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Fermento Padeiro

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by

Joana Lima

on 23 January 2014

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Transcript of Fermento Padeiro

Processos de Produção
Conteúdo
Introdução

Saccharomyces cerevisiae

Reatores biológicos

Substratos

Condições de Operação


Fermento Padeiro
(Baker's Yeast)

Introdução
Iniciou-se há mais de 110 anos na Europa;

Composto essencialmente por células vivas de levedura Saccharomyces cerevisiae;

Utilizado nas indústrias de panificação para fazer levedar a massa;

Alteração de aspetos tecnológicos, como a introdução de arejamento na fermentação e a alimentação lenta de açúcar ao reator arejado;

Este processo (Zulauf) corresponde à introdução da operação semi-contínua (“fed-batch”) nos fermentadores.



Modelos cinéticos

Esquemas Produtivos

Processos de separação

Operações de acabamento
Reatores Biológicos
Reatores Biológicos
Reactor “fed-batch”

Baseia-se numa alimentação contínua de um substrato de forma a controlar estrategicamente o crescimento de uma cultura.

Reator Biológico

É necessário ter em conta que este reator opera em estado quasi-estacionário e o consumo de substrato não leva á formação de produto.
Reatores Biológicos
Para a biomassa

Equação que relaciona a variação da quantidade mássica de biomassa no reator “fed-batch” com o tempo:

Saccharomyces cerevisiae
É um microrganismo bem conhecido em investigação e na indústria;
• As leveduras começam a desempenhar um papel importante como organismos hospedeiros em tecnologia de ADN recombinante;
• A nível europeu existe uma proposta conjunta dos grupos de trabalho de utilização desta levedura como caso de estudo para comparação e validação de resultados entre vários laboratórios de investigação;
Há vários tipos de reatores utilizados industrialmente que obedecem a diferentes modelos hidráulicos
Reator Perfeitamente Agitado
O conteúdo do reator é homogéneo, em que a concentração no seu interior igual à do efluente.

Reactor de Escoamento Disperso

Comportamento misto entre o de fluxo pistão e perfeitamente agitado.

Reator Batch

Modelo em que o afluente permanece no reator durante algum tempo.

Reator Fluxo Pistão

Uma determinada massa de líquido passa através do reator sem que ocorram processos de mistura durante o seu percurso.

Reator "fed-batch"
Reator "batch"
Substratos
O fermento de padeiro é produzido aerobicamente num meio rico em melaços, amónia, sais, fosfatos e vitaminas;

Em produções comerciais a maioria destes componentes são fornecidos pelos melaços e pela água;

Tendo como base a análise elementar do fermento de padeiro seco, é possível calcular a respetiva composição qualitativa e quantitativa.

Condições operatórias
Temperatura
Rendimento máximo de biomassa em açúcar: 28.5ºC

Taxa de crescimento máxima: 32 ºC

Ideal: 30 ºC
pH
pH baixo - evitar contaminação

Taxa de crescimento é máxima: 4.0-5.5

Arejamento
Evitar crescimento anaeróbio: Nível alto, nunca inferior a 1 vvm (volume de ar por volume de reactor por minuto)


Caudais
São adicionados de forma incremental e variam consoante o volume final de fermentação pretendido
Modelos Cinéticos
Taxa específica (total) de consumo de glicose
A taxa específica total de crescimento
É constituída pela soma das três taxas de crescimento para as três vias correspondentes:
Relacionamento das taxas especificas com os fluxos de substratos e com os coeficientes de rendimento
Fermento Padeiro
Levedura comprimida
Levedura Seca
Levedura seca ativa (ADY)

Levedura seca instantânea (IDY)
Produção do FP
Matérias Primas
Cultura de levedura pura

Melaços (principal fonte de carbono)
- Cana
- Beterraba
Remoção de lamas
Esterilização com vapor a alta pressão.
Diluíção com água e mantido em tanques de retenção até que seja necessário para o processo de fermentação.
Clarificação da Mistura
Ajuste do pH
Uma mistura alcalina promove o crescimento de bactérias e este crescimento ocorre sob as mesmas condições que o crescimento do fermento
Fermentação
As células de levedura são cultivadas numa série de recipientes de fermentação, que são operados em condições aeróbias
Fermentador intermediário
Crescimento do fermento: 120 kg
Fermentador de ações

Crescimento do fermento: 420 kg
Fermentador de campo

Crescimento do fermento: 2500 kg
Fermentador de comércio

Crescimento do fermento:
Entre 15000 a 100000kg

Levedura comprimida:
Adição de emulsificantes (branco cremoso), óleo de soja (expulsar o fermento) para formar fitas contínuas de bolos de levedura;
As fitas são cortadas e os bolos de levedura são embalados e arrefecidos a abaixo de 8°C.




Levedura seca:
Adição de emulsionantes e óleos (texturizar as leveduras para ajudar na extrusão);
É extrusada em tiras finas e cortada em lotes num sistema contínuo de secagem;
Após a secagem a levedura é embalada a vácuo.

Colheita e embalamento
A vida útil de ADY e IDY à temperatura ambiente é de 1 a 2 anos
Processos de Separação
Centrifugação

pH ácido (2,5-4,5).
Filtração
Consiste na separação Líquido-sólido
Obtém-se 20% de sólidos
Processo de "Melle-Boinot" (tratamento ácido)

Filtração simples (demorada)
Filtração a vácuo
Produto desidratado e instantâneo
Obtém-se 30% solidos

Operações de acabamento
Fermento de Padeiro
Biológicos
Exemplo: Massa de Pão e Pizzas
Químicos
Depois da cozedura (calor do forno)


Exemplo: Bolachas, biscoitos, bolos


Antes da cozedura
sara
Creme de Levedura
Bolo de levedura
Levedura Granulada
Operações de acabamento
Produto centrifugado e lavado, obtendo-se 20% de sólidos
Arrefecido até 4 ºC (inibe o crescimento de microorganismos)
Armazenado num tanque isolado com agitadores, mantendo a T=4ºC
Transferido para recipientes esterilizados para venda
Adicionado sal ao produto da fermentação
Filtração a vácuo (remoção de 70 % de água)
Obtém-se uma levedura desidratada
Adição de emulsionantes ou óleos, que vão auxiliar o processo de extrusão
Processo de granulação
Filtrada e desidratada
Prensado e classificado como seco e ativo, pois contém cerca de 30 % de sólidos
Produto da filtração e da secagem é embalado a vácuo (evitando o risco de contaminação por bactérias aeróbias)
Arrefecida até 4 °C (temperatura ideal para inibir o crescimento dos microrganismos e evitar contaminações)
Produtos
Fermento de Padeiro
Químico
Biológico
Como funciona o fermento de padeiro?
Catarina Gomes
Joana Lima
Sara Pinto
Saccharomyces cerevisiae
Fermentar trigo, cevada e milho para a produção de bebidas alcoolicas;

Como fonte de proteínas e vitamina B;

Na produção de fluel etanol;

Para experiências biológicas para representar as células eucarióticas simples;

Usada em bebidas carbonatadas ou refrigerantes.

1 Kg de fermento de padeiro
Dioxido de Carbono: 480%
Oxigénio: 310 %
Azoto: 80%
Hidrogénio: 70%
Potássio: 20%
Fósforo: 15%
Outros: 18%
Cálcio: 2%
Magnésio: 3%
Reator "batch" vs Reator "fed-batch"
Condições anaerobias
Condições aeróbias
A levedura pode crescer em glucose como única fonte de carbono e energia. Se a C(glucose)<90-100 mg/L, esta oxida originando CO2 e água.
Se existir glucose em excesso no meio ocorre a fermentação. Esta reação é a que apresenta um rendimento energético menor, dado que a fermentação da glucose tem como prioridade a produção de etanol.
Enxofre: 2%
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