ALAMBIQUE

1 de ago. de 2016
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Primeiramente plantação de cana-de-açúcar utilizada para fazer a cachaça gera muitos impactos negativos ao meio ambiente como:

danos à flora e à fauna, causados por incêndios descontrolados
emissão de fuligem e gases de efeito estufa, na queima de palha, ao ar livre, durante o período de colheita;
redução da biodiversidade, causada pelo desmatamento e pela implantação de monocultura;
contaminação das águas superficiais e subterrâneas e do solo, devido ao excesso de adubos químicos, corretivos minerais, herbicidas e defensivos agrícolas;
compactação do solo, devido ao tráfego de máquinas pesadas durante o plantio, tratos culturais e colheita;
assoreamento de corpos d’água, devido à erosão do solo em áreas;
consumo intenso de óleo diesel nas etapas de plantio, colheita e transporte;
concentração de terras, rendas e condições sub-humanas de trabalho do cortador de cana

Já para a extração do caldo de cana consiste no processo físico de separação da fibra (bagaço), sendo feito, fundamentalmente, por meio de dois processos: moagem ou difusão.

Na extração por moagem, a separação é feita por pressão mecânica dos rolos da moenda sobre o colchão de cana desfibrada. Na difusão, a separação é feita pela lavagem da sacarose absorvida ao colchão de cana.

Esses processos serão detalhados a seguir.

Extração do caldo por moendas

A cana intensamente picada e desfibrada chega às moendas por meio de um alimentador vertical, o Chutt – Donelly. Cada conjunto de rolos de moenda, montados numa estrutura denominada castelo, constitui um terno de moenda. O número de ternos utilizados no processo de moagem varia de quatro a seis, e cada um deles é formado por três cilindros principais, denominados cilindro de entrada, cilindro superior e cilindro de saída.

Normalmente, as moendas contam com um quarto rolo, denominado rolo de pressão, que melhora a eficiência de alimentação. A carga que atua na camada de bagaço é transmitida por um sistema hidráulico que atua no rolo superior. Com o aumento da capacidade de moagem advindo do preparo da cana, é necessária a instalação do rolo de pressão, cuja finalidade é manter constante o fluxo de alimentação da moenda.

A cana desfibrada chega à primeira moenda (Figura 2), onde recebe a primeira compressão entre o cilindro anterior e superior e uma segunda compressão entre o cilindro posterior e o superior. Tem-se, pois, um caldo conhecido como primário. O bagaço resultante segue pela esteira intermediária para o segundo terno de moagem, recebendo novamente duas pressões, como mencionado anteriormente. Os esmagamentos se sucedem para os ternos seguintes. O bagaço final sai com umidade em torno de 50% e segue para as caldeiras onde se produz vapor, que será consumido em todo o processamento e no acionamento das próprias moendas.

Durante a passagem do bagaço de uma moenda para outra, realiza-se a embebição, ou seja, a adição de água ou caldo diluído, com a finalidade de se aumentar a extração de sacarose. Os três cilindros que compõem a moenda são posicionados de forma triangular. Os cilindros inferiores trabalham rigidamente em suas posições, enquanto o superior trabalha sob o controle de uma pressão. As moendas são acionadas por turbinas a vapor.

Eficiência das moendas

A eficiência de um terno de moenda pode ser medida por dois parâmetros: capacidade e eficiência de extração. Entende-se por capacidade de um terno de moagem a quantidade de cana moída por unidade de tempo. Já o termo eficiência de extração refere-se à quantidade de sacarose extraída da cana pelas moendas.

Alguns fatores que afetam a capacidade de moagem são:

preparo da cana;
eficiência de alimentação da moenda;
tamanho e tipo dos cilindros da moenda;
regulagem da bagaceira.

Extração do caldo por difusão

A difusão consiste na condução da cana em aparelhos conhecidos como difusores, a fim de que a sacarose adsorvida ao material fibroso seja diluída e removida por lixiviação ou lavagem num processo de contra-corrente. Visando reduzir a quantidade de água necessária, é feita uma operação de retorno do caldo diluído extraído. Assim, ao final da operação, quando o bagaço se apresenta exaurido ao máximo, faz-se a lavagem com água fresca. O líquido obtido dessa lavagem, contendo alguma sacarose que se conseguiu extrair do bagaço, é usado na lavagem anterior por ser um pouco mais rico e, assim sucessivamente. Esse retorno pode ser efetuado de cinco a 20 vezes, dependendo do grau de esgotamento desejado.

Com a utilização de difusores obtém-se eficiência de extração da ordem de 98%, contra os 96% conseguidos com a extração por moendas. Os tipos de difusores utilizados são:

difusores oblíquos (DDS);
difusores horizontais;
difusores circulares.

No Brasil é usado o difusor horizontal. A seguir, estão relacionadas algumas vantagens do uso de difusores:

baixo custo de manutenção;
baixo consumo de energia;
obtenção de caldos mais puros;
alta extração de sacarose;
menor desgaste.

A desvantagem do uso de difusores é que estes carregam mais impurezas com o bagaço para as caldeiras, exigindo maior limpeza das mesmas devido à pior qualidade do bagaço

Após a extração do caldo da cana ocorre a filtração que mesmo com todos os cuidados durante a colheita, transporte e estocagem, o caldo extraído nas moendas ainda contém várias impurezas grosseiras, principalmente bagacilho e terra, as quais devem ser retiradas. Quanto mais limpo for o caldo destinado à fermentação, menores as chances de contaminações indesejáveis e melhor a qualidade da fermentação. Além disso, o caldo limpo facilita enormemente as operações de limpeza e manutenção das dornas e do alambique. A limpeza do caldo é feita mediante filtração seguida de decantação. A filtração destina-se a separar as partículas maiores de bagaço arrastadas pelo caldo durante a moagem. Pela decantação as partículas sólidas remanescentes no caldo filtrado e mais densas que o mesmo deslocam-se para o fundo do recipiente. Existem dois tipos de filtração na comum se usa um papel de filtro convenientemente dobrado em quatro, formando um cone, como na imagem abaixo:

O papel de filtro é colocado em um funil de filtração do tipo comum, então, com a ajuda de um bastão de vidro, a mistura heterogênea é despejada no funil. No papel de filtro ficam retidas apenas as partículas que não estavam dissolvidas na parte líquida.

Esse líquido pode ser constituído por mais de uma substância, mas se as partículas dissolvidas forem muito pequenas, formando uma solução verdadeira, cujas partículas dispersas têm o diâmetro menor que 1 nm (10-9 m), ou soluções coloidais, que possuem as partículas suspensas entre 1 e 1000 nm, então, elas não ficarão retidas pelo filtro. Somente com técnicas químicas será possível separar esses tipos de misturas.

Um exemplo muito comum de filtração realizada no cotidiano é quando preparamos café. O coador retém as partículas sólidas do café e extrai substâncias solúveis no pó de café.

Outros dois exemplos são:

O filtro de água usado em casa;
Em estações de tratamento de água e esgoto, a água passa por filtros de areia e grades que impedem a passagem de peixes, plantas e detritos.

Além disso, a filtração comum também é feita no cotidiano em casos de misturas entre sólidos e gases. Veja alguns exemplos:

Filtração a vácuo: Quando uma filtração é muito demorada, pode-se realizar a filtração a vácuo, também chamada de filtração por pressão reduzida, que acelera o processo.

Em laboratório, esse tipo de filtração é realizado usando-se um funil de Buchnerfeito de porcelana que tem o fundo perfurado.

Coloca-se o papel de filtro sem dobrar no funil de Buchner, que é posto sobre umkitassato. O kitassato, por sua vez, é acoplado por uma mangueira a uma trompa de água, que arrasta parte do ar da parte inferior do kitassato, criando uma região de baixa pressão dentro dele. Assim, quando passamos a mistura pelo funil de Buchner, ela é submetida a uma sucção, em razão da diferença de pressão. Com isso, a filtração ocorre rapidamente.

A filtração precisa ser perfeita para evitar a formação do furfural que é um composto químico tóxico que ataca o fígado e é formado caso o bagacilho passe em uma filtração mal feita.

A filtração funciona assim: Como cada tipo de cana apresenta teor de açúcar variado, é preciso padronizar o caldo para depois adicionar substâncias nutritivas que mantenham a vida do fermento. Como a cachaça artesanal não permite o uso de aditivos químicos, a água potável, o fubá de milho e o farelo de arroz são os ingredientes que se associam ao caldo da cana para transformá-lo em vinho com graduação alcoólica, através da ação das leveduras (agentes fermentadores naturais que estão no ar). A sala de fermentação precisa ser arejada e manter a temperatura ambiente em 25°. As dornas onde a mistura fica por cerca de 24 horas, podem ser de madeira, aço inox, plástico ou cimento.

Redução do Brix:

Adiciona-se água ao caldo de cana para reduzir o brix. Geralmente o brix vai de 20-24 para 16-18
Alguns produtores pasteurizam o caldo de cana antes desse processo.

Fermentação:

Microorganismos transformam o açúcar em álcool e gás carbônico
A fermentação dura entre 14 a 24 horas
A temperatura ideal durante a fermentação varia entre 28º a 32º
Diferentes tipos de leveduras podem ser usadas durante a fermentação: selvagens, CA-11, CANAMAX, CAT-1, BG-1
Alguns produtores artesanais utilizam o chamado “Fermento Caipira” para catalizar o processo de fermentação. A sua receita pode levar limão, laranja, milho, mandioca, soja e arroz.
Depois de zerado o açúcar, o vinho de cana tem de 7-9% de álcool
Na fermentação da cachaça industrial são usados químicos, como o sulfato de amônia e antibióticos. O processo pode demorar de 8 a 16 horas.

Destilação:

Alambiques de diferentes formatos, tamanhos, volumes e materiais podem ser usados para destilar o vinho da cana.
Alguns produtores utilizam o bagaço da cana para alimentar o fogo que aquece o alambique (produção sustentável).
O aquecimento do alambique pode ser feito de forma direta ou indireta. (fogo direto na panela ou aquecimento por vapor)
A destilação da cachaça industrial é feita em colunas de inox, enquanto a produção artesanal é feita em alambiques de cobre. O cobre presente nos alambiques age de forma a reduzir o teor de compostos sulfurados na cachaça – evitando a presença do desagradável odor de ovo podre.
Durante a destilação em alambique artesanal são separados a cabeça, coração e calda. A cabeça e calda são descartadas, engarrafando apenas o coração – fração ideal para consumo.
Envelhecimento
Constituindo-se no processo que aprimora a qualidade de sabor e aroma das bebidas, o envelhecimento é a etapa final da elaboração da cachaça artesanal. A estocagem é feita, preferencialmente, em barris de madeira, onde ainda acontecem reações químicas. Existem madeiras neutras, como o jequitibá e o amendoim, que não alteram a cor da cachaça. As que conferem ao destilado um tom amarelado e mudam seu aroma são o carvalho, a umburana, o cedro e o bálsamo entre outras. Cada uma dá um toque especial, deixando a cachaça mais ou menos suave, adocicada e/ou perfumada, dependendo do tempo de envelhecimento.