Aumente a otimização sem alterar a receita

O que é fermentação?

Antes do processo de fermentação, grãos como milho, cevada, centeio e trigo são moídos até virar um pó fino. Os grãos em pó, junto com água, são colocados em caldeiras de mosto e cozidos a temperaturas próximas de 200 °F.

Na etapa final do cozimento, a temperatura é reduzida e a cevada maltada é adicionada. Em seguida, as enzimas da cevada maltada quebram os amidos do grão em açúcares simples que podem ser fermentados em álcool. A mistura, junto com levedura e água, é então resfriada e transferida para um fermentador.

A fermentação normalmente dura cerca de 72 horas, mas varia dependendo do tipo de destilado e das condições locais. À medida que a mistura descansa no fermentador, a levedura converte os açúcares simples em etanol, transformando a mistura em cerveja de destilaria.

Redução dos níveis de estresse

A levedura não se sai bem sob condições estressantes. Durante o processo de fermentação, há vários estressores da levedura que afetam a rentabilidade de álcool e outras qualidades da cerveja do destilador resultante, incluindo os níveis de pH no início da fermentação e a temperatura ao longo da fermentação.

Gerenciar essas variáveis com a tecnologia MPC pode ajudar a aliviar o estresse na levedura, resultando em rentabilidades de álcool consistentes e um produto final que está de acordo com as diretrizes e expectativas da marca. Confiar na MPC para lidar com essas variáveis também libera os operadores para que possam concentrar seus anos de experiência e tempo em tarefas de maior valor.

Gerenciando o pH do fermentador

O pH no início da fermentação tem um impacto significativo na cerveja do destilador resultante porque a acidez é um estressor para a levedura. Se o pH definido for muito baixo, a levedura não será tão produtiva e as rentabilidades de álcool serão reduzidas. Se o pH definido for muito alto, pode ocorrer crescimento bacteriano indesejado, resultando em rentabilidades reduzidas, sabores indesejados nas bebidas alcoólicas ou, potencialmente, perda do lote.

Para destilados como bourbon e uísques do Tennessee, uma parte da mistura destilada anteriormente, ou mistura azeda, é adicionada ao fermentador. A quantidade e a acidez da mistura azeda afetarão o pH definido do fermentador.

Como a mistura azeda é um fluxo de reciclagem, a variação em um lote pode ecoar e causar variação em outro lote vários dias depois. Embora esse efeito possa se estabilizar com o tempo, o MPC oferece a oportunidade de ajustar gradualmente a proporção de mistura azeda e água enviada ao fermentador. Nesse caso, o MPC gerencia consistentemente o fermentador e o pH definido, garantindo rentabilidades de álcool consistentes e adesão às metas da receita tradicional.

A temperatura é inimiga

A temperatura excessiva também pode estressar a levedura, portanto, a temperatura deve ser monitorada de perto. A fermentação é uma reação exotérmica, então o calor é um subproduto do processo e faz com que a temperatura do fermentador aumente. À medida que a temperatura aumenta, o estresse na levedura faz com que a taxa de fermentação diminua, o que resulta em uma diminuição na produção de álcool e na rentabilidade.

Para remover o calor em excesso, são usadas serpentinas de resfriamento dentro do fermentador para controlar a temperatura do fermentador. Infelizmente, isso pode levar a outro problema em destilarias maiores, onde vários fermentadores compartilham o mesmo cabeçalho de água de resfriamento. Com essa configuração, a alteração da vazão de água para um fermentador provavelmente mudará as vazões para os fermentadores próximos, e os operadores simplesmente não têm tempo para ajustar todas as vazões de forma contínua e manual para alcançar temperaturas consistentes.

As malhas de controle regulatório podem ser usadas para resolver esse problema, mas, dadas as interações, malhas ajustadas agressivamente irão oscilar, potencialmente induzindo variação de temperatura, e malhas ajustadas lentamente fornecerão um controle lento.  

Em vez disso, o MPC pode desempenhar um papel significativo na manutenção de temperaturas consistentes durante a fermentação. Como o MPC é multivariado por natureza, ele permite que a gestão de todas as temperaturas do fermentador seja feita ao mesmo tempo. A parte “modelo” do MPC leva em conta as interações entre as vazões, ao mesmo tempo em que considera distúrbios, como mudanças na temperatura da água de resfriamento.

Aumente a rentabilidade e a produção com o MPC

Ao gerenciar as variáveis estressantes, o MPC contribui positivamente para o processo de fermentação, melhorando a rentabilidade e a consistência do lote. À medida que a variabilidade é reduzida, surge uma oportunidade de otimização.

Há uma forte correlação entre a rentabilidade do álcool e o tempo de fermentação, porém, à medida que o tempo de fermentação é estendido, a taxa de produção de etanol diminui. Como empresa, você deve decidir o que é preferível, dependendo de suas necessidades de produção, gargalos em outras partes da planta, preços de commodities e outros fatores externos: aumento da rentabilidade do álcool no mesmo tempo de fermentação, ou a mesma rentabilidade do álcool em um tempo de fermentação mais curto, permitindo mais lotes a cada mês, ou algo intermediário?

À medida que os produtores de destilados trabalham para aumentar a produção enquanto mantêm as receitas e a integridade do produto, o MPC pode criar oportunidades e incentivar esses resultados em cada etapa do processo.  

Se você deseja saber mais sobre os benefícios do MPC na indústria de bebidas alcoólicas, leia mais aqui.