República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular Popular de la Educación Edu cación UE Colegio CEDAIN-UNEFMC 5to año; sección ´Uµ Coro-Falcón
Obtención de alcohol etílico a partir de la fermentación de restos de papa
Realizado por: Kimberly J. Yánez Saremilys Dorante Silvia Otero Tutores: Milagro Villavicencio Víctor López
Santa
Ana de Coro; marzo de 2010
Índice Resumen Definición del problema Procedimiento experimental (Diseño) Resultados Conclusiones Referencias
esumen
R
Para la obtención del alcohol etílico, debió hacerse un estudio breve y conciso de la fermentación, como lo son factores que inciden sobre los sustratos o materiales orgánicos para su descomposición: la falta de radiación solar y oxígeno, y de los catalizadores que acelerarían esta reacción: la levadura y el azúcar. Se seleccionó la papa como material orgánico, la cual aportaría almidón que junto con la levadura, crearía microorganismos productores de alcohol. La producción de alcohol etílico o etanol a partir de estos materiales, generalmente incluye tres etapas: la conversión de carbohidratos en azucares simples por los microorganismos metabólicos generadores de alcohol, la fermentación de estos azúcares a etanol y por último la separación del etanol y otros productos por destilación. El proceso de fermentación de la papa se hizo a través de la elaboración de un monocultivo casero, el cual era un recipiente de vidrio al que se le agregó su concha, levadura, agua y azúcar. Luego, en el laboratorio se optó por destilarlo para obtener el alcohol puro. Con el destilador calentamos nuestro monocultivo, en el cual se logró separar una sustancia más volátil de otras más fijas, condensando luego su vapor para volverlo líquido, consiguiendo así, etanol.
D
efinición del problema
La fermentación forma parte útil en nuestras vidas. Se conoce que a partir de esta puede estropearse la comida, pero también podemos hacer nuestros alimentos, este es el caso del pan e incluso de la elaboración de bebidas alcohólicas. En los años 80, la producción del alcohol etílico (etanol) toma impulso debido a la demanda que se desató de hidrocarburos, lo que trajo de vuelta el proceso de fermentación, tras ser opacado por el petróleo décadas atrás. Durante la Crisis Internacional de Petróleo, el etanol fue visto como producto de mezcla para el reemplazo de la gasolina, lo que determinó el establecimiento de numerosos cultivos destinados a la producción de etanol a través de la fermentación; entre ellos, un buen ejemplo es el de la papa: este es un material capaz de producir microorganismos metabólicos cuando no hay oxígeno, ya que es almidonada. Estos microorganismos al ser metabólicos, tienen la propiedad de producir alcohol en presencia de azúcares. Nuestra meta es producir etanol en un monocultivo casero, a base de restos de papas, levadura (la cual es un hongo microscópico que descompone restos orgánicos), y azúcar; para luego, pudiendo haber obtenido un resultado positivo, hacer la separación del etanol y otros productos por destilación a mediana concentración.
rocedimiento experimental
P
Materiales: Frasco de vidrio con tapa Cuchillo Ingredientes: La concha de cuatro papas Una taza de agua Una cucharada y media de levadura Una cucharada y media de azúcar
Para la elaboración del monocultivo de microorganismos productores de alcohol, se optó primeramente en tener todos lo necesario a la mano. Se lavaron bien las papas y luego se pelaron las cuatro por completo. Las conchas de estas fueron introducidas en un recipiente de vidrio, al que posteriormente, se le agregó una taza de agua, una cucharada y media de levadura de repostería y una cucharada y media de azúcar. Luego se cerró la solución con la tapa, evitando que entrara más oxígeno que interrumpiera el proceso, y se agitó hasta mezclar bien el agua con el azúcar y la levadura. Después fue colocado en un cuarto oscuro para que no incidiera el sol, durante tres días, tiempo en el cual se consiguió el primer ob jetivo: fermentar, ya que la mezcla logró hacer efervescencia (espuma), adoptó un olor descompuesto o putrefacto y disminuyó su peso, esto último se debe, a que el azúcar desaparece por completo porque la levadura la transforma el alcohol y bota el dióxido de carbono, así la concentración es menor. Al tercer día, en el laboratorio, con una destiladora por carga simple, se separó el etanol de los otros componentes de la solución. El proceso de destilación, no es más que colocar en una manta de calentamiento, la solución que se desea separar, adherida por medio de tubos conectores a una pipeta de gran tamaño. Igualmente, la pipeta estará conectada a una llave que le suministrará agua durante todo el proceso de destilación. El agua funcionará como condensador del vapor emanado por nuestra solución fermentada (el cual será el del etanol, ya que es más volátil que el agua y por tanto su punto de ebullición es menor), haciendo que salga el alcohol en forma líquida, y libre de otros componentes. Si llegara a cambiar la temperatura inicial dada por el termómetro colocado en la solución, indicaría que se ha dejado de destilar el alcohol, ya que este mientras se separa evaporándose mantiene siempre su punto de ebullición.
esultados
R
La temperatura a la que fue calentada la mezcla en la manta de calentamiento fue de 120°C. A raíz de esto a los 79°C se obtuvo una solución nueva, de la cual se partiría después a hacer ciertos experimentos en el laboratorio que comprobaran que se trataba de alcohol, o experimentos que ayudaran a saber en promedio, qué porcentaje de alcohol había, es decir, a qué concentración se encontraba. Primero se hizo una prueba sensorial, en la que se olió el producto destilado y se evaluó su aspecto, este olía a alcohol y era completamente cristalino. Luego vino la prueba de solubilidad, en la que se colocó un poco de la muestra en un tubo de ensayo y se le agregó una gota de agua; a continuación dentro de la sustancia se formaron una serie de ondas, indicando que era alcohol. Ahora debíamos descubrir la concentración de este, como el etanol es un perfecto combustible, si hacíamos una prueba de llama, se encendería. En el laboratorio no alcanzó fuego nuestro etanol, lo que indicó que había poca concentración.
C
onclusiones
La poca concentración de alcohol puede deberse a varios factores, primeramente al tiempo en que estuvo la papa fermentándose o si se hubiese obtenido mayor sustrato al triturar las papas en vez de pelarlas. También cabe la posibilidad, de que hubiese llegado un punto en el que la temperatura haya aumentado, por tanto haciendo que pasase no sólo alcohol, sino que posiblemente levadura diluida y bien mezclada con el agua. Esto último pudo determinarse al ver que el termómetro había pasado de unos constantes 79°C a aproximadamente 85°C. Sin embargo, comprobamos que el alcohol etílico puede conseguirse por medio de este experimento ya sea en grandes o pequeñas cantidades.
eferencias
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www.monografias.com Las levaduras, la fermentación y las destilaciones. Trabajo realizado por: Enrique Marcet García www.monografias.com Alcohol Orgánico: otra alternativa de diversificación. Trabajo realizado por: Rabreu www.google.com/imagenes Destiladora por carga simple, Manta de calentamiento, Pan, Licor.
