Avaliação do potencial de aplicação de campo elétrico moderado na pasteurização de caldo de cana para produção de etanol

Abstract

A substituição de combustíveis de origem fóssil por àqueles oriundos de fontes renováveis vem se tornando cada vez mais necessária, tanto pelas preocupações atuais com o meio-­‐ambiente, como pelas relacionadas à segurança energética. Dentre os biocombustíveis, o etanol, produzido por via fermentativa, apresenta maior potencial para a substituição da gasolina. O etanol no Brasil é obtido pela fermentação, por leveduras, do melaço e caldo de cana-­‐de-­‐açúcar. A cana contém naturalmente uma carga microbiana na qual se destacam as bactérias láticas. Na fermentação industrial, essas bactérias competem com as leveduras e produzem compostos, que inibem o crescimento das mesmas. Atualmente, a contaminação por bactérias láticas é considerada a principal limitação para aumentar o rendimento da fermentação. Alguns autores verificaram a sensibilidade térmica desses microrganismos. A literatura da área, porém, indicou que tratamentos térmicos convencionais não têm sido suficientes para reduzir efetivamente as contaminações e sugere‐se que um aprimoramento do tratamento térmico pode melhorar a eficácia do tratamento. O uso de aquecimento ôhmico, particularmente a aplicação de campo elétrico moderado (CEM). Os estudos de aplicação de corrente elétrica na pasteurização têm apontado a existência de efeitos não térmicos adicionais na inativação de diferentes microrganismos. Neste trabalho foi avaliado o potencial de aplicação do campo elétrico moderado combinado ao tratamento de pasteurização do caldo-de-cana para produção de etanol. Amostras de caldo de cana in-­‐natura foram aquecidas a 65°C com auxílio de banho de aquecimento; uma amostra recebeu somente este tratamento térmico convencional, em duas outras amostras foi passada corrente elétrica alternada (AC) nas frequências de 10 Hz e 10 kHz; foram realizados dois tratamentos elétricos a fim de verificar o efeito da frequência além do efeito do tratamento com CEM. Também foi separada uma amostra que não recebeu tratamento para configurar o controle. Após a realização dos tratamentos foi realizada fermentação das amostras e foram coletados produtos após os tempos de 12, 17 e 24h. Após um pré‐ tratamento, os produtos foram analisados em HPLC para quantificação de sacarose residual e etanol. Também foi medida, por método gravimétrico, a concentração de biomassa dos produtos de 24 h de fermentação. Tanto os tratamentos como os experimentos de fermentação foram realizados em duplicata. Não foi verificado aumento no rendimento na produção de etanol nem crescimento de biomassa celular nos produtos de fermentação das amostras tratadas termicamente, contrariando o que era esperado com base na literatura. Algumas hipóteses foram levantadas para justificar esses resultados; avaliou-­‐se que a escala laboratorial utilizada pode ter sido muito pequena para reproduzir o ambiente desfavorável encontrado na indústria, não deixando nítidos os prejuízos causados pela contaminações. Também é possível que, a carga microbiana inicialmente presente tenha sido muito baixa por possível higienização da cana‐de‐açúcar previamente à produção do suco. Estima‐se ainda que apenas as análises realizadas não tenham proporcionado uma avaliação completa do potencial do tratamento térmico com a aplicação de CEM, sendo necessárias análises adicionais como de acidez, microscopia e plaqueamento.