Operaciones agroindustriales- Fermentación y destilación de alcohol producido a partir de jugo de naranja (Citrus sinensis)

[pic 1]            Universidad politécnica de Guanajuato[pic 2]

Ingeniería Agroindustrial

Fermentación y destilación de alcohol producido a partir de jugo de naranja (Citrus sinensis)

González Olivares Berenice

Hernández Pacheco Marta Elena

Joaquín Maldonado María Guadalupe

Pérez Núñez Alondra

Torres Vaca Dulce Azucena

Iván Zavala del Ángel

Operaciones Unitarias Agroindustriales

7*A

08 de Febrero del 2017                                                                 Cortázar, Gto.

RESUMEN

La humanidad emplea la fermentación alcohólica desde tiempos inmemoriales para la elaboración de vinos, la cual inicia con la fermentación por medio de microorganismos y es extraído el etanol por medio de destilación. En esta práctica se muestran las concentraciones de alcohol obtenido por destilación fraccionada de jugo de naranja (Citrus sinensis) fermentado. Para la fermentación se ocupó 1L de jugo de naranja mezclado con 4g de levadura (Saccharomyces cerevisae), se tomó el sobrenadante y se vertió en el matraz de destilación para su separación, la etapa de destilación se repitió tres veces. Las muestras tomadas (F, D1, R1, D2, R2, D3 y R3) fueron mezcladas con solución de dicromato de potasio, se llevaron a ebullición para posteriormente medir su absorbancia en un espectrofotómetro a 580 nm. Como resultado de la tercera destilación se obtuvo una concentración final mayor del 8.09% de alcohol el cual no tiene diferencias significativas comparado con el porcentaje de etanol que se obtiene por fermentación (10%).

Palabras Claves: fermentación, levadura, jugo de naranja, destilación fraccionada, alcohol.

INTRODUCCIÓN

La fermentación alcohólica es un proceso anaerobio en el que las levaduras y algunas bacterias, descarboxilan el piruvato obtenido de la ruta Embden-Meyerhof-Parnas (glicolisis) dando acetaldehído, y éste se reduce a etanol por la acción del NADH2 .Siendo la reacción global , conocida como la ecuación de Gay-Lussac (Usseglio, 1998):

C6H12O6 + levadura  ———-> 2 CH3CH2OH + 2 CO2 

Los microorganismos que predominan en la fermentación para la producción de un alimento son levaduras y bacterias ácido lácticas, principalmente miembros del género Saccharomyces, Lactobacillus, Leuconostoc, Streptococcus y Pediococcus respectivamente (Vega, 2004).

La destilación es una operación unitaria que tiene por objeto separar, mediante vaporización, una mezcla de líquidos  miscibles y volátiles en sus componentes. Esta operación se basa en aprovechar las distintas presiones de vapor de los componentes de la mezcla a una cierta temperatura (Ibarz, 2005).

La destilación fraccionada es la separación sucesiva de los líquidos (Ibarz, 2005).

La destilación se usa para recuperar el etanol del caldo de fermentación obteniéndose etanol a 99,5% en peso de pureza. La destilación se lleva a cabo en dos columnas, la primera remueve el CO2 disuelto y la mayoría del agua obteniéndose un destilado  con 50% en peso de etanol (Cardona C, 2005).

Es importante tener en cuenta las condiciones con la que se debe de llevar a cabo dicha operación esta depende de parámetros: el equilibrio liquido-vapor, temperatura presión  y composición (Cardona C, 2005).

El equilibrio entre el vapor y el líquido de un compuesto está representado por la relación de moles de vapor y líquido a una temperatura determinada (King, 2003). 

La temperatura influye en las presiones de vapor y en consecuencia de la cantidad de energía proporcionada al sistema, también influye en la composición del vapor y el líquido ya que esta depende de las presiones del vapor (King, 2003) .

                 La presión tiene directa influencia en los puntos de ebullición de los líquidos orgánicos y por tanto en la destilación (King, 2003).

La composición es una consecuencia de la variación de las presiones de vapor, de la temperatura que fijan las composiciones en el equilibrio (King, 2003).

Las naranjas son apreciadas como fruta en todo el mundo. La alta productividad de las naranjas, aproximadamente 17.618.450 toneladas anuales, especialmente en el sureste de Brasil, genera pérdidas poscosecha. Una alternativa a la eliminación de la fruta para reducir los residuos y aumentar los ingresos de los agricultores es la venta de frutas procesadas para generar productos industriales como mermeladas, jugos, vinos y bebidas alcohólicas. Se ha logrado el uso de la fruta como sustrato para producir productos de alto valor añadido; Un ejemplo son los alcoholes obtenidos por la fermentación y la destilación de la fruta (González, 2010).

        Los alcoholes de frutas se producen en todo el mundo utilizando diversas frutas, de acuerdo a la disponibilidad en diferentes países y estaciones. De esta manera, la comercialización actual de bebidas alcohólicas conocidas obtenidas a partir de frutas podría facilitar la penetración en el mercado de tales bebidas. Algunas frutas que se han utilizado para producir destilados son naranjas, melones, moras, ciruelas y cerezas jabuticaba, moras negras y grosellas negras y peras (Hernández, 2008).

        El objetivo de este trabajo fue determinar por destilación fraccionada el porcentaje de alcohol producido a partir de la fermentación de jugo de naranja (Citrus sinensis).

METODOLOGÍA

Obtención de la muestra. Se obtuvo el jugo de naranja (Citrus sinensis) en la central  del municipio de Celaya, Gto.

Preparación del fermento. En un matraz kitasato, se colocó 1 litro de jugo de naranja, se añadió 4 gramos de levadura (Saccharomyces cerevisae), se tapó con un tampón dejando una manguera para que saliera el CO2 en un recipiente con agua. Se esperó una semana donde se completó el proceso de fermentación.

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