Bio Obtencion de Alcohol a Partir de La Naranja (1)

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO EL PERU FACUTAD DE INGENIERIA QUIMICA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA AMBIENTA

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO EL PERU FACUTAD DE INGENIERIA QUIMICA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA AMBIENTAL

INGENIERIA DE BIOPROCESOS TRABAJO DE INVESTIGACION

OBTENCION DEL ETANOL A PARTIR DE LA FERMENTACION DEL ZUMO DE NARANJA

PRESENTADO A: Ing. POR: 

MARMANILLO SERPA Virginia



TOVAR MEDINA Milagros



CANGALAYA GONZALES Yoselin



POMA CHIHUAN Daniel anthony



MAYTA TICSIHUA Aracely

Alumnos de V semestre Sección B

HUANCAYO – PERU 2014

1. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL: Obtener alcohol etílico a partir de la fermentación anaeróbica del zumo de naranja; por medio de la destilación del zumo ya fermentado.

OBJETIVOS ESPECIFICOS: 

Comprender la importancia del proceso de fermentación anaeróbica para la obtención de alcohol.



Realizar un modelo de fermentación sencilla para la obtención de etanol.



Darle un valor agregado a nuestra materia prima (naranja)



Determinar numéricamente la cantidad de alcohol puro que se obtiene luego de la destilación

2. INTRODUCCION

Este proceso puede tardar bastante tiempo, para verificar que el etanol producido si es puro se le hará la prueba de fuego, que consiste en encender un poco del mismo y así se comprueba su pureza, de lo contrario no encenderá. El uso de otros combustibles diferentes a la gasolina han llevado a buscar en productos alternativos disminuir la contaminación del ambiente y minimizar sus gastos de producción. La investigación de nuevas alternativas para la disminución de la contaminación del ambiente a causa del CO2 presente en los combustibles utilizados a diario por la sociedad. Para realizar este biocombustible a partir de materia orgánica, se debe realizar los procesos de fermentación con ayuda de levadura y la destilación para poder conseguir así etanol. La producción de etanol utilizando el zumo de naranjas puede permitir la elaboración de biocombustibles, que hoy en día es de gran importancia no

solo para la economía sino para la conservación del medio ambiente, además para otros usos industriales.

3. FUNDAMENTO TEORICO

NARANJA

Naranjas peruanas

La naranja es una fruta cítrica comestible obtenida del naranjo dulce (Citrus × sinensis), del naranjo amargo (Citrus × aurantium) y de naranjos de otras especies

o

híbridos,

antiguos

híbridos asiáticos originarios

de India, Vietnam o el sureste de China. Es un hesperidio carnoso de cáscara más o menos gruesa y endurecida, y su pulpa está formada típicamente por once gajos u hollejos llenos de jugo, el cual contiene mucha vitamina C, flavonoides y aceites esenciales. La producción citrícola es un rubro con un fuerte impacto social y económico para el país. Propiedades de la naranja La naranja incluye diferentes sustancias que contribuyen a mejorar el buen estado del organismo. Entre ellas destacan el calcio, fósforo, hierro, magnesio, potasa, sosa y las vitaminas A, B, G y, sobre todo, C. Los cítricos y, en especial, las naranjas, constituyen la solución perfecta a la hora de combatir muchos estados patológicos pero también para mantener el buen tono vital cuando se goza de salud. El ácido cítrico, que es oxidante, depurativo, desinfectante y microbicida, estimula la eliminación de todas las sustancias que no se han metabolizado y que reposan en los distintos órganos. Además, su abundancia en sales minerales equilibra las dosis de nutrientes necesarios para el organismo

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA. La fermentación alcohólica, también conocida como, fermentación etílica, o del etanol, es un proceso de tipo biológico, en el cual se lleva a cabo una fermentación sin presencia de oxígeno. Este tipo de fermentación se debe a las actividades de ciertos microorganismos, los cuales se encargan de procesar azúcares, como la glucosa, la fructosa, etc. (hidratos de carbono), dando como resultado un alcohol a modo de etanol, CO2 (gas) y ATP (adenosíntrifosfato), moléculas

que

son

utilizadas por

los propios

microorganismos en sus metabolismos energéticos. Numerosos hongos, bacterias, algas y algunos protozoos, fermentan azúcares, transformándolos en etanol y CO2. Este es el proceso que se conoce como fermentación alcohólica.

Para llevar a cabo este proceso es necesaria la presencia de levaduras, hongos microscópicos que se encuentran, de forma natural en los hollejos (en la capa de polvillo blanco que recubre las uvas y que se llama "pruina")

El oxígeno es el desencadenante inicial de la fermentación, ya que las levaduras lo van a necesitar en su fase de crecimiento. Sin embargo al final de la fermentación conviene que la presencia de oxígeno sea pequeña para evitar la pérdida de etanol y la aparición en su lugar de acético.

El

proceso,

simplificado,

de

la

fermentación

es:

Azucares + levaduras ==> Alcohol etílico + CO2 + Calor + Otras sustancias La fermentación alcohólica es un proceso exotérmico, es decir, se desprende energía en forma de calor. Es necesario controlar este aumento de temperatura ya que si ésta ascendiese demasiado (25 - 30º) las levaduras comenzarían a morir deteniéndose el proceso fermentativo.

Otro producto resultante de la fermentación es el anhídrido carbónico (CO2) en estado gaseoso, lo que provoca el burbujeo, la ebullición y el aroma característico de una cuba de mosto en fermentación.

VARIEDAD DE NARANJAS EN PERU

Naranjas de las variedades Valencia, Washington Novel, New Hall, Novel Late y Lane Late. Mandarinas de la variedad Satsumas, algunos tipos de Clementinas, Murcott, Malvasio, Kara, Dancy, King, Pixie y algunos, híbridos como Fortunas y Novas; Tangelos, variedad Minneola Limas y Limones (Limón sutil y algo de Lima Tahití).

SACCHAROMYCES CEREVISIAE (LEVADURA)

Es un hongo unicelular, un tipo de levadura utilizado industrialmente en la fabricación de pan, cerveza y vino. El ciclo de vida de las levaduras alterna dos formas, una haploide y otra diploide. Ambas formas se reproducen de forma asexual por gemación. En condiciones muy determinadas la forma diploide es capaz de reproducirse sexualmente. En estos casos se produce la meiosis en

la

célula

formándose

un asca que

contiene

cuatro

ascosporas haploides. Por estas razones, S. cerevisiae se ha convertido en una importante herramienta a gran escala de análisis de genómica funcional, proporcionando un punto de partida para el análisis de organismos eucariotas más complejos. Al ser un organismo unicelular con una tasa de crecimiento rápida, la levadura se puede utilizar para los estudios de células que resultarían muy complicados o costosos en organismos multicelulares.

Las utilidades industriales más importantes de esta levadura son la producción de cerveza, pan y vino, gracias a su capacidad de generar dióxido

de carbono y etanol durante el proceso de fermentación. Básicamente este proceso se lleva a cabo cuando esta levadura se encuentra en un medio muy rico en azúcares (como la D-glucosa). En condiciones de escasez de nutrientes, la levadura utiliza otras rutas metabólicas que le permiten obtener un mayor rendimiento energético, y por tanto no realiza la fermentación.

AIRLOCK La misión de este dispositivo es la de permitir la salida del dióxido de carbono generado mientras que al mismo tiempo se evita la entrada de aire en el 'fermentador' y evitar así la contaminación del proceso (que oxidaría el alcohol etílico en ácido acético). El bloqueo de este aparato se hace mediante el empleo de agua introducida en unas ampolletas comunicadas, estas ampolletas permiten la salida del CO2 pero no la entrada del aire (O2). Este dispositivo puede encontrarse elaborado en vidrio o en plástico.

DESTILACIÓN La destilación es un proceso que consiste en la conversión de un líquido a vapor por ebullición (vaporización) y el enfriamiento de este vapor para retornar a estado líquido (condensación). La destilación es el método mas usado para la purificación o separación de líquidos. Puede usarse para la eliminación de impurezas poco volátiles y para la separación de varios líquidos volátiles (cuyos puntos de ebullición no sean muy próximos). El método se basa en los puntos de ebullición de los componentes que forman el líquido a purificar o separar.

4. PARTE EXPERIMENTAL

MATERIALES 

Envase de 5 L.



Colador.



1 globo.



3 Recipientes.



Exprimidor de naranjas.



Envases de 1L.



Alcoholímetro.

REACTIVOS 

7 kg de naranjaWashington novel



8 g de levadura.

PROCEDIMIENTO: Preparacion del airlock: 

Utilizamos el envase para taparlo con el globo , sete debe tener unos pequeños agujeros para que se de una buena fermentacion.

Preparacion de alcohol: 

Lavar la naranjas en un recipiente.



Cortar las naranjas y exprimirlas en otro recipiente para extraer todo el zumo de la naranja con mucha limpieza y orden.



Colar todo el zumo de naranja.



Introducimos el zumo de naranja al envase.



Preparar de 4 gramos de levadura, disuelta en agua tibia.



Introducimos la levadura preparada al envase, cerrar el envase con el globo para empezar con la fermentación.



Dejar fermentar por 4 días.



Una vez fermentado medir el grado del alcohol, siendo este 30% de alcohol.



Después pasamos a una destilación para comprobar el grado de alcohol.



Medimos el grado de alcohol de naranja utilizando el alcoholímetro obteniendo 30% de alcohol

5. RESULTADOS

A partir de 500 ml zumo de naranja fermentado se obtuvo 18 ml aproximadamente de alcohol etílico a 30% de concentración.

6. DISCUSION DE RESULTADOS

La concentración del alcohol a partir de la fermentación del zumo de naranjas es 30% a diferencia de la producción de etanol a partir de harina de yuca en un sistema de hidrólisis enzimática y fermentación simultánea que resulto 14.6%. Esta diferencia es por los diferentes compuestos que tiene tanto como la naranja y la yuca, y por el tipo de procedimiento que se realizó con la harina de yuca.

7. CONCLUSIONES

CONCLUSIONES GENERALES: 

Se obtuvo alcohol etílico a partir de jugo de naranja.

CONCLUSIONES ESPECÍFICAS: 

La fermentación tiene que ser anaeróbica ya que este proceso permite que el oxígeno no se oxide y así se realizara tranquilamente la reacción para la obtención de etanol.



Se obtuvo un modelo de fermentación sencilla para la obtención de etanol.



Se dio un valor agregado a la naranja en un proceso de trasformación a alcohol etílico



Realizar un modelo de destilación sencilla para la obtención de etanol.



Para 40mL de zumo de naranja se obtuvo 5mL de etanol a 40° de alcohol

8. SUGERENCIAS

Hay muchos derivados para la obtención del alcohol etílico mediante la fermentación, se puede hacer con el uso de sacarosa, glucosa o almidón. Muchas frutas, vegetales y tubérculos están constituidos por estos compuestos orgánicos, es por eso que hay tantas maneras de obtener alcohol sin perjudicar el medio ambiente. El alcohol también se puede obtener realizando el mismo procedimiento, pero en vez de naranjas se puede utilizar la papa.

9. BIBLIOGRAFIA



http://www.buenastareas.com/ensayos/Obtenci%C3%B3n-DelEtanol-a-Partir-De/243144.html



http://es.scribd.com/doc/98315450/obtencion-de-alcohol-etilico-apartir-de-ipomoea-batata



http://www.bdigital.unal.edu.co/23333/1/20191-91563-1-PB.pdf



http://ri.ues.edu.sv/4719/



http://www.acmor.org.mx/cuamweb/reportescongreso/2012/QuimicaB iologSalud/237.pdf

10. ANEXOS

el lavado de las naranjas

pesado de naranjas

extraccion del zumo de naranja

preparacion de solucion de la levaruda con agua tibia a 23°C

levadura lista para actuar con el zumo de naranja

almacenamiento de la levadura en el airlock

almacenamiento del zumo de naranja en el airlock

tapando el airlock para la fermentacion

realizacion de la fermentacion

obtencion del etanol

equipo destilador