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LA INDUSTRIA

DEL ALCOHOL

INSTITUTO: COLEGIO NUESTRA SEÑORA DE LUJAN

MATERIA: ALIMENTO

PROFESORA: GABRIELA ROMERO

CURSO: 3º POLIMODAL

ALUMNO: MATIAS CAMPOS

FECHA:

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Introducción.Según el CAA define al alcohol como un líquido incoloro de olor característico soluble en agua pero con contracción posee una densidad de 0,7/cm3 su pEb=78°c y solidifica a -114°c –arde con facilidad dando una llama azulada poco luminosa.

Hay muchas definiciones para describir la biotecnología. En términos generales biotecnología es el uso de organismos vivos COMO LAS  oxidorreductasas (ENZIMAS USADAS COMO CATALIZADORES DE CONTAMINANTES QUIMICOS PELIGROSOS) o de compuestos obtenidos de organismos vivos para obtener productos de valor para el hombre COMO POR EJEMPLO LAS plantas transgénicas (CAPACES DE SOBREVIVIR EN AMBIENTES DESFAVORABLES).

Tradicionalmente la biotecnología tiene muchas aplicaciones. Un ejemplo sencillo es en la industria alimenticia, la producción de vino y de cerveza se encuentra entre los muchos usos prácticos de la biotecnología

Los aportes que las biotecnologías han realizado en los últimos años a procesos y productos de la industria alimentaria incluyen:

- Productos con mayor valor nutricional y organoléptico (nutrientes, poder antioxidante, etc.)

- Enzimas con características específicas (termorresistentes, mayor velocidad de reacción) para su utilización en procesos de fermentación en distintos sectores.

La biotecnología moderna está compuesta por una variedad de técnicas derivadas de la investigación en biología celular y molecular, las cuales pueden ser utilizadas en cualquier industria que utilice microorganismos o células. En los últimos años dentro la biotecnología han nacidos nuevas tendencias como son las producciones ecológicas.

A nivel mundial este tema sigue creciendo a una tasa constante y sostenida entre un 20 a 25% anual, es decir que es el sector de la producción que crece a mayor tasa en el mundo, y que no es igualado prácticamente por ningún sector de los alimentos. Lo que se ve es el crecimiento de la demanda sobre todo de los países de la Unión Europea, Estados Unidos y el Sudeste Asiático que no logran el autoabastecimiento.

A nivel mundial la mayor parte del alcohol etílico que se produce es por vía fermentativa de fuentes azucaradas. Por ejemplo en nuestro país se utiliza la miel final del proceso de obtención de la azúcar (MELAZA), utilizando la levadura (TIPOS: QUIMICAS Y BIOLOGICAS EJ. Sacharomyces cerevisiae) como microorganismo productor de alcohol.

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Etapas

PREPARACION DEL MOSTOFERMENTACION DEL MOSTOPROCESO DE RECTIFICACIÓN – DESTILACIÓN - DESNATURALIZACIÓN DEL ALCOHOL

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DIAGRAMA DE FLUJO

¿QUÉ ES LA FERMENTACIÓN?

La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico por acción bacterias (anaeróbicas), siendo el producto final un compuesto orgánico.

El proceso de fermentación es anaeróbico ya que se produce en ausencia de oxígeno; ello significa que el aceptor final de los electrones del NADH producido en la glucólisis no es el oxígeno, sino un compuesto orgánico que se reducirá para poder re oxidar el NADH a NAD+. El compuesto orgánico que se reduce (acetaldehído, piruvato) es un derivado del sustrato que se ha oxidado anteriormente.

En la industria la fermentación puede ser oxidativa, es decir, en presencia de oxígeno, pero es una oxidación aeróbica incompleta, como la producción de ácido acético a partir de etanol.

CONCEPTO DE FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

La fermentación alcohólica es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de aire (oxígeno - O2), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol.

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA A PARTIR DE VARIOS SUSTRATOS CON ALMIDON

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LA PAPALa papa tiene un 15 % de almidón

PELADO: 1°se debe lavar y se pelan en aparatos mecánicos y se envían al aparato cocedor.

COCCIÓN: En el aparato cocedor que es autoclave allí la papa se somete a la cocción al vapor durante 45 min-5atm y a 135°C

HIDRATACION: Se agrega agua con la cual se separa la pulpa, que queda en la parte superior , del almidón libre que forma una suspensión espesa.

SEPARACION: Luego la mezcla se envía al tamizador para obtener la solución de almidón condiciones de mezclar con la malta (la cebada germinada que contiene las enzimas que van a transformar el almidón en azucares fermentables).

EL MAÍZHUMECTACION: el maíz se humedecen previamente y luego se envía a al aparato cocedor autoclave soporta altas temperaturas y presión.

COCCION: donde se agrega agua y se ella a ebullición con vapor cuanto grados.

Luego de UNA hr se cierra la válvula de salida de vapor a una presión de 3atm durante una hr obteniéndose un líquido oscuro QUE posee el almidón que puede mezclarse con la malta.

Para obtener etanol a partir de almidón es necesario romper las cadenas de este polisacárido para obtener jarabe de glucosa, el cual se puede convertir en R-OH mediante las levaduras.

Por ello, se debe incluir una etapa adicional de hidrólisis (rompimiento, degradación) de este biopolímero.

De cada 100g de almidón se pueden obtener Teo- ricamente 111g de glucosa, lo que implica una relación estequiométrica de 9/10. Para la hidrólisis del almidón se usa la α-amilasa obtenida de bacterias termofilas resistentes como Bacillus licheniformis o B. amyloliquefaciens, lo que la hace ideal para la primera etapa de la hidrólisis de las suspensiones de almidón que tienen que ser llevadas a altas temperaturas (90-110ºC) para el rompimiento de los gránulos de almidón, condición necesaria para el tratamiento enzimático.

El producto de esta etapa o licuefacción es una solución de almidón que contiene dextrinas (oligosacáridos compuestos por varias unidades de glucosa) y pequeñas cantidades de glucosa. El almidón licuado se somete a sacarificación a menores temperaturas (60-70ºC) con

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glucoamilasa obtenida de Aspergillus niger o de especies de Rhizopus (Nigam y Singh, 1995), la cual hidroliza las dextrinas

hasta glucosa:

(C6H10O5)n ⎯→ Dextrinas ⎯→ nC6H12O6

á-amilasa glucoamilasa

Almidón Glucosa Para extraer el almidón de los granos de maíz, existen dos tipos de molienda en la industria, húmeda y seca.

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA A PARTIR DE VARIOS SUSTRATOS

CON AZÚCAR

MELAZALa Melaza es un producto derivado de la caña de azúcar, extraído del proceso de refinación de ésta. La melaza es utilizada en la Industria Alcoholera para la elaboración de alcohol etílico.

Es un jarabe oscuro que contiene en solución un 15-20% de sacarosa.

DISOLUCION: la mezcla recibida se diluye con agua hasta obtenerse una solución de 12%de sacarosa.

SULFITADO: se añade una solución de nutritivo de sulfato de amonio para alimentos de las levaduras cuando se agregue al mosto NH4SO4

De esto se obtiene el mosto que luego se mezcla con la malta.

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FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA A PARTIR DE SUSTRATOS CON

ALCOHOL

VINO DE UVA: El mosto de uva es el jugo que se obtiene del oprimir las uvas. Una vez que se prensa la fruta y se obtiene el líquido, estos líquidos son desechos de la fábrica de la cerveza la cual posee una variable proporción de glucosa.

DILUCIÓN: Este líquido es diluido con agua hasta que su proporción de alcohol sea inferior al 8% para que no impida el desarrollo del germen fermentativo obtiene el mosto.

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA A PARTIR DE VARIOS SUSTRATOS

CON MADERA

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BERGIOS

El análisis de cada 100 kg se obtiene un 40% de azúcar y un 60% de lignina que es usado como combustible posee la ventaja de no necesitar el secado

ASERRADO: La madera es ingresada en tambores provistos de cuchillas en su interior lo cual degrada a astillas y luego es convertida en aserrín.

TRANSFORMACION: En el colector del aserrín se inyecta a presión de 10 atm sobre la madera desmenuzada y se agrega ácido sulfúrico H2SO40 diluido al -0,2-0,4% a 170°C.

NEUTRLIZACIÓN: La neutralización se realiza para que no se produzca la fermentación acelerada de la solución azucarada se neutraliza con fosfato de calcioCa3 (PO4)2 o cal (Ca(OH)) y se obtiene el mosto concentrado de azúcar apto para fermentar.

SHOLLER

El análisis de cada 100 kg se obtiene un 70% de azúcar y un 30% de lignina que es usado.

ACERRADO: la madera entra a una máquina de gran poder para transformar la madera en aserrín como es húmedo se hace circular aire caliente hasta obtener un 0,5% de agua.

SECADO: el aserrín se trata con ácido clorhídrico concentrado al 40% que transforma a la celulosa en azucares solubles luego es enviado a tanques contenedores al vacío.

TRANSFORMACION: una vez estando ya depositado se procede un calentamiento con aire caliente donde se separa el HCl de la solución azucarada

EVAPORACION: se prolonga el periodo de la exposición al aire caliente donde se evapora totalmente la humedad y se separa el HCl y un producto solido constituido por una mezcla de varios azucares.

DILUSIÓN: se diluye con 3 veces su peso con agua formándose una solución homogénea.

CALENTADO: la solución es calentada durante 30 minuto a una temperatura de 20°C obteniéndose así una solución con 62% glucosa-25%manosa-4% galactos-1%fructuosa-8% de xilosa.

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA A PARTIR DE LA CEBADA

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INMERSIÓN:

El objetivo del remojo es que la cebada absorba suficiente cantidad de agua bajo condiciones aeróbicas. La cebada es sumergida en agua hasta conseguir un nivel de humedad del 42 % a 45% aproximadamente. Esta operación se realiza con agua y a una temperatura controlada (15-20 °C).

Esta inmersión depende si es de verano o invierno se hincha por la absorción de agua y del oxígeno del aire esto lo reblandece en ella se agrega cal para desinfectar y limpiar la cebada.

Durante este proceso de germinación se desarrollan la plúmula y la radícula, con tanta más fuerza cuanto mayor haya sido el período de remojo (8 a 10 días) y el tipo de cebada.

TRITURACION:

La malta esta lista para ser mezclada con los productos que tienen almidón y así obtener el alcohol.

Luego se realiza la trituración mediante rodillos especiales con la intencionalidad de que el almidón este en total contacto con las enzimas cuyo objeto es que se produzca LA CATALISIS DEL ALMIDON A GLUSOSA.

Se procede a la humectación de la pasta obtenida para que las bacterias aeróbicas se oxigenen de las moléculas de agua finalizada esto la malta esta lista para continuar con el proceso de fermentación.

MEZCLADO: El líquido viscoso obtenido por cualquiera de las materias primas poseen almidón se mezcla con la malta

SACARIFICACIÓN: El mosto se calienta a 56°C a 60°c temperatura óptima para que actúen las diastasas destruyendo otros gérmenes que pueden afectar a la fermentación del alcohol dura

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3-4 hs y al final se comprueba con yodo si no da color azul indica que el almidón se ha transformado en maltosa por la acción de la amilasa y dextrinas

ENFRIAMIENTO: cuando a llegado al punto final el mosto se enfría a 20°C y se filtra obteniéndose una solución de maltosa lista para fermentar.

ACIDIFICACION: se acidifica con H2SO4 hasta que llegue un pH= 5 para eliminar el desarrollo de gérmenes que provocan fermentaciones indeseables

FERMENTACION PRELIMINAR: el mosto acidificado se mantiene durante 20hs a 20°C donde se agrega la levadura de cerveza que tiene como objeto que crezca y se desarrolle

FERMENTACION PRINCIPAL: la temperatura se eleva y se mantiene 26-27°c y no se debe pasar ya que la levadura se debilitaría. La glucosa y las dextrinas se transforman en alcohol y dióxido de carbono de las enzimas. La masa es agitada constantemente este proceso dura 18 hs y se obtiene 7-12% de alcohol

PURIFICACION: el liquido alcohólico (flema) es llevado a una columna purificadora y se produce la separación de impurezas de cabezas (productos más volátiles) como ser aldehídos-cetonas –esteres acetato de etilo

RECTIFICACION: el mosto concentrado purificado pasa a la segunda columna penetrando por su parte media donde las impurezas de cola (productos menos volátiles) constituidos por ácidos como ser fórmico acético y alcoholes superiores que son aceite de fusel. Los vapores de etanol salen por la parte superior y se envían a

REFRIGERACION: donde se enfrían y se condensan

El alcohol que se obtiene es de 95° de olor y sabor agradable el otro porcentaje es de agua.

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DESHIDRATADO: Para obtener un alcohol absoluto tiene que poseer entre un 99,7,8% de alcohol ósea que entre un 0,3,2 % es de agua por ello que se realiza la deshidratación para ello se puede mezclar con benceno c6h6 o glicerina que ambos son deshidratantes

1° se calienta el alcohol industrial y sus vapores se envían a una columna rectificadora por la parte superior dentro se hace caer glicerina por ejemplo en forma de lluvia fina que absorbe las moléculas de agua y los vapores de etanol por la cabeza y pasan a un condensador originando un líquido con 99,7,8% de alcohol

DESNATURALIZACIÓN: del alcohol lo que se hace es reducir el gravamen alcohólico mediante el agrega de alcohol metílico-acetona-bencina-piridina- esto le otorga otras características como ser mal olor mal sabor precio bajo 96°

SE OBTIENE DE PRODUCTOS SIN AZUCAR

MALTOSA: C12H22O11 +H2O maltasa 2C6H12O6

SE OBTIENE DE PRODUCTOS CON AZUCAR

SACAROSA: C12H22O11 +H2O INVERTAZA C6H12O6 (GLUCOSA) C6H12O6 (FRUCTUOSA) QUE SOBRE ELLOS VAN ACTUAR LA ZIMAZA

GLUCOSA DE PRODUCTOS CELULOSICOS

C6H12O6 ZIMASA 2CO2(G) + 2CH3-CH2OH ETANOL

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BIBLIOGRAFIA

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Observaciones:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Calificación:__________________

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