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Fermentação alcoólica é a transformação de açúcares em álcool etílico (etanol) e gás carbônico (CO2) pela ação de um determinado grupo de organismos unicelulares denominados leveduras. Os mais importantes e usados na produção do etanol são os do gênero Saccharomyces. Esses organismos são desenvolvidos para propiciar fermentação uniforme, rápida e com alto rendimento em etanol.
As leveduras podem crescer na presença ou na ausência de oxigênio e, em um ciclo normal de fermentação, usam o oxigênio do início do processo até que ele seja todo consumido. Somente durante o período anaeróbio é que as leveduras produzem o etanol. No caso da fermentação propriamente dita, deve-se evitar a oxigenação para se obter o máximo em álcool e o mínimo em crescimentocelular
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A falta do controle de temperatura, que é um fator importante na conversão de açúcar em etanol causa reações indesejáveis e altera o rendimento e a qualidade do produto final.
Existem três fases da fermentação:
 

1.    Na fase inicial os organismos vão se adaptando ao novo ambiente e começam a crescer; nesta fase, o mosto, mesmo sem ter sido oxigenado, contém, ainda, uma determinada quantidade de oxigênio para facilitar o início do desenvolvimento das leveduras. O aumento de temperatura nesta fase é insignificante e não se nota formação de bolhas, que caracterizam o desprendimento de gás carbônico na produção do etanol;

2.       Após, as leveduras começam a se reproduzir rapidamente e o número de organismos aumenta exponencialmente. Dióxido de carbono (CO2) é liberado em grandes quantidades, com borbulhamento intenso. Com o prosseguimento da fermentação, o fermento tende a se aglomerar (floculação). Essa fase é conhecida como “ fermentação principal” ou “tumultuosa”. É nessa fase que se detecta um aroma agradável e característico. Também, a temperatura e o teor alcoólico amentam, com correspondente redução no teor de açúcar do mosto;

3.       A última fase é a estacionária. O alimento começa a ficar escasso e a taxa de crescimento das leveduras é reduzida. A produção de gás carbônico diminui e o fermento precipita.

As três fases da fermentação alcoólica, em condições normais, têm duração máxima de 36 horas. É durante a fermentação tumultuosa, em que ocorre um grande desprendimento de CO2, principalmente, que se torna necessário o controle da temperatura por meio da refrigeração interna ou externa das dornas (CLEMENTE 1995). Além da necessidade de se preparar adequadamente o caldo, o sucesso do processo de fermentação só será alcançado quando mantido o controle adequado da higiene, da temperatura e das instalações que compõem a destilaria.