NOMBRE DE CURSO: TERMODINAMICA INF OR OR ME DE E S TUDIO DE DE COM COMB B US TI TION ON E N LA E L A B O R A C I ON ON DE DE A G UA R D IE I E N T E E N L A HA HA C I E N DA DA D E CACHIGAGA
PRÁCTICA N°: DOCENTE :
01 Mg. CARLOS OSCAR BALLARTE ZEVALLOS
ALUMNOS
DULANTES GARCÍA, Paola
:
VILCHEZ COZ, Johan FECHA DE EJECUCION: JUEVES 21 DE ABRIL DEL 2018 FECHA DE ENTREGA: 04 DE MAYO DEL 2018
HUÀNUCO – PERÙ
1. OBJETIVO El objetivo de la visita a la hacienda Cachigaga fue conocer el proceso artesanal de la elaboración de aguardiente o alcohol etílico a base de caña de azúcar y sus derivados.
2. FUNDAMENTO TEORICO 2.1. MATERIA PRIMA CAÑA DE AZUCAR En el Perú, la caña de azúcar es cultivada en la costa, sierra y selva, se siembra y se cosecha durante todo el año, siendo su mayor producción industrial el de la producción de azúcar. En la sierra la caña de azúcar esta destinada en su mayoría a la producción de aguardiente, chancaca, panela, miel y como fruta para el consumo humano. 2.2.
DESTILACION FRACCIONADA La destilación fraccionada de alcohol etílico es una variante de la destilación simple que se emplea principalmente cuando es necesario separar líquidos con puntos de ebullición cercanos. La principal diferencia que tiene con la destilación simple es el uso de una columna de fraccionamiento. Esta permite un mayor contacto entre los vapores que ascienden, junto con el líquido condensado que desciende, por la utilización de diferentes "platos". Esto facilita el intercambio de calor entre los vapores (que lo ceden) y los líquidos (que lo reciben).
2.3.
FERMENTACION ALCOHOLICA La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energía anaeróbica a los microorganismos unicelulares (levaduras) en ausencia de oxigeno a partir de la glucosa. En el proceso las levaduras obtienen energía disociando las moléculas de glucosa y generan como desechos alcohol y CO2. Las levaduras y bacterias causantes de este fenómeno son microorganismos muy habituales en las frutas y cereales y contribuyen en gran medida al sabor de los productos fermentados.
2.4.
AGUARDIENTE Es el genérico de bebidas alcohólicas destiladas, es de alta graduación, seca o aromática. Se obtiene por destilación de granos, caña, papa, etc.
3. MATERIALES Y EQUIPOS Trapiche: Los trapiches en los Ingenios azucareros están conformados por una serie de molinos (la cantidad de molinos varía según la fábrica) compuesto por tres rodillos surcados que prensan la caña de azúcar previamente desmenuzada y extraen su jugo. Este jugo es concentrado y cocido hasta obtener la cristalización del azúcar. Como residuo, del trapiche sale un producto que se llama bagazo, el cual se puede usar como combustible en las mismas calderas o como materia prima para la elaboración de papel. Rectificador: En el proceso donde se nivela los grados Brixs del jugo de caña de azúcar para luego transporta a las fermentadoras. Paila: Una paila es una sartén de metal o de cerámica, grande, redonda y poco profunda. Reboiler: Evaporadores usados en la industria de procesos para generar un flujo de vapor para alimentar una columna de destilación. El vapor se genera de la corriente de liquido que sale de la ultima etapa. El liquido se evapora parcialmente. De la fracción de liquido no evaporado, una parte vuelve a la columna y el resto sale como producto de fondo de la columna. El tiempo de resistencia medio del liquido en el fondo de una columna de destilación es en general entre 5 a 10 minutos.
4. PROCEDIMIENTO EMPLEADO 4.1.
MOLIENDA: TRAPICHE Se introduce la caña al trapiche ecológico, el cual se impulsa gracias a la fuerza centrífuga producida por el agua. Este tritura el producto y extrae el zumo para luego ser transportados por unas tuberías a la siguiente operación. El bagazo se seca y pasa para la combustión.
4.2.
TAMIZADO En esta operación la parte solida es separada de la liquida, tras pasar por varios tamices.
4.3.
RECTIFICADO Se mide el nivel del dulce en la escala de grados Brixs, donde si el dulce es mucho se agrega agua para su nivelación, y si falta se tiene que hacer evaporar.
4.4.
FOCULACION Una vez teniendo el nivel de dulce correcto y temperatura adecuada se añade la levadura para proceder a la fermentación.
4.5.
FERMENTACION El producto es enviado a los toneles de fermentación durante 3 o 4 días hasta que alcance el punto adecuado.
4.6.
DESTILACION También conocido como fraccionamiento, es donde se empieza a hervir de 5 a 6 horas causando la separación del agua y el alcohol a diferentes puntos de ebullición (agua=100 °C, alcohol=70°C)
5. CÁLCULO Al día se utilizan 3 toneladas de bagazo seco como combustible para la producción de aguardiente = 3 ∗ 10
Hallamos el número de moles del bagazo utilizado 3 ∗ 10 = →= → = 9259.259 ′ 324
Sabiendo que el bagazo está compuesto por un 80% de celulosa, utilizamos este dato para hallar el calor que genera esta combustión con la siguiente formula: = ∗ ∗ ∆
La ecuación seria la siguiente: + 12() → 6() + 6()
Primero hallamos ∆ ( ) = 1388.1 ( ) = 12 ∗ (6.0954 + 3.2533 ∗ 10− 1.0171 ∗ 10− ) ( ) = 6 ∗ (6.393 10.1 ∗ 10− + 3.405 ∗ 10− ) ( ) = 6 ∗ (7.219 2.374 ∗ 10− 0.267 ∗ 10− ) ∆ = 1379.5728 9.2207 ∗ 10− + 2.1209 ∗ 10−
Luego de hallar el cp, reemplazamos en la fórmula para obtener el calor: = 3 ∗ 10 ∗ (1379.5728 9.2207 ∗ 10− ∗ + 2.1209 ∗ 10− ∗ )
Desarrollando el resultado del calor es: = 1959778534 → = 468398.3118
Este es el calor obtenido con un 80% del bagazo, ahora hallamos el calor obtenido de un 100% de bagazo: =
468398.3118 = 551056.8367 0.85
6. OBSERVACIONES Observamos que, en el traslado desde la molienda hasta el almacén, se desperdicia ligeramente el bagazo. Se pudo observar una espuma que se forma en la superficie del tonel de fermentación, esto indica que este proceso de está en su auge y cuando inicia o finaliza solo se produce la formación de burbujas. También se pudo apreciar que una forma de medir el nivel de azúcar es probando un poco de zumo de caña y así identificar si falta añadir agua o ponerlo a ebullición.
7. CONCLUSIONES Esta visita nos sirvió para conocer el proceso de elaboración de uno de los productos bandera de la Hacienda Cachigaga, donde hay mínimos desperdicios de la materia prima ya que es utilizada de forma retroalimentativa. Conocimos a fondo el proceso de destilación del alcohol a través de los diferentes equipos de la hacienda. Se corroboro la teoría dada en clase con la práctica que se ejerce en la hacienda y los cálculos realizados sirvieron para evaluar el rendimiento de la materia prima.
8. RECOMENDACIONES Se recomienda una mejor publicidad de su producto panela con el propósito de su mayor difusión y consumo, ya que es un producto con alto contenido de vitaminas y beneficia a los diabéticos. Se recomienda el mejor uso de vestimenta para la realización del trabajo.
9. GRAFICOS Y DIBUJOS
FOTOGRAFÍA 01. HACIENDA CACHIGAGA
FOTOGRAFIA 02. SISTEMA DE CUCHILLAS PARA LA CAÑA (SE ALIMENTA AL GANADO)
FOTOGRAFIA 03. BAGAZO DE LA CAÑA DE AZUCAR
FOTOGRAFIA 04. RUEDA HIDRAULICA
FOTOGRAFIA 05. TRAPICHE
FOTOGRAFIA 06. SEPARACION DEL ZUMO DEL BAGAZO
FOTOGRAFIA 07. TAMIZ: RETIENE LOS SOLIDOS DEL ZUMO DE LA CAÑA
FOTOGRAFIA 08. REBOIDE
FOTOGRAFIA 09. COLUMNA DE FRACCIONAMIENTO
FOTOGRAFIA 10. RECTIFICADOR
FOTOGRAFIA 11. ALAMBIQUE: INTERCAMBIO DE CALOR, AGUA FRIA Y ALCOHOL (SE CALIENTA EL AGUA Y ENFRIA EL ALCOHOL)
FOTOGRAFIA 12. MEDICION DE GRADOS BRIX
FOTOGRAFIA 13. TONELES PARA LA FERMENTACION DE LA CAÑA
FOTOGRAFIA 14. MALVITA: AQUÍ SE RECIBE FUEGO Y SE REALIZA LA EVAPORACION
FOTOGRAFIA 15. TIINAS PARA LA CONCENTRACION DEL ALCOHOL
FOTOGRAFIA 16. CALDERO: FUENTE DE CALOR PARA EL REBOIDE
FOTOGRAFIA 17. COMBUSTIÓN DE ENERGÍA: HUMO NEGRO (CARBÓN, OLLÍN)
10. BIBLIOGRAFIA Apuntes propios. http://www.cubasolar.cu/biblioteca/Ecosolar/Ecosolar31/HTML/Arti culo02N.htm http://www.alambiques.com/aguardientes.htm https://prezi.com/jtzvfil-_oxi/proceso-industrial-del-aguardiente/
