no caldo fermentado são repostos pela adição de substrato de forma que controla-se a velocidade de crescimento das células através da vazão de alimentação ao reator.

Pode ser executado em vários reatores destacando-se a possibilidade de diferentes reatores apresentarem diferentes ambientes para o desenvolvimento das células, aplicando-se condições otimizadas distintas em cada reator. Esses múltiplos reatores podem ter uma fonte de alimentação única ou ter múltiplas alimentações, onde cada reator recebe individualmente (LIMA et al., 2001).

Tal processo pode ser mais vantajoso que o de batelada ou batelada alimentada, pois inclui otimização das condições de processo para uma maior produtividade, período longo de produtividade contínua, maior produtividade volumétrica, maior uniformidade do produto, redução dos custos laboratoriais e sanitização das dornas e maior facilidade de controle automático.

A maior desvantagem é que as fermentações contínuas são mais suscetíveis à contaminação bacteriana por longo prazo de exposição.

Definição

A fementação alcoolica, é realizada por microorganismos vivos e independentes como as leveduras, sendo este realizado para produção de energia, a partir da transformação do açucar -  pode ser endógena (presente no metabolismos natural das leveduras- glicogênio e trealose) ou exógena (glicose, sacarose, frutose, etc.) - em etanol e CO2. Nesse contexto, sabe-se que a obtenção do álcool é meramente secundario, sendo ele apenas um subproduto desse processo. (SALVATO; FLAVIA, [s.d.])

Para tanto ocorre uma serie de reações em sequencia ordenada, ao todo são 12 reações onde são catalizadas por enzimas especificas. A fermentação alcoolica (glicólise anaeróbia) é processada no citoplasma das celulas, onde estão presentes toda a fonte enzimatica necessaria para que cada reação seja favorecida. Já a oxidação total do açúcar (respiração), se da na mitocôndria, dando origem ao dioxido de hidrogênio. Ela ocorre em duas etapas (“Fermentação alcoólica”, [s.d.]):

1. Glicolise

• Reaçoes que ocorrem para degradação da glicose até acido piruvico, onde cada molecula de glicose gera duas de acido piruvico. Liberando H2  (o hidrogenio reage com NDPH -> NADPH2 )  e ATP.

1. Redução do Acido Piruvico

• Conjunto de reações que geram os produtos finais da fermentação o etanol propriamente dito e o CO2 .

A fermentação alcoolica, além do álcool que é utilizado para produção de destilados e biocombustivel, tem como produto o CO2 que é muito utilizado na produção de pães (“Fermentação alcoólica”, [s.d.]).

São inumeros os microrganismos utilizados para realização da fermentação alcoolica, dentre eles um dos mais usados é a Saccharomyces cerevisiae, porem alguns estudos com grãos de Kefir mostraram ótimos resultados na obtenção do álcool. “A Cultura-mãe preparada a partir de grãos de kefir, Lactobacillus Kefir e espécies do gênero Leuconostoc, Lactococcus e Acetobacter crescendo em uma relação simbiótica muito forte. Grãos de kefir constituem ambas as leveduras fermentadoras de lactose (kluyveromyces marxianus) e não fermentadoras de lactose (Saccharomyces unisporus, Sacharomyces cerevisae e Sacharomyces exiguus)” (MIRANDA, 2014).

As leveduras utilizadas no processo de fermentação alcoolica precisam ter características específicas bem estabelecidas quanto: a velocidade de fermentação (determinada pela quantidade de açúcar fermentado por uma quantidade de leveduras durante um certo tempo), a tolerância ao álcool, rendimento, resistência e estabilidade. Na condução da fermentação industrial, após o fermento e o mosto serem preparados, estes são misturados nas dornas de fermentação (Figura 8).

O processo industrial de fermentação alcoólica pode ser dividido em três fases: pré-fermentação, fermentação principal e pós-fermentação. A pré-fementação se dá pela adição do mosto ao levedo. Inicia-se então, a produção de álcool, evidenciado pela produção de gás carbônico. Na fermentação principal tem-se intensa produção de álcool e liberação de CO2, aumento da temperatura ( a qual é controlada por resfriamento), progressivo aumento de espumas e elevação da acidez do mosto. A fermentação principal cessa quando diminui a liberação de gás. Na pós-fermentação verifica-se a diminuição da temperatura do vinho, elevação da acidez e a diminuição da atividade de fermentação da levedura pelo acúmulo de determinadas substâncias, do esgotamento dos carboidratos e das toxinas dos contaminantes (ALCARDE, 2016).

Entre os diversos fatores que interferem no rendimento do processo fermentativo, isto é, a conversão de açúcar em etanol, os mais importantes são:

Fatores físicos: temperatura, pressão osmótica.

Fatores químicos: pH, oxigenação, nutrientes minerais e orgânicos, inibidores.

Fatores biológicos: linhagens e concentração das leveduras, contaminações

Contextualização com a atualidade

A busca por uma alternativa, quanto à dependência mundial às fontes de combustível fóssil, fez com que os biocombustíveis ganhassem espaço, devido ser uma fonte renovável, e por poder ser produzida em todo o mundo a partir da matéria prima mais abundante na região.

Por exemplo, o Brasil produz o etanol a partir da cana-de-açúcar, e biodiesel a partir da soja e da mamona; os Estados Unidos realiza a fermentação alcoólica para obter etanol com sementes e forragem de milho; o Canada utiliza o arroz e o milho, etc.

No Brasil, a produção de etanol como combustível foi fomentada na década de 70, com o projeto PROÁLCOOL, extinto na década de 90. Porém o álcool continuou em ascensão.

A liderança para produção de biocombustíveis pertencia ao Brasil, no entanto foi ultrapassado pelos EUA que, de acordo com dados de 2007/2008 foi de 24 bilhões de litros de etanol a partir do milho, enquanto o Brasil produziu 21 bilhões de litros, com cana-de-açúcar. (SALVATO; FLAVIA, [s.d.]).

No Brasil os produtos obtidos atraves da fermentação ácoolica e largamente usado, sendo eles: o álcool etilico utilizado com bebida ácoolica (cachaça) que o mais tradicional e usado a milenos para esse fins; o próprio etanol como biocombustivel; e atraves do CO2 é feita a produção de pães, que um dos alimentos mais consumidos no mundo. (“[No title]”, [s.d.]).

O Brasil destaca-se nesse mercado, por ter uma experiencia de mais de trinta anos na produção de bioetanol, sendo o primeiro país no mundo à utiliza-lo em larga escala, sendo, cerca de 20% deste álcool anidro adicionado à gasolina. Esse fator impulsionou a comercialização de automoveis movidos a álcool ou flex fuel. (“[No title]”, [s.d.])

Alem disso a vasta experiencia no manejo da cana-de-açucar permitiu ao Brasil ser não só o maior cultivador de cana-de-açúcar com 31,2% do total mundial, mas tambem o maior exportador do mundo, com menor preço de custo, graças a tecnologia empregada no cultivo e obtenção dos produtos.

O Brasil, como maior produtor e exportador de etanol lidera o ranking com 36,4% e 50,4%, respectivamente. A figura 10 mostra a expansão da cana-de-açúcar e do álcool no país segundo a UNICA (União da Industria de Cana-de-açúcar).

A produção mundial de bioetanol, como ja foi citado anteriormente, é originaria da fermentação de açúcares, sendo que o mercado mundial em 2004/2005 teve uma produção de 42,3 bilhões de litros. São 57 paises produtores de bioetanol no mundo sendo o Brasil e os EUA os mais importantes. A figura 11 mostra a situação mundial da produção de bioetanol:

Na projeção para a safra da cana-de-açucar de 2016/2017, demonstrada na figura 12, revela que a região Centro-Sul, especificamente São Paulo, é o maior produtor/cultivador de cana e, portanto etanol (anidro ou hidratado) e açucar. Devido a essa maior produtividade em São Paulo que as ánalises tem como referência tal região do Brasil.(“Portal Unica”, [s.d.])

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