industrias fermentacion

8/2/2019 INDUSTRIAS FERMENTACION

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CTEDRA : INDUSTRIAS QUIMICAS

CATEDRTICO :

Ing. ABRAHAN PALACIOS

INTEGRANTES : BARRIENTOS CATILLO Katherine Yohana

QUISPE QUISPE Liz Yaneth

PEA QUISPEALAYA Milenka

SEMESTRE :

SEPTIMO

HUANCAYO PER

2011


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OBJETIVOS

Comprender el proceso de fermentacin y todos los aspectos relacionados conl.

Conocer de manera precisa el proceso de fermentacin de melaza de caa deazcar empleando saccharomyces cerevisiae como microorganismo, para as

poder controlar las variables del proceso adecuadamente.

Obtener etanol mediante el proceso de fermentacin anteriormentenombrado.

Calcular el rendimiento de la fermentacin a partir del alcohol obtenido y de lacantidad de melaza empleada.

Analizar qu factores afectan el proceso de fermentacin en cuanto a surendimiento y duracin.

FERMENTACIN

La fermentacin es un proceso catablico de oxidacin incompleta, totalmente

anaerbico, siendo el producto final un compuesto orgnico. Estos productos finales

son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones.

Fue descubierta por Louis Pasteur, que la describi como la vie sans lair (la vida sin el

aire). La fermentacin tpica es llevada a cabo por las levaduras. Tambin algunos

metazoos y protistas son capaces de realizarla.

El proceso de fermentacin es anaerbico ya que se produce en ausencia de oxgeno;

ello significa que el aceptor final de los electrones del NADH producido en la gluclisis

no es el oxgeno, sino un compuesto orgnico que se reducir para poder reoxidar el

NADH a NAD+. El compuesto orgnico que se reduce (acetaldehdo, piruvato, ...) es un

derivado del sustrato que se ha oxidado anteriormente.
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En los seres vivos, la fermentacin es un proceso anaerbico y en l no interviene la

mitocondria ni la cadena respiratoria. Son propias de los microorganismos, como

algunas bacterias y levaduras. Tambin se produce la fermentacin en la mayora de

las clulas de los animales (incluido el hombre), excepto en las neuronas que muerenrpidamente si no pueden realizar la respiracin celular; algunas clulas, como los

eritrocitos, carecen de mitocondrias y se ven obligadas a fermentar; el tejido muscular

de los animales realiza la fermentacin lctica cuando el aporte de oxgeno a las

clulas musculares no es suficiente para el metabolismo aerobio y la contraccin

muscular.

Desde el punto de vista energtico, las fermentaciones son muy poco rentables si se

comparan con la respiracin aerobia, ya que a partir de una molcula de glucosa slo

se obtienen 2 molculas de ATP, mientras que en la respiracin se producen 36. Esto

se debe a la oxidacin del NADH, que en lugar de penetrar en la cadena respiratoria,

cede sus electrones a compuestos orgnicos con poco poder oxidante.

En la industria la fermentacin puede ser oxidativa, es decir, en presencia de oxgeno,

pero es una oxidacin aerbica incompleta, como la produccin de cido actico a

partir de etanol.

Las fermentaciones pueden ser: naturales, cuando las condiciones ambientales

permiten la interaccin de los microorganismos y los sustratos orgnicos susceptibles;

o artificiales, cuando el hombre propicia condiciones y el contacto referido.

La fermentacin es un proceso que realizan muchos microorganismos, efectuando

reacciones sobre algunos compuestos orgnicos y liberando energa. Hay muchos tipos

diferentes de fermentacin, pero en condiciones fermentativas solamente se efecta

una oxidacin parcial de los tomos de carbono del compuesto orgnico y, por

consiguiente, slo una pequea cantidad de la energa potencial disponible se libera.

Los conocimientos sobre la fermentacin fueron atesorados desde la antigedad por

importantes civilizaciones como la egipcia y la asiria que la emplearon para la

produccin de bebidas alcohlicas; o como la azteca y la china que la utilizaron en laobtencin de productos alimenticios tales como salsas fermentadas. Las tcnicas de
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fermentacin se modernizaron a partir de la aparicin de tcnicas de cultivos puros de

clulas animales y vegetales, al igual de otro tipo de cultivos microbianos. As, se

industrializa la fermentacin y da origen a grandes industrias tales como las

alimenticias donde se destacan la panificadora y la de bebidas alcohlicas; la industriafarmacutica en el campo de las vacunas, medicamentos, etc., y la industria qumica

que produce cidos, aldehdos, etc.

La primera explicacin bioqumica del proceso por el cual el azcar en solucin acuosa

es descompuesto en alcohol y gas carbnico, en virtud de la accin de clulas vivas de

levadura, la dio el qumico francs Louis Pasteur, el cual vio que mientras

descomponen el azcar en ausencia de aire, las clulas de levadura viven y se

propagan en el lquido en fermentacin y llam al proceso de la fermentacin

alcohlica `vida sin oxgeno.

La explicacin de Pasteur fue modificada por Buchner, quien demostr que poda

realizarse la fermentacin en una solucin acuosa de azcar por el jugo obtenido

prensando clulas muertas de levadura. Se observ, entonces, que el jugo filtrado de

clulas de levadura que haban sido molidas con arena contena una sustancia eficaz

para descomponer los azcares, y a esta sustancia activa o mezcla catalizadora se dio

el nombre de fermento, enzima o zimasa.

De acuerdo con la interpretacin bioqumica hecha por Pasteur, la fermentacin se

conoce como la desasimilacin anaerbica de compuestos orgnicos por la accin de

microorganismos u otras clulas o de extractos celulares; adems, es un conjunto de

reacciones bioqumicas a travs de las cuales una sustancia orgnica se transforma en

otras por accin de ciertos microorganismos (bacilos, bacterias, clulas de levadura),

que en general van acompaadas de un desprendimiento gaseoso y de un efecto

calorfico.

El proceso de fermentacin no slo incluye la desasimilacin anaerbica como la

formacin de alcohol, butanol-acetona, cido lctico, etc., sino tambin la produccin

industrial de vinagre, cido ctrico, enzimas, penicilina etc. Todos estos productos son

el resultado de procesos microbianos y se llaman productos de fermentacin.


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Anlogamente, el trmino fermentador no slo hace referencia a los recipientes en los

cuales se realiza la fermentacin con exclusin de aire, sino tambin a los tanques en

los cuales se producen oxidaciones microbianas aerbicas y a los tanques de

propagacin de levaduras y otros microorganismos en presencia del aire.

La diferencia con la putrefaccin radica en que mientras la putrefaccin descompone

la materia de origen animal y/o vegetal que contiene compuestos nitrogenados, la

fermentacin realiza descomposicin nicamente de material vegetal que no contiene

compuestos nitrogenados.

Se conocen centenares de especies de levaduras, bacterias y mohos que producen

alcohol, pero slo dos o tres especies de levadura se aplican industrialmente en la

produccin de alcohol; su rapidez en la fermentacin, su tolerancia de concentraciones

elevadas de azcar y alcohol y su rendimiento elevado de alcohol, hacen que se usen

ms que las otras. Algunos microorganismos ofrecen ms de una aplicacin industrial.

Las levaduras, por ejemplo, producen alcohol y glicerol partiendo de azcares, hacen

subir la masa en la fabricacin del pan y son una fuente de protenas, vitaminas y

enzimas.

1. CLASIFICACIN DE LAS REACCIONES DE FERMENTACIN SEGN EL AGENTEHay dos clases bien definidas que son:

A. FERMENTACIN MICROBIANAPromovidas o catalizadas por microorganismos. La reproduccin de los

microorganismos conlleva a que la reaccin tenga un comportamiento auto cataltico

siendo la concentracin de los microorganismos variable. Dentro de este tipo de

reaccin hay 2 clases bien definidas:

1. Cultivos de tejidos o macro organismos (clulas vegetales y animales).

2. Reactores microbianos en s (cultivo de microorganismos).

B. REACCIONES ENZIMTICAS


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Catalizadas por enzimas, el agente cataltico no se reproduce y cuando se opera

discontinuamente este permanece constante.

2. CLASIFICACIN DE LAS REACCIONES DE FERMENTACIN SEGN EL CONSUMODE OXGENO

A. AERBICASAqu los microorganismos necesitan de oxgeno para poder sobrevivir. Por ejemplo la

reaccin de transformacin de la glucosa

O2 + C6H12O6 CO2 + BIOMASA

B. ANAERBICASAqu los microorganismos no necesitan de oxgeno para su supervivencia. Por ejemplo

la reaccin de transformacin de la glucosa por va glucoltica

C6H12O6 +2C2H5OH + CO2 + ENERGA

3.

MATERIA PRIMA

Solucin o caldo nutritivo: Suelen usarse diversas materias como solucin nutritiva, lo

importante es que contengan los elementos indispensables para conservar la vida de

los microorganismos; ellos son los carbohidratos, nitrgeno y sales adecuadas propias

para cada organismo. Estas materias primas se clasifican en:

Materias amilceas: tales como los cereales que contienen almidn, tubrculosy races.

Materias celulsicas: tales como madera y sus residuos. Materias azucaradas: como los mostos y jugos de diferentes frutas, como la

caa de azcar, remolacha y subproductos de la industria azucarera como

melazas y mieles.

En la prctica que se realizar en el laboratorio se emplear la melaza de caa como

sustrato. Cuando la cristalizacin de las sustancias de la industria azucarera es ya


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imposible, se separan los cristales y el lquido oscuro que fluye con un contenido

aproximadamente 50% de azcar, se denomina melaza.

La composicin de las melazas de caa de azcar vara de un lugar a otro, de acuerdo a

la conformacin y elementos constituyentes del suelo de cultivo. Por ejemplo se tiene

el anlisis:

- Sacarosa: 40-45%- Azcares Reductores: 10-15%- No azcar: 10-12%- Sustancias minerales: 7-10%- Nitrgeno Total: 0.3%

El Microorganismo: Tradicionalmente se han empleado las levaduras de las especias

saccharomyces cerevisiae y sacc. ovarum; otros estudios proponen el uso de ciertas

bacterias, las zymomonas.

Las levaduras son microorganismos pertenecientes al grupo de las criptgamas; se

encuentran dentro de los hongos. Como tales, son incapaces de emplear la fotosntesispara su alimentacin; no poseen flagelo por lo que las clulas individuales son

inmviles entre s. Son capaces de transformar los hidratos de carbono en alcohol con

desprendimiento de anhdrido carbnico.

La levadura Saccharomyces cerevisiae permite una conversin aproximada del 85% al

cabo de 32 horas y del 90% al cabo de 75 horas en la produccin de etanol. Este

microorganismo tiene un porcentaje en peso de carbono del 45%, de oxgeno del

30.6%, de hidrgeno del 6.8%, y de nitrgeno del 9%. A continuacin se presenta los

requerimientos de energa en funcin de gramos de sustrato adecuado para el

crecimiento de ella.

Condiciones de crecimiento. Energa de mantenimientog de clula / ( g de sustrato * hora).

Anaerbico 0.036

Aerbico 0.022


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4. CARACTERSTICAS DE LA FERMENTACIN Velocidad de fermentacin: Se determina midiendo la cantidad de azcar

fermentada en la unidad de tiempo por un peso dado de levadura; esta debe

ser alta para evitar riesgos de contaminacin. Resistencia al alcohol: Una levadura de alta resistencia al alcohol presenta

grandes ventajas tcnicas y biolgicas, el uso de esa levadura permite obtener

mostos con gran riqueza alcohlica, lo que mejora la potencia de la instalacin,

consiguiendo una destilacin econmica, puesto que habr menos consumo de

combustible. A una buena levadura industrial no debe perjudicarla en su

actividad fermentativa una concentracin de 8-9% de alcohol en volumen.

Rendimiento: Es la relacin entre el alcohol producido y el azcar puesto adisposicin de la levadura, tericamente por 100 Kg de melaza se obtienen 33

litros de alcohol.

A partir de las reacciones:

C6H12O6 2C2H5OH + CO2 + ENERGA 0

C11H22O11 4C2H5OH + 4CO2

Se calcula el alcohol terico. Producido si toda la glucosa y sacarosa presente en el

mosto se transforman en etanol. El rendimiento se puede expresar como:

R = (alcohol real/alcohol terico)*1000

Resistencia: Adems de la resistencia al alcohol, la levadura debe poseerresistencia a la acidez, ya que este parmetro se aumenta en ocasiones para

combatir infecciones, igualmente debe resistir los cambios de temperatura.

Medio de dilucin: El medio de dilucin es generalmente agua, aunque seutilizan otros solventes que no reaccionen qumicamente con el medio.


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5. VARIABLES DE LA FERMENTACIN ALCOHLICA Y SUS EFECTOS SOBRE ELPROCESO

Con el fin de obtener altos rendimientos en la fermentacin alcohlica es necesario

considerar ciertos parmetros y realizar un estudio sobre los efectos que en mayor o

menor grado alteren la buena marcha del proceso.

Clase de microorganismo: Los microorganismos ms apropiados para laproduccin de etanol a partir de azcares son, como ya se dijo, las levaduras

del gnero saccharomyces y kluyveromyces y las bacterias zymomonas mobilis.

Concentracin del sustrato: El carbono es suministrado por los azcarescontenidos en la materia prima, siendo la concentracin de azcar un valor que

se debe considerar ya que afecta la velocidad de la fermentacin, el

comportamiento y el desarrollo de las clulas de la levadura.

Suele ser satisfactoria una concentracin de azcar del 10 al 18%, el valor ms

corriente es del 12%. Cuando se trabaja con concentraciones de azcar muy altas, del

orden de 22%, se observa una deficiencia respiratoria en la levadura y un descenso de

la velocidad de fermentacin; por el contrario, al trabajar con concentraciones muy

bajas, el proceso resulta antieconmico ya que requiere un mayor volumen para la

fermentacin. Por esto se utiliza como sustrato la melaza, que tiene de 10 - 15% de

azcar.

Concentracin de Etanol: La levadura es afectada en alto grado por laconcentracin de alcohol, una concentracin alcohlica del 3% ya influye sobre

el crecimiento; una concentracin de un 5% influye tanto sobre el crecimiento

como en la fermentacin. Cuando la concentracin es del 10%, el crecimiento

sufre la paralizacin total.

Temperatura: La seleccin de esta variable es influenciada tanto por factoresfisiolgicos como por problemas fsicos (prdidas debidas a la evaporacin de

etanol al trabajar con temperatura elevada).

Se debe tener en cuenta que para cada levadura existe una temperatura ptima dedesarrollo, en la cual se muestra activa. Adems, se tiene una zona independiente de


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la temperatura ptima en la cual la levadura an presenta actividad; a medida que se

aleja de la temperatura ptima su actividad disminuye notablemente. Por debajo de la

temperatura sealada como mnima y por encima de la mxima, las levaduras

continan viviendo en estado latente, sin embargo, al exponer cualquier levadura auna temperatura de 55 C por un tiempo de 5 minutos se produce su muerte. En el

caso de la saccharomyces cerevisae se tiene un desarrollo ptimo entre 28-35 C,

recomendable 30 C.

pH: Este es un factor importante en la fermentacin, debido a su importanciaen el control de la contaminacin bacterial como tambin al efecto en el

crecimiento de las levaduras, en la velocidad de fermentacin y en la formacin

de alcohol. Durante la fermentacin la levadura toma el nitrgeno de los

aminocidos orgnicos, perdiendo su carcter anftero y pasando a cidos, lo

cual origina una disminucin del pH del medio. Cuanto ms bajo el pH del

medio, tanto menor el peligro de infeccin, pero si se trabaja con pH muy bajos

la fermentacin es muy lenta, ya que la levadura no se desarrolla de la forma

conveniente. Segn estudios se hall que el pH ms favorable para el

crecimiento de la saccharomyces cerevisiae se encuentra entre 4.4 - 5.0, con unpH de 4.5 para su crecimiento ptimo.

Concentracin de nutrientes: Como ya se dijo, la presencia de sustanciasnutritivas adecuadas es una condicin necesaria para el crecimiento y

desarrollo de la levadura, siendo su concentracin un factor primordial en la

actividad vital de la levadura. Las principales sustancias nutritivas y las ms

influyentes son el nitrgeno, fsforo, azufre, vitaminas y trazas de algunos

elementos.

Aireacin: El aire es un factor decisivo en toda fermentacin, ya que supresencia hace ms vigoroso el crecimiento de la levadura. Hay tres puntos de

vista de gran importancia que favorecen el rendimiento debido a una buena

aireacin:

El libre y constante abastecimiento de oxgeno de cada clula en el sustrato.


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La eliminacin rpida del CO2, porque en concentraciones relativamente pequeas

inhibe el crecimiento.

El mantener en suspensin las clulas de levadura, a fin de que en la tumultosidad de

la mezcla se renueve constantemente el contacto entre la membrana celular y el

sustrato nutritivo.

Las cantidades de aire que se precisan para la produccin de levadura, varia entre 275

y 530 pies3/lb de levadura con un contenido de 30% de materia seca. Al comenzar de

la fermentacin se debe procurar que la aireacin no sea muy intensa, porque el

contenido alcohlico del medio es escaso y pueden proliferar fcilmente los mohos

que atacan a las levaduras del cultivo. Los efectos de la aireacin son ms crticos en la

fermentacin en continuo con respecto a la fermentacin por cochada, debido a la

necesidad de mantener en crecimiento continuo la levadura, como tambin una

velocidad de fermentacin satisfactoria.

6. ECUACIN GENERAL DE FERMENTACIN

Una ecuacin general para el proceso de fermentacin se puede sintetizar como:

Microorganismo + sustrato ms microorganismo + productos metablicos

Estos productos metablicos, tambin llamados metabolitos, son subproductos del

crecimiento de los microorganismos y constituyen los materiales de la fermentacin

tiles al hombre.

7. FASES DE UNA FERMENTACIN Fase lag

Fase de inactividad de duracin variable ya que depende del nmero de clulas as

como de las caractersticas metablicas de las mismas. Grandes fases lag indican la

presencia de sustancias txicas, muerte de clulas o inactividad de stas.

Fase temporal de aceleracin


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No ha sido definida matemticamente pero en ellas las proporciones de las clulas

hijas tienden a alcanzar el 50% de la poblacin total.

Fase de crecimiento exponencialAll crecen los microorganismos rpidamente y el crecimiento de la poblacin depende

del sustrato inicialmente colocado ( melaza ).

Fase estacionariaAqu ya se ha alcanzado el mximo valor de produccin, en esta fase algunas clulas se

dividen y otras mueren donde las clulas vivas utilizan los compuestos provenientes de

las muertas como nutriente, manteniendo la poblacin constante durante la fase.

Fase de muerteDado que la poblacin celular presente no se mantiene por s misma comienza a morir.

Tiene un comportamiento exponencial. Muchos procesos en cochada se terminan

antes de que inicie esta fase.

8. UTILIDADES Y VENTAJAS DE LA FERMENTACIN

La sntesis microbial puede ser el nico medio prctico de obtener compuestoscomplejos.

Se puede realizar en un solo paso un cambio molecular el cual podraconseguirse por una larga sntesis qumica.

Las materias primas usadas en los procesos fermentativos son ms baratas. Las enzimas del microorganismo pueden evitar condiciones drsticas, algunas

veces costosas requeridas en un producto qumico.

En la sntesis microbial se pueden evitar compuestos indeseados debido a quelas enzimas son catalizadores muy especficos


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9. EQUIPOS DE FERMENTACINDependiendo de la forma fsica en que se encuentre el medio de cultivo se pueden

encontrar varias clases que son:

Fermentador de tanque agitado: El medio de cultivo es movido interiormentepor medios mecnicos.

Fermentador de ciclo: El medio de cultivo es bombeado externamente. Fermentador air-lift: Al medio de cultivo se le inyecta aire para ser agitado, el

cual tambin sirve como fuente de oxgeno para el crecimiento de los

microorganismos.

Fermentador de lecho fijo: Aqu el medio se inmoviliza evitando que losmicroorganismos se difundan facilitando su recuperacin. Es un mtodo

econmico porque los biocatalizadores son caros. Otras ventajas son:

Mayor concentracin celular, lo que permite una mayor actividad. No hay necesidad de remover las clulas o recircularlas lo que hace la

extraccin del producto ms eficiente.

Las tasas de flujo pueden ser optimizadas para lograr mejores cinticas. El riesgo de contaminacin se reduce debido a la alta densidad celular y la

dilucin es ms rpida.

Aumento de la estabilidad de las clulas debido a la inmovilizacin lo quepermite su uso continuo o reutilizacin en operaciones batch.

Entre los mtodos de inmovilizacin estn: Adsorcin: Se hace en cubos de madera, antracita, piezas de PVC, etc.. Es el

mtodo ms utilizado y entre otras caractersticas que deben tener seencuentran: no toxicidad sobre las clulas que afecten negativamente su

metabolismo, alta capacidad de retencin de clulas para conseguir altas

concentraciones celulares dentro del reactor, que sea inerte bioqumicamente

para que no sufra ataque del microorganismo inmovilizado y del medio,

resistente a la tensin y las presiones ejercidas por los gases generados, que

permita la difusividad de los reactantes y productos formados para minimizar la

influencia de la transferencia de masa.


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Entrecruzamiento: Agentes floculantes como el glutaraldehdo y toluenodiisocianato.

Entrampamiento: Los organismos se colocan en matrices polimricas como sonla poliacrilamida, alginato de calcio, agar, colgeno, poliestireno, etc.

Microencapsulacin: las microcpsulas son partculas esfricas donde el lquidoo la suspensin es unida por partculas semipermeables. En este caso las clulas

estn separadas de la solucin por una membrana.

Enlace covalente: se une la clula al soporte con un enlace covalente utilizandoun agente bi o polifuncional como el glutaraldehdo o el isotiocianato.

10.ESCALAS DE GRAVEDAD ESPECFICAExisten varias escalas en las cuales la gravedad especfica de algunas sustancias se

expresa en grados y que constituyen relaciones matemticas arbitrarias. Una de estas

escalas es la escala Brix.

ESCALA BRIX: Es una escala arbitraria y expresa el porcentaje en peso de azcar en una

solucin. Un grado brix corresponde a 1% en peso de azcar.

(Bx) Grados Brix = 400/G - 400

Donde G es la densidad relativa o gravedad especfica

11.DESCRIPCIN DEL EQUIPO

Figura 1. Cubas de fermentacin ubicadas en el Laboratorio de Ingeniera Qumica


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El fermentador es una cuba con tapa, en acero inoxidable, la cual est recubierta por

una chaqueta en acero inoxidable, por la cual circula vapor de agua cuando es

necesario calentar la solucin que contiene la cuba, si por el contrario, es necesario

enfriar, tiene una llave que permite el paso de agua fra. Adems, la cuba est provistade un desage, para cuando se desee lavar o desocuparla. Para evitar fugas, dicho

desage es sellado con un tapn de caucho.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fe/Ethanol_fermentation_es.svg


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CAA DE AZCAR

I. COMPOSICIN QUMICA DE LA CAALos tallos corresponden a la seccin anatmica y estructural de la planta de Caa de

Azcar, que presenta mayor valor econmico e inters para la fabricacin de azcar y

la elaboracin de Alcohol, motivo por el cual su composicin qumica reviste especial

significado.

En trminos generales, la composicin qumica de la caa de azcar es la resultante de

la integracin e interaccin de varios factores que intervienen en forma directa e

indirecta sobre sus contenidos, variando los mismos entre lotes, localidades, regiones,

condiciones del clima, variedades, edad de la caa, estado de madurez de la

plantacin, grado de despunte del tallo, manejo incorporado, periodos de tiempo

evaluados, caractersticas fsico-qumicas y microbiolgicas del suelo, grado de

humedad (ambiente y suelo), fertilizacin aplicada, entre muchos otros, como se anota

en el Cuadro 1 adjunto segn Meade y Chen (1977).

En los tallos, el porcentaje se refiere a la planta de caa y en el jugo a slidos solubles


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En trminos globales la Caa est constituida principalmente por Jugo y Fibra, siendo

la Fibra la parte insoluble en agua formada por Celulosa, la que a su vez se compone de

azcares simples como la Glucosa (Dextrosa). A los Slidos Solubles en agua

expresados como porcentaje y representados por la Sacarosa, los Azcares Reductoresy otros componentes, comnmente se les conoce como Brix. La relacin entre el

contenido de Sacarosa presente en el jugo y el Brix se denomina Pureza del Jugo. El

contenido Aparente de Sacarosa, expresado como un % en peso y determinado por

polarimetra, se conoce como Pol. Los Slidos Solubles diferentes de la Sacarosa, que

contempla los Azcares Reductores como la Glucosa y la Fructuosa y otras sustancias

orgnicas e inorgnicas, se denominan usualmente No Pol o No Sacarosa, los

cuales corresponden porcentualmente a la diferencia entre Brix y Pol.

El Cuadro 1 revela que en la Caa de Azcar el contenido de agua representa entre el

73 y el 76%. Los Slidos Solubles Totales (Brix % Caa) fluctan entre 10 y 16%, y la

Fibra (% de Caa) vara entre 11 y 16%. Entre los Azcares ms simples se encuentran

la Glucosa y la Fructuosa (Azcares Reductores), que existen en el jugo de caas con

grado avanzado de madurez en una concentracin entre 1 y 5%. La calidad del Azcar

Crudo y de otros productos como el color y el grano (dureza) del dulce- dependen enbuena parte, de la proporcin de estos Azcares Reductores, los cuales cuando

aumentan por causa del deterioro o la inmadurez de la planta, pueden producir

incrementos en el color y grano defectuoso en el dulce o panela.

Adems de los Azcares contenidos en el jugo, existen tambin otros constituyentes

qumicos de naturaleza orgnica e inorgnica, representados por Sales de cidos

Orgnicos, Minerales, Polisacridos, Protenas y otros No Azcares. La calidad de los

jugos afecta el procesamiento de la Caa y la recuperacin de la Sacarosa en la fbrica.

El contenido de Almidones en el jugo es bajo (aproximadamente entre 50 y 70 mg/l);

se ha encontrado que esta es una caracterstica muy ligada a las variedades, que puede

ser modificada (reducida) mediante prcticas agrcolas como el riego y la fertilizacin

con potasio.


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De la composicin de la Caa, el 99% corresponde a los elementos Hidrgeno, Carbono

y Oxgeno. Su distribucin en el tallo es de aproximadamente un 74,5% de agua, 25%

de

Materia Orgnica y 0,5% de Minerales.

Para muchos tecnlogos y especialistas, la Caa como materia prima se constituye

fundamentalmente de Fibra y Jugo, donde:

CAA = JUGO + FIBRA

CAA = FIBRA + SLIDOS SOLUBLES (BRIX)

La Fibra se define como la fraccin de sustancias insolubles en agua que tiene inters

no slo por su cantidad sino tambin por su naturaleza, y el jugo como una solucin

diluida e impura de Sacarosa. La calidad y contenido del jugo depende en un alto grado

de la materia prima que le dio origen.

Los altos contenidos % de Fibra dificultan la extraccin del jugo retenido en las clulas

del tejido parenquimatoso del tallo, lo que implica y obliga a efectuar una excelente

preparacin de la materia prima para su molienda, procurando alcanzar una mayor

desintegracin y ruptura de las clulas que contienen el jugo. Un bajo contenido % de

Fibra resulta por su parte negativa, debido a que la cantidad de Bagazo se reduce,

afectando el Balance Energtico del Ingenio.

Los Slidos Solubles estn representados como se indic, por los Azcares y los No

Azcares Orgnicos e Inorgnicos. Los Azcares se representan a su vez por la

Sacarosa, la Glucosa y la Fructuosa, manteniendo la primera el mayor porcentaje, el

cual puede alcanzar valores prximos al 18%. Los otros azcares del jugo aparecen en

proporciones variables, dependiendo del estado de maduracin de la materia prima.

La Sacarosa se Hidroliza con facilidad en soluciones cidas segn la siguiente reaccin:


19/33

A esta reaccin Hidroltica se le aplica generalmente el nombre de Inversin y los

Monosacridos: Glucosa y Fructuosa producidos reciben el nombre de Azcares

Reductores. Altos contenidos de estos azcares en los tallos denuncian un estado de

inmadurez, con presencia de otras sustancias indeseables como Almidn. En el caso deCaas maduras, los Azcares Reductores contribuyen relativamente poco en la mayor

recuperacin de azcar en forma de cristales.

En la produccin de Alcohol, el empleo de Caas que an no alcanzaron un estado de

madurez satisfactorio puede generar problemas, debido a la posible presencia de

sustancias indeseables para la Fermentacin, pues como se indic, en la produccin de

Alcohol lo que interesa es la cantidad de Azcares Fermentables Totales (AFT).

La Glucosa es un componente normal de la Caa de Azcar en cualquier fase de

Desarrollo de la planta, encontrndosele en el jugo en mayor o menor cantidad. La

Fructuosa o Levulosa se encuentran en mayores concentraciones en Caas que an no

alcanzan su madurez fisiolgica y disminuye conforme este estado avanza y la planta

madura.

Los No Azcares Orgnicos estn representados por sustancias como: materiasnitrogenadas (protenas, aminocidos, amidas, etc.), grasas y ceras, pectinas, cidos

libres y combinados (mlico, succnico, oxlico, etc.).

Los No Azcares Inorgnicos que representan las cenizas, tienen como componentes

principales: Slice, Potasio, Fsforo, Calcio, Sodio, Magnesio, Azufre, Hierro, Aluminio,

Cobre, Zinc, etc. En este caso, el Potasio es el mineral que aparece en mayor

proporcin entre el contenido mineral del jugo, debido a su elevada solubilidad en

agua. Cuando se adicionan por irrigacin Vinazas a las plantaciones de Caa, la

concentracin de Potasio puede aumentar de manera sensible, pudiendo acarrear

problemas en la fase industrial de Cristalizacin en el Ingenio, debido a su alto Poder

Melasignico interfiriendo directamente en la formacin de los cristales de sacarosa.

El Calcio, el Magnesio y el Silicio se depositan en las Tuberas de los Vasos

Evaporadores provocando incrustaciones. Los dems constituyentes de las Cenizas

tambin se comportan negativamente, excepto el Fsforo Inorgnico que auxilia de


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manera positiva en la Clarificacin del jugo; la concentracin de este mineral es

limitante para alcanzar una buena Clarificacin de los jugos.

II. OBTENCIN DE LA FERMENTACIN DE LA CAA DE AZCARA. ALCOHOL:

FABRICACIN DEL ALCOHOLEl Alcohol se fabrica a partir de la Fermentacin de los Carbohidratos (Azcares o

Almidn), cuya materia prima originaria depender de los recursos y facilidades

particulares que disponga cada pas.

El Rendimiento que se obtenga en Alcohol resulta determinante como criterio

selectivo, para lo cual se exponen en el Cuadro 2 adjunto, algunos ndices reportados a

nivel internacional, los cuales sin embargo, han sido ampliamente mejorados en

muchos casos en los ltimos aos.

RENDIMIENTOS DE VARIOS CULTIVOS RICOS EN CARBOHIDRATOS EN PRODUCCIN DE

ALCOHOL

Se infiere de la informacin contenida en ese Cuadro, la alta eficiencia que

potencialmente posee la Caa de Azcar en cuanto a produccin de Alcohol, respecto

a otras alternativas agrcolas tambin potenciales y accesibles para el pas.

BIOETANOL POR FERMENTACION DEL JUGO DE CAA DE AZUCAR Y MELAZAS COMO

ADITIVO OXIGENANTE DE LA GASOLINA

Ventajas del uso de alcohol como combustible


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De acuerdo con el reporte final entregado por Kilborn SNC Lavalin, utilizando el10% en volumen de alcohol en mezcla con la gasolina, la implementacin del

proyecto permitira obtener una reduccin neta de la emisin de 6 millones de

toneladas/ao de CO2 atmosfrico, lo cual tiene una incidencia muy positiva enla problemtica de cambio climtico causado por los gases del efecto de

invernadero.

Generacin de aproximadamente 170.000 empleos entre directos e indirectos,correspondiente a los empleos del agro, operacin de biorefineras y empleos

temporales para la construccin y montaje de las mismas durante los primeros

tres aos. Lo anterior contribuira a la ampliacin y optimizacin de la frontera

agrcola, llevndola incluso a las zonas de cultivos ilcitos.

La caa de azcar sera el cultivo prioritario, sin perder de vista que el alcoholtambin puede ser obtenido a partir de excedentes de produccin de otros

cultivos agrcolas en el pas. De acuerdo con lo anterior, seran necesarias

aprox.150.000 hectreas cultivadas en caa de azcar, localizadas en diferentes

regiones del pas, de las cuales 86.000 hectreas satisfarn la demanda de

produccin de Santa F de Bogot.

El programa nacional de Alcohol es sin duda el proyecto que ms contribuira al

desarrollo del pas debido, entre otras cosas, a la ampliacin y optimizacin de la

frontera agrcola, llevndola incluso a las zonas de cultivos ilcitos desarrollando las

obras de infraestructura necesarias, lo cual tiene un efecto positivo y sinergistico en el

desarrollo de las regiones.

El alcohol y sus derivados seran muy importantes, no solamente para sustituir

importaciones, sino tambin porque crearan nuevas exportaciones con un mayor

valor agregado.

Este aspecto podra ser un atractivo para la inversin extranjera y para proyectos de

industrializacin en el pas.


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B. PRODUCCIN DE ALCOHOLEl proceso productivo se inicia en el rea de Campo con la preparacin de los terrenos,

trazado y construccin de vas de riego, drenaje y elaboracin de surcos, labores

previas a la siembra de la caa. Una vez concluida esta etapa, contina la seleccin de

la semilla y se procede a la siembra y riego de germinacin, actividades que se

complementan con la aplicacin de abonos, control de plagas y de malezas.

Una vez tiene lugar la maduracin de la caa entre los 12 y 14 meses, se procede a su

cosecha, involucrando la labor agrcola del corte manual de la caa. Se alza

mecnicamente y se conduce a la fbrica por medio de modernos y eficientes equipos

de transporte, para dar comienzo al proceso de elaboracin de alcohol.

En la Fbrica, tiene lugar como fase inicial, el muestreo, pesaje y lavado de la caa. De

ah, el material pasa a las picadoras y los molinos. El bagazo resultante en la molienda

se emplea en las calderas para la produccin del vapor utilizado en el proceso y la

generacin elctrica para atender las necesidades de la planta y generandose

excedentes para su consumo en la regin. Para el desarrollo de la ingeniera del

proceso, la planta de produccin de etanol anhidro se divide en cinco secciones:

1. Seccin de molienda.2. Seccin de clarificacin y preparacin del jugo.3. Seccin de fermentacin y desorcin del CO2.4. Seccin de destilacin y deshidratacin de alcohol.5. Seccin de tratamiento de las vinazas.

C. SECCIN DE MOLIENDALa caa preparada por las picadoras llega a los molinos y mediante presin se extrae el

jugo que se recolecta en tanques. En el recorrido de la caa por el molino, se le agrega

agua para insaturar los jugos y maximizar la extraccin de la sacarosa que contiene el

material fibroso que pasa a travs de todas las unidades que componen dicho molino.


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El bagazo que sale de la ltima unidad de molienda se conduce a las calderas como

combustible. El vapor de escape de las turbinas se emplea en las operaciones de

preparacin, fermentacin y destilacin de los jugos. El bagazo puede tener otros usos

en fbricas de papel o produccin de tableros aglomerados.

Seccin de clarificacin y preparacin del jugo. En esta unidad se recibe y almacena el

jugo de caa, que alimenta la planta. El jugo proveniente de la seccin de

almacenamiento, se precalienta para facilitar su paso por el regulador de densidad y

evitar al mismo tiempo la formacin de microorganismos, posteriormente se aade

ayudante de floculacin, con el fin de favorecer la formacin de flculos y as retirar

por precipitacin los slidos suspendidos y algunas sustancias como sales de cal y

material protico, que son nocivos en la fermentacin y aumentan los problemas de

incrustaciones en la destilacin. El jugo pasa por un filtro para retener las partculas

ms gruesas antes mencionadas, antes de pasar al recipiente de acidificacin donde se

adiciona cido sulfrico para mantener el pH entre 4.0 a 5.0. Este jugo clarificado se

esteriliza calentndolo a 110C por un tiempo de 10 minutos; se enfra intercambiando

calor en el proceso y luego enfrindolo con agua hasta 33C que es la temperatura

apropiada para pasar a la seccin de fermentacin.

Seccin de fermentacin y desorcin del CO2. En esta unidad se efecta, por accin

biolgica de la levadura, la transformacin de los azcares fermentables contenidos en

el jugo, en alcohol etlico y gas carbnico. Se ha seleccionado el proceso de

fermentacin continua con recirculacin de la levadura, el cual presenta las siguientes

ventajas:

Eliminacin de la limpieza de cada fermentador a la finalizacin de cada ciclo, locual permite facilidad de operacin, eliminacin del desecho de agua de lavado,

y por tanto un menor tamao de la planta de tratamiento de efluentes.

Facilita el control del proceso, y en consecuencia, mejor calidad ycaractersticas ms uniformes del mosto fermentado.


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Flexibilidad de operacin en lo que concierne a cambios en concentracin delevadura, grado alcohlico del vino, tiempo de fermentacin, etc.

El vino es mezclado, en el paso hacia la fermentacin, con la levadura proveniente del

sistema de recuperacin de levadura y luego se transfiere secuencialmente a travs de

fermentadores. El proceso fermentativo ocurre entre 12-16 horas, las condiciones de

operacin normal se fijan para producir alcohol de 8GL. El calor de fermentacin se

elimina circulando el vino externamente a travs de intercambiadores de placas.

Con este sistema se evita la sedimentacin de la levadura, sobre todo en las ltimas

dos cavas, en donde por ser la conversin en alcohol muy reducida, casi no hay

produccin de gas carbnico. Las dos primeras cavas estn equipadas con detectores

de nivel de espuma, que automticamente controlan la dosificacin de antiespumante.

La centrfuga tiene como objetivo separar la levadura y enviarla al tanque de

tratamiento cido en donde el pH es ajustado entre 2.6-3.0, despus del cual se

recircula directamente a los fermentadores. El gas carbnico procedente de los

fermentadores es enviado a una columna absorbedora equipada con platos

perforados.

Por la cima de la columna se inyecta agua en una proporcin de 1:1. El CO2, yaremovido del arrastre de etanol, se ventea a la atmsfera. La masa fermentada sigue

por gravedad desde las centrfugas hasta un tanque, desde donde se bombea a la

destilera.

Seccin de destilacin y deshidratacin de alcohol. El vino obtenido con 8% de etanol

en peso es bombeado hacia las destiladoras a travs de una serie de intercambiadoresparara llevarla hasta 93C. Esta mezcla entra a la seccin de despojo de la columna de

vino, la cual permite que el dixido de carbono escape. En esta columna el etanol es

removido de las sustancias que no fermentaron y del agua.

El etanol y vapor de agua dejan la parte superior de la columna con un 75% en peso y

entran a la rectificadora. Los lquidos y slidos residuales conocidos como vinaza, salen

por el fondo de la columna y se bombean al sistema de tratamiento.

En la rectificadora el alcohol es llevado a su punto azeotrpico (96%v) y abandona la


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torre por la parte superior, como vapor saturado, para entrar a la seccin de

deshidratacin. Desde la base de la columna rectificadora se extrae la vinaza restante,

no recuperada en la columna anterior, y es enviada a la planta de tratamiento.

La deshidratacin se realiza por un proceso de adsorcin sobre un tamz molecular. Losvapores de regeneracin condensados son recalentados y retornados a la columna de

rectificacin. El efluente de los secadores se condensa y se enfra intercambiando calor

con agua y acondiciona para el almacenamiento, luego de realizada la

desnaturalizacin para cumplir con las disposiciones legales.

D. CMO PRODUCIR ALCOHOL DE CAA DE AZCARLa produccin de alcohol de caa de azcar es una manera de ganarse la vida para

muchas familias en esta regin de Ecuador. En las estribaciones de la cordillera de los

Andes, la mayora de los agricultores cultivan y cosechan la caa de azcar a mano y

producen el alcohol por medio de un proceso tradicional. Muchas de estas familias

cultivan sin el uso de quimicos y algunas de ellas han obtenido ahora la certificacin

orgnica oficial.

La caa de azcar de nuestras fincas se cosecha utilizando machetes, ya que en esta

regin el terreno es demasiado inclinado como para utilizar maquinaria pesada. Cada

caa se corta cuando est lista. La caa de azucar se corta lo mas abajo posible debido

a que la espesa savia de azcar tiende a descender por el tallo. Mientras ms azcar

haya en el jugo, ms alcohol se podr producir. Una vez cortada la caa, se le podan

las hojas y stas se dejan en el campo para que se pudran y generen ms abono.

Luego, la caa de azcar se transporta a mano al molino si este se encuentra cerca, delo contrario se transporta a caballo o en burro.

Los molinos de caa de azcar tradicionales son propulsados por caballos o burros. El

animal camina en crculos arrastrando un poste de madera duro que hace girar las

ruedas del molino, mientras que los tallos de caa se introducen cuidadosamente

entre dos rodillos pesados. Al residuo de los tallos de caa de azcar molidos se lo

conoce cmo bagazo y ste se utiliza como combustible para las destileras, lo cual

evita la necesidad de talar rboles para lea.


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El jugo de la caa de azcar se vierte del molino a tanques. Es una bebida deliciosa,

pero para producir alcohol debe fermentar durante unos das. Al jugo se le puede

agregar levadura, pero tambin fermetar con levadura natural del aire.

El jugo fermentado se vierte en un tanque y se calienta sobre un fuego de bagazo. El

calor hace que el jugo se evapore y este vapor pasa a travz de un alambique, el cual

tradicionalmente est hecho de cobre, aunque hoy en da tambin se fabrican con

acero inoxidable. El vapor pasa ahora por una serpentina o tubo espiralado. El agua

fra de un arroyo cercano se usa para enfriar el alambique y volver a condensar el

vapor hasta obtener un lquido transparente que se recoge del otro extremo del

alambique. El agua vuelve a enfriarse en su recorrido al arroyo y regresa as al

ecosistema.

El lquido producido con el alambique se conoce como aguardiente y tiene un 60% de

contenido alcohlico. La graduacin se mide utilizando un hidrmetro para

determinar la gravedad especfica. El precio que obtienen los agricultores por su

aguardiente vara dependiendo de su contenido alcohlico.

El aguardiente se transporta ahora dentro de tanques de plastico hasta el punto derecoleccin local, ya sea a caballo, burro o detrs del autobs. De all ser llevado al

punto de recoleccin principal de la cooperativa de caicultores para ser rectificado en

una fbrica que producir alcohol con una graduacin de entre 70 y 96 porciento.

Cmo detener una fermentacin

Muy a menudo tendremos que alguien nos pregunte cmo detener la fermentacin

antes de estar listo para detenerse por s mismo. Por lo general, la razn de preguntar

es porque han probado el vino y les gusta la cantidad de dulzor que tiene actualmente

suena razonable

Detener el vino de la fermentacin de los an ms mantener el actual nivel de dulzor.

Y del mismo modo, lo que permite que el vino siga fermentando ms slo que el vino

menos dulce cada da que pasa.
http://www.progresoverde.org/cado-esp.htmlhttp://www.progresoverde.org/cado-esp.html


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Con el tiempo el vino se convirti en completamente seca momento en el que la

fermentacin se detendr por s solo. Esto es porque durante el proceso de

fermentacin la levadura convierte el azcar en alcohol

Queriendo detener una fermentacin es todo lo bueno en s mismo. Pero, por

desgracia, en realidad no hay forma prctica de detener con xito un proceso de

fermentacin en seco

Utilizando bisulfito de sodio o tabletas Campden

Muchos enlogos a su vez, a los sulfitos, como la que se encuentra en el bisulfito de

sodio o tabletas Campden por la respuesta. Sin embargo, estos dos elementos no son

capaces de matar lo suficiente fiable de la levadura para garantizar una parada

completa de la actividad - al menos no en dosis normales que dejan el vino sigue

siendo potable.

Una vez que la mayor parte de los sulfitos de cualquiera de estos ingredientes se

disipan con el vino en el aire - como los sulfitos no - hay una posibilidad muy fuerte

que el resto de pocas clulas de levadura en vivo comienzan a multiplicarse y la

fermentacin de nuevo si se le da suficiente tiempo. Y, debo aadir que esto

generalmente ocurre en un momento ms inoportuno, al igual que despus de que el

vino ha sido embotellado y guardados.

Utilizando sorbato de potasio

Sorbato de potasio es otro ingrediente que muchos enlogos consideran al tratar de

detener la fermentacin de un vino de ms lejos. Hay un montn de malentendidos entorno a este producto.

Que se suele llamar por el vino en casa haciendo que los libros cuando un vino

edulcorante. Esta es una situacin en la que la fermentacin ya se ha completado y

est listo para ser embotellado. Usted slo tiene que aadir sorbato de potasio, junto

con el azcar que se aade para endulzar.
http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&rurl=translate.google.com.pe&u=http://www.eckraus.com/wine-making/wine-making-ingredients/wine-sulfites-stabilizers/8-oz-sodium-metabisulfite.html&usg=ALkJrhjEhxWKEHLAMIKQ_xvXzmn08l83LQhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&rurl=translate.google.com.pe&u=http://www.eckraus.com/wine-making/wine-making-ingredients/wine-sulfites-stabilizers/8-oz-sodium-metabisulfite.html&usg=ALkJrhjEhxWKEHLAMIKQ_xvXzmn08l83LQhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&rurl=translate.google.com.pe&u=http://www.eckraus.com/wine-making/wine-making-ingredients/wine-sulfites-stabilizers/campden-tablets-100.html&usg=ALkJrhiKFTRyrtxdSiKXfbouSm0cV-2_Jghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&rurl=translate.google.com.pe&u=http://www.eckraus.com/wine-making/wine-making-ingredients/wine-sulfites-stabilizers/3-oz-wine-stabilizer.html&usg=ALkJrhhdQRm6SQBw0OiYYpFDmBDWQJ1ZEAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&rurl=translate.google.com.pe&u=http://www.eckraus.com/wine-making/wine-making-ingredients/wine-sulfites-stabilizers/3-oz-wine-stabilizer.html&usg=ALkJrhhdQRm6SQBw0OiYYpFDmBDWQJ1ZEAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&rurl=translate.google.com.pe&u=http://www.eckraus.com/wine-making/wine-making-ingredients/wine-sulfites-stabilizers/campden-tablets-100.html&usg=ALkJrhiKFTRyrtxdSiKXfbouSm0cV-2_Jghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&rurl=translate.google.com.pe&u=http://www.eckraus.com/wine-making/wine-making-ingredients/wine-sulfites-stabilizers/8-oz-sodium-metabisulfite.html&usg=ALkJrhjEhxWKEHLAMIKQ_xvXzmn08l83LQhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=es&langpair=en%7Ces&rurl=translate.google.com.pe&u=http://www.eckraus.com/wine-making/wine-making-ingredients/wine-sulfites-stabilizers/8-oz-sodium-metabisulfite.html&usg=ALkJrhjEhxWKEHLAMIKQ_xvXzmn08l83LQ


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El sorbato de potasio se detiene la levadura de la fermentacin de los azcares

agregados recientemente. Por lo tanto, muchos enlogos asumir sorbato de potasio

se puede detener una fermentacin activa. Sin embargo, nada podra estar ms lejos

de la verdad.

Sorbato de potasio, no matar la levadura en absoluto, sino que se hace la levadura

estril. En otras palabras, se deteriora la capacidad de la levadura para reproducirse.

Sin embargo, no obstaculizar la capacidad de la levadura para fermentar el azcar en

alcohol.

Sorbato de potasio, pone una capa de la pared celular de la levadura de cada individuo

de tal manera que se multipliquen en ciernes es casi imposible.

La idea aqu es que si le sucede que tiene pocas clulas de levaduras vivas que quedan

en el vino terminado, van a ser inocuas si no son capaces de regenerarse a gran

nmero suficiente para dinamizar un proceso de fermentacin de cualquier tipo. Esto

es cierto incluso si ms se aade azcar al vino terminado.

III. PASTEURIZACIN

La pasteurizacin, a veces denominada pasterizacin, es el proceso trmico realizado a

lquidos (generalmente alimentos) con el objeto de reducir los agentes patgenos que

puedan contener: bacterias, protozoos, mohos y levaduras, etc. El proceso de

calentamiento recibe el nombre de su descubridor, el cientfico-qumico francs Louis
http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Alimentohttp://es.wikipedia.org/wiki/Agente_biol%C3%B3gico_pat%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Bacteriahttp://es.wikipedia.org/wiki/Protozoohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mohohttp://es.wikipedia.org/wiki/Levadurahttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Franciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Louis_Pasteurhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Cholera_bacteria_SEM.jpghttp://es.wikipedia.org/wiki/Louis_Pasteurhttp://es.wikipedia.org/wiki/Franciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Levadurahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mohohttp://es.wikipedia.org/wiki/Protozoohttp://es.wikipedia.org/wiki/Bacteriahttp://es.wikipedia.org/wiki/Agente_biol%C3%B3gico_pat%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Alimentohttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido


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Pasteur (1822-1895). La primera pasteurizacin fue realizada el 20 de abril de 1864 por

el mismo Pasteur y su colega Claude Bernard.

Uno de los objetivos del tratamiento trmico es la "esterilizacin parcial" de los

alimentos lquidos, alterando lo menos posible la estructura fsica, los componentes

qumicos y las propiedades organolpticas de estos. Tras la operacin de

pasteurizacin, los productos tratados se enfran rpidamente y se sellan

hermticamente con fines de seguridad alimentaria; por esta razn, es bsico en la

pasteurizacin el conocimiento del mecanismo de la transferencia de calor en los

alimentos. A diferencia de la esterilizacin, la pasteurizacin no destruye las esporas

de los microorganismos, ni elimina todas las clulas de microorganismos termoflicos.

El avance cientfico de Pasteur mejor la calidad de vida al permitir que ciertos

productos alimenticios bsicos, como la leche, se pudieran transportar largas

distancias sin que la descomposicin los afectara.2 En la pasteurizacin, el objetivo

primordial no es la "eliminacin completa de los agentes patgenos" sino la

disminucin sensible de sus poblaciones, alcanzando niveles que no causen

intoxicaciones alimentarias a los humanos (suponiendo que el producto pasteurizado

se haya refrigerado correctamente y que se consuma antes de la fecha de caducidad

indicada). En la actualidad, la pasteurizacin es objeto de cada vez ms polmicas en

ciertas agrupaciones de consumidores a lo ancho del mundo, debido a las dudas

existentes sobre la destruccin de vitaminas y alteracin de las propiedades

organolpticas (sabor y calidad) de los productos alimenticios tratados.

IV. PROCESOS DE PASTEURIZACIN
http://es.wikipedia.org/wiki/Louis_Pasteurhttp://es.wikipedia.org/wiki/1822http://es.wikipedia.org/wiki/1895http://es.wikipedia.org/wiki/20_de_abrilhttp://es.wikipedia.org/wiki/1864http://es.wikipedia.org/wiki/Claude_Bernardhttp://es.wikipedia.org/wiki/Propiedades_organol%C3%A9pticashttp://es.wikipedia.org/wiki/Seguridad_alimentariahttp://es.wikipedia.org/wiki/Transferencia_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Esterilizaci%C3%B3n_(qu%C3%ADmica)http://es.wikipedia.org/wiki/Esporahttp://es.wikipedia.org/wiki/Microorganismohttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lulahttp://es.wikipedia.org/wiki/Term%C3%B3filohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calidad_de_vidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Lechehttp://es.wikipedia.org/wiki/Descomposici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Intoxicaci%C3%B3n_alimentariahttp://es.wikipedia.org/wiki/Etiquetado_de_alimentoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Asociaci%C3%B3n_de_consumidoreshttp://es.wikipedia.org/wiki/Vitaminahttp://es.wikipedia.org/wiki/Saborhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calidad_de_los_alimentoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:M%C3%A6lkekartoner_MilkContainers.JPGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calidad_de_los_alimentoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Saborhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vitaminahttp://es.wikipedia.org/wiki/Asociaci%C3%B3n_de_consumidoreshttp://es.wikipedia.org/wiki/Etiquetado_de_alimentoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Intoxicaci%C3%B3n_alimentariahttp://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-1http://es.wikipedia.org/wiki/Descomposici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Lechehttp://es.wikipedia.org/wiki/Calidad_de_vidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Term%C3%B3filohttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lulahttp://es.wikipedia.org/wiki/Microorganismohttp://es.wikipedia.org/wiki/Esporahttp://es.wikipedia.org/wiki/Esterilizaci%C3%B3n_(qu%C3%ADmica)http://es.wikipedia.org/wiki/Transferencia_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Seguridad_alimentariahttp://es.wikipedia.org/wiki/Propiedades_organol%C3%A9pticashttp://es.wikipedia.org/wiki/Claude_Bernardhttp://es.wikipedia.org/wiki/1864http://es.wikipedia.org/wiki/20_de_abrilhttp://es.wikipedia.org/wiki/1895http://es.wikipedia.org/wiki/1822http://es.wikipedia.org/wiki/Louis_Pasteur


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Muchos envases de lcteos han sido pasteurizados con mtodos que prolongan su vida

de consumo.

La pasteurizacin es un proceso trmico realizado a los alimentos: los procesos

trmicos se pueden realizar con la intencin de disminuir las poblaciones patgenas de

microorganismos o para desactivar las enzimas que modifican los sabores de ciertos

alimentos. No obstante, en la pasteurizacin se emplean generalmente temperaturas

por debajo del punto de ebullicin (en cualquier tipo de alimento), ya que en la

mayora de los casos las temperaturas superiores a este valor afectan

irreversiblemente ciertas caractersticas fsicas y qumicas del producto alimenticio; as,

por ejemplo, si en la leche se sobrepasa el punto de ebullicin, las micelas de la

casena se coagulan irreversiblemente (o dicho de otra forma, se "cuajan"). El

proceso de calentamiento de la pasteurizacin, si se hace a bajas temperaturas, tiene

adems la funcin de detener los procesos enzimticos.8Hoy en da, la pasteurizacin

realizada a los alimentos es un proceso industrial continuo aplicado a alimentos

viscosos, con la intencin de ahorrar energa y costes de produccin.

Existen tres tipos de procesos bien diferenciados: pasteurizacin VAT o lenta,

pasteurizacin a altas temperaturas durante un breve perodo(HTST, High

Temperature/Short Time) y el proceso a altas temperaturas (UHT, Ultra-High

Temperature).

Proceso Vat

Fue el primer mtodo de pasteurizacin, aunque la industria alimenticia lo ha ido

renovando por otros sistemas ms eficaces. El proceso consiste en calentar grandesvolmenes de leche en un recipiente estanco a 63 C durante 30 minutos, para luego

dejar enfriar lentamente. Debe pasar mucho tiempo para continuar con el proceso de

envasado del producto, a veces ms de 24 horas.

Proceso HTST

Este mtodo es el empleado en los lquidos a granel, como la leche, los zumos de fruta,

la cerveza, etc. Por regla general, es el ms conveniente, ya que expone al alimento a
http://es.wikipedia.org/wiki/Enzimahttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Micelahttp://es.wikipedia.org/wiki/Case%C3%ADnahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cuajadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cuajadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cin%C3%A9tica_enzim%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-7http://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-7http://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-7http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Proceso_continuo&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ahorro_de_energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Granelhttp://es.wikipedia.org/wiki/Zumohttp://es.wikipedia.org/wiki/Elaboraci%C3%B3n_de_la_cervezahttp://es.wikipedia.org/wiki/Elaboraci%C3%B3n_de_la_cervezahttp://es.wikipedia.org/wiki/Zumohttp://es.wikipedia.org/wiki/Granelhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ahorro_de_energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidadhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Proceso_continuo&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-7http://es.wikipedia.org/wiki/Cin%C3%A9tica_enzim%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cuajadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Case%C3%ADnahttp://es.wikipedia.org/wiki/Micelahttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Enzima


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altas temperaturas durante un perodo breve y adems se necesita poco equipamiento

industrial para poder realizarlo, reduciendo de esta manera los costes de

mantenimiento de equipos. Entre las desventajas del proceso est la necesidad de

contar con personal altamente cualificado para la realizacin de este trabajo, quenecesita controles estrictos durante todo el proceso de produccin.

Existen dos mtodos distintos bajo la categora de pasteurizacin HTST: en "batch" (o

lotes) y en "flujo continuo". Para ambos mtodos la temperatura es la misma (72 C

durante 15 segundos).

En el proceso "batch" una gran cantidad de leche se calienta en un recipienteestanco (autoclave industrial). Es un mtodo empleado hoy en da, sobre todo

por los pequeos productores debido a que es un proceso ms sencillo.

En el proceso de "flujo continuo", el alimento se mantiene entre dos placas demetal, tambin denominadas intercambiador de calor de placas (PHE)9o bien

un intercambiador de calor de forma tubular. Este mtodo es el ms aplicado

por la industria alimenticia a gran escala, ya que permite realizar la

pasteurizacin de grandes cantidades de alimento en relativamente poco

tiempo.

Proceso UHT

El proceso UHT es de flujo continuo y mantiene la leche a una temperatura superior

ms alta que la empleada en el proceso HTST, y puede rondar los 138 C durante un

perodo de al menos dos segundos. Debido a este periodo de exposicin, muy breve,

se produce una mnima degradacin del alimento. La leche cuando se etiqueta como

"pasteurizada" generalmente se ha tratado con el proceso HTST, mientras que para la

leche etiquetada como "ultrapasteurizada" o simplemente "UHT", se debe entender

que ha sido tratada por el mtodo UHT.10

El reto tecnolgico del siglo XXI es poder disminuir lo ms posible el perodo de

exposicin a altas temperaturas de los alimentos, haciendo la transicin de altas a

bajas temperaturas lo ms rpida posible, disminuyendo el impacto en la degradacin
http://es.wikipedia.org/wiki/Autoclave#Autoclave_industrialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Intercambiador_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-8http://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-8http://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-8http://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-9http://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-9http://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-9http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XXIhttp://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XXIhttp://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-9http://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-8http://es.wikipedia.org/wiki/Intercambiador_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Autoclave#Autoclave_industrial


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de las propiedades organolpticas de los alimentos; por esta razn, se est

investigando la tecnologa basada en microondas, que permite este tipo de efectos (es

empleado incluso en carnes).11 Este mtodo es muy adecuado para los alimentos

lquidos ligeramente cidos (la acidez se mide con el pH), tal como los zumos de frutasy los zumos de verduras (como el gazpacho), ya que permite perodos de conservacin

de 10 a 45 das si se almacenan refrigerados a 10 C.

Dinmica de la pasteurizacin

La pasteurizacin es un proceso que sigue una cintica qumica de primer orden.

Denominamos N al nmero de microorganismos vivos a una temperatura dada de

exposicin T, y No a la poblacin de microorganismos inicialmente. Si Kd es la constante

cintica de muerte debido a la temperatura (velocidad de muerte de los

microorganismos), la disminucin en la poblacin (cultivo) depende de la siguiente

frmula exponencial:

Esta frmula es fundamental para determinar la evolucin de un cultivo en funcin dela temperatura. Se puede ver en ella una gran dependencia con la temperatura de

exposicin T. La frmula es el fundamento, adems, de los denominados "diagramas

de supervivencia" en la industria de la alimentacin, donde log(N/No) es el tiempo de

exposicin a una temperatura T fija. Tpicamente las grficas de supervivencia de los

microorganismos al calor aparecen como lneas rectas en una escala semilogartmica.

La correlacin existente entre la velocidad (o ratio) de muerte de microrganismos y la

temperatura cumple la ecuacin de Arrhenius.

Un factor importante asignado a cada microorganismo es el denominado "tiempo de

reduccin decimal" o tambin "valor D" de un microorganismo, y se define como el

tiempo necesario para que a una temperatura determinada se pueda reducir el 90% su

poblacin en el producto tratado. Es una expresin de la resistencia de un

microorganismo al efecto de la temperatura. Su expresin es:
http://es.wikipedia.org/wiki/Microondashttp://es.wikipedia.org/wiki/Carnehttp://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-10http://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-10http://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-10http://es.wikipedia.org/wiki/PHhttp://es.wikipedia.org/wiki/Zumo_de_verdurahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gazpachohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cin%C3%A9tica_qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Funci%C3%B3n_exponencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cultivo_(microbiolog%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Industria_de_la_alimentaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Correlaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Arrheniushttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Arrheniushttp://es.wikipedia.org/wiki/Correlaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Industria_de_la_alimentaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cultivo_(microbiolog%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Funci%C3%B3n_exponencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cin%C3%A9tica_qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gazpachohttp://es.wikipedia.org/wiki/Zumo_de_verdurahttp://es.wikipedia.org/wiki/PHhttp://es.wikipedia.org/wiki/Pasteurizaci%C3%B3n#cite_note-10http://es.wikipedia.org/wiki/Carnehttp://es.wikipedia.org/wiki/Microondas


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Donde t es el perodo al que se expone la muestra, N o es la poblacin inicial y N la

poblacin final. Pueden obtenerse diferentes valores D para un microorganismo dado,

o para un proceso particular de un alimento, determinando los sobrevivientes a

diferentes temperaturas. Altos valores de D indican que el microorganismo es ms

resistente que otros que poseen un valor inferior. Existen otros valores como la

"constante de resistencia termal", conocida frecuentemente como "valor z", que se

define como la diferencia en temperaturas necesaria para causar una reduccin de un

90% en el valor D.

industrias fermentacion

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