INFORME FERMENTACION LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA GILDARDO DE JESUS MONTOYA CADAVID DOCENTE Nathaly Rojas Jaramillo Cod: 312557
María Camila Villanueva Ávila Cod: 31257
OBJETIVOS •
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!"tener al#ohol mediante $ermenta#i%n de di$erentes #lases de &ranos' $rutas y tu"(r#ulos) *i$eren#iar los +osi"les #ontaminantes del $ermento *est *estililar ar los los vinos vinos y most mostos os +rod +rodu# u#id idos os util utili, i,an ando do #olum #olumna nass de dest destilila# a#i% i%n n em+a#adas -#on di$erentes rellenos. y #olumnas de Vi&reau/ 0ener ner una una visi visi%n %n de los los +ro# +ro#es esos os mi#r mi#ro" o"io iol% l%&i &i#o #os' s' los los #ual #uales es son son de &ran &ran im+ortan#ia a nivel industrial) 0ener #onta#to #on estudiantes de otras dis#i+linas' "iolo&ía y uími#a en este #aso' situa#i%n ue +ermitir' a am"os' la ne#esaria #om+lementariedad de los #ono#imientos y su a+li#a"ilidad +r#ti#a)
FUNDAMENTO TEORICO Un poco de histoi! e&4n la teoría evolutiva a#er#a del ori&en de la vida en la 0ierra' se #onsidera ue la $ermenta#i%n es el +ro#eso de o"te o"ten# n#i% i%n n de ener ener&í &ía a ms ms anti anti&u &uo) o) o"r o"re e esa esa "ase "ase se #onsidera ue' dadas las #ondi#iones de la 0ierra +rimitiva' en la ue no e/istía o/í&eno li"re y donde los rayos del sol no lle&a"an a la su+er$i#ie terrestre' los +rimeros or&anismos solo +odí +odían an o"te o"tene nerr la ener ener&í &ía a de los los #om+ #om+ue uest stos os or& or&ni# ni#os os mediante la $ermenta#i%n) a $ermenta#i%n $ue des#u"ierta +or ouis 6asteur' ue la des#ri"i% #omo la vie sans lair -la vida sin el aire.) ;ma en 1) oui ouiss 6ast 6asteur eur os +ro#esos de $ermenta#i%n han sido usados +or el hom"re desde ha#e miles de a8os' #on el $in de +reservar los alimentos y +ara +rodu#ir "e"idas y #omesti"les #on sa"ores' te/turas y aromas es+e#í$i#os' #omo el yo&urt' #erve,a' uesos' 9umis' 9umis' et#) et#) n los 4ltimo 4ltimoss si&los si&los'' median mediante te las $ermen $ermenta# ta#ion iones es se han desarr desarroll ollado ado divers diversos os anti"i anti"i%ti %ti#os #os'' medi#a medi#amen mentos tos'' #idos #idos y #om"us #om"usti" ti"les les'' entre entre otros otros +rodu# +rodu#tos tos industriales)
Fe"ent!ci#n a $ermenta#i%n es un +ro#eso meta"%li#o de levaduras y al&unas "a#terias -sustratos. ue trans$orma trans$orman n #om+uestos #om+uestos uími#os or&ni#os' +rin#i+almente +rin#i+almente a,u#ares' en otras sustan#ias or&ni#as ms sim+les #omo etanol' #ido l#ti#o y a#ido "utíri#o)
*e+endiendo del sustrato utili,ado' el +rodu#to o"tenido +or $ermenta#i%n +uede variar) < #ontinua#i%n se muestra una ta"la en la ue se o"servan al&unos ti+os' #ondi#iones y +ro+iedades de sustratos +ara el desarrollo de al&unos mi#roor&anismos $ermentadores)
T!$%! &' 0i+os' #ondi#iones y +ro+iedades de sustratos +ara el desarrollo de al&unos mi#roor&anismos $ermentadores) Tipos de (e"ent!ci#n •
lleva a a #a"o #a"o $und $undam amen enta talm lment ente e +or +or leva levadu duras ras del del &(ne &(nero ro Alcohólica: e llev a##haromy#es' ue son hon&os uni#elulares ue' en de+enden#ia de la es+e#ie' se utili,an en la +rodu##i%n de +an' #erve,as o vinos)
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Láctica: es una ruta meta"%li#a anaer%"i#a ue o#urre en el #itosol de la #(lula'
en la #ual se o/ida +ar#ialmente la &lu#osa +ara o"tener ener&ía y donde el +rodu#to de dese#ho es el #ido l#ti#o) •
Acética: es la $ermenta#i%n "a#teriana +or <#eto"a#ter' un &(nero de "a#terias
aer%"i#as' ue trans$orma el al#ohol en #ido a#(ti#o) a $ermenta#i%n a#(ti#a del vino +ro+or#iona el vina&re de"ido a un e/#eso de o/í&eno y es #onsiderado uno de los $allos del vino) •
Butírica: es la #onversi%n de los &l4#idos en #ido "utíri#o +or a##i%n de "a#terias
de la es+e#ie Clostridium "utyri#um en ausen#ia de o/í&eno) e +rodu#e a +artir
de la la#tosa #on $orma#i%n de #ido "utíri#o y &as) s #ara#terísti#a de las "a#terias del &(nero Clostridium y se #ara#teri,a +or la a+ari#i%n de olores +4tridos y desa&rada"les)
Usos l "ene$i#io industrial +rimario de la $ermenta#i%n es la #onversi%n del mosto en vino' #e"ada en #erve,a y #ar"ohidratos en di%/ido de #ar"ono +ara ha#er +an) *e a#uerdo #on tein9raus -1==5.' la $ermenta#i%n de los alimentos sirve a 5 +ro+%sitos &enerales: •
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• •
nriue#imiento de la dieta a trav(s del desarrollo de una diversidad de sa"ores' aromas y te/turas en los su"stratos de los alimentos) 6reserva#i%n de #antidades su"stan#iales de alimentos a trav(s de #ido l#ti#o' etanol' #ido a#(ti#o y $ermenta#iones al#alinas) nriue#imiento de su"stratos alimenti#ios #on +roteína' amino#idos' #idos &rasos esen#iales y vitaminas) *eto/i$i#a#i%n durante el +ro#eso de $ermenta#i%n alimenti#ia) *isminu#i%n de los tiem+os de #o#inado y de los reuerimientos de #om"usti"le)
a $ermenta#i%n tiene al&unos usos e/#lusivos +ara los alimentos) 6uede +rodu#ir nutrientes im+ortantes o eliminar anti nutrientes) os alimentos +ueden +reservarse +or $ermenta#i%n' la $ermenta#i%n ha#e uso de ener&ía de los alimentos y +uede #rear #ondi#iones inade#uadas +ara or&anismos indesea"les) 6or ejem+lo' avina&rando el #ido +rodu#ido +or la "a#teria dominante' inhi"e el #re#imiento de todos los otros mi#roor&anismos) *e a#uerdo al ti+o de $ermenta#i%n' al&unos +rodu#tos -ej) al#ohol $usel. +ueden ser da8inos +ara la salud) n aluimia' la $ermenta#i%n es a menudo lo mismo ue +utre$a##i%n' si&ni$i#ando +ermitir el +udrimiento o la des#om+osi#i%n natural de la sustan#ia)
Fe"ent!ci#n !%coh#%ic! s la ms +o+ular de las $ermenta#iones anteriormente men#ionadas y en la #ual se en$o#ar esta +r#ti#a) a $ermenta#i%n al#oh%li#a es un +ro#eso "iol%&i#o de $ermenta#i%n en +lena ausen#ia de aire' ori&inado +or la a#tividad de al&unos mi#roor&anismos ue +ro#esan los hidratos de #ar"ono +ara o"tener #omo +rodu#tos $inales: un al#ohol en $orma de etanol' di%/ido de #ar"ono -C!2. en $orma de &as y unas mol(#ulas de <06 ue #onsumen los +ro+ios mi#roor&anismos en su meta"olismo #elular ener&(ti#o anaer%"i#o) os usos del etanol en la industria son am+lios y van desde la ela"ora#i%n de +rodu#tos #osm(ti#os' +rodu#tos de lim+ie,a' et#) e ha investi&ado la +osi"ilidad de em+lear la $ermenta#i%n etíli#a en el tratamiento de los vertederos de "asura lo&rando de esta $orma "io#om"usti"le' los estudios no han arrojado a+li#a#iones #on#luyentes) No o"stante el em+leo de la $ermenta#i%n al#oh%li#a tiene un (/ito +oten#ial en el tratamiento de los residuos de la industria alimenti#ia)> >7 ?n +ro#eso industrial muy investi&ado a #omien,os del si&lo @@; es la $ermenta#i%n en estado s%lido em+leada en la "iomedi#a#i%n y en la "iode&rada#i%n de +rodu#tos de dese#ho' la trans$orma#i%n "iol%&i#a de residuos a&roindustriales' en la +rodu##i%n de #om+uestos "ioa#tivos' de
en,imas' de #idos or&ni#os' "io+esti#idas' "io#om"usti"les y #om+uestos aromti#os' entre otros)
&' Almidones: Como maí,' tri&o' #e"ada' sor&o y +a+a) )' Azucares: Ca8a de a,4#ar' Remola#ha *' Celulosas: Madera' *es+erdi#ios $orestales' "asura muni#i+al F!ctoes +,e !(ect!n %! (e"ent!ci#n !%coh#%ic! /isten diversos $a#tores' tanto $ísi#os #omo uími#os' ue in#iden' +ositiva o ne&ativamente' en el trans#urso de la $ermenta#i%n' ya sea a#tuando so"re el desarrollo de los mi#roor&anismos' o dire#tamente so"re la +ro+ia $ermenta#i%n) 6ara ello e/isten unas varia"les de +ro#eso a #ontrolar ue son las si&uientes: •
Ari/ de alimenta#i%n:
s la medida de la #on#entra#i%n de a,4#ar de la mela,a ue entra al +ro#eso de $ermenta#i%n) i se tiene una #on#entra#i%n muy elevada de a,u#ares' no es +osi"le $ermentar el mosto) 6ero' si las #on#entra#iones son muy "ajas' las levaduras no +odrn reali,ar el +ro#eso $ermentativo) ?n ran&o ideal de #on#entra#i%n de a,u#ares en este +ro#eso sería entre el 1B y el 1D) •
0em+eratura de $ermenta#i%n:
a tem+eratura de"e ser #ontrolada entre 3BE C y 3>E C' ya ue las tem+eraturas $uera de este intervalo &eneralmente resultan en un "ajo rendimiento) 6ara tem+eraturas ms altas' otros +rodu#tos ms all de etanol se +ueden $ormar' mientras ue +ara tem+eraturas ms "ajas' el tiem+o de $ermenta#i%n se +rolon&a' lo ue +ro+or#iona mayores o+ortunidades +ara las "a#terias u otros or&anismos +ara $ermentar los a,4#ares' +rodu#iendo materiales no deseados) n la literatura' varios estudios indi#an ue la $ermenta#i%n a "aja tem+eratura' en el intervalo de 25EC a 3BEC' mejora la e$i#ien#ia del +ro#eso' ya ue es +osi"le usar mayores #on#entra#iones de sustrato' y +or lo tanto' se lo&ran #on#entra#iones de etanol mayores) •
%lidos:
;ndi#a la #antidad de material sus+endido en una muestra) n la $ermenta#i%n' la #entri$u&a#i%n se&uida de sedimenta#i%n es el m(todo em+leado +ara su medi#i%n) •
6o"la#i%n:
Re+resenta la #antidad de #(lulas de levadura +resentes en el mosto +or unidad de volumen) on unidades son millonesF#m 3) a +o"la#i%n de levadura se de"e mantener en valores #er#anos a los 7BB millonesF#m3 +ara ue el etanol sea de "uena #alidad)
•
+G
*e"e ser mínimo de 3'5 en el mosto' +ara ue la multi+li#a#i%n de la levadura se reali#e en #ondi#iones %+timas) u determina#i%n se reali,a em+leando +oten#i%metro)
<0R
s la #antidad de a,u#ares totales redu#tores en una muestra) u medi#i%n se ha#e mediante el m(todo de Aertrand) 6ermite #ono#er la evolu#i%n de la $ermenta#i%n mediante la disminu#i%n de a,u#ares durante la rea##i%n) l #onsumo de a,u#ares de"ería ser m/imo) •
Re+rodu##i%n
s el +or#entaje de #(lulas ue se estn re+rodu#iendo) Normalmente estos valores se en#uentran entre 2B y B) a #uanti$i#a#i%n se reali,a +or o"serva#i%n mi#ros#%+i#a) ntre mayor multi+li#a#i%n de #(lulas e/ista' ms +oderosa ser la $ermenta#i%n ini#ial) •
Contenido al#oh%li#o
Mide la riue,a al#oh%li#a de una solu#i%n de al#ohol hidratada a la tem+eratura de re$eren#ia ue #orres+onde a 2BHC) a determina#i%n real del #ontenido de al#ohol' se o"tiene una ve, se ha reali,ado una destila#i%n de la muestra' +ara ue sus 4ni#os #om+onentes sean al#ohol y a&ua) i la le#tura se reali,a a una tem+eratura di$erente de 2B H C se de"en utili,ar ta"las de #orre##i%n)
Re!cciones de (e"ent!ci#n !%coh#%ic! *ado ue en la +resente +r#ti#a la $ermenta#i%n a reali,ar es la al#oh%li#a' se ilustrara un +eue8o sistema de rea##iones +ara ella' a +artir de &lu#osa)
Desti%!ci#n de% "osto pod,cido
6ara ello' se reali,a una destila#i%n $ra##ionada #omo la ue se ilustra en la si&uiente ima&en)
;ma&en 2) Montaje de destila#i%n $ra##ionada
MATERIALES Y REACTIVOS M!tei!%es • • • • • • • • • • • • • •
Re$ra#t%metro > Man&ueras +lsti#as 0aladro el(#tri#o Re#i+iente de ta+a +lsti#a Re#i+iente +eue8o Varilla a&itadora Aalan,a semiIanaliti#a 2 Aea9er de 25B m > Aea9er de 1BB m s+tula ras#o lavador 6i+eta de 1 m 6era de su##i%n 6ea#hímetro
• • • • • • • • • • • • • •
0erm%metro 0em+ori,ador Vianda Colador 6la#a de #alentamiento Me#hero Aunsen n#endedor 6la#a #ale$a#tora Aal%n #on des+rendimiento lateral Columna de destila#i%n Columna de Vi&reau/ 3 6in,as o+orte ?niversal 6i#n%metro
• •
Re!cti-os • • • • •
<,4#ar Ju&o de $ruta <&ua destilada ili#ona
• • • •
NaGC!3 G2!> Gielo evadura
• • • •
0iamina ul$ato de amonio ?rea
• •
Cloruro (rri#o ul$ato de Ma&nesio
•
DIAGRAMA DE FLUJO &' FERMENTACI.N • •
FERMENTACION
• • •
Seleccione la ruta a la cual desea aplicar el proceso de er!entac
• • •
"a#e$ pele$ pi%ue & licue la ruta en la !enor cantidad de a'ua posible (asta %ue obt
•
Abra dos orifcios con el taladro eléctrico en la tapa plástica del recipiente • •
-eposite en un recipiente de tapa plástica
• •
Inserte un tro0o de !an'uera plástica en cada orifcio
Mida los 'rados .ri/ del ,u'o
• • • •
2"os 'rados .ri/ están en )34
• •
El!an'uera otro tro0o debe de !an'uera debe %uedar dentro del recipiente pero uera de la solución 1n tro0o de %uedar dentro de la solución NO • • • • •
SI %ue nec -ilu&a )5 ' de a06car en sufciente a'ua destilada por cada 'rado .ri/
• •
1na las !an'ueras a los orifcios en la tapa sellando !u& bien con silicona • • • •
Mida el pH de la solución
• • •
2El pH se encuentra entre 7*5 8 7*94
•
SI
• • • •
NO
• • • • •
Si está por deba,o adicioneSi'otas está por de NaHCO7 enci!a adicione para subirlo 'otas de H9SO: pa
• • • • • • • • •
SI
• • •
Caliente entre ;5
• • • • •
Colo%ue rápida!ente en un ba>o de (ielo (asta 77
• • •
Adicione le#adura acti#a & nutrientes
• • • •
Tape el recipiente con la tapa en la or!a %ue se indicó anterior!ente
• • • • •
1na la !an'uera %ue está por uera de la solución a un recipiente con a'ua
• • • • •
-e,e er!entar (asta 'rados .ri/ en ?
• • • • • • • • • • •
FIN
• • • • • • • • • • • • •
DIAGRAMA DE FLUJO )' DESACTIVACION DE LEVADURA • • • •
-ESACTI@ACIN -E
• • •
Mida los 'rados .ri/ del
• • • •
2"os 'rados .ri/ están en
• • •
SI
NO
•
To!e el dato de pH
• • •
-e,e er!entar !ás el !osto -esacti#e la
• •
Eli,a una opción
• • • • •
Caliente (asta ;5
• • • • • •
-e,e enriar (asta
Adicione !etabisulfto
• •
Base la solución por un colador
• • • • •
Tape el recipiente con la tapa plástica &a sin
• • • •
FIN
• • • • • • • •
DIAGRAMA DE FLUJO *' DESTILACION FRACCIONADA •
• •
-ESTI"ACIN FRACCIONA-A
• • •
Mida un #olu!en conocido de solución colada & llé#elo al !atra0
• • • • •
Realice el !onta,e de la
• • •
Caliente & reco,a lo obtenido en tres beaer de la si'uiente or!a
• • • • • • •
CA.EDA
C1ERBO
CO"A
Ran'o de tie!po en %ue la te!peratura
Cuando la te!peratura estabili0ada
• • •
-esde %ue inicia el calenta!iento (asta %ue se estabili0a la te!peratura ;3
• • • • • • • • •
Repita el procedi!iento (asta %ue destile toda la
• • • • •
Mida a cada beaer Gndice de reracción &
• • • •
FIN
• • • • • • •
RESULTADOS •
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A/, ! 0"L1 B 7B
•
>B
•
>B
•
>B
•
•
• • •
5B 2B B
A23c ! 0/1
•
G!d os Bi6 = 1>)2
•
•
•
•
•
•
•
4)SO
•
5
0"L1 B I
B D3)5 B 25)51 I 3 1)=7 I 2B)=2 I = I B)5 D)2= I 1B)5 I 2 C!%ent!"iento 7 En(i!"iento D8! 9 de (e"ent!ci#n •
•
•
•
•
•
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•
•
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•
•
•
3) I
1)2
•
I
•
1)D
•
I
•
17)7
•
• • •
17)2 17)2 1D
• •
p4
•
•
• • •
• •
3)5D
•
•
3)1D I 3)1= 3)15 3)5
• •
T!$%! &'
• •
•
•
•
•
;ndice de e(!cc i#n e6pei "ent!% 1)3>B
•
1)32=B
•
1)335
•
1)31B
•
•
1)35=B
I
•
•
Be!:e
C
•
;ndice de e(!cc i#n te#ico
•
Densid !d e6pei "ent!% 0:/<"*1
•
•
•
D77
•
Densid !d te#ic! 0:/<"*1
•
7=2
•
;nsu$i#i ente ;nsu$i#i ente
•
I
•
I
• •
T!$%! )) Resultados de destila#i%n $ra##ionada •
SUSTANCIA
•
• •
CANTIDAD 0/1 5'57> B'1
•
evadura Cloruro (rri#o ?rea ul$ato de Ma&nesio ul$ato de
•
•
• •
•
•
• •
•
•
5'=7 B'1 2'B51 1 +asta
• •
T!$%! *' Cantidades de nutrientes +ara la $ermenta#i%n •
ANALISIS DE RESULTADOS • •
•
e sele##ion% #omo materia +rima la +i8a) ?na o"serva#i%n a reali,ar res+e#to al uso de esta $ruta' es ue al li#uarla #on +o#a #antidad de a&ua' y +or ser una $ruta #on un alto #ontenido de $i"ra' la +arte liuida ue es muy +o#a se asienta y la $i"ra ueda en la +arte su+erior' di$i#ultando la toma de muestra' in#luso #uando la solu#i%n se revuelve' +or lo #ual se re#omienda' ue si se va a utili,ar esta $ruta +ara el +ro#edimiento' el li#uado se reali#e #on una #antidad de a&ua im+ortante) ;ma&en 3
•
ue&o se de+osit% el li#uado de $ruta en un re#i+iente +lsti#o) <uí hay otro +unto a tener en #uenta) l material del re#i+iente es im+ortante' dado ue ms adelante ha"r un #alentamiento de la muestra) *urante la +r#ti#a +udo o"servarse #omo varios re#i+ientes de +lsti#o no so+ortaron el #alor y #omen,aron a derretirse) 6or nuestra +arte' la +ared +lsti#a del re#i+iente era "astante &ruesa' +or lo #ual no hu"o in#onvenientes de este ti+o) 6udo o"servarse tam"i(n' ue los re#i+ientes de vidrio utili,ados' no +resentaron +ro"lemas)
• •
6ara una +rimera medi#i%n de +G' se o"tuvo un valor de 3'B' y +ara sa"er la #antidad de a,u#ares en la muestra se llev% la muestra al re$ra#t%metro y se o"tuvo un valor de =E Ari/) 6ara aumentar estos hasta el valor +reesta"le#ido de 1DEAri/' y teniendo en #uenta la indi#a#i%n del do#ente de ue se reuieren alrededor de 1B & de a,4#ar +ara aumentar en 1EAri/ la muestra' se reali,% el si&uiente #al#ulo sen#illo +ara determinar u( #antidad de a,4#ar de"ía +esarse)
•
•
18 ° Brix− 9 ° Brix =9 ° Brix
por aumentar
•
•
9 °Brix×
10 g de azucar 1 ° Brix
=90 g de azucar
• •
*ado ue no se sa"ía' si (sta su+osi#i%n esta"a so+ortada +or un ar&umento literario' se de#idi% tomar una #antidad menor de a,4#ar #on el $in de reali,ar un tanteo +ara no +asarnos del valor de 1DEAri/) l +ro#edimiento $ue el si&uiente:
• •
• • • • • • • • • • •
e +es% una #antidad ini#ial de a,4#ar #er#ana a los =B & en un "ea9er #omo se ilustra en la ima&en 3) a solu#i%n se diluy% ini#ialmente en 2B m de a&ua los #uales +ro+or#ionaron una me,#la a,u#arada "astante vis#osa) 6ara darle un +o#o ms de $luide, a la muestra se adi#ionaron >B m ms de a&ua destilada #on lo #ual se o"tuvo una solu#i%n mu#ho ms a&rada"le' ue se de+osit% en el re#i+iente #on el ju&o de +i8a' y +osteriormente se lav% el "ea9er #on 1B m de a&ua destilada los #uales tam"i(n se de+ositaron en el re#i+iente +lsti#o' +ara un total de 7B m de a&ua destilada adi#ionados a la +i8a) e tomaron nuevamente los &rados Ari/ y notamos ue (stos aumentaron 5E Ari/ lo ue #orro"ora ue la su+osi#i%n reali,ada de los &ramos de a,4#ar reueridos +ara aumentar en 1 los &rados Ari/ de la muestra' no es muy e/a#ta)
•
;ma&en >
• • •
?na o"serva#i%n im+ortante a reali,ar en este +ro#edimiento' es ue el a,4#ar no de"e adi#ionarse dire#tamente al ju&o de $ruta' ya ue varios &ru+os reali,aron el +ro#edimiento de esta $orma y el aumento de los &rados Ari/ realmente $ue mínimo' lo ue indi#aría ue una dilu#i%n del a,4#ar se va a tornar en una mejor #om+a#ta#i%n de la solu#i%n a,u#arada #on el ju&o de $ruta' y +or ello los &rados Ari/ van a aumentar notoriamente' mientras ue al adi#ionar el a,4#ar sin diluirla' se &eneran +ro"lemas #omo una #om+a#ta#i%n de am"as muestras mu#ho ms di$í#il y la +osi"ilidad de ue ueden &rnulos de a,4#ar sin diluir en el ju&o de $ruta es alta)
• •
*e allí en adelante' y teniendo en #uenta ue los valores de a,4#ar a adi#ionar eran menores' así tam"i(n el volumen de a&ua utili,ado +ara diluirlo ser menor) n #ada nueva adi#i%n de a,4#ar se tomaron los &rados Ari/ y los datos se en#uentran re&istrados en la ta"la 1)
• •
inalmente se lle&% a un valor de 17'7E Ari/' lo ue se #onsider% #omo una "uena a+ro/ima#i%n ue no +udo +er$e##ionarse dado el #orto tiem+o de la +r#ti#a) en +ro+or#iones ue se indi#an en la ta"la 1)
• •
e dej% $ermentar +or un la+so de 1 semana) n la ima&en 5 se muestra la a+arien#ia de la $ermenta#i%n +ara el día 2) *ado el $a#tor tiem+o y la +o#a dis+oni"ilidad +ara in&resar al la"oratorio' no +udieron tomarse datos de +G ni de &rados Ari/ durante la semana de $ermenta#i%n) in em"ar&o' en un &ol+e de
suerte' +ara el día de $ermenta#i%n si se tomaron datos de +G y &rados Ari/' y +or $ortuna' la solu#i%n #onta"a #on EAri/ ue era e/a#tamente el valor reuerido +ara desa#tivar la levadura) < +esar de ello' el valor de +G no se en#ontra"a dentro del ran&o a+ro+iado' +ero teniendo en #uenta ue la varia#i%n -ilustrada en la ta"la 1. no $ue muy relevante y +or indi#a#iones del do#ente y la monitora en el la"oratorio' no se ajust% este valor y se #ontinu% el +ro#edimiento) n la ima&en se +uede o"servar la a+arien#ia de la $ermenta#i%n +ara el se/to día de (sta) • •
6ara la desa#tiva#i%n de ;ma&en 7 la levadura se eli&i% reali,arla +or #alentamiento y no hu"o nin&4n in#onveniente en ello) sta desa#tiva#i%n es +osi"le &ra#ias a ue un e/#eso de #alor desa#tiva las +ro+iedades $ermentativas de la levadura) ue&o del #alentamiento y su +osterior en$riamiento' se +asa la solu#i%n +or un #olador y se o"tiene el +rodu#to mostrado en la ima&en 7)
•
inalmente' se llev% a #a"o una destila#i%n $ra##ionada) 6ara ello se midi% un volumen de mosto $ermentado a ser de+ositado en un "al%n #on des+rendimiento lateral de 5BB m) o #orre#to hu"iese sido un "al%n sin este ti+o de des+rendimiento y dado lo inade#uado del material' se tom% un valor de 3DB m' #on el $in de ue durante el #alentamiento' el #ontenido del "al%n no se re&ara +or el ;ma&en D des+rendimiento lateral)
• •
*e (sta destila#i%n se o"tuvieron 3 "ea9er) ?n +rimer "ea9er #on la #a"e,a de la solu#i%n' ue se o"tuvo desde el ini#io del #alentamiento hasta ue la tem+eratura se esta"ili,o en 7=EC) 0eniendo en #uenta ue el +unto de e"ulli#i%n del metanol es' +or literatura' de >)7EC' ue $ue el valor alrededor del #ual em+e,% la eva+ora#i%n de &ases y ue lo re#o&ido en este "ea9er $ue hasta una esta"ilidad de tem+eratura en alrededor de 7=EC ' ue #orres+onde a una a+ro/ima#i%n del +unto de e"ulli#i%n del etanol ue es' +or literatura' de 7D)37EC' +unto en el #ual' se #am"ia"a a un se&undo "ea9er' #onteniendo el #uer+o de la destila#i%n' se #on#luye ue en la #a"e,a ha"ía metanol' en el #uer+o etanol' y la #ola' re#o&ida una ve, hu"o un #am"io en la tem+eratura ue se en#ontra"a esta"le' #ontiene una me,#la de varios al#oholes)
• •
< los tres "ea9er' se les #al#ul% el índi#e de re$ra##i%n ue se +uede o"servar en la ta"la 2) l +ro+%sito era #al#ular de i&ual manera' la densidad +ara #ada uno de
los "ea9er) in em"ar&o' dada la +o#a #antidad de +rodu#to re#o&ida en el #uer+o y la #ola de la destila#i%n' este dato solo +udo #al#ularse +ara la #a"e,a) • •
•
C!$e2! •
•
Error indice de refracción =
|1.3290 −1.3640| 1.3290
× 100 =2.63
•
¿ 792−877 ∨ •
¿ 792
× 100=10.73
Error densidad=¿
•
C,epo •
|1.361 0−1.3635|
•
Error indice de refracción=
1.361 0
× 100 =0.1837
• • •
*ado ue la #ola #ontiene una me,#la de al#oholes' y ue el índi#e de re$ra##i%n es una medida 4ni#a +ara #ada sustan#ia' no e/iste un +unto te%ri#o de #om+ara#i%n +ara este "ea9er)
•
FUENTES DE ERROR • •
Res+e#to al +ro#eso de $ermenta#i%n #omo tal hay ue tener en #uenta ue dentro de (l' +udieron +resentarse varios errores) l +rimero de ellos' es ue las varia"les de #ontrol del +ro#eso ue se men#ionaron en el $undamento te%ri#o' no $ueron #ontroladas en su totalidad' +or lo #ual la $ermenta#i%n $ue muy rudimentaria)
• •
6or otra +arte' hay ue tener en #uenta ue los valores a&re&ados durante la adi#i%n de nutrientes no eran e/a#tos' y ue se a&re&aron en estas #antidades +or un estimado del #ontenido en litros de ju&o y no +or #ada B 9& #omo se en#ontra"a esta"le#ido' #onsiderndolo #omo una "uena a+ro/ima#i%n' +ero tam"i(n #omo un $a#tor ue +udo in$luir en varios errores)
levadura' #omo se ha"ía +ro+uesto' la a#tiva#i%n +udo no ha"er sido la #orre#ta' y tal ve, esto tam"i(n in$luy% en los errores) • •
inalmente' en el destilado' los +or#entajes de error en#ontrados +ara la #a"e,a' su+eraron el 1B lo ue indi#a ue esta +arte del desarrollo de la +ra#ti#a $ue muy re&ular) stos +or#entajes +ueden de"erse a motivos' #omo +or ejem+lo' ue el #am"io de los "ea9er +udo no ha"erse reali,ado en los momentos indi#ados +or lo #ual en la #a"e,a +udo $iltrarse una +arte del #ontenido del #uer+o' o el #uer+o +udo ha"er re#o&ido una +arte #orres+ondiente a la #a"e,a' e in#luso' en el #uer+o +udieron uedar residuos de los al#oholes de la #ola)
• •
?na o"serva#i%n im+ortante a reali,ar' es ue lo re#o&ido' en la #ola' la #a"e,a y el #uer+o' de"e su+erar alrededor de los m +ara +oder llevar a #a"o las medi#iones de densidad e índi#e de re$ra##i%n' ya ue #on destilar 3DB m de la muestra se o"tuvo una muy +eue8a #antidad de #uer+o y #ola' y dado el tiem+o de la +r#ti#a' no +uedo destilarse el resto del $ermentado' in#urriendo así en un &ran des+erdi#io)
• •
CONCLUSIONES • •
a $ermenta#i%n es un +ro#eso de vital im+ortan#ia' en las industrias a mediana' +eue8a y &ran es#ala' e in#luso de manera artesanal' +ara la +rodu##i%n de diversas "e"idas' #omesti"les y medi#amentos de #onsumo #otidiano) •
•
•
a destila#i%n $ra##ionada es un m(todo ade#uado +ara se+arar los #om+onentes de una me,#la liuida de di$erentes sustan#ias ue no se +ueden di$eren#iar a sim+le vista) a im+ortan#ia de la $ermenta#i%n al#oh%li#a no est 4ni#amente en la o"ten#i%n de etanol a +artir de los a,4#ares' sino ue adems durante este +ro#eso se van a $ormar una &ran #antidad de +rodu#tos se#undarios ue in$luyen en la #alidad y ti+i#idad del +rodu#to $ermentado)
•
CONSULTA •
&' Tipos de desti%!ci#n • •
1.1 Destilación sencilla: s el ti+o ms "si#o de destila#i%n en el ue el #i#lo
eva+ora#i%nI#ondensa#i%n solamente se reali,a una ve,) < #ontinua#i%n se muestra un eui+o modelo +ara reali,ar una destila#i%n sen#illa) •
• • •
a destila#i%n sen#illa se +uede utili,ar +ara:
• • •
• •
I e+arar un s%lido de un líuido voltil I e+arar me,#las de líuidos mis#i"les de $orma e$i#iente siem+re y #uando los +untos de e"ulli#i%n de los #om+onentes de la me,#la di$ieran al menos en 1BBHC) I 6uri$i#ar un #om+uesto líuido I *eterminar el +unto de e"ulli#i%n normal de un líuido)
• •
1.2 Destilación fraccionada: n este ti+o de destila#i%n los #i#los de eva+ora#i%n
y #ondensa#i%n se re+iten varias ve#es a lo lar&o de la #olumna de $ra##ionamiento) s un ti+o de destila#i%n mu#ho ms e$i#iente ue la destila#i%n sen#illa y +ermite se+arar sustan#ias #on +untos de e"ulli#i%n muy +r%/imos) • •
l eui+o en esen#ia es similar al utili,ado +ara reali,ar una destila#i%n sen#illa #on la novedad de ue entre el matra, de destila#i%n y la #a"e,a de destila#i%n se #olo#a una #olumna de $ra##ionamiento) as #olumnas de $ra##ionamiento +ueden ser de distintos ti+os +ero en &eneral #onsisten en un tu"o de vidrio #on a"ultamientos o un relleno en su interior donde se +rodu#en los su#esivos #i#los de eva+ora#i%n y #ondensa#i%n de la me,#la a +uri$i#ar +or destila#i%n)
• •
a e$i#a#ia de este ti+o de destila#i%n de+ende del n4mero de +latos te%ri#os de la #olumna' lo ue est en $un#i%n del ti+o y la lon&itud de la misma)
• •
< #ontinua#i%n se muestra un eui+o estndar +ara reali,ar una destila#i%n $ra##ionada)
• • • •
?na destila#i%n $ra##ionada se utili,a ha"itualmente +ara se+arar e$i#ientemente líuidos #uyos +untos de e"ulli#i%n di$ieran en menos de 1BBHC) Cuanto menor sea la di$eren#ia entre los +untos de e"ulli#i%n de los #om+onentes +uros' ms +latos te%ri#os de"e #ontener la #olumna de $ra##ionamiento +ara #onse&uir una "uena se+ara#i%n)
• •
1.3. Destilación a acío: ?n líuido entra en e"ulli#i%n #uando al #alentarlo su
+resi%n de va+or se i&uala a la +resi%n atmos$(ri#a) n una destila#i%n a va#ío la +resi%n en el interior del eui+o se ha#e menor a la atmos$(ri#a #on el o"jeto de ue los #om+onentes de la me,#la a se+arar destilen a una tem+eratura in$erior a su +unto de e"ulli#i%n normal) •
• •
?na destila#i%n a va#ío se +uede reali,ar tanto #on un eui+o de destila#i%n sen#illa #omo #on un eui+o de destila#i%n $ra##ionada) 6ara ello' #ualuiera de los dos eui+os herm(ti#amente #errado se #one#ta a un sistema de va#ío
Itrom+a de a&ua o "om"a de va#ío de mem"rana o a#eiteI a trav(s de la salida lateral del tu"o #ole#tor a#odado) • •
a destila#i%n a va#ío se utili,a +ara destilar a una tem+eratura ra,ona"lemente "aja +rodu#tos muy +o#o voltiles o +ara destilar sustan#ias ue des#om+onen #uando se #alientan a tem+eraturas #er#anas a su +unto de e"ulli#i%n normal)
• •
?n ti+o de destila#i%n a va#ío muy utili,ado en un la"oratorio uími#o es la eva+ora#i%n rotatoria) ste ti+o de destila#i%n se reali,a en eui+os #om+a#tos #omer#iales denominados &en(ri#amente rotaIva+ores y se usa +ara eliminar #on ra+ide, el disolvente de una disolu#i%n en la ue se en#uentra +resente un soluto +o#o voltil ha"itualmente a tem+eraturas +r%/imas a la tem+eratura am"iente' #on lo ue se minimi,a el ries&o de des#om+osi#i%n del +rodu#to de inter(s ue ueda en el matra, de destila#i%n)
• •
1.!. Destilación "a#o atmósfera inerte: sta destila#i%n se e$e#t4a en un eui+o
herm(ti#amente #errado en el ue el aire atmos$(ri#o se ha sustituido +or un &as inerte #omo el nitr%&eno o ar&%n' mediante el uso de una línea de va#ío #one#tada a una $uente de &as inerte) • •
ste ti+o de destila#i%n se utili,a #uando al&uno de los #om+onentes de la me,#la a destilar es sensi"le a al&uno de los #om+onentes del aire atmos$(ri#o K +rin#i+almente o/í&eno o va+or de a&uaI o +ara o"tener disolventes +uros #om+letamente anhidros tras un +ro#eso de se#ado utili,ando a&entes uími#os)
• •
;n#or+orado en el material do#ente de este #urso hay un video titulado Odestila#i%nP en #uya +rimera +arte se des#ri"e de $orma detallada el +ro#edimiento e/+erimental +ara reali,ar una destila#i%n sen#illa y en la se&unda se muestran los otros ti+os de destila#i%n de $orma resumida' resaltando sus +e#uliaridades res+e#to a la destila#i%n sen#illa)
•
)' M=todos p!! detecci#n de Met!no% •
)'& Metodo%o/8! !n!%8tic! de "et!no% po co"!to/!(8! de /!ses • •
s una t(#ni#a ue se em+e,% a utili,ar en las destilerías a $ines de la d(#ada de los a8os #in#uenta' y a#tualmente es am+liamente utili,ada +ara se+arar los #om+onentes o solutos de una me,#la so"re la "ase de las #antidades relativas de #ada soluto' distri"uidos entre un $luido ue se mueve' llamado $ase m%vil' y una $ase esta#ionaria adya#ente) a $ase m%vil +uede ser un líuido' un &as o un $luido su+er#ríti#o' mientras ue la $ase esta#ionaria +uede ser un líuido o un s%lido) l movimiento #in(ti#o mole#ular #ontinuamente inter#am"ia las mol(#ulas del soluto entre las dos $ases) i +ara un soluto en +arti#ular' la distri"u#i%n $avore#e a la $ase m%vil' las mol(#ulas &astarían la mayor +arte de su tiem+o mi&rando #on el
$luido' y +odrían ser trans+ortadas lejos de las otras mol(#ulas ue son ms retenidas +or la $ase esta#ionaria) • •
l dete#tor ;* -ioni,a#i%n de llama. +ermite anali,ar la muestra sin ne#esidad de destila#i%n' es de#ir' ue la misma no reuiere nin&4n tratamiento +reliminar' lo ue elimina errores +or +erdida durante la e/tra##i%n u otra mani+ula#i%n de la muestra' adems de ue es sensi"le a "ajos niveles de ++m' e insensi"le al a&ua) )') M=todo de% >cido co"ot#pico
• •
l +rin#i+io se "asa en la o/ida#i%n del al#ohol metíli#o a $ormaldehído +or +otasio +erman&anato en +resen#ia de #ido $os$%ri#o y medida es+e#tro$otom(tri#a de la rea##i%n #oloreada del $ormaldehído #on #ido #romoItr%+i#o) Colora#i%n violeta es+e#í$i#a del $ormalIdehído)
• •
*iluir o ajustar la muestra hasta una #on#entra#i%n total de al#ohol de 5I en volumen) ?tili,ando 5B ml de muestra' destilar en destilaIdor sim+le' re#o&iendo >B ml de destilado en "a8o de hielo) *iluir hasta 5B ml #on <&ua 6
• •
*e#olorar #on un +o#o de odio *isul$ito 6
• •
Cálculo. Cal#ular el #ontenido en metanol e/+resado en +or#entaje)
•
•
Metanol=0.025
A A
F
'
• •
< a"sor"an#ia de la muestra)
• •
• •
*' ?!pe so$e !%coho% de $!n!no o p%>t!no se enc,ent! !ne6o' •
BIBLIOGRAFIA • • •
•
• •
htt+:FFTTT)e#ured)#uFinde/)+h+Fermenta#iC3A3n htt+:FFo#T)uni,ar)esFo#TF#ien#iasIe/+erimentalesFte#ni#asI"asi#asIdeIla"oratorioI uimi#oFteoriaF*estila#ionUteoria)+d$ O
