Equipar para alta proteína

Por Katie Schroeder

Publicado em abril de 2022 na revista Ethanol Producer

Combinando tecnologias novas e existentes, a ICM está ajudando os produtores de etanol a saltar para a produção de ração de alta proteína. A empresa está adotando uma abordagem única para o marketing, mostrando aos clientes como seu equipamento especializado funciona para explicar o que ele produz.

A capacidade de produzir coprodutos novos e aprimorados ajudou os produtores de etanol a se manterem em tempos difíceis, o ambiente de baixa margem da pandemia entre eles. A extração de óleo de milho, que empurrou os produtores para novos mercados de ração e combustível há uma década, foi o primeiro movimento real do setor após coprodutos de primeira geração, e provou ser um diferencial. Agora, a produção de rações com alto teor de proteína, já próxima à aquicultura, aves e rações para animais de estimação, está prestes a ser a próxima. Competindo por negócios no espaço ainda emergente de alto teor proteico, a ICM Inc. está oferecendo um Advanced Processing Package que dá aos produtores a capacidade de produzir 50% de proteína, ração enriquecida com levedura, com a marca Protomax, enquanto aumenta a eficiência da fábrica e reduz a intensidade de carbono.

"Nosso setor tem sido atormentado por subestimar nossos coprodutos há muito tempo, em grande parte porque há essa pilha perfeitamente imperfeita, não verdadeiramente projetada para nenhuma espécie animal individual", diz Matt Durler, vice-presidente de desenvolvimento de ração da ICM, referindo-se ao DDGS padrão. "Por meio do APP, damos à fábrica flexibilidade para projetar as rações mais [adequadas] para seus mercados-alvo. Isso reduz o desperdício na cadeia de valor e, no geral, o torna um sistema de produção mais eficiente, agregando valor ao produtor e ao usuário final."

Em última análise, a ICM diz que a instalação do APP deve aumentar a lucratividade da usina de etanol, fornecendo um "aumento do EBITDA" com os benefícios adicionais de maior eficiência e um portfólio de produtos mais diversificado.

"Em um nível elevado, eu diria que os produtores de etanol hoje, e nos últimos cinco anos, sentiram a dor de tempos realmente ruins e as alegrias de tempos realmente bons", diz Adam Anderson, gerente de produtos da ICM. "Em qualquer ambiente, ter um aumento no seu EBITDA não é nada além de um benefício. Nosso sistema APP, com sua abordagem totalmente integrada, traz o alto valor de produtos de ração diversificados e fluxos de receita diversificados, ao mesmo tempo em que combina isso com maior eficiência, produção consistente de proteínas [e] oportunidade para uma pegada de carbono reduzida... no menor OPEX possível."

Sistemas APP

Há quatro tecnologias principais que compõem a plataforma de tecnologia de APP: Selective Milling Technology (SMT) e Fiber Separation Technology (FST) — ambas integradas antes da fermentação — e Feed Optimization Technology (FOT) e Thin Stillage Solids System (TS4) tecnologia, pós-destilação integrada. O sistema APP separa o fluxo do processo em cinco pilhas limpas, que os produtores podem combinar a seu critério para se adequar ao seu mercado exclusivo. As pilhas incluem fibras, solúveis, levedura, proteína com levedura e óleo de milho (DCO) de destilação.

Embora essas quatro tecnologias possam funcionar separadamente, elas são usadas juntas para produzir a ração Protomax. "Elas trazem o maior valor para a usina coletivamente, mas cada tecnologia traz uma eficiência benéfica para a usina", diz Alex Wayman, diretor de desenvolvimento de projetos da ICM. Wayman explica que certos clientes adotaram uma abordagem de escada para adotar o APP, instalando partes do pacote com o objetivo de finalmente adquirir todo o sistema.

Wayman e Anderson descrevem cada uma das quatro tecnologias que compõem o sistema APP. Wayman explica que o SMT é integrado no início do processo de liquefação e usado para obter partículas do tamanho certo, que mantêm a fibra para facilitar sua remoção posteriormente, ao mesmo tempo em que expõe mais óleo para recuperação e mais amido para conversão de etanol.

O FST remove a fibra antes da fermentação, direcionando-a para uma pilha de fibra limpa para ração. "Não há realmente nenhum valor em ter essa fibra dentro da fermentação; tudo isso é infermentável, então, ao separar isso [antes] trazemos vários benefícios para a fábrica", diz Anderson. Esses benefícios incluem liberar mais espaço na fermentação, criar um fluxo de processo menos viscoso, que passa por bombas, e aumentar a capacidade na coluna de cerveja. Wayman acrescenta: "Acho que o inovador [aspecto do] processo da ICM é que... para criar a fibra limpa, não estamos transportando nada que deveria passar pela fermentação. Estamos extraindo-a, removendo-a através do nosso processo, lavando essa fibra e, em seguida, pressionando-a para produzir uma pilha de fibras limpas."

Os FOT e TS4 usam separação de densidade para purificar ainda mais os fluxos de processo. Os sólidos mais finos são separados da vinhaça fina e direcionados para o secador. O bolo em si contém a proteína concentrada de alto valor e a proteína de levedura. "O fluxo de proteína [do] FOT e a proteína e levedura [fluxo de] TS4 se combinam novamente para criar Protomax", diz Anderson.

O FOT separa a proteína bruta do fluxo do processo enquanto maximiza a produção de óleo. Anderson elabora: "FOT e TS4, eles fazem suas separações para produzir os fluxos de processo limpo de proteína concentrada, proteína concentrada com levedura e, em seguida, os solúveis novamente são [adicionados] após a evaporação." A rolagem FOT permite remover água mecanicamente e impulsionar a porcentagem de sólidos até 42%. Segundo Wayman, a tecnologia FOT também auxilia na recuperação [ao] purificar a proteína, não permitindo que nenhum óleo seja perdido com, normalmente, proteína bruta.

O sistema TS4 usa uma centrífuga para extrair partículas enriquecidas com levedura e alta proteína. "O TS4 permite que os secadores e os evaporadores façam o que fazem melhor", explica Anderson. "Ele pega os sólidos e os envia para os secadores, onde os secadores são muito bons na secagem da água dos sólidos, e tira os sólidos do evaporador para que os evaporadores possam evaporar a água de um líquido."

O sistema APP utiliza o secador de tambor rotativo ICM para secar produtos de ração de alta proteína, explica Anderson. "Há mais de 400 secadores rotativos ICM no setor e, para as usinas que já têm nosso sistema de secadores, há uma probabilidade muito alta de que elas possam colocar o sistema APP, produzir um produto de ração Protomax de alta proteína e secá-lo com seus secadores existentes, sem necessidade de novo secador", diz Anderson, explicando como o sistema APP executa uma alimentação de alto teor de sólidos e pouca água para o secador, o que permite que o secador funcione com "gás natural e temperatura mínimos". O secador também tem excelente capacidade de controle de temperatura para secar produtos de "ração de alto valor", explica Anderson.

Durler explica os benefícios operacionais do secador: "A beleza de poder manter seu secador rotativo como o resto do nosso sistema é a facilidade operacional em relação a outros sistemas de separação de proteínas", diz ele. "A resiliência e a facilidade de operação do secador têm sido o padrão do setor há muito tempo, e a [pequena] quantidade de mão de obra adicional necessária para operar nosso sistema, acreditamos, também é a melhor da categoria."

Desde o início de março, a instalação da Element em Colwich, Kansas, EUA está atualmente executando o APP com três outras fábricas no processo de colocar o sistema em funcionamento, de acordo com Anderson.

Oportunidades de mercado

O aumento do conteúdo proteico abre muitos novos mercados para coprodutos de ração de usinas de etanol, explica Durler. No passado, esses produtos só iam para o mercado de carne bovina e laticínios, que têm tetos de valor. A alta alimentação de proteínas permite que os produtores alcancem uma variedade mais ampla de mercados.

"Devido ao melhor perfil de aminoácidos, palatabilidade e digestibilidade, o acesso a animais de estimação e à aquicultura nos dá uma enorme quantidade de vantagem nos mercados que, de outra forma, não conseguiríamos acessar", diz Durler. "Ao retirar a fibra, também temos uma maior presença em carne suína e aves que têm uma aversão à fibra, pois a monogástrica não tem a mesma utilidade que um ruminante teria."

Embora a ração com alto teor de proteína seja o principal benefício do pacote APP, ele também abre as possibilidades para outras rações, como Solbran, feitas a partir da fibra limpa e pilhas solúveis misturadas. Semelhante ao DDGS, essa ração é projetada para o mercado de carne bovina e laticínios, mas com um valor mais alto. Ela pode ser produzida juntamente com o Protomax para produção máxima de ração de alto valor.

A capacidade do sistema APP de criar pilhas limpas permite que as fábricas personalizem seus produtos para atender às necessidades dos usuários finais. "Isso dá ao cliente a oportunidade de começar a projetar rações para seus mercados-alvo", diz Wayman. "Isso lhes dá flexibilidade. Quando eles podem pegar essas pilhas e misturá-las conforme necessário para atender às oportunidades de maior valor no mercado, local, regional ou internacionalmente."

Eficiências e melhorias na pontuação de intensidade de carbono (IC)

Embora o principal objetivo da instalação de APP seja produzir rações de alta proteína Protomax, a tecnologia da ICM também traz eficiências adicionais para uma usina de etanol. "Com essa fibra sendo removida da fermentação, você começará a ver uma melhor transferência de calor através de trocadores, verá mais espaço dentro de seus fermentadores, verá desgargalamento dentro de sua coluna de cerveja", explica Wayman.

A eficiência adicional do sistema APP também gera benefícios de intensidade de carbono. A maior porcentagem de sólidos que vão para os secadores pode economizar energia devido ao fato de que os secadores não precisam funcionar por tanto tempo, explica Wayman. "Para ilustrar operacionalmente, se essa quantidade de água não precisar ser seca nos secadores, isso equivale a uma redução no gás natural, que é um custo operacional caro para as fábricas e também afeta sua pontuação de carbono", diz ele.

O outro fator que afeta a pontuação de IC é a transferência de calor que acontece quando a fibra passa pelo processo de fermentação. "Para uma fábrica padrão de Corn Belt que está secando 100% de sua ração, podemos ver a possibilidade de reduzir sua pontuação de IC de dois a quatro pontos", diz Anderson.

Em última análise, embora projetado para criar rações com alto teor de proteína, o sistema APP representa uma contribuição muito maior, dando aos produtores a flexibilidade de fazer coprodutos que se encaixem em seu mercado. "Nosso foco está no Protomax, Solbran ou nas pilhas de destilaria combinadas, mas devido aos cinco fluxos independentes e pilhas limpas independentes, estamos dando às usinas de etanol a oportunidade de recombiná-las para melhor alavancar sua vantagem competitiva com base nas necessidades de seus usuários finais", diz Durler. "Então, na verdade, há centenas de combinações de como você pode fazer isso. Estamos dando à fábrica a flexibilidade de trabalhar com o usuário final para otimizar a utilização desses fluxos em qualquer combinação que agregue valor."

Autor: Katie Schroeder
Contato: [email protected]