Para uma grande produção industrial de álcool, é essencial maximizar o rendimento alcoólico e reduzir o tempo de fermentação. Para uma fermentação anaeróbica, o processo Melle-Boinot oferece, provavelmente, o melhor meio para atingir este objetivo, porém alguns fatores como resfriamento das dornas de fermentação, pré-tratamento do substrato, atividade da levedura e reciclagem da levedura/eficiente separação, devem ser observados para sucesso dessa técnica.

Resfriamento das dornas de fermentação: Durante a fermentação anaeróbica, são desenvolvidas grandes quantidades de calor, e para manter a temperatura interna da dorna em nível adequado à atividade da levedura, é necessário resfriar continuamente o mosto em fermentação. Vários sistemas de resfriamento foram utilizados para isto:

1. Convecção natural: depende da convecção natural do ar circundante à dorna, e foi utilizado para dornas muita pequenas; depende do movimento a ar, em torno da dorna, e da relação área/volume da mesma. O coeficiente global de transmissão de calor é em torno de 5 kcal/h.m².°C.
2. Spray de água na parede lateral da dorna: também utilizado para dornas muito pequenas; tem um baixo coeficiente de transmissão de calor (cerca de 50 kcal/h. m².°C).
3. Serpentinas internas na dorna: o coeficiente global de transmissão de calor varia de 300 a 600 kcal/h.m² .°C, dependendo do material de construção. Este coeficiente é obtido quando a fermentação está no máximo, o que gera turbulência dentro da dorna, além de requerer água de rio para resfriamento, com temperaturas de 26/27°C. Além do baixo coeficiente de troca térmica, este sistema tem o inconveniente de conter material dentro da dorna, comprometendo a assepsia. Suportes e a estrutura de sustentação dos tubos são focos de microorganismos.
4. Trocadores de calor a placas: este sistema utiliza trocadores de calor a placas externas às dornas, onde o mosto em fermentação é bombeado ao trocador, e volta em circuito fechado às dornas. Devido à corrugação das placas, geram alta turbulência dentro dos canais entre as placas, conseguindo-se um fluxo turbulento, com número de Reynolds tão baixo, como 10. Isto faz com que os coeficientes globais de transmissão de calor sejam bastante elevados, variando de 4.000 a 8.000 kcal/h.m².°C, dependendo do modelo do trocador e das perdas de carga do projeto.

Operacionalmente, o trocador de calor a placas apresentam grande vantagem, em relação a outros sistemas:
 

• Possui controle efetivo da temperatura interna da dorna, em níveis baixos, que não afetam a atividade da levedura, permitindo maior rendimento de álcool;
• Devido sua alta eficiência, pode trabalhar com altos teores de álcool na dorna;
• Graças ao bom controle de temperatura da dorna, diminui as perdas de álcool, junto com CO₂;
• Pode trabalhar com vazões baixas de água de resfriamento, e com temperaturas excessivamente altas da mesma, podendo chegar a 31,5°C;
• Para dornas acima de 300 m³, o trocador a placas é a única solução possível, já que os outros sistemas são bastante ineficientes;
• Por serem compactos, podem ser colocados em “pontos mortos” entre as dornas, sem necessidade de alteração do lay-out da Destilaria;
• Pode ser aberto para inspeção, sem exigir muito dos operadores, como é o caso que ocorre com as serpentinas internas das dornas;
• Pode ser feito um CIP - limpeza química, sem a abertura do mesmo.

Para as fermentações aeróbicas, na qual o objetivo é aumentar a divisão celular das leveduras, para fabricação de fermento para pão, também são utilizados os trocadores de calor a placas. Neste caso, a geração de calor nas dornas, é muito maior do que na fermentação anaeróbica. Os princípios de cálculo dos trocadores de calor são os mesmos, porém o tempo de fermentação é bem maior.

Reciclagem da levedura/eficiente separação: A grosso modo, a matéria prima para a obtenção e produção do álcool é o caldo da cana de açúcar, adicionado da levedura tipo Saccharomyces Cerevisae, em teores que vão de 8% a 15% V/V. A fermentação ocorre nas dornas, em 8 horas, quando o então chamado mosto atinge o teor alcoólico desejado.

A levedura é um item caro e de vital importância à economia, viabilidade e lucratividade do processo, assim sendo, torna-se imprescindível sua remoção do mosto, e retorno ao processo produtivo, antes do envio as colunas de destilação. A separação da levedura do mosto pode ser feita de dois modos distintos, a saber:

1. Sedimentação por Gravidade: ocorre em tanques estáticos com a alimentação feita por um lado e saída pelo lado oposto, são equipamentos/instalações de baixa produção e eficiência, não aceitando variações de vazão e volume de sólidos. Podem ser melhorados com a adição de chicanes, alimentação no fundo e placas de represamento, porém o elemento principal da separação, a força da gravidade, não pode ser alterado.
2. Separadora por Força Centrífuga:neste método de separação da levedura do mosto, a força da gravidade é substituída pela força centrífuga, que é milhares de vezes maior - milhares de G. O equipamento para tal processo é denominado separadora centrífuga de duas fases, uma líquida e uma sólida, chamada de clarificadora.

A separadora centrífuga é composta basicamente de motor elétrico, caixa de engrenagens multiplicadora e, principalmente, rotor da máquina, onde ocorre a separação. Dentro do rotor é montada uma pilha de discos cônicos, com grau especifico para a aplicação e separados por calço de modo que o mosto possa fluir entre eles.

Uma separadora centrífuga como a Alfa Laval FESX 512S 35C 60, necessita de área menor que 4 m² para instalação e serviços, para clarificar 95 m³/h de mosto, com 15% de levedura na alimentação, concentrando o creme a 80%, com perda máxima de 0,2% de levedura no mosto clarificado. Um tanque de sedimentação estático, para a mesma capacidade, ocuparia uma área maior que um campo de futebol oficial.