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Conselho Regional de QuÌmica IV Regi„o (SP/MS)
Tecnologia de ProduÁ„o
de CachaÁa
PrincÌpios do Processo de ProduÁ„o de CachaÁa de Qualidade
Leandro J.S. Espinoza
Bacharel em QuÌmica ñ IQ/UNESP Especialista em Tecnologia de CachaÁa - UFLA/MG
ï 1532-1548 InÌcio a ind˙stria aÁucareira com a introduÁ„o da cana-de-aÁ˙car no Brasil pelos portugueses. Primeiros engenhos: S„o Vicente/SP
ï Caldo ìesquecidoî nos tachos de melaÁo fermentavam de um dia para o outro e assim descobre-se a aguardente ou ìcagaÁaî.
ï ProduÁ„o foi aprimorada. A cachaÁa sai da senzala e vai para a mesa do Senhor do Engenho, gerando interesse econÙmico do Brasil colÙnia. AmeaÁa aos interesses portugueses, pois a bagaceira passou a ser consumida em menor escala.
ï Torna-se sÌmbolo da resistÍncia da cultura brasileira contra a dominaÁ„o portuguesa e tambÈm dos ideais inconfidentes, daÌ um dos motivos do grande n˙mero de engenhos no Estado de Minas Gerais.
ï 1639 - Primeira tentativa de impedir atÈ sua fabricaÁ„o.
ï 1743 - Decreto rÈgio proÌbe expressamente a produÁ„o de aguardente na Capitania da Bahia.
ï 1808 - Com a transmigraÁ„o da corte portuguesa para o Rio de Janeiro, a cachaÁa j· era considerada como um dos principais produtos da economia brasileira.
HIST”RICO
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HIST”RICO - LegislaÁ„o
ï 1819 - J· se podia dizer que a cachaÁa era a aguardente do paÌs.
ï 1972 - Lei 5.823: Sobre a padronizaÁ„o, classificaÁ„o, inspeÁ„o e registro de bebidas RegulamentaÁ„o - Decreto 73.267 de 1973. Tratava a Aguardente de MelaÁo e a CachaÁa como sendo uma mesma bebida: ìAguardente de MelaÁo ou CachaÁa È a bebida com a graduaÁ„o alcoÛlica de 38 a 54 o^ GL, obtida do Destilado AlcoÛlico Simples de MelaÁo ou pela destilaÁ„o do mosto fermentado de melaÁo resultante da produÁ„o do aÁ˙carî.
ï 1994 - Lei 8.918: Sobre a padronizaÁ„o, a classificaÁ„o, o registro, a inspeÁ„o, a produÁ„o e a fiscalizaÁ„o de bebidas. Cria a Comiss„o Internacional de Bebidas. Revoga Lei 5.823/72, assim como do seu regulamento.
ï 1997 - Decreto 2314: aprova o Regulamento da Lei 8.918/94 e introduz mudanÁas na definiÁ„o dessas denominaÁıes. PorÈm, posicionou a CachaÁa, a Aguardente de Cana e a Caninha como sendo uma mesma bebida: ìAguardente de cana, Caninha ou CachaÁa È a bebida com graduaÁ„o alcoÛlica de 38 a 54 % em volume, a 20 oC, obtida do destilado alcoÛlico simples de cana-de- aÁ˙car ou, ainda, pela destilaÁ„o do mosto fermentado de cana-de-aÁ˙carî.
ï 2001 - Decreto 4.062: Definiu as expressıes "cachaÁa", "Brasil" e "cachaÁa do Brasil" como indicaÁıes geogr·ficas, de uso restrito aos produtores estabelecidos no PaÌs.
ï 2002 - Decreto 4.072: Nova redaÁ„o ao artigo 91 do Regulamento da Lei 8.918/94, assim definindo o substantivo cachaÁa: ìCachaÁa È a denominaÁ„o tÌpica e exclusiva da aguardente de cana produzida no Brasil, com graduaÁ„o alcoÛlica de 38 a 48% em volume, a 20 oC e com caracterÌsticas sensoriais peculiares".
ï 2003 - PublicaÁ„o do Decreto 4.851: RevogaÁ„o do Decreto n. 4.072/2002, A CachaÁa ficou assim definida : ìCachaÁa È a denominaÁ„o tÌpica e exclusiva da aguardente de cana produzida no Brasil, com graduaÁ„o alcoÛlica de 38 a 48 % em volume, a 20 oC, obtida pela destilaÁ„o do mosto fermentado de cana-de-aÁ˙car com caracterÌsticas sensoriais peculiares, podendo ser adicionada de aÁ˙cares atÈ 6,0 g/L, expressos em sacaroseî. ï 2005 ñ InstruÁ„o Normativa n.13, do MAPA: Regulamento TÈcnico para FixaÁ„o dos Padrıes de Identidade e Qualidade para Aguardente de Cana e para CachaÁa. CaracterizaÁ„o da Bebida
HIST”RICO - LegislaÁ„o
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CARACTERIZA«√O DA CACHA«A
H 2 O: > 51 % em volume C volume (ou^2 H^5 OH:^ 38 a 48 % em o (^) GL)
ComposiÁ„o da cachaÁa
< 1 % em volume (com base no m·ximo permitido) Subst‚ncias respons·veis pelo buquet caracterÌstico Mais de 250 compostos j· identificados
CongÍneres, Sacarose e Contaminantes
metanol, 1,4-butanodiol, ·lcool 2-feniletÌlico, ·lcool amÌlico, ·lcool cetÌlico, ·lcool cin‚mico, n-decanol, geraniol, ·lcool isoamÌlico, isobutanol, mentol, n-butanol, n-dodecanol, n-propanol, n-tetradecanol, propionato de amila, acetato de etila, benzoato de etila, heptanoato de etila, valerato de isoamila, propionato de metila, butirato de propila.
CARACTERIZA«√O DA CACHA«A
Cromatografia Gasosa de Alta ResoluÁ„o Detector de IonizaÁ„o em Chama (HRGC-FID)
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CARACTERIZA«√O DA CACHA«A
InstruÁ„o Normativa no13, de 29 de junho de 2005, do MAPA
Aguardente de Cana
GraduaÁ„o alcoÛlica: 38% a 54% vol.(20 ∫C), obtida do destilado alcoÛlico simples de cana-de-aÁ˙car ou pela destilaÁ„o do mosto fermentado do caldo de cana- de-aÁ˙car. Pode ser adicionada de aÁ˙cares atÈ 6 g/L, expressos em sacarose.
CachaÁa
DenominaÁ„o tÌpica e exclusiva da Aguardente de Cana produzida no Brasil GraduaÁ„o alcoÛlica: 38% a 48% vol.(20 ∫C) Obtida pela destilaÁ„o do mosto fermentado do caldo de cana-de- aÁ˙car com caracterÌsticas sensoriais peculiares, podendo ser adicionada de aÁ˙cares atÈ 6 g/L, expressos em sacarose.
IN 13
PADR’ES DE IDENTIDADE E QUALIDADE
Envelhecimento: Deve conter, no mÌnimo, 50% de CachaÁa ou Aguardente de Cana envelhecida em recipiente de madeira apropriada, com capacidade m·xima de 700 litros, por um perÌodo n„o inferior a um ano, submetida ao controle oficial (lacre do MAPA). Subst‚ncias fenÛlicas devem ser detectadas.
Coeficiente de CongÍneres: N„o poder· ser inferior a 200 mg/100 mL e superior a 650 mg/100 mL de ·lcool anidro.
360 -
Soma dos ·lcoois isobutÌlico (2-metil propanol), isoamÌlicos (2-metil-1ñ butanolñ3 metil-1-butanol) e n-propÌlico (1-propanol)
Soma de Furfural e Hidroximetilfurfural 5 -
AldeÌdos totais, em acetaldeÌdo 30 -
…steres totais, expressos em acetato de 200 - etila
Acidez vol·til, expressa em ·cido acÈtico 150 -
MÌnimo (mg/ 100 mL de ·lcool anidro)
M·ximo CongÍnere (mg/ 100 mL de ·lcool anidro)
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9. ROTULAGEM
9.5. Fica vedado o uso da express„o ìArtesanalî como designaÁ„o, tipificaÁ„o ou qualificaÁ„o dos produtos previstos no presente Regulamento TÈcnico, atÈ que se estabeleÁa, por ato administrativo do MinistÈrio da Agricultura, Pecu·ria e Abastecimento, o Regulamento TÈcnico que fixe os critÈrios e procedimentos para produÁ„o e comercializaÁ„o de Aguardente de Cana e CachaÁa artesanais.
PADR’ES DE IDENTIDADE E QUALIDADE
13. DISPOSI«’ES TRANSIT”RIAS
13.1.Fica estabelecido o prazo m·ximo de 01 (um) ano para adequaÁ„o da rotulagem e da embalagem.
13.2.Fica estabelecido o prazo de 03 (trÍs) anos para adequaÁ„o e controle dos contaminantes citados nos itens 5.1.3, 5.1.4, 5.1.5, 5.2.2 e 5.2.3. 13.3.Fica estabelecido o prazo de 05 (cinco) anos para adequaÁ„o e controle do contaminante citado no item 5.1.2.
ClassificaÁ„o bot‚nica da cana-de-aÁ˙car
Divis„o: Embryophita siphonogama Subdivis„o: Angiospermae Classe: Monocotyledoneae Ordem: Glumiflorae FamÌlia: Poaceae GÍnero: Saccharum
EspÈcies : mais de 32 conhecidas utilizadas em melhoramento genÈtico: Saccharum officinarum, S. spontaneum, S. barberi Jesw, S. sinense Roxb, S. robustum Jesw.
Nome oficial: Saccharum spp
Variedades utilizadas: POJ (Pura de origem Javanesa), RB (Rep˙blica do Brasil): RB 711406, RB 72454, RB 739359, RB 739735, RB 765418, RB 835486, CB (Campo Brasil): CB 45-3, CB 47-355, Mulata, Pelada, SP (S„o Paulo): SP 791011, IAC (Instituto AgronÙmico de Campinas), Uva, CO (Indiana), Caiana, NA (Norte Argentino), Cavalo, CO (Coimbra), Caninha...
CULTURA DA CANA-DE-A«⁄CAR
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COMPOSI«√O QUÕMICA M…DIA DOS COLMOS
Cinzas 0,3 - 0,
Subst‚ncias pÈcticas e gomas 0,15 - 0,
¡cidos org‚nicos 0,1 - 0,
LipÌdeos (gorduras e ceras) 0,15 - 0,
Compostos nitrogenados 0,3 - 0,
Lignina 1,5 - 2,
Hemicelulose 1,8 - 2,
Celulose 5,0 - 6,
Fibras 7,0 - 17,
Frutose 0 - 0,
Glicose 0,2 - 1,
Sacarose 11,0 - 18,
AÁ˙cares 12,0 - 18,
¡gua 65,0 - 75,
Componente Quantidade (g/100g)
VARIEDADES
CaracterÌsticas importantes para escolha de variedades:
ï MaturaÁ„o (tardia, mÈdia ou precoce) ï Teor de sacarose ï ExigÍncia de fertilidade do solo ï Boa brotaÁ„o em soqueiras
ï Bom perfilhamento e difÌcil tombamento ï ResistÍncia a doenÁas ï AusÍncia de florescimento/chocamento ï AusÍncia de joÁal
ï F·cil despalha
Variedades que s„o boas para produÁ„o de aÁ˙car e ·lcool, s„o boas para cachaÁa.
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Variedades de cana-de-aÁ˙car apresentam maturaÁ„o em diferentes Èpocas do perÌodo de safra.
Precoces:
CaracterÌsticas mais adequadas para serem processadas no inÌcio da safra, entre os meses de maio e junho. Superprecoces: apresentam tais caracterÌsticas a partir de abril.
Ex: RB 76-5418, RB 85-5453, SP 80-
MÈdias:
Indicadas para processamento no meio da safra, entre julho e setembro novembro.
Ex: SP 70-1143, SP 79-1011, CB 45-
VARIEDADES QUANTO AO INÕCIO DA MATURA«√O
Tardias:
Adequadas para o final da safra, entre setembro e novembro.
Ex: RB 73-9735, RB 78-5148, RB 72-454, SP79-2313, SP 79-
Pode-se indicar uma distribuiÁ„o das
variedades em:
20% para as precoces
60% para as mÈdias
20% para as tardias.
FATORES INTERFERENTES
Diversos fatores interferem para um bom desempenho do canavial:
ï Variedade da cana ï Adaptabilidade ao ambiente ï CondiÁıes ed·ficas (caracterÌsticas gerais do solo) ï Sistema de produÁ„o empregado (preparo de solo, plantio e tratos culturais) ï Colheita, carregamento, transporte ï CondiÁıes clim·ticas
Elevados Ìndices pluviomÈtricos Altas temperaturas
Solo seco Temperaturas baixas
BrotaÁ„o, perfilhamento e crescimento.
Repouso fisiolÛgico e, conseq¸entemente, o ac˙mulo de sacarose nos colmos, alcanÁando assim a maturaÁ„o.
IDEAL … QUE TENHAMOS UMA …POCA QUENTE E
CHUVOSA, SEGUIDA DE OUTRA MAIS FRIA E SECA.
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EFEITOS DO FRIO SOBRE A CULTURA DA CANA
Temperaturas inferiores a 10 oC:
Provocam danos por resfriamento Folhas com coloraÁ„o verde azulada e estrias clorÛticas em folhas de mesma idade fisiolÛgica.
Efeito das Geadas:
Cana de ano-e-meio: Afeta as folhas e gemas apicais, impossibilitando o crescimento (quando com 4 -5 meses de idade) ou inicia um processo de deterioraÁ„o do ·pice para a base (quando com 16 - 17 meses de idade).
Cana de ano: Geada atingir· a planta entre 9 e 10 meses de idade, onde a cana ainda est· imatura.
Riqueza em matÈrias org‚nicas e inorg‚nicas interferem diretamente no desenvolvimento, crescimento, maturaÁ„o e produtividade da cana-de-aÁ˙car.
Melhoramento genÈtico, pode ser corrigida qualquer limitaÁ„o quanto ‡ fertilidade.
LimitaÁıes fÌsicas existentes para o desenvolvimento:
ï Profundidade efetiva menor que 1,0 m ï LenÁol fre·tico alto ï Solos excessivamente argilosos ou mal drenados ï Solos arenosos ï InclinaÁ„o do terreno acima de 15o^.
FATORES INTERFERENTES
TIPOS DE SOLO
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De posse destas informaÁıes, pode-se estabelecer as condiÁıes iniciais e finais da qualidade da matÈria-prima a ser processada atravÈs da definiÁ„o do PUI - PerÌodo ⁄til de IndustrializaÁ„o.
… importante conhecer o comportamento de cada variedade quanto ao ac˙mulo de sacarose atravÈs da curva de maturaÁ„o.
DETERMINA«√O DO GRAU DE MATURA«√O
PUI - Tempo em que a variedade poder· ser processada com melhores condiÁıes quÌmico-tecnolÛgicas e, consequentemente, melhores retornos econÙmicos. Variedades podem ser classificadas como de PUI curto, mÈdio ou longo, em funÁ„o do perÌodo ser em torno de 60, 90 ou 120 dias respectivamente.
oBrix
Tempo (meses)
PUI
Maio Agosto
DescendÍncia: n„o se corta ProduÁ„o de compostos secund·rios pela degradaÁ„o da sacarose. (Cana passada)
DETERMINA«√O DO GRAU DE MATURA«√O
Pico de MaturaÁ„o
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DETERMINA«√O DO GRAU DE MATURA«√O
Outros mÈtodos utilizados:
Aspecto do canavial:
Muito utilizado por produtores artesanais, È um critÈrio falho e sem consistÍncia tÈcnica, pois a aparÍncia visual da planta È bem distinta entre as variedades o que leva a interpretaÁıes errÙneas. Outros fatores que n„o a maturaÁ„o poder„o promover a seca e tombamento das folhas basais e o amarelamento progressivo das outras folhas;
Idade do canavial:
CritÈrio tambÈm falho, especialmente considerando maturaÁ„o das variedades nas diferentes regiıes e das diferentes Èpocas de plantio e colheita.
Õndice de MaturaÁ„o (IM): An·lise por amostragem do teor de aÁ˙cares, utilizando-se aerÙmetro ou refratÙmetro de campo.
IM ñ Õndice de MaturaÁ„o
Deve-se considerar:
ï Teor de sacarose cresce com o aumento do o^ Brix ï Ac˙mulo de sacarose nos colmos ocorre da base para a ponta da cana. ï As canas bem maduras apresentam teor de sacarose nos internÛdios da ponta que se aproximam aos do meio, ligeiramente menores que os da base.
O caldo para a determinaÁ„o È coletado entre o 3 ∫^ e 4∫^ internÛdio da base e do ˙ltimo internÛdio desenvolvido da ponta, em 12-15 colmos representativos do talh„o. IM= oBrix ponta/ oBrix base
IM < 0,6 = cana verde IM entre 0,6 -0,7 = maturidade baixa, 0,7 - 0,85 = maturaÁ„o mÈdia IM > 0,85 atÈ 1,0 = cana madura.
DETERMINA«√O DO GRAU DE MATURA«√O
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MOAGEM
Ainda se perde muito aÁ˙car produzido no campo atravÈs das diferentes fases operacionais atÈ o produto final.
O baixo desempenho do conjunto de extraÁ„o representa uma das elevadas perdas.
Principais fatores que interferem no processo:
ï Regularidade e uniformidade na alimentaÁ„o dos colmos na moenda
ï Regulagem da moenda ï Velocidade dos cilindros
ï Tipos de ranhuras
ï Uso de soldas nos cilindros ï Porcentagem de fibra da cana
MOAGEM
Caldo, rico em aÁucares, ·gua etc.
BagaÁo, rico em fibras
EficiÍncia da extraÁ„o = quantidade de caldo extraÌdo quantidade total de caldo presente nos colmos Õndices cada vez maiores devem ser perseguidos, pois a quantidade de ·lcool futuro est· diretamente relacionada com a quantidade de aÁ˙car extraÌdo do caldo.
Escolha da moenda adequada deve contemplar, alÈm da capacidade de extraÁ„o:
ï Isolamento de Ûleos e graxas da ·rea de operaÁ„o
ï Facilidade de higiene e limpeza apÛs operaÁ„o di·ria ï Facilidade na aquisiÁ„o de peÁas para reposiÁ„o, AssistÍncia e manutenÁ„o tÈcnica
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PREPARO DO CALDO
Design do equipamento: F·cil limpeza e a higienizaÁ„o.
Indispens·vel o uso de peneiras de malhas finas e decantador para a retirada das impurezas.
Material de constituiÁ„o: aÁo inox (inerte a composiÁ„o do caldo)
ApÛs esta filtragem, o caldo È encaminhado a um decantador onde as impurezas como terra e bagacilho s„o separadas do caldo.
PREPARO DO CALDO
Decantador (^) Tanques para o ajuste de Brix
Dornas de fermentaÁ„o
14 e 16 o^ Brix
Acima de 16 o^ Brix È necess·rio diluir o caldo para o bom andamento do processo fermentativo.
H 2 O
Caldo n„o diluÌdo
FermentaÁıes incompletas, mais lentas e com formaÁ„o de compostos indesej·veis no produto final.
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FERMENTA«√O ALCO”LICA
Sistemas de fermentaÁ„o
Batelada simples: mais utilizado por pequenos alambiques
Momento da introduÁ„o do inÛcuo Tempo zero de fermentaÁ„o = (pÈ de cuba) no substrato.
1 ™^ fase: incubaÁ„o em condiÁıes Ûtimas de crescimento
2 ™^ fase: fermentaÁ„o, nada È adicionado ao sistema, exceto:
ï O 2 , necess·rio na fase inicial para formaÁ„o de biomassa microbiana;
ï Antiespumante, quando requerido ï SoluÁıes ·cidas ou b·sicas para ajuste de pH
FERMENTA«√O ALCO”LICA
Sistemas de fermentaÁ„o
Batelada alimentada: sistema Melle-Boinot
AdiÁ„o de nutrientes ou substrato de maneira escalonada, de acordo com o progresso da fermentaÁ„o. Repress„o por altas concentraÁıes de FormaÁ„o de muitos carboidratos ou compostos nitrogenados metabÛlitos secund·rios
Adicionados em pequenas concentraÁıes durante toda a fermentaÁ„o
Mais utilizado em destilarias de ·lcool combustÌvel
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FERMENTA«√O ALCO”LICA
Sistemas de fermentaÁ„o
Sistema ContÌnuo: AdiÁ„o contÌnua de soluÁ„o nutritiva estÈril ao biorreator
Quantidade equivalente da mistura de substrato utilizado, nutrientes e microrganismos sai do aparelho
Maiores produtividades
Menores problemas operacionais
FERMENTA«√O PARA PRODU«√O DE CACHA«A
2 Etapas
PropagaÁ„o da levedura
FermentaÁ„o
Processo Fermentativo
FermentaÁ„o inicial
FermentaÁ„o principal
FermentaÁ„o final
PropagaÁ„o da levedura :
Intensa aeraÁ„o em caldo diluÌdo (5 o^ Brix)
Altas concentraÁıes prejudicam a respiraÁ„o celular
