Simulação de um processo industrial para o reaproveitamento de levedura residual proveniente da indústria cervejeira

Abstract

A levedura do processo produtivo de cerveja gera um grande volume de resíduos e ainda possui poucos destinos de reaproveitamento. No entanto, essa levedura residual possui componentes intracelulares de interesse para diversos setores das indústrias alimentícias, cosméticas e farmacêuticas. Dentre os principais componentes, destacam-se as enzimas invertases, 5’-ribonucleotídeos, extrato de levedura, beta-glucanas insolúveis e mananoproteínas, cujas propriedades bioativas são extremamente sensíveis às suas condições de obtenção. Diversos métodos de extração foram desenvolvidos com o intuito de extrair esses componentes do interior da célula e da parede celular da levedura com um alto rendimento, pureza e sem interferir na estrutura orgânica, de forma a preservar suas características orgânicas. A partir da proposição de métodos extrativos sustentáveis, com possível aplicação industrial economicamente viável, o presente trabalho visou desenvolver um fluxograma de processos contendo as operações unitárias referentes a cada etapa necessária dos métodos extrativos escolhidos, representando dessa forma uma planta industrial planejada que minimize custos e otimize o tempo do processo a partir de um diagrama de Gantt. Também foram feitas estimativas de fluxo mássico com base em dados da literatura, quantidade de energia requerida por batelada e uma avaliação econômica preliminar da planta proposta. Obteve-se um processo com duração de 54 horas por ciclo, quantidade de energia térmica necessária 32.372165 Kj para o aquecimento e15.326.426,09 Kj para o resfriamento e diversos indicativos financeiros que demonstram a viabilidade do projeto.

The yeast from the beer production process generates a large volume of waste and still has few reuse destinations. However, this residual yeast has intracellular components of interest to several sectors of the food, cosmetic and pharmaceutical industries. Among the main components, the enzymes invertases, 5'-ribonucleotides, yeast extract, insoluble beta-glucans and mannanproteins stand out, which bioactive properties are extremely sensitive to their production conditions. Several extraction methods have been developed aiming to extract these components from the interior of the cell and the cell wall with a high yield, purity and without interfering with the organic structure, in order to preserve their organic characteristics. From the proposition of sustainable extractive methods, with possible economically viable industrial application, the present work aimed to develop a process flowchart containing the unit operations referring to each necessary step of the chosen extractive methods, thus representing a planned industrial plant that minimizes costs and optimize process time from a Gantt chart. Mass and energy flow estimates were also made based on literature data, amount of energy required per batch and a preliminary economic evaluation of the proposed plant. A process lasting 54 hours per cycle was obtained, the amount of thermal energy required of 32,372,165 Kj for heating and – 15,326,426.09 Kj for cooling and several financial indicators that demonstrate the feasibility of the project.