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Mosto: Como aumentar o rendimento de extração com ecoeficiência

By 18 de maio de 2020 setembro 5th, 2020 Blog, ISO 14001
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Mosto: Como aumentar a ecoeficiência

Você está sendo “cobrado” ou precisa melhorar o rendimento do processo de extração do mosto da uva para aumentar o retorno sobre a uva adquirida?

Porém apenas considerar o rendimento de extração, não é suficiente para expressar a eficiência econômica do processo, pois não considera os custos de adequação do mosto obtido.

A ECOEFICIÊNCIA é a solução para otimizar o rendimento de extração, pois trabalha com a eficiência econômica e ambiental e emerge como um fator de importância paralelo à qualidade e segurança.

A ecoeficiencia pode ser utilizada como um indicador para medir o “aumento do desempenho ambiental” requerido pela ISO 14001:2015, diminuir os impactos ambientais e orientar a redução dos desperdícios para aumentar a eficiência de transformação dos processos.

Este artigo foi desenvolvido em um Trabalho de Conclusão do Curso (TCC) de pós-graduação em meio ambiente do autor na PUCRS junto a vinícolas do RGS.

Ao final do artigo você poderá fazer download livre das planilhas de cálculo para aplicação direta no seu processo.

Refrigerantes Versus Sucos de Frutas

Apesar de o Brasil ser o terceiro maior produtor mundial de frutas, o brasileiro não tem tradição no consumo de sucos de frutas industrializadas.

Segundo a Associação Brasileira da Indústria de Refrigerantes (ABIR) o consumo brasileiro per capita anual de sucos e néctares prontos foi de 2,5 litros (2008), enquanto o consumo de refrigerantes foi de 77 litros (2007).

Sucos de Frutas
Refrigerantes Versus Sucos de Frutas

Estes dados sugerem a oportunidade de mercado existente no Brasil para os sucos de frutas industrializados.

Neste contexto emerge a questão do rendimento de extração dos sumo das frutas que contenham açúcar, isto é, o mosto.

O mosto de uva após processamentos específicos gera produtos como: a) Vinhos; b) Espumantes; c) Sucos e derivados; d) Vinagres; e) Destilados, e; f) Outros derivados da uva e do vinho como por exemplo, aceto balsâmico.

Processos de extração do mosto

Os dois processos básicos de extração do mosto são:

  1. Processo de extração por sulfitação – Flanzy, composto do desengace, esmagamento da uva e abafamento com dióxido de enxofre, e;
  2. Processo de extração pelo calor – Welch, composto de desengace, esmagamento, aquecimento mínimo de 65oC, maceração e prensagem da mistura mosto-bagaço.

Estes processos não são estanques e excludentes, o que permite que as vinícolas utilizem variantes e combinações dos mesmos.

Processos de extração do mosto

Resíduos da extração do mosto

O processamento da uva gera em torno de 15% de resíduos, ou seja, 500 mil toneladas por safra no Brasil.

Estes resíduos são formados pelo:

Engaço do das uvas

a) Engaço, popularmente conhecido como “cabinho” que representa entre 2% a 4% do peso total;

Bagaço das uvas

b) Bagaço, constituído por cascas, sementes e restos de engaço numa proporção que varia entre 11,5% a 15,5% da uva processada;

Borra do mosto

c) Borra, gerada como resíduo no processo de filtração, centrifugação ou quando da armazenagem e que gira em torno de 1,6% do total da uva processada;

birtartarato-potassio-mosto

d) Bitartarato de potássio, cristalizado no fundo dos tanques de armazenamento.

Além da perda financeira nos resíduos, não são contabilizados os custos incorporados no processo, como aquecimento com lenha, resfriamento que consome energia elétrica e aditivos para correções e/ou eliminação de bioalterações no suco e que podem ser reduzidos por uma bem conduzida extração do mosto.

Desta forma pode-se argumentar que os resíduos são uma forma de ineficiência econômica e que a redução dos resíduos pode aumentar a eficiência e reduzir custos. Melhorando o desempenho ambiental, que é o objetivo da Consultoria ISO 14001.

Figura ilustrativa armazenamento do mosto

Fatores que interferem no rendimento de extração do mosto

O rendimento é afetado por 08 fatores:

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O cultivar, isto é, o tipo de uva. As uvas destinadas a suco são de um tipo, preponderantemente Isabela, Americana ou Industrial e as destinadas a vinhos ou espumantes, são de outros tipos.

Dentro de certos limites as uvas são específicas para cada tipo de produto, as uvas que dão origem aos melhores sucos não são adequadas para vinho, em função do menor teor de açúcar, aroma característico, acidez mais elevada e falta de aptidão para o envelhecimento, ou seja, uva para vinho não serve para suco;
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Além do cultivar tem de se observar o seu clone, pois para um mesmo tipo de uva existem vários tipos de clones. Para exemplificar, os clones são como os vários filhos dos mesmos pais, muito diferentes uns dos outros;

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Há também a variável da força empregada na extração do mosto de uva que varia entre esmagamento e prensagem. Um esmagamento deficiente, desperdiça o recurso natural uva, e uma prensagem elevada carrega com o mosto substâncias indesejáveis. Isto conduz a custos maiores, por exemplo, de filtragem;

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Aditivos que são incorporados e outros que são retirados pelo uso de terra filtrante ou centrifugação, cujos resíduos precisam ser destinado para um aterro;

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Estado de maturação das uvas;

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Bioalterações (Sanidade);

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Processo de aplicação de enzimas cuja função é facilitar a extração do mosto;

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Teor de açúcar.

Neste caso o mosto passa por processos adicionais físicos e químicos, o que eleva o custo do seu processamento e aumentam os custos e resíduos.

Cálculo do rendimento de extração do mosto

Rendimento significa o quanto de caldo da uva consigo retirar do cacho de uva.

O rendimento de extração é obtido pela divisão dos quilogramas de uva que esmagados e/ou prensados geram os litros de mosto de uva, neste caso a unidade é Kg/l.

Mas também pode-se utilizar o inverso, litros de mosto obtidos por quilograma de uva processada, com a unidade expressa em, l/Kg (Equação 1), esta foi a unidade utilizada neste estudo de caso.

Este rendimento de extração é medido em litros de mosto, por quilograma de uva prensada, ou vice-versa, sendo que o resíduo é formado por matéria-prima, resíduos de mosto não extraído e insumos.

Rendimento = Mosto de uva (litro) / Uva esmagada (kg)
Equação 1

Diagrama: ecoeficiência x sustentabilidade

Ecoeficiência

A ecoeficiência é conceito multi-dimensional, que une economia com ecologia, medindo a eficiência de transformação do capital natural em bens econômicos. Este artigo utilizou as seguintes equações para cálculo da ecoeficiência:

Ecoeficiência = Valor do produto ou serviço / Impacto ambiental
Equação 2

Ecoeficiência = Impacto ambiental / Valor do produto ou processo
Equação 3

Análogo a definição de eficiência pela engenharia, o máximo valor do índice de ecoeficiência é 1 (ou 100%).

Então, considerando que a eficiência deve ser menor do que 1, e os valores obtidos nos diagnósticos, este artigo utilizará a Equação 3.

Aspectos ambientais decorrentes da extração de Mosto

Os impactos ambientais são determinados sobre uma base de seis aspectos principais:

  • Consumo de materiais brutos;
  • Consumo de energia;
  • Emissões resultantes;
  • Toxicidade potencial;
  • Superconsumo e seu risco potencial;
  • Uso da superfície terrestre.
Figura ilustrativa colheita da uva

Neste estudo de caso foi considerado como impacto ambiental apenas o consumo de materiais como as enzimas utilizadas para extrair o suco da baga de uva e terra filtrante, para filtrar o caldo da uva, entre outros itens, que compõem a conta contábil (CC), “Insumos Diretos” das vinícolas.

Trata-se de produtos que são extraídos da natureza, utilizados no processo e após o uso, saturação ou passagem pela Estação de Tratamento de Efluentes ETE), são enviados para aterro industrial.

O impacto ambiental unitário é obtido pela divisão deste valor, Insumos Diretos, pelos litros de mosto obtidos na extração. A unidade deste fator então é, reais por litro de mosto, R$/l.

Impacto ambiental = Insumos diretos / Litros de mosto obtidos na extração
Equação 4

Figura ilustrativa do valor do produto

Valor do produto

Neste estudo de caso, o valor do produto foi traduzido como o valor agregado realizado pelo processo e interpretado como o mosto, uma vez que é o objetivo do processo das vinícolas e foi adotado o valor comercial do mesmo tabelado em 1,2179 R$/litro (~1,22 R$/l) para a safra de 2014 (CONAB, 2014).

O valor agregado do mosto de cada vinícola foi obtido pela multiplicação do seu rendimento pelo valor do mosto. A unidade deste fator então é R$/Kg.

Valor agregado = Rendimento (Equação 1) x Valor comercial do mosto de uva
Equação 5

Resultados

Os valores obtidos junto as vinícolas e os resultados dos cálculos estão sintetizados comparativamente na Tabela 1.

Tabela resumo comparando a ecoeficiência

Tabela 1 - Dados obtidos junto as vinícolas, fatores calculados e dados de rendimento e ecoeficiência

Os dados de ambas vinícolas para 2014, foram de que, a vinícola B processou 5.520.745,50 Kg de uva e a vinícola A 19.352.720 Kg, isto é, 3,5 vezes mais que a vinícola B. Porém, esta desproporção não invalida ou limita os resultados aqui obtidos, eles continuam válidos para outras vinícolas com proporções diversas e resultados proporcionais.

Pelo exposto na Tabela 1, vê-se que: a) O rendimento da vinícola A (0,82) é superior ao da vinícola B (0,69) em 18,84%, como consequência dos seus equipamentos e instalações modernas e foco em rendimento; b) O impacto ambiental da vinícola A (0,17), como consequência de sua elevada conta “Insumos Diretos”, é superior ao da vinícola B (0,14) em 19,05%; c) Na sequencia o valor agregado da vinícola A (1,0) é superior ao da vinícola B (0,8) em 21,45%, e; d) Como resultado final, a medida da ecoeficiência entre ambas, é a mesma, isto é, 17%. Isto leva a crer que, a vinícola A em busca do objetivo de um máximo retorno sobre a compra da uva através das modernas instalações de extração do mosto, tem uma perda financeira desproporcionalmente maior no processamento do que a vinícola B.

Rendimento

Através de pesquisa bibliográfica obteve-se os seguintes dados sobre o rendimento de extração do mosto de uva expostos na Tabela (2):

Tabela ilustrativa dos rendimentos do mosto

Tabela 2 - Rendimento de extração do mosto de uva

Pelo exposto verifica-se que o rendimento de extração do mosto de uva pela vinícola A (0,82l/Kg), situa-se próximo ao fator mais alto pesquisado (0,86 l/Kg) e a vinícola B (0,69 l/Kg), situa-se próximo ao fator mais baixo pesquisado (0,62l/Kg).

Ainda que ambas vinícolas produzam vinho e suco em proporções diversas e com isto também adquiram cultivares diferentes em qualidade e qualidade, em conversas com os técnicos das vinícolas e da EMBRAPA Uva e Vinho, acredita-se que não é este o caso e sim que a vinícola A, de tão elevado é o seu fator de prensagem que está carregando para o mosto resíduos de semente e casca, acarrentando com isto custos maiores de adequação do mosto, que compõem a Conta Contábil, “Insumos Diretos” gastos no processo em (R$). Já a vinícola B não está realizando completamente a extração perdendo matéria-prima, porém com custos proporcionalmente menores na adequação do mosto.

Os resultados obtidos também demonstram que a vinícola B está numa faixa de esmagamento e a vinícola A numa faixa de prensagem, bem distante da vinícola B.

Com isto surge a idéia de que deve haver um ponto ótimo entre esmagamento e prensagem.
Ótimo quer dizer simultaneamente se obter um alto rendimento na extração com baixos custos de adequação do mosto e menor impacto ambiental.

Os resultados obtidos sinalizam que as tecnologias que produzem mais resultados, não são necessariamente as maiores poluidoras. Em tais situações, o desempenho econômico pode ser melhorado e simultaneamente melhorado o desempenho ambiental. No caso da vinícola B, interpreta-se como atender a dosagem e o período de ação das enzimas e simultaneamente aumentar a eficiência de esmagamento das uvas. Pois por um lado está tendo uma perda econômica da matéria-prima e por outro está aumentado o impacto ambiental ao destinar volumes maiores de resíduos que não foram aproveitados numa proporção econômica.

Da Ecoeficiência

A Tabela 3 reapresenta resumidamente os resultados calculados para ambas vinícolas.

Planilha comparativa da ecoeficiência

Tabela 3 - Ecoeficiência na Extração do Mosto da Uva - Safra 2014

Depreende-se pelo exposto, que ainda que a Vinícola A tenha um maior rendimento (+ 18,84%) do que a Vinícola B, quando se considera o rendimento e custos combinados numa análise multidimensional, a ecoeficiência de ambas vinícolas, é a mesma, 0,17, ou seja, o custo de processamento do mosto está anulando o rendimento superior da vinícola A.

Este custo é formado por duas variáveis:

  • rendimento aqui dito como exagerado que eleva os custos de adequação do mosto;
  • das uvas recebidas com bioalterações e ainda não maduras, isto é, verdes. Este último fato é corroborado pela equipe técnica da vinícola A.

As figuras a seguir registram fotograficamente a qualidade e o modo de recepção das uvas pela vinícola A na safra 2014.

Qualidade das uvas verde e tinto

Ou seja, a vinícola A está infringindo a Lei do Vinho, Lei no 7678 de 1988 em seus artigos 3º e 5º, regulamentada pelo Decreto no 99.066 de 1990, artigo 100, que tratam da qualidade da uva.

Além disso, a vinícola A, também infringe a Lei do Transporte, Instrução Normativa no 01 de 20 de Janeiro de 1998 em seu Artigo 2º onde afirma que o transporte das uvas fora da zona de produção deve se dar em caixas plásticas de 10 Kg, isto é, não pode ser transportado em caminhões ou a Portaria no 410 de 20 Agosto de 1998 em seu Artigo 1º onde afirma que o transporte dentro da zona de produção pode se dar em caixas com até 25 Kg.
Então, a vinícola A, não só infringe a legislação que protege o produto, o consumidor e o meio ambiente, mas também perde toda sua vantagem competitiva em instalações modernas.

A vinícola B, que não foi possível obter um registro fotográfico da safra 2014, de tão zelosa, subutiliza os limites da legislação, pois recebe cuidadosamente as uvas em caixas de 20 Kg, abaixo da legislação que permite 25 Kg e também não amplia o seu fator de esmagamento.

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Conclusão

Os estudos de caso em Vinícolas do Rio Grande do Sul, embasados em pesquisa bibliográfica conduziram a três fatores que interferem no desempenho do processo de extração do mosto sob as lentes da ecoeficiência.

Fator 1. A aquisição de uvas de baixa qualidade, verdes ou com bioalterações, são uma fonte de agregação de custos na adequação do mosto e invalidam a pretendida economia na aquisição de uvas de baixa qualidade;

Fator 2. Encontrar um ponto médio, dito ótimo, entre esmagamento e prensagem para evitar que o mosto extraído carregue componentes da baga da uva, como resíduos de semente e casca, como forma de evitar o uso adicional de enzimas, terras filtrantes e energia elétrica na filtragem para adequação do mosto;

Fator 3. Atender a legislação pois o desempenho ambiental pode ir além de uma avaliação qualitativa quanto ao cumprimento da legislação ambiental.

A Konrad pode auxiliar a sua empresa a melhorar o rendimento de extração do mosto através do serviço de Consultoria ISO 14001.

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Sérgio Konrad

Autor Sérgio Konrad

Engenheiro, com Pós Graduações em: Gestão da Qualidade; Engenharia de Segurança do Trabalho, e; Gestão Ambiental e Economia Sustentável. Auditor Líder ISO 9001, Meio Ambiente, Saúde e Segurança Ocupacional e SASSMAQ.