A formação de espuma durante o processo de fermentação é um desafio significativo na produção de etanol e outras bebidas destiladas. Esse fenômeno ocorre naturalmente devido à intensa atividade metabólica das leveduras, que, ao consumirem os açúcares da cana-de-açúcar, liberam gás carbônico (CO₂) como subproduto. A presença de compostos como proteínas, aminoácidos e resíduos celulares estabiliza as bolhas de gás, levando à formação de espuma em grande quantidade. Embora faça parte do processo biológico, o excesso de espuma pode comprometer a eficiência operacional, causando transbordamento de dornas, perda de material fermentado e contaminação do meio.
Além de prejudicar a produção, a espuma pode danificar equipamentos, obstruir tubulações e sistemas de ventilação, levando a paradas não programadas e custos operacionais elevados. Controlar a formação de espuma, portanto, é fundamental para garantir a eficiência e segurança de todo o processo fermentativo.
Para mitigar esse problema, o uso de antiespumantes industriais tem se mostrado uma solução eficaz. O Antiespumante para etanaol FC – 20 da Biosan, por exemplo, é uma tecnologia desenvolvida especificamente para controlar a formação de espuma em dornas de fermentação de aguardente de cana, álcool etílico e outras bebidas que serão posteriormente destiladas. Sua aplicação garante um processo de fermentação mais eficiente, contínuo e em conformidade com as regulamentações vigentes no Brasil, como a Resolução RDC nº 240, de 26 de julho de 2018 da ANVISA, que regula o uso de aditivos e coadjuvantes tecnológicos.
Este artigo tem como objetivo analisar as causas da formação de espuma na fermentação de etanol, discutir seus impactos operacionais e apresentar soluções práticas e sustentáveis, com ênfase no controle por meio de antiespumantes eficientes como o FC – 20 da Biosan, sempre alinhado às normas do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) e da ANVISA.
Formação da espuma
Impactos da Formação de Espuma no Processo Fermentativo
A formação excessiva de espuma no processo de fermentação alcoólica pode gerar uma série de problemas que afetam diretamente a eficiência, a segurança e a produtividade das operações industriais.
Embora a produção de gás carbônico (CO₂) seja uma consequência natural da atividade metabólica das leveduras, o excesso de espuma torna-se um fator crítico quando não controlado adequadamente.
A seguir, destacam-se os principais impactos operacionais:
Perda de Eficiência Operacional
A espuma resultante da fermentação pode ocasionar transbordamento das dornas, levando à perda significativa de mosto fermentado e, consequentemente, do potencial de produção de etanol. Além disso, quando o volume útil dos fermentadores é reduzido pela presença da espuma, a capacidade produtiva é diretamente afetada, comprometendo o rendimento industrial.
Danos aos Equipamentos
O acúmulo de espuma pode causar sérios problemas nos equipamentos utilizados no processo fermentativo.
Tubulações, válvulas e sistemas de ventilação podem ser obstruídos pela espuma, forçando paradas de manutenção não planejadas.
Além disso, o excesso de espuma pode reduzir a eficiência de operações subsequentes, como a destilação, ao introduzir impurezas no sistema.
Risco de Contaminação
O transbordamento da espuma expõe o meio de fermentação ao ambiente externo, aumentando o risco de contaminação microbiológica. A entrada de microrganismos indesejáveis pode prejudicar o processo fermentativo, reduzindo a pureza do etanol e levando à necessidade de descarte de lotes contaminados.
Aumento dos Custos Operacionais
A formação de espuma também impacta negativamente os custos operacionais. A necessidade de paradas frequentes para limpeza e manutenção dos equipamentos eleva os gastos com mão de obra e reduz o tempo de operação da planta industrial. Além disso, a perda de eficiência e rendimento pode aumentar o consumo de insumos, como energia e matéria-prima, impactando diretamente a rentabilidade do processo.
2.5 Conformidade com Normas Regulatórias
As operações de fermentação que enfrentam problemas de espuma excessiva podem encontrar dificuldades para cumprir as normas e padrões de qualidade estabelecidos por órgãos reguladores, como o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) e a ANVISA. A Resolução RDC nº 240/2018, por exemplo, regula o uso de aditivos e coadjuvantes de tecnologia, incluindo antiespumantes, para garantir que o processo ocorra de maneira segura e dentro dos parâmetros legais. O não cumprimento dessas exigências pode resultar em sanções, multas e, em casos extremos, suspensão das atividades.
Técnicas de controle da formação de espuma
Para mitigar os problemas causados pela formação de espuma durante o processo de fermentação, diversas técnicas podem ser empregadas, visando manter a eficiência e segurança da operação. Entre as principais estratégias, destacam-se o uso de antiespumantes específicos, controle de variáveis operacionais, e a otimização do design dos fermentadores. A seguir, detalhamos as principais abordagens de controle.
3.1 Uso do Antiespumante FC – 20 da Biosan
O Antiespumante FC – 20 da Biosan é uma solução eficaz e amplamente recomendada para o controle da formação de espuma em dornas de fermentação. Desenvolvido especificamente para a produção de aguardente de cana, álcool etílico e outras bebidas fermentadas que serão posteriormente destiladas, o produto age rompendo as bolhas de gás estabilizadas, evitando o acúmulo de espuma excessiva. Além de garantir uma fermentação contínua e sem interrupções, o uso do FC – 20 contribui para a manutenção da capacidade produtiva e preservação dos equipamentos.
O produto está em conformidade com as normas da ANVISA e do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), que regulamentam o uso de antiespumantes e outros aditivos tecnológicos no setor de bebidas e etanol. A Resolução RDC nº 240/2018, da ANVISA, garante que esses aditivos podem ser usados de forma segura, sem comprometer a qualidade do produto final.
3.2 Controle da Temperatura
A temperatura do meio fermentativo é um fator determinante na formação de espuma. Durante a fermentação, as leveduras têm sua atividade metabólica acelerada em temperaturas mais altas, o que aumenta a produção de gás carbônico (CO₂) e, por consequência, a quantidade de espuma. Manter a fermentação dentro da faixa de temperatura ideal, geralmente entre 30°C e 34°C, é uma técnica eficaz para minimizar a formação de espuma. Sistemas de controle de temperatura, como serpentinas de resfriamento nos fermentadores, podem ser usados para garantir condições adequadas.
3.3 Controle da Aeração e Agitação
A aeração excessiva do mosto, seja por agitação mecânica ou entrada de oxigênio, pode exacerbar a formação de espuma. O excesso de oxigênio aumenta o metabolismo das leveduras, levando a uma maior produção de bolhas de gás. Para minimizar esse efeito, recomenda-se controlar rigorosamente a agitação do mosto e limitar a entrada de ar durante a fermentação. O uso de dispositivos para regular o fluxo de ar pode ser uma solução eficaz em sistemas de grande escala.
3.4 Seleção de Leveduras Adequadas
O tipo de levedura utilizado no processo de fermentação também influencia diretamente a formação de espuma. Algumas cepas de leveduras produzem mais compostos espumantes, como proteínas e lipídios, que estabilizam as bolhas de CO₂. A escolha de leveduras com menor produção desses compostos ou a utilização de leveduras geneticamente modificadas pode ajudar a reduzir a formação de espuma. Testes laboratoriais e seleção de cepas adaptadas ao processo industrial são estratégias que podem contribuir para a otimização do controle de espuma.
3.5 Otimização do Design dos Fermentadores
O design dos fermentadores é outro aspecto importante no controle da formação de espuma. Fermentadores com maior volume ou altura permitem acomodar melhor o aumento do volume causado pela espuma, prevenindo transbordamentos. Além disso, projetos que facilitam a circulação do mosto e a eliminação de gases também contribuem para o controle da espuma.
Em muitos casos, a combinação de um bom design de fermentadores com o uso de antiespumantes, como o FC – 20 da Biosan, garante uma operação eficiente e segura.
Conclusão
A formação de espuma durante a fermentação de etanol representa um desafio crítico para a eficiência e segurança das operações industriais. O excesso de espuma pode causar transbordamento, contaminação, perda de material e danos aos equipamentos, resultando em elevados custos operacionais e paradas não programadas. Para enfrentar esse problema, a utilização de antiespumantes específicos, como o Antiespumante FC – 20 da Biosan, tem se mostrado uma solução altamente eficaz.
Além de garantir uma fermentação contínua e sem interrupções, o uso de antiespumantes contribui para a otimização do processo de produção de etanol e aguardente de cana, melhorando o rendimento e a eficiência dos fermentadores. O FC – 20 da Biosan está em conformidade com as regulamentações da ANVISA e do MAPA, atendendo às exigências de segurança e qualidade para o uso em bebidas fermentadas e destiladas.
Por fim, a tendência de adotar soluções tecnológicas e sustentáveis no controle de espuma é um passo importante para o futuro do setor sucroalcooleiro. Ao integrar inovação tecnológica e práticas ambientalmente responsáveis, as empresas podem melhorar a produtividade, reduzir desperdícios e contribuir para a descarbonização do processo industrial. O controle eficaz da espuma, portanto, não é apenas uma necessidade operacional, mas também uma estratégia fundamental para a competitividade e sustentabilidade no longo prazo.
