PRODUCCIÓN DE ALCOHOL A PARTIR PARTIR DE MELAZA DIEGO ARMANDO FLOREZ SARMIENTO Universidad Industrial de Santander, Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas, Escuela de Ingeniería Química, Bucaramanga OSCAR MAURICIO SANCHEZ RUEDA Universidad Industrial de Santander, Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas, Escuela de Ingeniería Química, Bucaramanga JAIRO CARVAJAL CARVAJAL CAST CAS TAÑO Universidad Industrial de Santander, Facultad de Ingenierías Fisicoquímicas, Escuela de Ingeniería Química, Bucaramanga OBJETIVOS 1. Evaluar la producción de alcohol hol a partir de melaza Evalua uarr la efic eficie ienci nciaa de la levad levadur uraa 2. Eval Sacc Saccha harromyc omyces es cer cerevis evisiiae. ae. proceso de fermentación.
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3. Est Estudi udiar el proc proces esoo de fer ferment mentac aciión com como métod étodoo par para prod produc ucci ción ón de alcohol. MARCO TEÓRICO
La Melaza es un producto derivado de la caña de azúcar, extraído del proceso de refinación de ésta ésta.. La mela melaza za es util utiliz izad adaa en la Indus Industr tria ia Alco Alcoho hole lera ra para para la elabo elabora raci ción ón de alco alcohol hol etíl etíliico, co, en la indu indust stri riaa gana ganade derra par para la producción de alimento para ganado y en otras indu indust stri rias as como como la acui acuicul cultu tura ra (cul (culti tivo vo de cama camarrón) ón), obt obtenci ención ón de leva levadu dura rass par para panificación, entre otros. [1]
PROCESO DE FERMENTACIÓN[2]: La ferm ferment entac ació iónn es un proc proces esoo meta metaból bólic icoo energético que comprende la descomposición de mo molé lécu cula las, s, tale taless como como carb carboh ohid idra rato tos, s, de mane manera ra anae anaero robi bia. a. La ferm fermen entac tació iónn ha sido sido utilizada desde tiemp empos anti ntiguo guos en la pre prepa parració aciónn de ali aliment mentos os y bebi bebida das. s. El desarrollo químico ha revelado la naturaleza bio bioló lógi gica ca del del proc proces esoo de ferm fermen enta taci ción ón.. El pro produ duct ctoo de la ferm fermen enta taci ción ón es el alco alcoho holl etíl etílic ico, o, pequ pequeñ eñas as cant cantid idad ades es de prop propan anol ol,, but butan anol ol,, ácid ácidoo acét acético ico,, y ácido ácido láct láctic ico; o; los los alcoh alcohol oles es de alta alta conce concent ntra raci ción ón tamb tambié iénn se pueden formar. formar.
Fuente:http://nubiavalcarcel.files.wordpress.co Fuente:http://nubiavalcarcel.files.wordpress.co m/2009/06/fermentacion.jpg Fuente: http://www.alcoholetilico.com.mx
El alcohol etílico está familiarizado con las bebidas alcohólicas. En su forma no natural es usado como un solvente industrial y como materia prima para la manufactura de acetaldehido, acetato etílico, ácido acético, dibromito de etileno, glicol y muchos otros químicos orgánicos. El alcohol puro también puede ser utilizado para propósitos medicinales, farmacéuticos y saborizantes.
coordinación correcta de los miembros, pérdida temporal de la visión, etc. En ciertos casos se produce un incremento en la irritabilidad del sujeto intoxicado como también en la agresividad; en otra cierta cantidad de individuos se ve afectada la zona que controla los impulsos, volviéndose impulsivamente descontrolados y frenéticos. Finalmente, conduce al coma y puede provocar la muerte.
ALCOHOL ETÍLICO [3]: El etanol es un liquido incoloro y volátil que está presente en diversas bebidas fermentadas. Desde la antigüedad se obtenía el etanol por fermentación anaeróbica de una disolución con contenido en azúcares con levadura y posterior destilación. Dependiendo del género de bebida alcohólica que lo contenga, el etanol aparece acompañado de distintos elementos químicos que lo dotan de color, sabor, olor, entre otras características.
USOS: Disolvente para resinas, grasa, aceites, ácidos grasos, hidrocarburos, hidróxidos alcalinos. Como medio de extracción por solventes, fabricación de intermedios, derivado orgánicos, colorantes, drogas sintéticas, elastómeros, detergentes, soluciones para limpieza, revestimientos, cosméticos, anticongelante, antisépticos, medicina.
Fuente: http://www.alcoholetilico.com.mx TOXICOLOGIA [4]: El etanol puede afectar al sistema nervioso central, provocando estados de euforia, desinhibición, mareos, somnolencia, confusión , alucinaciones (como ver doble o que todo se mueve de forma espontánea). Al mismo tiempo, baja los reflejos. Con concentraciones más altas ralentiza los movimientos, impide la
ALMACENAMIENTO: [5] Lugares ventilados, frescos y secos. Lejos de fuentes de calor e ignición. Separado de materiales incompatibles. Rotular los recipientes adecuadamente. Depositar en contenedores herméticamente cerrados. Los equipos eléctricos y de iluminación deben ser a prueba de explosión. MANIPULACIÓN: Usar siempre protección personal así sea corta la exposición o la actividad que realice con el producto. Mantener estrictas normas de higiene, no fumar, ni comer en el sitio de trabajo. Usar las menores cantidades posibles. Conocer en donde está el equipo para la atención de emergencias. FERMENTACIÓN DE ALCOHOL ETILICO: La fermentación del alcohol etílico es realizada en forma cerrada por cualquier carbohidrato rico en substratos. La melaza, licor producido de desechos, permanecen después de la
cristalización de la sucrosa y es usada ampliamente como materia prima en la fermentación alcohólica. La melaza blackstrap contiene 35-40% de sucrosa y 15-20% de azúcares invertidos (glucosa y fructuosa) La melaza hightest contiene 21-22% de sucrosa y 50-55% de azúcares invertidos. La mayoría de las melazas blackstrap no requieren otros nutrientes adicionales para realizar la fermentación del alcohol etílico. Sin embargo, las melazas hightest requieren cantidades considerables de sulfato de amonio y otras sales, como fosfatos. El contenido de nutrientes no azucarados de 50-lids de las melazas hightest es aproximadamente 7%, comparado con el 28-35% encontrado en las melazas blackstrap.
OTRAS FUENTES [6] El alcohol etílico también puede ser producido por fermentación del almidón, suero o licor de desechos de sulfito. La fermentación de granos requiere un pretratamiento dado que la levadura no puede metabolizar directamente el almidón. Los granos (usualmente el maíz) son agrupados y calentados en una lechada acuosa para gelatinizar o solubilizar el almidón. Algunas enzimas líquidas pueden ser añadidas a bajas temperaturas. El almidón líquido es enfriado alrededor de 65°C y tratado con amilasa de malta o de hongos para convertir el almidón en oligosacáridos. Luego, la levadura es añadida junto con amiloglucosidasa (o glucoamilasa) los cuales convierten los oligosacáridos en glucosa. El proceso de fermentación y refinación posteriores son los mismos que se realizan cuando se usa melaza como materia prima.
MATERIAS PRIMAS – REACTIVOS 1. Melaza 2. Levadura Saccharomyces cerevisiae 3. Acido Sulfurico METODOLOGÍA [7]
La fabricación de etanol por la vía fermentativa o biológica, es realizada por microorganismos a través de un proceso Bioquímico Fermentativo, que transforma la materia prima (substrato azucarado) en etanol y CO2, siendo los agentes de esta fermentación algunas especies de levadura industrial del género Saccharomyces. Sacarosa + H2O => Glucosa + Fructosa CH6H12O6+S. Cerevisiae => 2C2H5OH+2CO2 1. Preparación del Mosto El mosto es una solución de azúcar cuya concentración es ajustada de forma que facilite la fermentación. La concentración ideal del mosto para la producción del etanol será 22o Brix. 2. Preparación del Fermento La levadura antes de ingresar al proceso fermentativo, recibe un tratamiento severo, que consiste en dilución con agua y adición de ácido sulfúrico hasta, normalmente, pH = 2.5, para evitar que se presente infección bacteriana. Esta suspensión de fermento diluido y acidificado, conocida en la práctica como Pie de Cuba (Pre-Fermento), permanece en agitación por 1 o 3 horas, antes de ingresar a los fermentadores. 3. Fermentación Propiamente Dicha.
MATERIALES Y EQUIPOS 1. Equipo Fermentador 2. Equipo Agitación 3. Equipo Centrifugación 4. Equipo Destilación
Es en esta fase que los azucares son transformados en etanol. Las reacciones ocurren en los denominados Tanques de Fermentación, donde se mezclan el Mosto y el Pie de Cuba (Pre-Fermento) en una proporción 2:1, respectivamente. Durante un período de fermentación de 4 a 12 horas a una temperatura
de 32o C. 4. Centrifugación del Vino Después de la fermentación, el vino es enviado a las centrífugas para separar el fermento. El concentrado del fermento recuperado, denominado Lechada de Levadura. 5. Destilación Finalmente la solución separada del fermento, compuesta por etanol-agua principalmente, es llevada a destilación, teniendo en cuenta que el etanol y el agua forman una mezcla binaria con un punto de ebullición constante, en una composición de alrededor de 96.5 por ciento por peso. DIAGRAMA DEL PROCESO Preparación del Mosto
Preparación del Fermento
Fermentación
Centrifugación
Destilación
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] www.alcoholetilico.com.mx [2] Proyectos preliminares para las plantas
industriales, Taiwan Turnkey Project Association [3]EVALUATION OF ETHANOL PRODUCTION USING RECOMBINANT STRAINS OF Saccharomyces cerevisiae FROM SUGAR CANE MOLASSES, Carolina Pena [4] http://es.wikipedia.org/wiki/Etanol [5] Ficha de seguridad Etanol, CORQUIVEN S.A. [6] PROCESOS DE LA PRODUCCION DE ALCOHOL ETILICO, PARA LA OBTENSION DE ALCOHOL ANHIDRO O CARBURANTE, Ingeniero Carlos Veliz Ceballos [7] PROCES DE PRODUCCION DE ETANOL ANHIDRO, Ingenierio Jose Perez Nunez
