INDUSTRIA LICORERA

NATALIA ABRIL

KAREN MARCELA ROSERO MUÑOZ

UNIVERSIDAD DEL QUINDIO

FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS Y TECNOLOGIAS

QUIMICA

ARMENIA

2012

INDUSTRIA LICORERA

NATALIA ABRIL

KAREN MARCELA ROSERO MUÑOZ

Informe presentado para el área de Química Ambiental

Profesor

Milton Gómez Barrera

UNIVERSIDAD DEL QUINDIO

FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS Y TECNOLOGIAS

QUIMICA

ARMENIA

2012

RESUMEN

La industria del alcohol está generando en Colombia millones de toneladas de desechos industriales. Esos desechos, por su calidad y difícil manejo, se consideran como basura y son vertidos a los ríos y lagos o a terrenos baldíos potencialmente agrícolas, lo que da lugar a fuentes de contaminación, insalubridad y alteración del equilibrio ecológico. Debido a estos vertimientos, el agua ha sido contaminada y su uso posterior resulta imposible para riego, consumo humano y animal y limitados en su uso agrícola. En general, es escasa la utilización y poca atención que en la actualidad se da a estos desechos industriales, por no existir una serie de medidas definidas en cuanto a su manejo y control. Ante tal problema, se considera urgente y necesario desarrollar un mecanismo idóneo que permita reciclar tales desechos en los ecosistemas tratando, al mismo tiempo, de obtener un beneficio directo a los mismos. La operación de planta de las industrias de licores, tanto en nuestro país como en otros de Latinoamérica, ha estado estrechamente asociada a la industria del cultivo de la caña de azúcar; la melaza y la miel, dos subproductos de los procesos de transformación de la caña de azúcar, suelen ser materia prima para la fabricación del etanol en las industrias licoreras. Las vinazas, originadas en la destilación primaria del alcohol, se producen en gran proporción, poseen altos contenidos de materia orgánica y sólidos suspendidos, con un enorme poder contaminante, que ocasiona consecuencias negativas sobre la calidad del agua y la vida acuática por el bajo contenido de oxígeno disuelto en las corrientes de agua.

Palabras clave: Desechos industriales; Etanol; Destilación; vinazas; Oxígeno disuelto.

1. INTRODUCCION

Se pueden obtener licores destilados a partir de muchos materiales, entre los que se encuentran las masas fermentadas de cereales, los zumos de fruta fermentados, jugo de azúcar de caña, melazas, miel y jugo de cactus. La fermentación para elaborar vino y cerveza data de los años 5000 y 6000 a.C.; sin embargo, la historia de la destilación es mucho más reciente. Aunque no estáClaro dónde se originó la destilación, se atribuye a los alquimistas, y su uso comenzó a extenderse en los siglos XIII y XIV. Los primeros usos fueron fundamentalmente farmacéuticos.

Las bebidas alcohólicas se dividen en dos grupos dependiendo del modo de preparación: bebidas fermentadas, como el vino y la cerveza, y bebidas destiladas, como el whisky y el brandy. Los licores se preparan básicamente mezclando zumos o extractos de frutas, frutos secos u otros productos alimenticios. La producción de licores destilados comprende las siguientesFases: recepción de los cereales, molienda, cocción, fermentación, Destilación, conservación, mezclado y embotellado. Dentro de las industrias que contribuyen en gran medida a la contaminación ambiental en muchos países se encuentra la azucarera, tanto la que emplea caña como la que emplea remolacha. Para el caso de los países tropicales, la caña de azúcar es la principal materia prima. El proceso de fabricación utilizado, a pesar de haber transcurrido 500 años, es, con excepciones como Australia, esencialmente el mismo, y obviamente, en la actualidad representa un sector industrial sumamente contaminante para los recursos hídricos y el suelo. La agroindustria cañera tiene la particularidad que al diversificarse para la obtención de derivados produce residuos secundarios, a los que hay que darle tratamiento o un adecuado uso para evitar la contaminación del medio ambiente. Los desechos originados en la Industria azucarera y derivados pueden convertirse en subproductos con cierto valor económico y a la vez evitar el impacto al medio que ocasionaría su incorrecta disposición, es imprescindible determinar la alternativa más atractiva en cada caso.

La vinaza es el residuo que permanece después de realizado el proceso de destilación en las fábricas productoras de alcohol, representa aproximadamente el 90 por ciento del volumen de fermentación original, es un líquido café, dulce olor, alto contenido de materia orgánica disuelta, lo que la convierte en un contaminante potencial al arrojarse a los ríos y constituye el desecho de mayor importancia en

las destilerías de alcohol, debido a la excesiva cantidad de producción y su gran contenido de materia orgánica. La vinaza está constituida aproximadamente por 94 por ciento de agua y seis por ciento de materia orgánica (azúcares, ácidos) y de sales inorgánicas como fósforo, potasio y calcio. El gran efecto contaminante está constituido por minerales, de los cuales el 64 por ciento está formado por potasio. En Colombia la vinaza se ha convertido en una amenaza de primer orden para los ríos. Las fábricas de licores figuran entre los principales generadores de este sobrante industrial haciendo vertimientos de éstos desechos contaminantes sin tratamiento alguno a los ríos, pudriendo las aguas, matando las plantas y peces y transmitiendo enfermedades a los seres humanos y al ganado. Es tan nefasta la acción de las licoreras departamentales que en un solo día, una de ellas puede arrojar al río el volumen de vinaza equivalente a los desperdicios de una ciudad de cuatrocientos mil habitantes. En tales circunstancias, la solución del problema de contaminación por vinazas es un asunto prioritario en comunidades en donde haya producción industrial de etanol por vía fermentativa.

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL

Analizar los procesos que se realizan en una industria licorera

2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Observar los residuos que se generan en los procesos de la obtención del licor.

Describir los tratamientos que se realizan a los residuos obtenidos en los procesos de la obtención del licor.

3. PROCESO DE ELABORACION DEL LICOR DESTILADO

Las bebidas alcohólicas se dividen en dos grupos dependiendo del modo de preparación: bebidas fermentadas, como el vino y la cerveza, y bebidas destiladas, como el whisky y el brandy. Los licores se preparan básicamente mezclando zumos o extractos de frutas, frutos secos u otros productos alimenticios. La elaboración del vino y la cerveza se comenta en otros artículos de este capítulo. La producción de licores destilados comprende las siguientes fases: recepción de los cereales, molienda, cocción, fermentación, destilación, conservación, mezclado y embotellado (véase la Figura 1). El elevador de cereales recibe y pesa el grano que le llega y lo coloca en los recipientes apropiados. La molienda consiste en moler el grano necesario para la cuba de bracear la cerveza, clave del proceso de fermentación.

Figura 1. Diagrama de flujo de la fabricación de licores destilados65.10

Los cocederos reciben harina del molino y pastas con restos de grano, agua y amoniaco de un pH (acidez) y temperatura determinados. El almidón se solubiliza utilizando cocinas de chorro de vapor. Se añaden enzimas para romper el almidónEn moléculas más pequeñas, con lo que se reduce la viscosidad de la masa. La masa resultante se enfría a la temperatura de fermentación. La fermentación es el proceso mediante el cual los azúcares se convierten en alcohol y dióxido de carbono por acción de las levaduras. Los fermentadores se enfrían a temperaturas óptimas para las levaduras, pues las reacciones que tienen lugar son de naturaleza exotérmica. Es importante la desinfección: los sistemas biológicos de fermentación están en constante competencia con las bacterias oportunistas que pueden producir componentes de sabor no deseados. El tipo de destilación depende del licor que se desee obtener. Generalmente se utilizan alambiques de barro cuando se quiere dotar al producto de un “carácter” especial, como es el caso del coñac y el whisky, mientras que, en general, se emplea la destilaciónContinua en multicolumna para producir licores más neutros, que se usan como mezclas o como licores neutros de cereales. Un aspecto muy importante del funcionamiento de una destilería moderna es la recuperación de los subproductos. El grano residual (fermentado y desalcoholizado) es rico en proteínas, vitaminas, fibra y grasas y puede servir, una vez procesado convenientemente, como suplemento del pienso animal. Estos procesos consisten generalmente en centrifugación, evaporación, secado y mezclado.

Los distintos tipos de whisky, brandy y ron son envejecidos (madurados) en barriles de roble quemados. La maduración tiene lugar durante una serie de años hasta conseguir las características finales que distinguen a estos productos. Una vez que han madurado, se mezclan y filtran y, a continuación, se envasancomo productos finales para el consumidor. Las salas de embotellado están separadas del resto de las instalaciones, para proteger al producto de cualquier posible contaminante. La operación de llenado altamente automatizadaexige un control de eficacia continuo. Las botellas vacías se transportan mediante cintas transportadoras a las máquinas de llenado. El envasado es la etapa final antes del almacenamiento. Este proceso se ha automatizado, aunque existe una pequeña cantidad que se envasa manualmente, dependiendo del tamaño de la botella y el tipo de envase. A continuación, los productos envasados entran en la máquina apiladora, que apila automáticamente las cajas en palés, que son trasladados con elevadoras transportadoras de horquilla al almacén.

3.1 PROCESO DE ELABORACION DEL LICOR FERMENTADO

La fermentación es un proceso importante en la elaboración de bebidas con alcohol. Un ejemplo de bebidas fermentadas son los vinos, cervezas y sidras. En cuanto a las bebidas espirituosas, es necesario plantear que aunque ni los licores ni los aguardientes son bebidas fermentadas, hay que conocer el proceso de fermentación, porque está en la base de la destilación (forma de producción de aguardientes, especialmente). La fermentación es la transformación del azúcar en alcohol a través de la acción de levaduras (microorganismos unicelulares), o lo que es lo mismo, la transformación de hidratos de carbono en alcohol. Con la fermentación alcohólica se pueden producir distintos elementos, además de vino o cerveza, como por ejemplo, pan. Las bebidas fermentadas se obtienen de la fermentación de frutas (uvas, manzanas, ciruelas, etc.) o granos (centeno, maíz, trigo, avena, etc.) gracias a las levaduras, que actúan sobre el azúcar natural o agregada, convirtiéndola en alcohol. Según como se muestra en el siguiente esquema.

Figura 2. Esquema del proceso de la elaboración de licor fermentado (vino)

3.2 INDUSTRIA DEL VINO

El vino se produce a partir de la uva. Cuando se aplasta la uva madura se obtiene el mosto, que por fermentación normal, total o parcial, se transforma en vino. Durante la fermentación, al principio rápido y turbulento y después más lento, el azúcar se convierte en alcohol y dióxido de carbono, pero muchos de los elementos contenidos en las uvas permanecen en la bebida. Las distintas fases de actividad de la producción de vino a partir de la uva son: la elaboración del vino, el almacenamiento y el embotellado.

3.2 INDUSTRIA DE LA CERVEZA

3.2.1 Breve descripción del proceso

El cereal utilizado como materia prima suele ser la cebada, aunque también se emplea centeno, maíz, arroz y avena. En la primera etapa se maltea el cereal, bien haciéndolo germinar, bien por medios artificiales. Este proceso transforma los carbohidratos en dextrina y maltosa, azúcares que después se extraen del grano sumergiéndolo en una tina de mezcla (tinaja o barril) y agitándolo en un tanque de fermentación. El licor resultante, conocido como mosto dulce, se hierve en una caldera de cobre con lúpulo, lo que le confiere el sabor amargo y ayuda a conservar la cerveza. A continuación, el lúpulo se separa del mosto y se pasa a través de refrigeradores al interior de los recipientes de fermentación, donde se añaden las levaduras un proceso conocido como cebado y se lleva a cabo el proceso principal, que es la conversión del azúcar en alcohol. La cerveza se enfría entonces a 0 °C, se centrifuga y se clarifica mediante filtración, con lo que queda preparada para su envío en barriles, botellas, botes de aluminio o a granel. En la Figura 3 se ofrece un diagrama de flujo del proceso de elaboración de la cerveza.

Figura 3. Diagrama de flujo del proceso de producción de cerveza.

3.3 RESIDUOS A ELIMINAR EN LA INDUSTRIA LICORERA

Los desechos generados en la industria licorera y derivados pueden convertirse en subproductos, con cierto valor económico y a la vez, evitar el impacto al medio ambiente que ocasionaría su incorrecta disposición. En la industria licorera las vinazas constituyen el principal residuo líquido de la fermentación de la fabricación de alcohol, este se produce en una proporción de 13:1, es decir, por cada litro de etanol se obtienen 13 litros de vinaza. De acuerdo con Gómez, R. y Santiesteban, M. (2000), esta proporción puede variar de 10:1 y 15:1.

Recientemente se han desarrollado cambios en el proceso de fabricación de alcohol para obtener vinaza más concentrada; en Colombia, por ejemplo, la

Industria de Licores del Valle produce 2.5 lt de vinaza con 55% de sólidos totales por cada litro de alcohol producido. La vinaza contiene principalmente materia orgánica, potasio (K), azufre (S), magnesio (Mg), nitrógeno (N) y calcio (Ca); sin embargo, esta composición es variable según provenga de melaza, jugo o la mezcla de ambos. De acuerdo con análisis realizados en Brasil (Gloria y Orlando, 1983), la vinaza proveniente de melaza presenta los mayores contenidos de materia orgánica y elementos minerales. (Cuadro 1).

Cuadro 1. Composición química de la vinaza según proceda de jugo, melazaO la mezcla de ambos.

3.4 CARACTERISTICAS DE LA VINAZA

La vinaza es el residuo líquido después de la destilación del mosto de la fermentación del etanol. Es conocida como:

Vinhaca Vinhoto Bottom stills Dunder Vinasse Bottom slops

Wate destillery

En el siguiente cuadro se pueden observar las características generales de la vinaza

Cuadro 2. Características de la vinaza