Universidad Nacional “Pedro Ruiz Gallo” FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA
“Fermentación
alcohólica de la Melaza”
CURSO
:
TECNOLOGIA DE LOS ALIMENTOS II
DOCENTE
:
JUAN FRANCISCO ROBLES RUIZ
INTEGRANTES
:
BALLENA RUIZ NATALYN CHAVESTA AYASTA VANESSA JULCA CASTRO ANGIE VIDAURRE CHAPOÑAN MARITZA
CICLO
:
2014II
LAMBAYEQUE! MARZO DEL 201" I#
INTRODUCCION La fermentación alcohólica, denominada también como fermentación del etanol o fermentación etílica, es un proceso anaeróbico realizado por las levaduras, mohos y algunas clases de bacterias, que producen cambios químicos en las sustancias orgánicas. s un proceso biológico en el cual az!car fementescible es transformado en alcohol etílico, anhídrido carbónico y energía. ste tipo de fermentación es de gran importancia en la industria de fabricación de licores. La f er ment ac i ón al c ohól i c a t i en e c omo
fi na l i da d
bi ol ógi c a
pr opor c i onarener gí a a naer ób i c aal osmi c r oor gani s mosuni c el ul ar es( l e v adur as )e n ausenci a deo x í g en opar a el l o di soci ar l as mol écul as de gl uc os ay obt ener
l ae n e r g í a nec es ar i apar as obr ev i v i r ,pr oduc i endoelal c ohol yCO2co modes ec hos del af er ment ac i ón.
II#
OBJETIVOS
•
valuar la producción de alcohol a partir de melaza valuar la eficiencia de la levadura Saccharomyces
•
fermentación. studiar el proceso de fermentacióncomo método para producción de alcohol
•
III#
cerevisiae en proceso de
MARCO TEORICO III#1# FERMENTACI$N ALCOH$LICA La fermentación es un término general, que indica la degradación aeróbica o anaeróbica de un substrato orgánico a diversos productos, por la acción de levaduras y algunas bacterias que producen enzimas para realizar dicha función y obtener energía en forma de "#$. La degradación anaeróbica es quizá la más antigua, puesto que los organismos vivos aparecieron en una tierra primitiva, la cual era
carente
de
o%ígeno
&Lehninger,
'()'*.
%isten
muchas
clases
de
fermentaciones, dependiendo de: el tipo de organismo que las produce, del substrato, o incluso de las condiciones impuestas, tales como p+ o el abastecimiento de o%ígeno. na de las más importantes y me-or conocidas es la fermentación alcohólica, la cual es una biorreacción que permite degradar az!cares en alcohol y dió%ido de carbono mediante la siguiente reacción química:
Las
principales
responsables
de
esta
degradación
son
las
levaduras.
accharomyces cerevisiae, es la especie de levadura usada con mayor frecuencia, pero e%isten diversos estudios que comprueban la producción de alcohol por otros tipos de levaduras y algunas bacterias como /ymomona mobilis, pero su e%plotación a nivel industrial es mínima &0ázquez y 1acosta, 2334* Las
principales
responsables
de
esta
degradación
son
las
levaduras.
accharomyces cerevisiae, es la especie de levadura usada con mayor frecuencia, pero e%isten diversos estudios que comprueban la producción de alcohol por otros tipos de levaduras y algunas bacterias como /ymomona mobilis, pero su e%plotación a nivel industrial es mínima &0ázquez y 1acosta, 2334*. " nivel estequiométrico, esta reacción parece ser sencilla, pero la secuencia de transformaciones para degradar la glucosa hasta dos moléculas de alcohol y dos de dió%ido de carbono es un proceso muy comple-o, puesto que al mismo tiempo la levadura debe utilizar la glucosa y otros nutrientes adicionales para poder reproducirse &0ázquez y 1acosta, 2334*. l rendimiento estequiométrico teórico para la transformación de glucosa en etanol es de 3.5'' g de etanol y 3.6)( g de dió%ido de carbono por ' gramo de glucosa. n realidad es difícil obtener este rendimiento por que como se menciono anteriormente la levadura utiliza glucosa para la producción de otros metabolitos indispensables para su crecimiento y desarrollo. l rendimiento e%perimental varía entre el (3 y el (5 7 del teórico, y en la industria varia del )4 al (8 7 del teórico &0ázquez y 1acosta, 2334*. $uesto que gran cantidad de residuos que contienen carbohidratos de precio muy reducido, pueden aprovecharse en la fabricación de etanol9 este tipo de fermentación a escala industrial, ha sido usada aos atrás por la humanidad para la elaboración de cerveza, vinos y en general bebidas alcohólicas y en la actualidad se le está dando un valor agregado a la producción de etanol para ser utilizado como biocombustible. La fermentación alcohólica industrial típica es esencialmente un proceso que se produce en un biorreactor, mediante el cual determinados substratos son transformadas mediante la reacción microbiana en etanol, dió%ido de carbono y
biomasa. stos contenedores son herméticos y permiten retirar mediante canalizaciones apropiadas el dió%ido de carbono resultante. l é%ito de una buena fermentación depende de la eficacia del tratamiento preliminar: concentración del az!car, p+ y temperatura óptimos9 la adición de sustancias nutritivas al mosto, contaminación por otros microorganismos, empleo de un organismo resistente a altas concentraciones de alcohol, mantenimiento de condiciones anaerobias y la inmediata destilación del producto fermentado &$rescott y ;ecil, '((2*.
La fermentación de tipo industrial está enfocada, en aumentar la eficiencia de los biorreactores, con el fin de obtener me-ores resultados en cuanto a productos, empleando teorías de control, en las variables que determinan la eficiencia del proceso, como son el calor, la temperatura, contaminaciones, p+, niveles de alcohol, concentraciones del sustrato, biomasa producida entre otras &
III#2# ETANOL A PARTIR DE MELAZA III#2#1# O%&'()*+( ,' -. /'-.. La melaza se obtiene como subproducto final de la elaboración del az!car de caa en la figura 2 se muestra un cuadro resumido de su obtención
F*3. 01: $roceso de obtencion de la melaza
F'(&': =a-ardo y armiento, 2334
III#2#2# C/56*)*+( ,' -. /'-..# La composición de la melaza es muy heterogénea y puede variar considerablemente dependiendo de la variedad de la caa de az!car, suelo, clima, periodo de cultivo, de la operación de la fábrica, sistema de ebullición del az!car, tipo y capacidad de los evaporadores, entre otros. $or otro lado la melaza de caa se caracteriza por tener grados
) y 45 7 un p+ de 5.3 a >.' &=a-ardo y armiento, 233)*.
T.%-. 01: ;omposicion de la ?elaza
F'(&': ?eade, '()>
La gama amplia de las melazas que salen de las centrifugas debe ser de )5 a (2 grados
III#2#7# U&*-*.)*+( )/'3)*.- ,' -. /'-..# La melaza es el subproducto de la fabricación o refinación del az!car crudo. @utricionalmente presenta un altísimo contenido en carbohidratos además de vitaminas del grupo < y abundantes minerales, entre los que destacan el hierro, cobre y magnesio. u contenido de agua es ba-o. La norma A;B@#; 5)4 de '((6, define como miel fina o melaza &no cristalizable* al -arabe liquido denso o viscoso, separado de la misma masa cocida final y de la cual no es posible cristalizar más az!car por métodos usuales &=a-ardo y armiento ,2334*. u principal uso es como suplemento energético para la alimentación de ganado por su alto contenido de az!cares y su ba-o costo en algunas regiones, aunque el precio de la melaza se ha incrementado en los !ltimos aos, en más del '227 debido a su utilización como sustrato en la producción de etanol &?ancheno, 2336*. @o obstante, una pequea porción de la producción se destina al consumo humano, empleándola como endulzante culinario, producción de bebidas como el ron, producción de acido butírico y acetona y elaboración de levadura de melaza &?eade, '()>*
T.%-. 02: "provechamiento de la melaza UTILIZACION
GENERALIDADES
"limentos
"limentacion rica "limentacion menos rica: desecados
"nimales
sobvre pulpas, mezlcla de diversos alimentos, pulverizados de forra-es, suplemento de ensila-es.
Cecuperacion de liquidos
Le-ias finales como alimento animal y
desazucarados
para la obtencion de aminoacidos Levaduras para la panificacion Levaduras para la alimentacion huamana y animal: aditivo para piensos, e%tractos e hidrolizados de levadura, fuente de enzimas, vitaminas y acidos nucleicos. "demas es el sustrato
=ermentacion
utilziado en la produccion de proteina unicelular. Drasas de levadura "lcohol etilico $roductos colaterales de fermentacion alcoholica.
F'(&': =a-ardo y armiento, 2334
IV# • • • •
MATERIALES Y METODOS ?elaza 0aso de precipitado ?atraz 1estilador
V#
PROCEDIMIENTO
MP
ACONDICIONAMIENTO $%& '(L ) $%* '(L
INOCULACION
FERMENTACION
DETILACION
DECU"E
RECTIFICACION
TRACIE#O
ALCO!OL
CLARIFICACION
FILTRACION
ULFITADO O PATEURI
EM"OTELLADO
VI#
RESULTADOS
T.%-. 07: valuación de la ?elaza MUESTRA
8BRI9 TIEMPO D;. 1
D;. 2
D;. 7
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F'(&': laboración propia &23'5* G3., ,' .-)@- '( 4"0/- 22E VII#
DISCUSIONES "l determinar el $orcenta-e de alcohol obtenido para la concentración de 653 ml se obtuvo es siguiente resultado $orcenta-e de etanol F ''.257 l porcenta-e de alcohol obtenido para esta concentración traba-ada se encuentra el rango óptimo de concentración de az!cares &'37 G ')7*, esto quiere decir que •
se usó una cantidad adecuada de inocula para dicha fermentación. La melaza de caa requiere de un preGtratamiento adecuado para ser utilizada como sustrato en procesos biotecnológicos, debido a las impurezas presentes por ser un producto agro industrial.
VIII#
CONCLUSIONES •
e comprobo que la accharomyces posee la enzima invertasa la cual hidroliza la sacarosa y es asimilada con mayor facilidad
•
e determino que el ''.257 fue la concentracion adecuada de melaza como un medio de fermentacion.
I9#
BIBLIOGRAFIA
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;adena "groindustrial. &2336*. tanol: "nálisis de studio de ;adena tanol.
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9#
ANE9OS 1# ?uestra inicial de la melaza
2# Drados
7# $eso inicial de la muestra de melaza
4# $eso final de muestra de melaza
"# ?edición de grados de alcohol
<# =ermentación
=# 1estilación de melaza
