Por Fernando Henrique Carvalho Giometti
A remuneração é que determina a prioridade da cana entrada para a produção de açúcar ou etanol nas usinas, que sofre influência da oferta e demanda (chuvas, estoques internacionais, variações no consumo), mercado (câmbio, preço do petróleo, bolsa de valores) e capacidade de flexibilização da produção industrial (equipamentos, disponibilidade, processos). Este dinamismo do mercado e a capacidade das indústrias de flexibilizar a produção ficam demonstrados quando observado o ART DA CANA ENSACADO dos clientes Fermentec nas quatro safras mais recentes, com variações que ultrapassam 20%.
Figura 1. ART da cana ensacado nas quatro últimas safras. Fonte: Benchmarking Fermentec.
Virar a chave do mix de produção exige que as usinas realizem ajustes operacionais para garantir manutenção da eficiência industrial e tomem decisões quanto ao volume de trabalho das dornas de fermentação, tempo das etapas de fermentação, vazões, entre outros.
Caracterizando o problema
Direcionar menos cana entrada para a destilaria sem alterar a configuração da fermentação pode aumentar significativamente o tempo entre o final da fermentação e o início da centrifugação, causando diversos problemas na atividade da levedura como queda da viabilidade e aumento da autólise celular, proliferação bacteriana, entre outros.
Definindo as estratégias de fermentação
As estratégias operacionais de fermentação são definidas por meio de balanço de massa, cinética da levedura e equipamentos industriais, garantindo vazão constante e ininterrupta de mosto para as dornas e vinho para os aparelhos e também o menor tempo que a levedura fique exposta aos fatores estressantes do final da fermentação (ausência de substrato e acidez e teor alcoólico elevado).
Um diagrama de ocupação bem elaborado é uma ferramenta importantíssima para garantir operações padronizadas, sequenciais, sem sobreposições ou interrupções.
Para a definição das melhores estratégias, alguns fatores são importantes:
Tempo de fermentação
– O tempo de fermentação deve ser longo o suficiente para a levedura consumir todo o açúcar do meio, entretanto com o menor tempo de espera para centrifugar possível. O tempo de espera é dado pela repetição do brix até o início da centrifugação.
Tempo de alimentação
– O tempo de alimentação ideal varia conforme a capacidade dos equipamentos de resfriamento da fermentação, cinética da levedura e característica do mosto.
Volume de cuba
– Volume de cuba ideal varia conforme característica da matéria-prima e resposta da levedura.
Consumo de ácido
– Consumo de ácido varia conforme característica da matéria-prima, contaminação bacteriana e % levedo.
Recuperação CO2
A vazão de água para o sistema de recuperação do CO2 varia conforme a produção de etanol, a temperatura e teor alcoólico da fermentação.
GAOA – a inteligência artificial da Fermentec
A Fermentec implementa o diagrama de ocupação personalizado em seus clientes desde 2011, o que permitiu desenvolver e aprimorar as estratégias de fermentação. O grande avanço atual diz respeito ao avanço das tecnologias de informação e comunicação (TIC) que permitem integrar as redes de TI e TA ao sistemas especialistas, favorecendo os algoritmos de otimização.
Atualmente, o sistema está absorvendo mais de 200 variáveis de processo em tempo real e devolvendo os principais pontos de controle:
– Volume útil de dorna.
Tempos:
o Enchimento
o Fermentação
o Centrifugação
o Limpeza
o Transferência
– Volume de vinho para as centrífugas.
– Vazão de vinho bruto para as centrífugas.
– Volume útil da cuba.
– Vazão de creme de levedo.
– Vazão de água de diluição.
– Vazão de ácido sulfúrico.
– Vazão de água para recuperação do CO2.
Análises estatísticas são utilizadas para correlacionar cada variável contra todas as outras, identificando rapidamente padrões consistentes e gerando mapas de performance. Novos modelos e regras operacionais já estão melhorando os sistemas de controle, reduzindo custos e CAPEX e delineando novas políticas operacionais.
